A interrupción das células é un paso clave para obter contidos celulares, como proteínas, ácidos nucleicos, encimas e outras biomacromoléculas. Os métodos de interrupción das células tradicionais, como a moenda mecánica, a homoxeneización de alta presión e a hidrólise enzimática, teñen os inconvenientes de baixa eficiencia, alto custo e fácil inactivación de produtos diana. Como método de interrupción física emerxente, a tecnoloxía de interrupción das células ultrasónicas recibiu cada vez máis atención nos últimos anos debido ás súas vantaxes únicas.
Principio de interrupción das células ultrasónicas
O principio de interrupción das células ultrasónicas baséase principalmente no efecto de cavitación da ecografía. Cando a ecografía de alta intensidade actúa sobre un medio líquido, produciranse ciclos de compresión e expansión alterna. Durante o ciclo de expansión, formaranse pequenas burbullas (núcleos de cavitación) no líquido; Durante o ciclo de compresión, estas burbullas colapsarán rapidamente, xerando unha alta temperatura instantánea e alta presión e fortes ondas de choque. A forza mecánica xerada por este efecto de cavitación é suficiente para destruír a membrana celular e a parede celular, liberando así o contido da célula.
Equipos de interrupción das células ultrasónicas
Os equipos de interrupción das células ultrasónicas están compostos principalmente por un xerador de ultrasóns, un transductor e unha sonda. O xerador de ultrasóns xera un sinal eléctrico de alta frecuencia, o transductor converte o sinal eléctrico en vibración mecánica e a sonda transmite a vibración mecánica á mostra.
Segundo o volume e o método de procesamento de mostras, os equipos de interrupción das células ultrasónicas pódense dividir en:
▪Probe - Tipo Disturbador ultrasónico: adecuado para o procesamento de mostras de volume pequeno, alta eficiencia de interrupción, pero propenso ao sobrecalentamento local.
▪ Máquina de limpeza de ultrasóns: adecuado para o procesamento de mostras de volume, fácil de operar, pero unha eficiencia de interrupción relativamente baixa.
▪ Sistema de interrupción ultrasónica de fluxo continuo: adecuado para produción continua de gran tamaño, alta eficiencia de interrupción, pero elevado custo de equipos.
Aplicación de interrupción das células ultrasónicas
A tecnoloxía de interrupción de células ultrasónicas é amplamente utilizada en moitos campos, incluíndo principalmente:
▪BioEngineering: usado para extraer encimas intracelulares, proteínas, ADN, ARN e outras biomacromoléculas e usadas en enxeñaría xenética, enxeñaría de proteínas, enxeñaría metabólica e outras investigacións.
▪ Medicina: usado para preparar vacinas, portadores de drogas, portadores de terapia xénica, etc.
▪ Food: usado para extraer ingredientes activos das plantas, esterilizar, emulsificar, etc.
▪ Outros campos: como o control ambiental, cosméticos, preparación de nanomateriais, etc.