تجزیه سلولی با التراسونیک هموژنایزر (سونیکاتور)

• التراسونیک هموژنایزر یک وسیله موثر برای تجزیه ساختارهای سلولی است.
• سونیکاتورها به طور گسترده در آزمایشگاه‌ها برای شکستن سلول‌ها، استخراج مولکول‌ها، پروتئین‌ها و اندامک‌ها از داخل سلول برای تحقیقات و تجزیه و تحلیل استفاده می‌شوند.
• در مقیاس صنعتی، تجزیه و لیز التراسونیک برای جدا کردن مولکول‌ها از کارخانجات سلولی یا ترویج فرآیند هضم بیومس مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تجزیه التراسونیک، همچنین به نام هموژنیزاسیون التراسونیک معروف است، یک فرآیند که از امواج التراسوند با شدت بالا و فرکانس پایین برای تجزیه دیواره‌های سلول و ایجاد تخلخل در ساختارهای مولکولی در یک محیط مایع استفاده می‌کند. این تکنیک به طور رایج در کاربردهای علمی و صنعتی گوناگون برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• تخریب سلولی: تجزیه التراسونیک به طور گسترده در زیست‌شناسی سلولی و زیست‌شناسی مولکولی برای تخریب غشاهای سلولی استفاده می‌شود، که باعث آزاد شدن محتواهای سلولی مانند پروتئین‌ها، اسید نوکلئیک‌ها و ارگانل‌ها می‌شود. این فرآیند مفید برای استخراج مؤلفه‌های داخل‌سلولی جهت تجزیه و تحلیل یا لیز سلول‌ها در فرآیندهای میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی است.

• همگن‌سازی: التراسونیک هموژنایزر به ترکیب یکنواخت مؤلفه‌ها در یک نمونه کمک می‌کند، به ویژه زمانی که با مایعات غیرقابل مخلوط یا هنگام تلاش برای دستیابی به مخلوط یکنواخت مواد مواجه می‌شویم.
• استخراج پروتئین: در زیست‌شناسی و علوم زیستی مولکولی، تجزیه و تحلیل پروتئین‌ها یک مسئولیت بسیار متداول است. قبل از اینکه پروتئین‌ها در آزمون‌ها تجزیه و تحلیل شوند، باید از داخل سلول استخراج و جدا شوند. استفاده از سونیکاتورها گسترده‌ترین روش استخراج پروتئین هستند.
• خردکردن DNA :DNA و RNA انواع مختلفی از اسیدهای نوکلئیک هستند که اطلاعات ژنتیکی را در سلول‌ها ذخیره و کدگذاری می‌کنند. هنگام تجزیه و تحلیل DNA و RNA، گاهی اوقات باید زنجیره‌های بلند خرد شوند، این فرآیند می‌تواند به طور قابل اعتماد و به صورت بهینه توسط سونیکیشن انجام شود.

• آماده‌سازی نمونه: در تحقیقات و تجزیه و تحلیل، آماده‌سازی نمونه یک روش متداول قبل از استفاده از تکنیک‌های تحلیلی مختلف است. تجزیه التراسونیک می‌تواند به تفکیک یا پراکندگی نمونه‌ها کمک کند، که ممکن است دقت و تکرارپذیری تحلیل‌ها را بهبود بخشد.

مزیت‌های تجزیه التراسونیک

استفاده از سونیکاتور پرابی برای تجزیه، تخزیب سلولی و استخراج مولکول‌ها و پروتئین‌های داخل‌سلولی چرا؟

سونیکیشن فناوری برتری نسبت به روش‌های دیگر انحلال مانند هوموژنیزاسیون با فشار بالا، بال‌میل یا میکروسیال سازی است.

• غیرحرارتی: انحلال التراسونیک یک روش غیرحرارتی است، به این معنا که تجزیه مواد بر اساس گرما اتفاق نمی افتد. این برای فرآیندهایی که دماهای بالا ممکن است نمونه‌های حساس به گرما را تجزیه کند، مفید است.
• دقیق و کنترل‌شده: این فرآیند می‌تواند با دقت بالا کنترل شود، این امر امکان تخریب، مخلوط کردن یا کاهش اندازه ذرات خاص را فراهم می‌کند.
• سریع و کارآمد: عموماً، سونیکیشن یک روش سریع و کارآمد است که آن را برای کاربردهای با حجم بالا مناسب می‌سازد.
• کاهش استفاده از مواد شیمیایی: در بسیاری از موارد، تجزیه التراسونیک می‌تواند نیاز به مواد شیمیایی قوی یا حلال‌های آلی را کاهش دهد که می‌تواند به محیط زیست کمک کند و خطر آلودگی شیمیایی را کاهش دهد.
• بدون مواد آسیاب و بدون نازل: تکنیک‌های جایگزین تجزیه، مانند بالمیل، بیدمیل یا هوموژنیزورهای فشار بالا، با مشکلاتی همراه هستند. آسیاب بال میل و بید میل نیاز به استفاده از گلوله‌های آسیاب (دانه‌ها یا مروارید) دارد که باید با مشقت جدا و تمیز شوند. هوموژنیزورهای فشار بالا نازل‌هایی دارند که به آنها تمایل به گرفتگی دارند. در نقطه مقابل هوموژنایزرهای التراسونیک آسان در استفاده، بسیار قابل اعتماد و مقاوم بوده و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند.
• چند منظوره: سونیکاتور می‌تواند بر روی طیف وسیعی از مواد اعم از باکتری‌ها، سلول‌های گیاهی، بافت‌های پستانداران، جلبک‌ها، قارچ‌ها و غیره اعمال شود، که این تکنیک را در زمینه‌های مختلف چندمنظوره می‌سازد.
• قابلیت ارتقاء: تکنیک التراسونیک می‌تواند برای فرآیندهای صنعتی ارتقاء یابد و این امکان را فراهم می‌کند که مناسب برای کاربردهای آزمایشگاهی و تولید بزرگ مقیاس باشد.

 تخریب و تجزیه سلولی التراسونیک

 التراسونیک امواج فشار بالا و فشار پایین متناوب را در مایعات ایجاد می‌کند. در طی چرخه فشار پایین، امواج التراسونیک حباب‌های کوچک خلاء در مایع ایجاد می‌کنند که در طی چرخه فشار بالا به شدت منفجر می‌شوند. این پدیده به عنوان کاویتیشن شناخته می‌شود. انفجار حباب کاویتیشن باعث ایجاد نیروهای برشی هیدرودینامیک قوی می‌شود که باعث تخریب کارآمد ساختارهای سلولی را ایجاد می‌کند. مولکول‌ها و ارگانل‌های داخل‌سلولی به طور کامل در محلول آزاد می‌شوند.

نیروهای برشی می‌توانند مواد فیبروزی، سلولزی را به ذرات ریز تجزیه کنند و دیواره‌های ساختار سلول را بشکنند. این باعث آزاد شدن بیشتر مواد داخل‌سلولی مانند نشاسته یا شکر در مایع می‌شود. به علاوه، مواد دیواره‌ی سلول به ذرات کوچک تجزیه می‌شود.

این اثر می‌تواند برای تخمیر، هضم و دیگر فرایندهای تبدیل مواد آلی استفاده شود. پس از خرد کردن و آسیاب کردن، اولتراسونیک کردن باعث می‌شود که مواد داخل‌سلولی مانند نشاسته و همچنین باقیمانده‌های دیوار سلولی بیشتری برای آنزیم‌ها که نشاسته را به قندها تبدیل می‌کنند، قابل دسترسی باشند. همچنین، این باعث افزایش مساحت سطح مورد اختلاط با آنزیم‌ها در طول مایع‌سازی یا قندسازی می‌شود. این به طور معمول سرعت و بهره‌وری تخمیر خمیر و دیگر فرایندهای تبدیلی را افزایش می‌دهد، مانند افزایش تولید اتانول از بیومس.

سونیکاتورهای آواپرداز با توانایی‌ها و ظرفیت‌های پردازش مختلف در دسترس هستند. آیا شما می خواهید نمونه های زیستی کوچک از چند میکرولیتر تا چند لیتر را سونیکیت کنید یا نیاز به پردازش جریان‌های بزرگ سلول یا توده‌های زیستی برای تولید دارید، آواپرداز التراسونیک مناسب ترین التراسونیک هموژنایزر را برای برنامه زیستی شما ارائه خواهد داد.