Dezintegrimi i qelizave me ultratinguj

Trajtimi me ultratinguj është një mënyrë efektive për dezintegrimin e strukturave qelizore. Prandaj, sonikatorët përdoren gjerësisht në laboratorë për të çarë qelizat dhe për të nxjerrë molekula brendaqelizore, proteina dhe organele për kërkim dhe analizë. Në shkallë industriale, dezintegrimi dhe liza me ultratinguj përdoren për të izoluar molekula nga fabrikat qelizore ose për të nxitur tretjen e biomasës.

Çfarë është dezintegrimi me ultratinguj?

Dezintegrimi me ultratinguj, i njohur edhe si homogjenizim me ultratinguj, është një proces që përdor valë ultrasonike me intensitet të lartë dhe frekuencë të ulët për të shpërbërë muret qelizore dhe për të prishur strukturat molekulare në një mjedis të lëngshëm. Kjo teknikë përdoret zakonisht në zbatime të ndryshme shkencore dhe industriale për disa qëllime:

Shkatërrimi i qelizave: Dezintegrimi me ultratinguj përdoret gjerësisht në biologjinë qelizore dhe biologjinë molekulare për të çarë membranat qelizore, duke çliruar përmbajtjen qelizore, si proteinat, acidet nukleike dhe organelet. Kjo është e dobishme për nxjerrjen e përbërësve brendaqelizorë për analizë ose për lizën e qelizave në proceset e mikrobiologjisë dhe bioteknologjisë.

• Homogjenizimi: Ai ndihmon në përzierjen e njëtrajtshme të përbërësve në një mostër, veçanërisht kur punohet me lëngje që nuk përzihen me njëri-tjetrin ose kur synohet të arrihet një përzierje e njëtrajtshme materialesh.
• Ekstraktimi i proteinave: Në biologji dhe në proteomikë si shkencë e jetës, analiza e proteinave është një detyrë shumë e zakonshme. Përpara se proteinat të mund të analizohen në prova analitike, ato duhet të nxirren nga brendësia e qelizës dhe të izolohen. Sonikatorët janë metoda më e përdorur për ekstraktimin e proteinave.
• Fragmentimi i DNA-së: DNA-ja dhe RNA-ja janë lloje të dallueshme acidesh nukleike që ruajnë dhe kodojnë informacionin gjenetik në qeliza. Kur analizohen DNA-ja dhe RNA-ja, vargjet e gjata ndonjëherë duhet të fragmentohen, një proces që mund të kryhet me besueshmëri dhe efikasitet përmes sonikimit.
• Përgatitja e mostrave: Në kërkim dhe analizë, përgatitja e mostrave është një procedurë e zakonshme përpara përdorimit të teknikave të ndryshme analitike. Dezintegrimi me ultratinguj mund të ndihmojë në tretjen ose dispergimin e mostrave, gjë që mund të përmirësojë saktësinë dhe riprodhueshmërinë e analizave.

Përparësitë e dezintegrimit me ultratinguj

Pse të përdoret një sonikator me sondë për dezintegrimin, shkatërrimin e qelizave dhe ekstraktimin e molekulave brendaqelizore dhe proteinave? Një sonikator ose dezintegrues me ultratinguj ofron përparësi të shumta që e bëjnë sonikimin teknologjinë superiore në krahasim me metoda të tjera dezintegrimi, si homogjenizimi me presion të lartë, bluarja me sfera ose mikrofluidizimi.

• Jotermik: Dezintegrimi me ultratinguj është një metodë jotermike, që do të thotë se nuk mbështetet te nxehtësia për të shpërbërë materialet. Kjo është e favorshme për zbatime ku temperaturat e larta mund të degradojnë mostrat e ndjeshme ndaj nxehtësisë.
• I saktë dhe i kontrolluar: Procesi mund të kontrollohet me saktësi të lartë, duke mundësuar shkatërrim, përzierje ose zvogëlim të madhësisë së grimcave sipas kërkesave specifike.
• I shpejtë dhe efikas: Trajtimi me ultratinguj është përgjithësisht një metodë e shpejtë dhe efikase, gjë që e bën të përshtatshëm për zbatime me kapacitet të lartë përpunimi të mostrave.
• Përdorim i reduktuar i kimikateve: Në shumë raste, dezintegrimi me ultratinguj mund të zvogëlojë nevojën për kimikate agresive ose tretës organikë, gjë që mund të jetë e favorshme për mjedisin dhe të ulë rrezikun e ndotjes kimike.
• Pa trupa bluarës, pa gryka: Teknikat alternative të dezintegrimit, si bluarja me sfera/rruaza ose homogjenizuesit me presion të lartë, kanë mangësi. Bluarja me sfera/rruaza kërkon përdorimin e trupave bluarës (rruaza ose perla), të cilët duhet të ndahen dhe pastrohen me shumë mund. Homogjenizuesit me presion të lartë kanë gryka që janë të prirura të bllokohen. Në të kundërt, homogjenizuesit me ultratinguj janë të lehtë për t’u përdorur, shumë të besueshëm dhe të qëndrueshëm, duke kërkuar shumë pak mirëmbajtje.
• Shumëanshmëria: Mund të zbatohet për një gamë të gjerë materialesh, përfshirë bakteret, qelizat bimore, indet e gjitarëve, algat, kërpudhat etj., gjë që e bën një teknikë të gjithanshme në fusha të ndryshme.
  Mundësia e rritjes së shkallës: Teknika me ultratinguj mund të zmadhohet në shkallë për proceset industriale, gjë që e bën të përshtatshme si për zbatime laboratorike, ashtu edhe për prodhim në shkallë të gjerë.

Parimi i funksionimit të dezintegrimit me ultratinguj dhe shkatërrimit të qelizave

Trajtimi me ultratinguj gjeneron valë të alternuara me presion të lartë dhe të ulët në lëngun e ekspozuar. Gjatë ciklit me presion të ulët, valët ultrasonike krijojnë flluska të vogla vakumi në lëng, të cilat shemben vrullshëm gjatë një cikli me presion të lartë. Ky fenomen quhet kavitacion. Implozioni i flluskës së kavitacionit shkakton forca të fuqishme hidrodinamike prerëse, të cilat fillimisht shkaktojnë sonoporacion dhe më pas shkatërrimin efikas të strukturave qelizore. Molekulat brendaqelizore dhe organelet çlirohen plotësisht në tretës.

Dezintegrimi i strukturave qelizore me ultratinguj

Forcat prerëse mund ta dezintegrojnë materialin fibroz e celulozik në grimca të imëta dhe të çajnë muret e strukturës qelizore. Kjo çliron më shumë material brendaqelizor, si niseshte ose sheqer, në lëng. Përveç kësaj, materiali i murit qelizor copëtohet në mbetje të vogla.

Ky efekt mund të përdoret për fermentimin, tretjen dhe procese të tjera të shndërrimit të lëndës organike. Pas bluarjes dhe grimcimit, trajtimi me ultratinguj vë më shumë material brendaqelizor, p.sh. niseshte, si dhe mbetje të murit qelizor, në dispozicion të enzimave që e shndërrojnë niseshtenë në sheqerna. Ai rrit gjithashtu sipërfaqen e ekspozuar ndaj enzimave gjatë lëngëzimit ose sakarifikimit. Kjo zakonisht rrit shpejtësinë dhe rendimentin e fermentimit me maja dhe të proceseve të tjera të shndërrimit, p.sh. për të shtuar prodhimin e etanolit nga biomasa.

Përdorni dezintegrimin me ultratinguj – me besueshmëri dhe efikasitet në çdo shkallë

Sonikatorët Hielscher janë të disponueshëm me fuqi nominale dhe kapacitete përpunimi të ndryshme. Pavarësisht nëse dëshironi të sonikoni mostra të vogla biologjike nga disa mikrolitra deri në disa litra apo keni nevojë të përpunoni rryma të mëdha qelizash ose biomase për prodhim, Hielscher Ultrasonics do t’ju ofrojë dezintegruesin me ultratinguj më të përshtatshëm për zbatimin tuaj biologjik.

• shkallë laboratorike për 1mL deri në afërsisht 5L, p.sh. UP400St me sonotrodë 22mm
• shkallë pajisjesh për tavolinë pune, me prurje afërsisht 0,1 deri në 20L/min, p.sh. UIP1000hdT me sonotrodë 34mm dhe qelizë rrjedhjeje
• shkallë prodhimi duke filluar nga 20L/min, p.sh. UIP4000hdT ose UIP16000hdT

Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë laboratorikë:

Ju lutemi përdorni formularin më poshtë nëse dëshironi të merrni më shumë informacion lidhur me përdorimin e pajisjeve me ultratinguj për dezintegrimin e qelizave. Do të jemi të lumtur t’ju ndihmojmë.

Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë industrialë:

Literatura / Referencat

• Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
• Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
• Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
• Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.