La interrupción celular es un paso clave para obtener contenido celular, como proteínas, ácidos nucleicos, enzimas y otras biomacromoléculas. Los métodos tradicionales de interrupción celular, como la molienda mecánica, la homogeneización de alta presión y la hidrólisis enzimática, tienen las desventajas de baja eficiencia, alto costo e inactivación fácil de los productos objetivo. Como método emergente de interrupción física, la tecnología de interrupción de células ultrasónicas ha recibido cada vez más atención en los últimos años debido a sus ventajas únicas.
Principio de interrupción de células ultrasónicas
El principio de la interrupción de las células ultrasónicas se basa principalmente en el efecto de cavitación del ultrasonido. Cuando la ultrasonido de alta intensidad actúa sobre un medio líquido, se producirán ciclos de compresión y expansión alternos. Durante el ciclo de expansión, se formarán pequeñas burbujas (núcleos de cavitación) en el líquido; Durante el ciclo de compresión, estas burbujas colapsarán rápidamente, generando alta temperatura instantánea y alta presión y fuertes ondas de choque. La fuerza mecánica generada por este efecto de cavitación es suficiente para destruir la membrana celular y la pared celular, liberando así el contenido celular.
Equipo de interrupción de células ultrasónicas
El equipo de interrupción de células ultrasónicas se compone principalmente de un generador ultrasónico, un transductor y una sonda. El generador ultrasónico genera una señal eléctrica de alta frecuencia, el transductor convierte la señal eléctrica en vibración mecánica y la sonda transmite la vibración mecánica a la muestra.
Según el volumen y el método de procesamiento de muestras, el equipo de interrupción de las células ultrasónicas se puede dividir en:
▪Probe - Tipo de disruptor ultrasónico: adecuado para procesamiento de muestras de volumen pequeño, alta eficiencia de interrupción, pero propenso al sobrecalentamiento local.
▪ Máquina de limpieza abundante: adecuada para procesamiento de muestra de volumen grande, fácil de operar, pero eficiencia de interrupción relativamente baja.
▪ Sistema de interrupción ultrasónica de flujo continuo: adecuado para producción continua a gran escala, alta eficiencia de interrupción, pero alto costo de equipo.
Aplicación de la interrupción de las células ultrasónicas
La tecnología de interrupción de células ultrasónicas se usa ampliamente en muchos campos, principalmente que incluye:
▪ Biogineering: utilizado para extraer enzimas intracelulares, proteínas, ADN, ARN y otras biomacromoléculas, y se usa en ingeniería genética, ingeniería de proteínas, ingeniería metabólica y otras investigaciones.
▪ Medicina: se utiliza para preparar vacunas, portadores de medicamentos, portadores de terapia génica, etc.
▪ Food: utilizado para extraer ingredientes activos de plantas, esterilizar, emulsionar, etc.
▪ otros campos: como monitoreo ambiental, cosméticos, preparación de nanomateriales, etc.