L'interruzione cellulare è un passo chiave per ottenere il contenuto cellulare, come proteine, acidi nucleici, enzimi e altre biomacromolecole. I metodi tradizionali di interruzione cellulare, come la macinazione meccanica, l'omogeneizzazione ad alta pressione e l'idrolisi enzimatica, hanno gli svantaggi a bassa efficienza, costi elevati e facile inattivazione dei prodotti target. Come metodo di interruzione fisica emergente, la tecnologia di interruzione cellulare ad ultrasuoni ha ricevuto sempre più attenzione negli ultimi anni a causa dei suoi vantaggi unici.
Principio di interruzione delle cellule ad ultrasuoni
Il principio dell'interruzione delle cellule ad ultrasuoni si basa principalmente sull'effetto della cavitazione degli ultrasuoni. Quando l'ecografia ad alta intensità agisce su un mezzo liquido, si verificheranno cicli di compressione e espansione alterni. Durante il ciclo di espansione, si formeranno piccole bolle (nuclei di cavitazione) nel liquido; Durante il ciclo di compressione, queste bolle crolleranno rapidamente, generando alta temperatura istantanea e alta pressione e onde di shock forti. La forza meccanica generata da questo effetto di cavitazione è sufficiente per distruggere la membrana cellulare e la parete cellulare, rilasciando così il contenuto cellulare.
Attrezzatura per interruzione cellulare ad ultrasuoni
L'equipaggiamento di interruzione delle cellule ad ultrasuoni è composta principalmente da un generatore ad ultrasuoni, un trasduttore e una sonda. Il generatore ad ultrasuoni genera un segnale elettrico ad alta frequenza, il trasduttore converte il segnale elettrico in vibrazione meccanica e la sonda trasmette la vibrazione meccanica al campione.
Secondo il volume e il metodo di elaborazione dei campioni, le apparecchiature di interruzione delle cellule ad ultrasuoni possono essere divise in:
▪Probe - Disrupatore ad ultrasuoni di tipo: adatto per l'elaborazione del campione di piccolo - volume, un'elevata efficienza di interruzione, ma soggetta a surriscaldamento locale.
▪ Macchina di pulizia di ultrasuoni: adatto per elaborazione del campione di grande volume, facile da utilizzare ma efficienza di interruzione relativamente bassa.
▪ Sistema di interruzione ultrasonica a flusso continuo: adatto a una produzione continua di grande scala, elevata efficienza di interruzione, ma costi elevati delle apparecchiature.
Applicazione della interruzione delle cellule ad ultrasuoni
La tecnologia di interruzione delle cellule ad ultrasuoni è ampiamente utilizzata in molti campi, tra cui:
▪Bioingegneria: usato per estrarre enzimi intracellulari, proteine, DNA, RNA e altre biomacromolecole e utilizzati in ingegneria genetica, ingegneria proteica, ingegneria metabolica e altre ricerche.
▪ Medicine: usato per preparare vaccini, portatori di farmaci, portatori di terapia genica, ecc.
▪ FOOD: Utilizzato per estrarre ingredienti attivi delle piante, sterilizzare, emulsionare, ecc.
▪ Altri campi: come monitoraggio ambientale, cosmetici, preparazione di nanomateriali, ecc.