Prerušenie buniek je kľúčovým krokom pri získavaní obsahu buniek, ako sú proteíny, nukleové kyseliny, enzýmy a iné biomakromolekuly. Tradičné metódy prerušenia buniek, ako je mechanické brúsenie, homogenizácia s vysokou tlakom a enzymatická hydrolýza, majú nevýhody nízkej účinnosti, vysoké náklady a ľahkú inaktiváciu cieľových produktov. Ako vznikajúca metóda fyzického narušenia sa v posledných rokoch venovala technológia prerušenia ultrazvukových buniek čoraz väčšiu pozornosť kvôli svojim jedinečným výhodám.
Princíp narušenia ultrazvukových buniek
Princíp narušenia ultrazvukových buniek je založený hlavne na kavitačnom účinku ultrazvuku. Ak ultrazvuk s vysokou intenzitou pôsobí na kvapalné médium, nastanú sa striedavé kompresné a expanzné cykly. Počas expanzného cyklu sa v tekutine vytvoria malé bubliny (kavitačné jadrá); Počas kompresného cyklu sa tieto bubliny rýchlo zrútia a vytvárajú okamžitý vysoký teplotu a vysoký tlak a silné nárazové vlny. Mechanická sila generovaná týmto kavitačným účinkom je dostatočná na zničenie bunkovej membrány a bunkovej steny, čím uvoľňuje obsah buniek.
Ultrazvukové zariadenie pre narušenia buniek
Zariadenie na narušenie ultrazvukových buniek sa skladá hlavne z ultrazvukového generátora, prevodníka a sondy. Ultrazvukový generátor generuje elektrický signál s vysokým obsahom - frekvencia, menič prevedie elektrický signál na mechanické vibrácie a sonda vysiela mechanické vibrácie do vzorky.
Podľa objemu a metódy spracovania vzoriek je možné zariadenie pre narušenia ultrazvukových buniek rozdeliť na:
▪ Ultrazvukový disruptor typu
▪ Čistiaci stroj na čistenie.
▪ Systém prerušenia ultrazvukového narušenia toku: Vhodný pre veľkú - mierku nepretržitú výrobu, vysokú účinnosť narušenia, ale vysoké náklady na vybavenie.
Aplikácia narušenia ultrazvukových buniek
Technológia prerušenia ultrazvukových buniek sa široko používa v mnohých oblastiach, najmä vrátane:
▪bioinžinierstvo: Používa sa na extrakciu intracelulárnych enzýmov, proteínov, DNA, RNA a iných biomakromolekulov a používa sa v genetickom inžinierstve, proteínovom inžinierstve, metabolickom inžinierstve a ďalšom výskume.
▪Medicín: Používa sa na prípravu vakcín, nosičov liekov, nosičov génovej terapie atď.
▪potraviny: Používa sa na extrahovanie rastlinných aktívnych zložiek, sterilizáciu, emulgifikáciu atď.
▪ iné polia: napríklad monitorovanie životného prostredia, kozmetika, príprava nanomateriálov atď.