El trastorn de cèl·lules ultrasòniques és un equipament important en els laboratoris moderns de biotecnologia. Pot aconseguir funcions com la interrupció cel·lular, l’homogeneïtzació de materials i la dispersió nanomaterial mitjançant l’efecte de cavitació generat per ultrasons d’alta freqüència. Aquest article introdueix sistemàticament el principi de treball, els paràmetres tècnics bàsics, els camps d’aplicacions i les tendències futures de desenvolupament de les cèl·lules ultrasòniques, proporcionant una referència als investigadors científics per seleccionar i utilitzar aquest equip.
1. Principi de treball
1.1 Mecanisme físic bàsic
Els disruptors de cèl·lules ultrasòniques es basen principalment en l'efecte de la cavitació per aconseguir la interrupció cel·lular:
El transductor converteix l’energia elèctrica en vibracions mecàniques d’alta freqüència de 20KHz - 1MHz
Les ones ultrasòniques es propaguen en medis líquids, generant cicles de pressió alts i baixa -
Les petites bombolles de buit (nuclis de cavitació) es formen en l'etapa de pressió de baixa -
Les bombolles s’esfondren violentament en l’etapa d’alta - pressió, generant temperatures altes locals (uns 5.000k), altes pressions (aproximadament 1000atm) i ones de xoc fortes
2. Composició bàsica de l'instrument
Els disruptors moderns de les cèl·lules ultrasòniques solen contenir els components següents:
Generador: proporciona senyals elèctrics d'alta freqüència (normalment 20 - 40KHz)
Transductor: Material ceràmic piezoelèctric realitza la conversió elèctrica de l'energia mecànica
Amplificador: sonda d'aliatge de titani, amplifica l'amplitud de la vibració
Sistema de refrigeració: impedeix que la mostra es pugui sobreescalfar (opcional)
Unitat de control: ajusta la potència, el temps, el període de pols
3. Camps d’aplicació
3.1 Recerca en ciències de la vida
Extracció de proteïnes: Eficiència de dissolució del cos d’inclusió d’Escherichia coli> 90%
Preparació d’ADN/ARN: utilitzat conjuntament amb un kit per augmentar el rendiment en un 30 - 50%
Separació de components subcel·lulars: extracció completa d’orgànuls com els mitocondris i els cloroplasts
Transformació bacteriana: millorar l'eficiència de la introducció de l'ADN exògena
3.2 Camp de nanomaterials
Dispersió de nanopartícules: pot reduir la mida de les partícules dels agregats a <100nm
Exfoliació del grafè: Mètode d’ecografia en fase líquida per preparar un sol - capes grafè
Preparació de nanoemulsió: obtenir nanoemulsió amb distribució uniforme de la mida de partícules
3.3 Aplicacions industrials
Processament d'aliments: homogeneïtzació de sucs, trencament de la paret cel·lular de llevat
Biocombustible: disrupció de les cèl·lules de microalgues per millorar la taxa d’extracció de lípids
Tractament a les aigües residuals: millora els fangs eficiència de digestió anaeròbica
La tecnologia de disrupció de les cèl·lules ultrasòniques té avantatges únics a l’hora de mantenir l’activitat de les biomolècules a causa del seu mecanisme físic d’acció i característiques de processament no de contacte. Amb el desenvolupament de medicina de precisió i nanomaterials, els equips de processament d’ultrasons altament controlables i intel·ligents es convertiran en la configuració estàndard dels laboratoris biològics i de les línies de producció industrial. Les futures investigacions haurien de centrar -se en la millora de l’eficiència de la transferència d’energia i establir solucions normalitzades per a processament complex de mostres.
- Anglès
- Francès
- Alemany
- Portuguès
- Espanyol
- Rus
- Japonès
- Coreà
- Àrab
- Irlandès
- Grec
- Turc
- Italià
- Danès
- Romanès
- Indonèsia
- Txec
- Africans
- Suec
- Polir
- Basca
- Calalana
- Esperanto
- Hindi
- Lao
- Albanès
- Amharic
- Armeni
- Azerbaidjani
- Bieleloniana
- Bengalí
- Bosnià
- Búlga
- Cebuano
- Chichewa
- Corsà
- Croat
- Holandès
- Estonià
- Filipí
- Finlandès
- Frisó
- Galicista
- Georgià
- Gujarati
- Haitià
- Hausa
- Hawaià
- Hebreu
- Hmong
- Hongarès
- Islandès
- Igbo
- Javanès
- Kannada
- Kazakh
- Khmer
- Kurd
- Kirguiz
- Llatí
- Letona
- Lituà
- Lituà
- Macedònia
- Malgasia
- Malai
- Malai
- Maltès
- Maori
- Marathi
- Mongol
- Birmà
- Nepalí
- Noruec
- Pastor
- Persa
- Punjabi
- Sèrbia
- Sesotho
- Sinhala
- Eslovok
- Eslovè
- Somali
- Samoa
- Gaèlic escocès
- Shona
- Sindhi
- Sundanès
- Swahili
- Tajik
- Tamil
- Telugu
- Tailandès
- Ucraïnès
- Urdú
- Uzbek
- Vietnamita
- Galà
- Xhosa
- Yiddis
- Ioruba
- Zulu
- Kinyarwanda
- Tatar
- Oriya
- Turcmen
- Uyghur
Què és el trastorn de les cèl·lules ultrasòniques?
Taula de continguts