La interrupció cel·lular és un pas clau per obtenir contingut cel·lular, com ara proteïnes, àcids nucleics, enzims i altres biomacromolècules. Els mètodes tradicionals de disrupció cel·lular, com la mòlta mecànica, l’homogeneïtzació d’alta pressió i la hidròlisi enzimàtica, tenen els desavantatges de baixa eficiència, el elevat cost i la inactivació fàcil dels productes objectiu. Com a mètode de interrupció física emergent, la tecnologia de disrupció de les cèl·lules ultrasòniques ha rebut cada cop més atenció en els darrers anys a causa dels seus avantatges únics.
Principi de interrupció de les cèl·lules ultrasòniques
El principi de la interrupció de les cèl·lules ultrasòniques es basa principalment en l'efecte de cavitació de l'ecografia. Quan l’ecografia d’alta intensitat actua sobre un medi líquid, es produiran cicles de compressió i expansió alternats. Durant el cicle d’expansió, es formaran petites bombolles (nuclis de cavitació) en el líquid; Durant el cicle de compressió, aquestes bombolles es col·lapsaran ràpidament, generant una temperatura alta i alta pressió i ones fortes de xoc. La força mecànica generada per aquest efecte de cavitació és suficient per destruir la membrana cel·lular i la paret cel·lular, alliberant així el contingut de la cèl·lula.
Equips per interrupció de les cèl·lules ultrasòniques
Els equips de interrupció de les cèl·lules ultrasòniques estan compostos principalment per un generador d’ultrasons, un transductor i una sonda. El generador ultrasònic genera un senyal elèctric d’alta freqüència, el transductor converteix el senyal elèctric en vibració mecànica i la sonda transmet la vibració mecànica a la mostra.
Segons el volum i el mètode de processament de mostres, els equips de disrupció de les cèl·lules ultrasòniques es poden dividir en:
▪Probe - Type Ultrasonic Disruptor: Apte per a processament de mostres de volum petit -
▪ Màquina de neteja ultrasònica: adequada per a processament de mostres de gran volum, fàcil d’operar, però relativament baixa eficiència de disrupció.
▪ Sistema de disrupció d’ultrasons de flux continu: adequat per a una producció contínua a gran escala, alta eficiència de disrupció, però un cost elevat d’equips.
Aplicació de disrupció de les cèl·lules ultrasòniques
La tecnologia de disrupció de les cèl·lules ultrasòniques s’utilitza àmpliament en molts camps, inclosos principalment:
▪Bioengineering: usat per extreure enzims intracel·lulars, proteïnes, ADN, ARN i altres biomacromolècules i utilitzats en enginyeria genètica, enginyeria de proteïnes, enginyeria metabòlica i altres investigacions.
▪Medicina: s’utilitza per preparar vacunes, portadors de fàrmacs, portadors de teràpia gènica, etc.
▪ Food: s'utilitza per extreure ingredients actius de les plantes, esterilitzar, emulsionar, etc.
▪ Altres camps: com ara la supervisió ambiental, la cosmètica, la preparació nanomaterial, etc.