Teknologjia e ultrazërit Hielscher

Lizëzimi i zërit: Prishje e qelizave & ekstraktim

Dezintegrimi i qelizave ose liza është një pjesë e zakonshme e përgatitjes së mostrës ditore në laboratorët e bioteknologjisë. Qëllimi i lizës është që të prishin pjesët e murit të qelizave ose qelizën e plotë për të nxjerrë molekulat biologjike. I ashtuquajturi lizë mund të konsistojë në p.sh. plazmid, teste receptori, proteina, ADN, ARN etj. Hapat e mëposhtëm të lizës janë fraksionimi, izolimi i organeve dhe / ose nxjerrja dhe pastrimi i proteinave. Materiali i nxjerrë (= lysate) duhet të ndahet dhe i nënshtrohet hetimeve të mëtejshme ose aplikimeve, p.sh. për hulumtimin proteomik. Homogenizuesit tejzanor janë një mjet i zakonshëm për lizën e suksesshme të qelizave. Ndërsa intensiteti tejzanor mund të nivelohet duke përshtatur parametrat e procesit, intensiteti optimal i zërit nga shumë i butë në shumë të vështirë mund të vendoset individualisht për secilën substancë dhe të mesme për të përmbushur kërkesat specifike të aplikimit.

Struktura e qelizave

Qelizat janë të mbrojtura nga një membranë plazmës gjysmë-depërtuese e cila konsiston në një dystojës fosfo-lipid (gjithashtu dyfishtë proteinik-lipidik, të formuar nga lipidet hidrofobike dhe molekulat fosforike hidrofilike me molekulat e proteinave të ngulitura) dhe krijon një barrierë ndërmjet qelizave të brendshme (citoplazmës) mjedisi ekstracelular. Qelizat bimore dhe qelizat prokariotike janë të rrethuar nga një mur qelizor. Për shkak të shtresave të shumta të qelizave të trasha qelizore të celulozës, qelizat e bimëve janë më të vështira për t'u lyer se qelizat e kafshëve. Brendësia e qelizës, si organelet, bërthama, mitochondrion, stabilizohet nga citoskeleti.
Duke lizur qelizat, ka për qëllim nxjerrjen dhe ndarjen e organeleve, proteinave, ADN-së, mRNA-së ose biomolekulave të tjera.

Sonication zakonisht përdoret për përgatitjen e mostrës të lëndës qelizore.

Figura 1: Ekstraktimi tejzanor nga qelizat: seksionet transversale mikroskopike (TS) të rrjedhin apikal të nenexhikut (Mentha piperita) tregojnë mekanizmin e veprimeve gjatë ekstraktimit tejzanor nga qelizat (zmadhimi 2000x) [burimi: Vilkhu et al. 2011]

metodat

Ka disa metoda për lysatimin e qelizave, të cilat mund të ndahen në metoda mekanike dhe kimike, të cilat përfshijnë përdorimin e detergjenteve ose tretësve, aplikimin e presionit të lartë, ose përdorimin e një mulli me rruaza ose të një shtypi francez. Disavantazhi më problematik i këtyre metodave është kontrolli i vështirë dhe rregullimi i parametrave të procesit dhe në këtë mënyrë ndikimi.
Disavantazhet kryesore të metodave të zakonshme të lizës:

Teknika të ndryshme të lizës

Tabela: Metodat konvencionale të lizës së qelizave kanë disavantazhe të mëdha

Në të kundërt, sonication është një mjet shumë efikas dhe i besueshëm për shpërbërjen e qelizave që lejon një kontroll të plotë mbi parametrat e sonication. Kjo siguron një selektivitet të lartë në lëshimin e materialeve dhe pastërtinë e produktit. [Balasundaram et al. 2009] isshtë i përshtatshëm për të gjitha llojet e qelizave dhe lehtësisht i zbatueshëm në shkallë të vogël dhe të madhe. Ultrasonicators janë të lehtë për t'u pastruar. Një homogjenizues tejzanor përmban gjithmonë funksionin e pastër në vend (CIP) dhe sterilizimin në vend (SIP). Sonotrode konsiston në një brirë masiv të titanit i cili mund të fshihet ose të shpërndahet në ujë ose tretës (në varësi të mediumit të punës). Mirëmbajtja e ultrasonicators është për shkak të qëndrueshmërisë së tyre pothuajse të papërfillshme.

lizë

Liza është një proces i ndjeshëm. Gjatë lizës, mbrojtja e membranës qelizore shkatërrohet, megjithatë duhet të parandalohen inaktivizimi, denaturacioni dhe degradimi i proteinave të nxjerra nga një ambient jofiziologjik (devijimi nga vlera e pH-së). Prandaj, në përgjithësi, liza kryhet në një zgjidhje tampon. Shumica e vështirësive lindin nga çrregullimet e pakontrolluara të qelizave që rezultojnë në një çlirim të pa qëlluar të të gjithë materialit intracelular ose / dhe denaturimit të produktit të synuar.

Liza qelizore tejzanor mund të përdoret për përgatitjen e mostrës në laborator dhe për prodhimin e volumeve të mëdha. Kliko per te zmadhuar!

Figura 1: 200 watts homogjenizues i fuqishëm tejzanor UP200Ht me kontroll dixhital dhe regjistrim automatik të të dhënave për lizë qelizore të besueshme dhe të riprodhueshme.

Lizë tejzanor

Në përgjithësi, liza e mostrave në laborator do të zgjasë 15 sekonda dhe 2 minuta. Meqë intensiteti i sonikimit është shumë i lehtë për t'u përshtatur me amplitudë duke vendosur një kohë sonication si dhe duke zgjedhur pajisjet e duhura, është e mundur të prishin membranat qelizore shumë të butë ose shumë të papritur, varësisht nga struktura e qelizave dhe me qëllim të lizës ( p.sh. nxjerrja e ADN-së kërkon zhurmë të butë, ekstraktimi i plotë i proteinave të baktereve kërkon një trajtim më intensiv me ultratinguj). Temperatura gjatë procesit mund të monitorohet nga një sensor i integruar i temperaturës dhe mund të kontrollohet lehtësisht nga ftohja (vaska e akullit ose qelizat e rrjedhjes me xhaketa ftohëse) ose nga sonikimi në mënyrë të pulsuar. Gjatë sonikimit me impulse, ciklet e zhurmës së shkurtër të zërit me kohëzgjatje prej 1-15 sekondash lejojnë shpërndarjen e nxehtësisë dhe ftohjen gjatë periudhave më të gjata të ndërprerjes.
Të gjitha proceset e shtyrë nga ultratingulli janë krejtësisht të riprodhueshme dhe linearisht të shkallëzueshme.

Homogjenizator tejzanor VialTweeter për përgatitjen e njëkohshme të mostrës deri në 10 tuba provë. (Kliko per te zmadhuar!)

Pajisja tejzanor VialTweeter lejon për përgatitjen e mostrës së njëkohshme deri në 10 shishka nën të njëjtat kushte procesi.

Homogjenizues tejzanor

Llojet e ndryshme të Pajisje tejzanor lejojnë përputhjen e qëllimit të përgatitjes së mostrës dhe sigurojnë mirëdashjen e përdorimit dhe komoditetin e operimit. Ultrasonicators të tipit të sondës janë pajisjet më të zakonshme në laborator. Ato janë më të përshtatshme për përgatitjen e mostrave të vogla dhe të mesme me volum prej 0.1mL deri në 1000mL. Madhësitë e ndryshme të energjisë dhe sonotrodes lejojnë të përshtaten ultrasonicator me vëllimin e mostrës dhe anijes për rezultatet më efektive dhe efikase sonicating. Pajisja e sondës së ultrazërit është zgjidhja më e mirë kur duhet të përgatiten mostrat e vetme.

Nëse duhet të përgatiten më shumë mostra, p.sh. 8 shishe qelqi, pajisje të tilla si VialTweeter ose një kupolë tejzanor janë homogjenizuesi më i përshtatshëm për lizë. Disa fiale janë sonicated në të njëjtën kohë, në të njëjtën intensitet. Kjo nuk kursen kohë vetëm, por siguron gjithashtu trajtimin e njëjtë të të gjitha mostrave, gjë që i bën rezultatet midis mostrave të besueshme dhe të krahasueshme. Për më tepër, ndotja e kryqëzuar me zhytjen e sonotrofës ultrasonike (e njohur edhe si sonda tejzanor, bri, vrima ose gishti) shmanget. Meqenëse shishet përdoren, humbja e kohës dhe pastrimi i mostrës për shkak të dekantimit të anijeve nuk hiqen.
Për vëllime më të larta, p.sh. për prodhimin komercial të ekstrakteve qelizore, sistemet e vazhdueshme tejzanor me një reaktor të qelizës së rrjedhës janë më të përshtatshme. Rrjedha e vazhdueshme dhe e njëjtë e materialit të përpunuar siguron një sonikim të njëtrajtshëm. Të gjithë parametrat e procesit të shpërbërjes tejzanor mund të optimizohen dhe përshtaten me kërkesat e aplikimit dhe materialit të veçantë qelizor.

Procedurë shembullore për lizimin tejzanor të qelizave bakteriale:

  • Përgatitja e pezullimit të qelizës: Fletët qelizore duhet të pezullohen tërësisht në një zgjidhje tampon duke homogjenizuar (zgjidhni zgjidhjen tuaj tamponore të pajtueshme me analizat e mëposhtme, p.sh. metodën e kromatografisë specifike). Shto lizozime dhe / ose aditivë të tjerë, nëse është e nevojshme (ato duhet të jenë gjithashtu në përputhje me mjetet e ndarjes / pastrimit). Përzierje / homogjenizojeni butësisht nën sonication butë deri sa të arrihet pezullimi i plotë.
  • Liza ultratinguj: Vendosni mostrën në një banjë akulli. Për ndërprerjen e qelizave, pezulloni pezullimin në breshëri 60-90 sekondë (duke përdorur mënyrën tuaj të pulsimit të ultrasonicator).
  • Ndarja: Centrifugoni lizën (p.sh. 10 minuta në 10,000 xg në 4degC). Ndani supernatanin nga qeliza qelizore me kujdes. Supernatanti është lysat qelizore totale. Pas filtrimit të supernatantit, ju merrni një lëng qartësues të proteinës qelizore të tretshme.

Aplikacionet më të zakonshme për ultrasonicators në biologji dhe bioteknologjia janë:

  • Përgatitja e ekstraktit qelizor
  • përçarje e maja, bakteret, qelizat bimore, të butë & ind i qelizave të rënda, materiali nukleik
  • Ekstraktimi i proteinave
  • Pergatitja dhe izolimi i enzimeve
  • Prodhimi i antigjeneve
  • Nxjerrjen e ADN-së dhe / ose fragmentimin në shënjestër
  • Pergatitja e liposomes
Homogenizuesit me ultratinguj me fuqi të lartë si UIP1000hd përdoren për ndërprerjen dhe nxjerrjen e qelizave në regjim grumbull ose rrjedhje të vazhdueshme. (Kliko per te zmadhuar!)

Sistemet tejzanor benchtop të tilla si UIP1000hd (1kW) mund të përpunojë vëllime më të mëdha të materialit biologjik.

Zbatimet e shumëfishta të degëve të ultrazërit në sektorët e bioteknologjisë, bioinxhinierisë, mikrobiologjisë, biologjisë molekulare, biokimisë, imunologjisë, bakteriologjisë, virologjisë, proteomikës, gjenetikës, fiziologjisë, biologjisë qelizore, hematologjisë dhe botanikës.

Për vlerësimin dhe optimizimin e aplikacioneve të klientëve, Hielscher Ultrasonics ofron një pajisje të pajisur plotësisht Laboratori i proceseve tejzanor. Ju lutemi të na kontaktoni për informacione të mëtejshme!

Letërsi / Referencat

  • Balasundaram, B .; Harrison, S .; Bracewell, DG (2009): Përparime në strategjitë e lëshimit të produktit dhe ndikimi në hartimin e bioprocesionit. Trendet në Bioteknologji 27/8, 2009. f. 477-485.
  • Vilkhu, K .; Manasseh, R .; Mawson, R .; Ashokkumar, M. (2011): Rimëkëmbja tejzanor dhe modifikimi i përbërësve të ushqimit. Në: Feng / Barbosa-Cánovas / Weiss (2011): Teknologji me ultratinguj për Ushqim dhe Bioprocessing. New York: Springer, 2011. f. 345-368.

Na kontaktoni / kërkoni më shumë informacion

Bisedoni me ne në lidhje me kërkesat tuaja të përpunimit. Ne do të rekomandojë më të përshtatshme instalimit dhe përpunimit parametrat për projektin tuaj.





Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.