การสลายตัวของเซลล์อัลตราโซนิก
Ultrasonication เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสลายโครงสร้างเซลล์ ดังนั้นเครื่องโซนิคเตอร์จึงถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเพื่อทําลายเซลล์เปิดสกัดโมเลกุลภายในเซลล์โปรตีนและออร์แกเนลล์สําหรับการวิจัยและวิเคราะห์ ในระดับอุตสาหกรรมการสลายตัวของอัลตราโซนิกและการสลายตัวใช้เพื่อแยกโมเลกุลจากโรงงานเซลล์หรือเพื่อส่งเสริมการย่อยชีวมวล
การสลายตัวของอัลตราโซนิกคืออะไร?
การสลายตัวของอัลตราโซนิกหรือที่เรียกว่าการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูงเพื่อทําลายผนังเซลล์และขัดขวางโครงสร้างโมเลกุลในตัวกลางที่เป็นของเหลว เทคนิคนี้มักใช้ในงานทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อวัตถุประสงค์หลายประการ:
การหยุดชะงักของเซลล์: การสลายตัวของอัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายในชีววิทยาของเซลล์และชีววิทยาโมเลกุลเพื่อทําลายเยื่อหุ้มเซลล์ปล่อยเนื้อหาของเซลล์เช่นโปรตีนกรดนิวคลีอิกและออร์แกเนลล์ สิ่งนี้มีประโยชน์สําหรับการสกัดส่วนประกอบภายในเซลล์เพื่อการวิเคราะห์หรือสําหรับการไลซิ่งเซลล์ในกระบวนการทางจุลชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ
- การทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน: ช่วยในการผสมส่วนประกอบในตัวอย่างอย่างสม่ําเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับของเหลวที่ผสมกันไม่ได้หรือเมื่อพยายามผสมผสานวัสดุอย่างสม่ําเสมอ
- การสกัดโปรตีน: ในชีววิทยา โปรตีโอมิกส์ วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต การวิเคราะห์โปรตีนเป็นงานที่พบได้บ่อยมาก ก่อนที่โปรตีนจะได้รับการวิเคราะห์ในการทดสอบจะต้องสกัดออกจากภายในเซลล์และแยกออก เครื่องโซนิคเตอร์เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสกัดโปรตีน
- การกระจายตัวของดีเอ็นเอ: DNA และ RNA เป็นกรดนิวคลีอิกประเภทต่างๆ ที่จัดเก็บและเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมในเซลล์ เมื่อวิเคราะห์ DNA และ RNA บางครั้งเส้นยาวจะต้องแยกส่วนซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถทําได้อย่างน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพโดยการ sonication
- การเตรียมตัวอย่าง: ในการวิจัยและการวิเคราะห์ การเตรียมตัวอย่างเป็นขั้นตอนทั่วไปก่อนเทคนิคการวิเคราะห์ต่างๆ การสลายตัวของอัลตราโซนิกสามารถช่วยละลายหรือกระจายตัวอย่าง ซึ่งอาจปรับปรุงความแม่นยําและความสามารถในการทําซ้ําของการวิเคราะห์
เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบ UP200St สําหรับการสลายตัวของเซลล์การหยุดชะงักของเซลล์และการสกัด
ข้อดีของการสลายตัวของอัลตราโซนิก
เหตุใดจึงใช้เครื่อง sonicator ชนิดโพรบสําหรับการสลายตัวการหยุดชะงักของเซลล์และการสกัดโมเลกุลและโปรตีนภายในเซลล์ เครื่องสะท้อนเสียงหรือเครื่องแยกอัลตราโซนิกมีข้อดีมากมายที่ทําให้การสะท้อนเสียงเป็นเทคโนโลยีที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการสลายตัวอื่น ๆ เช่นการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงดันสูงการกัดลูกหรือไมโครฟลูอิไดซ์
- ไม่ระบายความร้อน: การสลายตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีการที่ไม่ระบายความร้อนซึ่งหมายความว่าไม่ต้องใช้ความร้อนในการสลายวัสดุ นี่เป็นข้อได้เปรียบสําหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงอาจทําให้ตัวอย่างที่ไวต่อความร้อนลดลง
- แม่นยําและควบคุมได้: กระบวนการนี้สามารถควบคุมได้ด้วยความแม่นยําสูง ทําให้สามารถหยุดชะงัก การผสม หรือการลดขนาดอนุภาคได้
- รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ: อัลตราโซนิกโดยทั่วไปเป็นวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพทําให้เหมาะสําหรับการใช้งานที่มีปริมาณงานสูง
- ลดการใช้สารเคมี: ในหลายกรณีการสลายตัวของอัลตราโซนิกสามารถลดความจําเป็นในการใช้สารเคมีที่รุนแรงหรือตัวทําละลายอินทรีย์ซึ่งสามารถเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนของสารเคมี
- ไม่มีสื่อมิลลิ่งไม่มีหัวฉีด: เทคนิคการสลายตัวทางเลือก เช่น การกัดลูก/ลูกปัดหรือโฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงมีข้อเสีย การกัดลูก/ลูกปัดจําเป็นต้องใช้สื่อการกัด (ลูกปัดหรือไข่มุก) ซึ่งต้องแยกและทําความสะอาดอย่างลําบาก โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงมีหัวฉีดที่มีแนวโน้มที่จะอุดตัน ในทางตรงกันข้ามโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกใช้งานง่ายมีความน่าเชื่อถือสูงและทนทานต้องการการบํารุงรักษาเพียงเล็กน้อย
- ความเก่งกาจ: สามารถนําไปใช้กับวัสดุได้หลากหลาย รวมถึงแบคทีเรีย เซลล์พืช เนื้อเยื่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สาหร่าย เชื้อรา ฯลฯ ทําให้เป็นเทคนิคที่หลากหลายในด้านต่างๆ
ความสามารถในการปรับขนาด: เทคนิคอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดสําหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมทําให้เหมาะสําหรับทั้งการใช้งานในห้องปฏิบัติการและการผลิตขนาดใหญ่
หลักการทํางานของการสลายตัวของอัลตราโซนิกและการหยุดชะงักของเซลล์
อัลตราโซนิกสร้างคลื่นแรงดันสูงและความดันต่ําสลับกันในของเหลวที่สัมผัส ในช่วงรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกจะสร้างฟองสูญญากาศขนาดเล็กในของเหลวที่ยุบตัวลงอย่างรุนแรงในระหว่างรอบความดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโพรงอากาศ การระเบิดของฟองอากาศทําให้เกิดแรงเฉือนอุทกพลศาสตร์ที่แข็งแกร่งซึ่งทําให้เกิดการ sonoporation ครั้งแรกและการหยุดชะงักของโครงสร้างเซลล์อย่างมีประสิทธิภาพ โมเลกุลภายในเซลล์และออร์แกเนลล์จะถูกปล่อยเข้าสู่ตัวทําละลายอย่างสมบูรณ์
การสลายตัวของโครงสร้างเซลล์อัลตราโซนิก
แรงเฉือนสามารถสลายตัวของเส้นใยเซลลูโลสเป็นอนุภาคละเอียดและทําลายผนังของโครงสร้างเซลล์ สิ่งนี้จะปล่อยวัสดุภายในเซลล์มากขึ้น เช่น แป้งหรือน้ําตาลลงในของเหลว นอกจากนั้น วัสดุผนังเซลล์ยังถูกแตกออกเป็นเศษเล็กเศษน้อย
เอฟเฟกต์นี้สามารถใช้สําหรับการหมักการย่อยอาหารและกระบวนการแปลงอื่น ๆ ของอินทรียวัตถุ หลังจากการกัดและบดอัลตราโซนิกจะทําให้วัสดุภายในเซลล์มากขึ้นเช่นแป้งและเศษผนังเซลล์ที่มีให้สําหรับเอนไซม์ที่เปลี่ยนแป้งเป็นน้ําตาล นอกจากนี้ยังเพิ่มพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับเอนไซม์ในระหว่างการทําให้เป็นของเหลวหรือการทําให้เป็นน้ําตาล โดยทั่วไปแล้วสิ่งนี้จะเพิ่มความเร็วและผลผลิตของการหมักยีสต์และกระบวนการแปลงอื่นๆ เช่น เพื่อเพิ่มการผลิตเอทานอลจากชีวมวล
ใช้การสลายตัวของอัลตราโซนิก – เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในทุกขนาด
เครื่องสะท้อนเสียง Hielscher มีให้เลือกด้วยอัตราพลังงานและความสามารถในการประมวลผลที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะต้องการ sonicate ตัวอย่างทางชีวภาพขนาดเล็กตั้งแต่ไม่กี่ไมโครลิตรถึงไม่กี่ลิตรหรือต้องการประมวลผลเซลล์ขนาดใหญ่หรือกระแสชีวมวลสําหรับการผลิต Hielscher Ultrasonics จะนําเสนอเครื่องแยกอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานทางชีวภาพของคุณ
- เครื่องชั่งในห้องปฏิบัติการสําหรับ 1 มล. ถึงประมาณ 5 ลิตร เช่น UP400St พร้อม sonotrode 22 มม.
- สเกลแบบตั้งโต๊ะที่ประมาณ 0.1 ถึง 20 ลิตร/นาที เช่น UIP1000hdT พร้อม sonotrode และ flowcell ขนาด 34 มม.
- ขนาดการผลิตเริ่มต้นที่ 20 ลิตร/นาที เช่น UIP4000hdT หรือ UIP16000hdT
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้เกี่ยวกับความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกขนาดห้องปฏิบัติการของเรา:
| อุปกรณ์ที่แนะนํา | ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล |
|---|---|---|
| UIP400MTP เครื่องโซนิคเตอร์แผ่น 96 หลุม | แผ่นมัลติเวล / ไมโครไทเตอร์ | ไม่ |
| อัลตราโซนิก CupHorn | CupHorn สําหรับขวดหรือบีกเกอร์ | ไม่ |
| จีดีมินิ 2 | เครื่องปฏิกรณ์ไมโครโฟลว์อัลตราโซนิก | ไม่ |
| ไวอัลทวีตเตอร์ | 0.5 ถึง 1.5 มล. | ไม่ |
| UP100H | 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที |
| UP200 ฮิต, UP200 เซนต์ | 10 ถึง 1000 มล. | 20 ถึง 200 มล. / นาที |
| UP400ST | 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที |
| เครื่องปั่นตะแกรงอัลตราโซนิก | ไม่ | ไม่ |
โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างหากคุณต้องการรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกเพื่อวัตถุประสงค์ในการสลายตัวของเซลล์ เรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณ
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 200 มล. ถึง 5 ลิตร | 0.05 ถึง 1L / นาที | UIP500hdT |
| 1 ถึง 10L | 0.1 ถึง 2L / นาที | ยูไอพี 1000hdT |
| 5 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT | ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
UP400ST โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก สําหรับการละลายเซลล์ การสลายตัวและการสกัดโปรตีน
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
อัลตราโซนิก CupHorn สําหรับการ sonication ที่เข้มข้นของหลอดปิดและขวดสําหรับการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของตัวอย่างที่ปราศจากเชื้อ
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม