Η διαταραχή των κυττάρων είναι ένα βασικό βήμα για την απόκτηση κυτταρικών περιεχομένων, όπως πρωτεΐνες, νουκλεϊνικά οξέα, ένζυμα και άλλα βιομακρωματικά. Οι παραδοσιακές μέθοδοι διαταραχής των κυττάρων, όπως η μηχανική λείανση, η ομογενοποίηση υψηλής πίεσης και η ενζυματική υδρόλυση, έχουν τα μειονεκτήματα χαμηλής απόδοσης, υψηλού κόστους και εύκολη απενεργοποίηση προϊόντων -στόχων. Ως αναδυόμενη μέθοδος σωματικής διάσπασης, η τεχνολογία υπερηχητικών κυττάρων έχει λάβει όλο και περισσότερη προσοχή τα τελευταία χρόνια λόγω των μοναδικών πλεονεκτημάτων της.
Αρχή διαταραχής των υπερηχητικών κυττάρων
Η αρχή της διαταραχής των υπερήχων κυττάρων βασίζεται κυρίως στην επίδραση σπηλαίωσης του υπερηχητικού. Όταν ο υπερηχογράφος υψηλής έντασης δρα σε υγρό μέσο, θα εμφανιστούν εναλλασσόμενοι κύκλοι συμπίεσης και επέκτασης. Κατά τη διάρκεια του κύκλου επέκτασης, οι μικροσκοπικές φυσαλίδες (πυρήνες σπηλαίωσης) θα σχηματίζονται στο υγρό. Κατά τη διάρκεια του κύκλου συμπίεσης, αυτές οι φυσαλίδες θα καταρρεύσουν γρήγορα, δημιουργώντας στιγμιαία υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση και ισχυρά κύματα σοκ. Η μηχανική δύναμη που παράγεται από αυτό το φαινόμενο σπηλαίωσης είναι επαρκής για να καταστρέψει την κυτταρική μεμβράνη και το κυτταρικό τοίχωμα, απελευθερώνοντας έτσι τα περιεχόμενα των κυττάρων.
Εξοπλισμός διαταραχής κυττάρων υπερήχων
Ο εξοπλισμός υπερηχητικών κυττάρων αποτελείται κυρίως από υπερηχητική γεννήτρια, μορφοτροπέα και ανιχνευτή. Η υπερηχητική γεννήτρια παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα υψηλής συχνότητας, ο μετατροπέας μετατρέπει το ηλεκτρικό σήμα σε μηχανικούς κραδασμούς και ο ανιχνευτής μεταδίδει τη μηχανική δόνηση στο δείγμα.
Σύμφωνα με τον όγκο και τη μέθοδο επεξεργασίας δειγμάτων, ο εξοπλισμός υπερηχητικών κυττάρων μπορεί να χωριστεί σε:
▪ PROBE - Τύπος υπερηχητικής διαταραχής: Κατάλληλο για μικρή επεξεργασία δείγματος όγκου, υψηλή αποδοτικότητα διαταραχής, αλλά επιρρεπής στην τοπική υπερθέρμανση.
▪ Μηχανή καθαρισμού: κατάλληλο για μεγάλη επεξεργασία δείγματος όγκου, εύχρηστη, αλλά σχετικά χαμηλή αποτελεσματικότητα διαταραχής.
▪ Συστεροί σύστημα υπερηχητικής διακοπής ροής: κατάλληλο για μεγάλη παραγωγή κλίμακας, υψηλή απόδοση διαταραχής, αλλά υψηλό κόστος εξοπλισμού.
Εφαρμογή διαταραχής των υπερηχητικών κυττάρων
Η τεχνολογία διαταραχής κυττάρων υπερήχων χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς, που περιλαμβάνουν κυρίως:
▪ Βιομηχανία: Χρησιμοποιείται για την εξαγωγή ενδοκυτταρικών ενζύμων, πρωτεϊνών, DNA, RNA και άλλων βιομακρομημέων και χρησιμοποιείται στη γενετική μηχανική, στην πρωτεϊνική μηχανική, στη μεταβολική μηχανική και σε άλλες έρευνες.
▪ Μικρά: Χρησιμοποιείται για την παρασκευή εμβολίων, φορέων φαρμάκων, μεταφορέων γονιδιακής θεραπείας κ.λπ.
▪food: Χρησιμοποιείται για την εξαγωγή ενεργών συστατικών φυτών, αποστειρώστε, γαλακτωματοποιείτε κ.λπ.
▪ Άλλα πεδία: όπως η περιβαλλοντική παρακολούθηση, τα καλλυντικά, η προετοιμασία νανοϋλικών, κλπ.