Ультразвуковий розпад клітин
Ультразвук є ефективним засобом розпаду клітинних структур. Тому ультразвукові апарати широко використовуються в лабораторіях для розбиття клітин, вилучення внутрішньоклітинних молекул, білків і органел для досліджень і аналізу. У промислових масштабах ультразвуковий розпад і лізис використовуються для виділення молекул з клітинних фабрик або для сприяння перетравленню біомаси.
Що таке ультразвукова дезінтеграція?
Ультразвукова дезінтеграція, також відома як ультразвукова гомогенізація, — це процес, який використовує високоінтенсивні низькочастотні ультразвукові хвилі для руйнування клітинних стінок і руйнування молекулярних структур у рідкому середовищі. Ця техніка зазвичай використовується в різних наукових і промислових цілях для кількох цілей:
Руйнування клітин: Ультразвуковий розпад широко використовується в клітинній біології та молекулярній біології для руйнування клітинних мембран, вивільняючи клітинний вміст, такий як білки, нуклеїнові кислоти та органели. Це корисно для вилучення внутрішньоклітинних компонентів для аналізу або для лізування клітин у мікробіологічних та біотехнологічних процесах.
- Гомогенізації: Це допомагає в рівномірному змішуванні компонентів у зразку, особливо коли ви маєте справу з рідинами, що не змішуються, або коли намагаєтеся досягти однорідного поєднання матеріалів.
- Екстракція білка: У біології, протеоміці життя, аналіз білків є дуже поширеним завданням. Перш ніж білки можна буде аналізувати в аналізах, їх необхідно витягнути з внутрішньої частини клітини та ізолювати. Ультразвукові апарати є найбільш широко використовуваним методом для екстракції білка.
- Фрагментація ДНК: ДНК і РНК — це різні типи нуклеїнових кислот, які зберігають і кодують генетичну інформацію в клітинах. Коли аналізуються ДНК і РНК, довгі ланцюги іноді повинні бути фрагментовані, і цей процес може бути надійно і ефективно виконаний за допомогою ультразвукового дослідження.
- Підготовка зразків: У дослідженнях і аналізі підготовка зразків є поширеною процедурою перед різними аналітичними методиками. Ультразвуковий розпад може допомогти розчинити або розсіяти зразки, що може підвищити точність і відтворюваність аналізів.
Зондовий магнітофон UP200St для розпаду, руйнування та екстракції клітин
Переваги ультразвукового розпаду
Навіщо використовувати ультразвуковий апарат зондового типу для дезінтеграції, руйнування клітин і вилучення внутрішньоклітинних молекул і білків? Ультразвуковий або ультразвуковий дисмебратор має численні переваги, що робить ультразвук найкращою технологією в порівнянні з іншими методами дезінтеграції, такими як гомогенізація під високим тиском, кульове фрезерування або мікрофлюїдизація.
- Нетермічні: Ультразвуковий розпад є нетермічним методом, що означає, що він не покладається на тепло для руйнування матеріалів. Це вигідно для застосувань, де високі температури можуть погіршити чутливі до нагрівання зразки.
- Точність і контрольованість: Процес можна контролювати з високою точністю, що дозволяє виконувати специфічні порушення, змішування або зменшувати розмір частинок.
- Швидкий та ефективний: Ультразвук, як правило, є швидким і ефективним методом, що робить його придатним для високопродуктивних застосувань.
- Зменшення використання хімікатів: У багатьох випадках ультразвуковий розпад може зменшити потребу в агресивних хімікатах або органічних розчинниках, які можуть бути екологічно чистими та зменшувати ризик хімічного забруднення.
- Без фрезерних середовищ, без насадок: Альтернативні методи розпаду, такі як фрезерування кульок/кульок або гомогенізатори високого тиску, мають недоліки. Фрезерування кульок/бісеру вимагає використання фрезерних середовищ (бісеру або перлів), які необхідно ретельно відокремлювати та очищати. Гомогенізатори високого тиску мають форсунки, які схильні до засмічення. На відміну від них, ультразвукові гомогенізатори прості у використанні, дуже надійні та міцні, вимагають дуже незначного обслуговування.
- Універсальність: Його можна наносити на широкий спектр матеріалів, включаючи бактерії, клітини рослин, тканини ссавців, водорості, гриби тощо, що робить його універсальною технікою в різних галузях.
Масштабованість: Ультразвукова техніка може бути масштабована для промислових процесів, що робить її придатною як для лабораторних, так і для великомасштабних виробничих застосувань.
Принцип роботи ультразвукового розпаду і руйнування клітин
Ультразвук генерує чергування хвиль високого та низького тиску в експонованій рідині. Під час циклу низького тиску ультразвукові хвилі створюють у рідині невеликі вакуумні бульбашки, які сильно руйнуються під час циклу високого тиску. Це явище називається кавітацією. Імплозія кавітаційного міхура викликає сильні гідродинамічні сили зсуву, які викликають спочатку сонопорацію, а потім ефективне руйнування клітинних структур. Внутрішньоклітинні молекули і органели повністю вивільняються в розчинник.
Ультразвуковий розпад клітинних структур
Сили зсуву можуть розщепити волокнистий целюлозний матеріал на дрібні частинки та розірвати стінки клітинної структури. Це вивільняє в рідину більше внутрішньоклітинного матеріалу, такого як крохмаль або цукор. Крім того, матеріал клітинної стінки розбивається на дрібні уламки.
Цей ефект може бути використаний для бродіння, травлення та інших процесів перетворення органічної речовини. Після подрібнення та подрібнення ультразвук робить більшу частину внутрішньоклітинного матеріалу, наприклад, крохмалю, а також залишків клітинної стінки доступними для ферментів, які перетворюють крохмаль на цукри. Він також збільшує площу поверхні, що піддається впливу ферментів під час розрідження або оцукрювання. Це, як правило, збільшує швидкість і вихід дріжджового бродіння та інших процесів перетворення, наприклад, для збільшення виробництва етанолу з біомаси.
Використовуйте ультразвуковий розпад – Надійно та ефективно в будь-якому масштабі
Звукорежисери Hielscher доступні з різною номінальною потужністю та обчислювальною потужністю. Незалежно від того, чи хочете ви провести ультразвукове дослідження невеликих біологічних зразків від кількох мікролітрів до кількох літрів або потребуєте обробки великих потоків клітин або біомаси для виробництва, компанія Hielscher Ultrasonics запропонує вам найбільш підходящий ультразвуковий дисмебратор для вашого біологічного застосування.
- лабораторні ваги для 1 мл до приблизно 5 л, наприклад UP400St з сонотродом 22 мм
- настільні ваги приблизно від 0,1 до 20 л/хв, наприклад UIP1000HDT з сонотродом 34 мм і коміркою потоку
- виробничі масштаби від 20 л/хв, наприклад UIP4000HDT або UIP16000HDT
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів лабораторного розміру:
| Рекомендовані пристрої | Об'єм партії | Витрата |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-лунковий пластинчастий звуковий апарат | Багатолункові / мікротитрові пластини | Н.А. |
| Ультразвуковий CupHorn | CupHorn для флаконів або мензурки | Н.А. |
| GDmini2 | Ультразвуковий мікропотоковий реактор | Н.А. |
| VialTweeter | 0від .5 до 1.5 мл | Н.А. |
| UP100H | Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв |
| UP200Ht, UP200St | Від 10 до 1000 мл | Від 20 до 200 мл/хв |
| UP400St | Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв |
| Ультразвуковий шейкер для сита | Н.А. | Н.А. |
Будь ласка, скористайтеся формою нижче, якщо ви хочете отримати більше інформації щодо використання ультразвукових пристроїв з метою розпаду клітин. Будемо раді Вам допомогти.
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших промислових ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 200 мл до 5 л | 0від .05 до 1 л/хв | UIP500hdT |
| Від 1 до 10 л | 0від .1 до 2 л/хв | UIP1000HDT |
| Від 5 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT | Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
UP400ST ультразвуковий гомогенізатор для розчинення клітин, лізису та екстракції білків
Література / Список літератури
- 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.
Ультразвуковий CupHorn для інтенсивного ультразвукового апарату закритих пробірок і флаконів для стерильної гомогенізації зразків.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.