Zakłócenie komórek jest kluczowym krokiem w uzyskaniu zawartości komórki, takich jak białka, kwasy nukleinowe, enzymy i inne biomakromolekuły. Tradycyjne metody zakłócenia komórek, takie jak szlifowanie mechaniczne, homogenizacja ciśnienia i hydroliza enzymatyczna, mają wady o niskiej wydajności, wysokich kosztach i łatwej inaktywacji produktów docelowych. Jako pojawiająca się metoda zakłócenia fizycznego technologia zakłóceń komórek ultradźwiękowych zyskała coraz większą uwagę w ostatnich latach ze względu na jej unikalne zalety.
Zasada zakłócenia komórek ultradźwiękowych
Zasada zakłócenia komórek ultradźwiękowych opiera się głównie na efekcie kawitacji ultradźwięków. Gdy ultradźwięki o wysokiej intensywności działają na ciekłym pożywce, wystąpią naprzemienne cykle kompresji i ekspansji. Podczas cyklu ekspansji w cieczy powstają małe bąbelki (jądra kawitacyjne); Podczas cyklu kompresji pęcherzyki te szybko się zapadną, generując natychmiastowe wysokie temperaturę i wysokie ciśnienie oraz silne fale uderzeniowe. Siła mechaniczna generowana przez ten efekt kawitacyjny jest wystarczający do zniszczenia błony komórkowej i ściany komórkowej, tym samym uwalniając zawartość komórki.
Ultradźwiękowy sprzęt do zakłócenia komórek
Ultradźwiękowy sprzęt do zakłócenia komórek składa się głównie z generatora ultradźwiękowego, przetwornika i sondy. Generator ultradźwiękowy generuje sygnał elektryczny o wysokiej częstotliwości, przetwornik przekształca sygnał elektryczny w wibracje mechaniczne, a sonda przesyła wibrację mechaniczną do próbki.
Zgodnie z objętością i metodą przetwarzania próbek, sprzęt do zakłócenia komórek ultradźwiękowych można podzielić na:
▪probe - Typ ultradźwiękowy zakłócenie: Nadaje się do małej - przetwarzanie próbki objętości, wysoka wydajność zakłócenia, ale podatna na lokalne przegrzanie.
▪ Maszyna czyszcząca Ultrasonic: Nadaje się do przetwarzania próbek wielkości, łatwy w obsłudze, ale stosunkowo niski efektywność zakłócenia.
▪ Kontontentowy przepływ systemu zaburzenia ultradźwiękowego: odpowiedni do ciągłej produkcji w skali, wysokiej wydajności zakłócenia, ale wysoki koszt sprzętu.
Zastosowanie ultradźwiękowego zakłócenia komórek
Technologia zakłóceń komórek ultradźwiękowych jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach, w tym głównie:
▪ Bioinżynieria: stosowane do ekstrakcji enzymów wewnątrzkomórkowych, białek, DNA, RNA i innych biomakromolekułów oraz stosowane w inżynierii genetycznej, inżynierii białkowej, inżynierii metabolicznej i innych badaniach.
▪ Medicyna: stosowana do przygotowywania szczepionek, nosicieli leków, nosicieli terapii genowej itp.
▪ Food: Służy do wydobywania aktywnych składników roślin, sterylizacji, emulgowania itp.
▪ Inne pola: takie jak monitorowanie środowiska, kosmetyki, przygotowanie nanomateriału itp.