Hielscher Ultrason Teknolojisi

Sonication Lysis: Hücre Bozulması & ekstraksiyon

Hücre parçalanması ya da parçalanması, biyoteknoloji laboratuarlarında günlük numune hazırlama işleminin yaygın bir parçasıdır. Liziz hedefi, biyolojik molekülleri serbest bırakmak için hücre duvarının veya tam hücrenin parçalarını bozmaktır. Sözü edilen lizat, örneğin plazmid, reseptör tahlilleri, proteinler, DNA, RNA vs.'den oluşabilir. Lizizden sonraki aşamalar, fraksiyonasyon, organel izolasyon veya protein ekstraksiyonu ve saflaştırmasıdır. Çıkarılan materyal (= lizat) ayrılmalıdır ve örneğin proteomik araştırmalar için daha fazla araştırmaya veya uygulamaya tabidir. Ultrasonik homojenleştiriciler, başarılı hücre lizizi için yaygın bir araçtır. Ultrasonik yoğunluk, proses parametrelerinin ayarlanmasıyla düzleştirilebileceğinden, çok yumuşaktan çok sert olana kadar en uygun sonikasyon yoğunluğu, her bir madde ve ortam için spesifik uygulama gereksinimini karşılayacak şekilde ayrı ayrı ayarlanabilir.

Hücre Yapısı

Hücreler, bir fosfo-lipid iki katmanının (Aynı zamanda Protein-lipit çift katmanı hidrofobik lipidler ve gömülü protein molekülleri ile hidrofilik fosfor moleküllerinin oluşturduğu) 'de oluşan bir yarı geçirgen bir plazma membranı ile korunur ve hücre iç kısımları arasında bir set (sitoplazma) oluşturur ve Hücre dışı ortam. Bitki hücreleri ve prokaryotik hücreler hücre duvarı ile çevrilidir. Nedeniyle çok katmanlı selüloz kalın hücre duvarı, bitki hücreleri, hayvan hücreleri daha parçalanır zordur. bu organelleri, çekirdek, mitokondri gibi hücre iç, hücre iskeleti tarafından stabilize edilir.
hücrelerin parçalanması ile, bu ayıklanması ve organeller, proteinler, DNA, mRNA veya başka biyomoleküllerin ayırma amaçlanmıştır.

Sonication genellikle hücre maddesinin örnek hazırlanması için kullanılır.

Şekil 1:. Hücrelerinden Ultrasonik ekstre: Vilkhu et al nane (Mentha piperita) apikal sapının mikroskopik enine kesit (TS) hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon (büyütme 2000x) [kaynağı sırasında işlemlerden mekanizmasını göstermektedir. 2011]

Yöntemler

deterjanlar veya çözücülerin kullanımı, yüksek basınç uygulaması veya bir bilyalı değirmen veya bir Fransız pres kullanılmasını içerir, mekanik ve kimyasal yöntemler, ayrılabilir hücreleri, lizata için birkaç yöntem vardır. Bu yöntemlerin en sorunlu dezavantajı zor bir şekilde kontrol ve işlem parametrelerinin ayarlanması ve bu şekilde etkisidir.
Ortak parçalama yöntemleri temel dezavantajları:

Farklı parçalama teknikleri

Tablo: hücre lizizi ile ilgili bilinen metotlar önemli dezavantajları vardır

Aksine, sonikasyon sonication parametreleri üzerinde tam bir kontrole olanak tanır hücre dağılma için çok verimli ve güvenilir bir araçtır. Bu malzemeler serbest bırakılması ve ürün saflığı üzerinde yüksek seçiciliğe sağlamaktadır. [Balasundaram ve diğ. 2009] Tüm hücre türlerine uygun ve küçük ve büyük ölçekli olarak kolayca uygulanabilir. Ultrasonicators temizlenmesi kolaydır. Bir ultrasonik homojenleştirici her zaman temiz yerinde (CIP) ve sterilize yerinde (SIP) işlevi bulunmaktadır. sonotrot silinebilir veya (çalışma ortamına bağlı olarak), su ya da çözücü içinde çalkalanabilir büyük titanyum boynuz oluşur. ultrasonicators bakımı neredeyse ihmal edilebilir sağlamlıkları kaynaklanmaktadır.

lizis

Liziz hassas bir işlemdir. liziz sırasında hücre zarının koruması, fizyolojik olmayan bir ortamda (pH değerden sapma) ile ekstre edilmiş proteinlerin ancak inaktivasyonu, denatürasyon ve ayrışma önlenmelidir, yok edilir. Bu nedenle, genel liziz bir tampon çözeltisi içinde gerçekleştirilmektedir. Çoğu zorluklar tüm hücre içi materyal ve / veya hedef ürünün denatürasyon bir hedefsiz salınımı ile sonuçlanan kontrolsüz hücre bozulma nedeniyle ortaya.

Ultrasonik hücre parçalama laboratuarda örnek hazırlama için ve büyük hacimlerde üretimi için de kullanılabilir. Büyütmek için tıklayın!

Şekil 1:. 200 watt güçlü ultrasonik homojenleştirici UP200Ht güvenilir ve yeniden üretilebilir bir hücre lizizi dijital kontrolü ve otomatik veri kaydı ile.

ultrasonik liziz

Genel olarak, laboratuardaki örneklerin parçalanması 15 saniye ila 2 dakika arasında sürecektir. Sonikasyon yoğunluğunun genleşme ayarının yanı sıra doğru ekipmanın seçilmesi ile ayarlanması çok kolay olduğundan, hücre yapısına ve parçalanma amacına bağlı olarak hücre zarlarını çok yavaş veya çok aniden kesmek mümkündür ( Örneğin, DNA ekstraksiyonu daha yumuşak bir sonikasyon gerektirir, tam protein ekstraksiyonu, daha yoğun bir ultrason tedavisi gerektirir). İşlem sırasındaki sıcaklık, entegre bir sıcaklık sensörü ile izlenebilmekte ve soğutma (buzdolabı veya soğutma ceketli akış hücreleri) veya darbeli modda sonikasyon ile kolayca kontrol edilebilmektedir. Darbeli mod sonication sırasında, 1-15 saniye süreli kısa sonikasyon patlama döngüleri, daha uzun aralıklı dönemlerde ısı yayılımına ve soğutmaya izin verir.
Tüm ultrason güdümlü süreçleri tamamen tekrarlanabilir ve doğrusal olarak büyütülebilir.

10 kadar test tüpleri eş zamanlı numune hazırlama için ultrasonik homojenleştirici VialTweeter. (Büyütmek için tıklayın!)

ultrasonik cihaz VialTweeter aynı işlem koşulları altında 10 tüplük bir eş zamanlı numune hazırlanmasına izin verir.

ultrasonik homojenizatörlerin

çeşitli türleri Ultrasonik Cihazlar Numune hazırlama hedefi eşleşen izin ve kullanıcı dostu ve operasyon konfor sağlamak için. Sonda tipi ultrasonicators laboratuarda en sık cihazlardır. Onlar 1000ml kadar 0.1ml hacimleri ile küçük ve orta boy örneklerinin hazırlanması için en uygun olanlardır. Farklı güç boyutları ve sonotrodlar numune hacminin en etkili ve verimli bir sonikasyon sonuçlar için tekneye ultrasonikatör uyum sağlamasına olanak tanır. Tek örnekler hazırlanacak olduğunda ultrason prob cihazı en iyi seçimdir.

Daha fazla numune hazırlanacaksa, örneğin 8 şişe hücresi çözeltisi varsa, VialTweeter veya ultrasonik cuphorn gibi cihazlar, liziz için en uygun homojenleştiricidir. Aynı flakonda aynı zamanda birkaç şişe sonike edilir. Bu sadece zaman tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda numunelerin sonuçlarını güvenilir ve karşılaştırılabilir hale getiren tüm örneklerin aynı şekilde işlenmesini sağlar. Ayrıca, ultrasonik sonotrodu (ultrasonik prob, korna, uç veya parmak olarak da bilinir) batırılarak çapraz kontaminasyondan kaçınılır. Flakonlar kullanıldığı için, damarların boşaltılması nedeniyle zaman alıcı temizlik ve numune kaybı ihmal edilir.
Daha yüksek miktarlar için, örneğin, hücre ekstraktlarının, ticari üretim için, bir akış hücresi reaktörünün sürekli ultrasonik sistemler çok uygundur. işlenmiş malzemenin sürekli ve eşit akış daha sonikasyon temin eder. Ultrasonik ayrışma işleminin tüm parametreleri optimize ve uygulamaya ve özel hücre malzemenin gerekliliklerine ayarlanabilir.

Bakteriyel hücrelerin ultrasonik parçalanması için örnek prosedür:

  • Hücre süspansiyonunun hazırlanması: Hücre topakları tamamen (aşağıdaki analiz, örneğin, belirli bir kromatografi yöntemi ile uyumlu için tampon çözeltisi tercih) solüsyonuna bir tampon çözeltisi içinde süspansiyon haline getirilmesi gerekir. Gerekirse lysozymes ve / veya başka katkı maddeleri ekleme, (bunlar ayırma / arıtma araçları ile de uyumlu olması gerekir). / Karıştırın komple süspansiyon elde edilene kadar hafif sonikasyon altında yavaşça çözelti homojenleştirin.
  • Ultrasonik lizis: Bir buz banyosu içinde örnek yerleştirin. Hücre bölündükten için, (sizin ultrasonikatör nabzı modunu kullanarak) 60-90 saniye patlamaları de süspansiyon sonikasyon.
  • (Ör. 10 dakika 10,000 x g; 4degC da): Ayırma Santrifüj lizatı. dikkatli bir şekilde, hücre peletinin yüzen kısmı ayırın. Üst faz, toplam hücre lizatı olup. yüzer filtrasyonundan sonra, çözünür hücre proteininin bir açıklık sıvı elde edin.

biyoloji ve biyoteknoloji alanlarında ultrasonicators için en yaygın uygulamalar şunlardır:

  • Hücre ekstraktı hazırlama
  • bozulma maya, bakteri, bitki hücreleri, yumuşak & Sabit hücre dokusu, nükleik malzeme
  • Protein Ekstraksiyon
  • Hazırlama ve enzimlerin izolasyonu
  • antijenleri üretimi
  • ve / veya hedeflenen parçalanma DNA ekstraksiyon
  • lipozom hazırlama
UIP1000hd gibi yüksek güç ultrason homogenızers parti ya da sürekli akış olsa modunda hücre bozulması ve çıkarılması için kullanılır. (Büyütmek için tıklayın!)

gibi ultrasonik tezgah üstü sistemleri UIP1000hd (1 kW) biyolojik maddenin büyük hacimli işleyebilir.

biyoteknoloji, biyomühendislik, mikrobiyoloji, moleküler biyolojisi, biyokimya, immünoloji, bakteriyolojik özellikleri, viroloji, proteomik, genetik, fizyoloji, hücre biyolojisi, hematoloji ve botanik sektörlerinde üzerinden ultrason dallarının çeşitli uygulamalar.

Müşterilerin başvuruların değerlendirilmesi ve optimizasyonu için, Hielscher ultrason tam donanımlı sunar Ultrasonik Süreç Laboratuvarı. Daha fazla bilgi için lütfen bize ulaşın!

Edebiyat referansları

  • Balasundaram, B .; Harrison, S .; Bracewell, D. G. (2009): Ürün bırakma stratejileri ve biyopreses tasarımına etkisi gelişmeler. Biyoteknoloji 27/8, 2009. s. 477-485 Eğilimler.
  • Vilkhu, K .; Manasseh, R .; Mawson, R .; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonik Kurtarma ve Gıda malzemelerle Modifikasyonu. In: Feng / Barbosa-Cánovas / Weiss (2011): Gıda ve Biyoişleme için Ultrason Teknolojileri. New York: Springer, 2011. ss 345-368..

Bize Ulaşın / Daha Fazla Bilgi İsteyin

senin işleme gereksinimleri hakkında bize konuşun. Projeniz için en uygun kurulum ve işleme parametrelerini tavsiye eder.





Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.