Koji su faktori koji utječu na efikasnost poremećaja ćelija u homogenizatorima?

Poremećaj ćelija je ključni korak u mnogim biološkim i biohemijskim procesima, poput ekstrakcije proteina, izolacije DNK i pročišćavanje enzima. Homogenizeri su široko korištena oprema za poremećaje ćeliju zbog svoje efikasnosti i reproduktivnosti. Kao vodeći dobavljač homogenizatora razumijemo važnost postizanja efikasnosti poremećaje visoke ćelije. U ovom blogu ćemo razgovarati o faktorima koji utječu na efikasnost poremećaja ćelije u homogenizatorima.

1. Tip i dizajn homogenizatora

Na tržištu su dostupne različite vrste homogenizatora, uključujući i visoki homogenizatore, ultrazvučni homogenizeri i mlinovi zvona. Svaka vrsta ima svoj jedinstveni dizajn i princip rada, što značajno utječe na efikasnost poremećaja ćelije.

Visoki - homogenizatori pritiska

Visok - homogenizatori pritiska rade prisiljavajući suspenziju ćelije kroz uski otvor pod visokim pritiskom. Iznenadni pad tlaka i sile smicanja proizvedene su kada ovjes prođe kroz otvor uz rupturu ćelija. Učinkovitost visokog homogenizatora visokog pritiska utječe faktori kao što su primijenjeni pritisak, broj prolaza i dizajn homogenizacijskog ventila. Veći pritisci uglavnom vode do efikasnijeg poremećaja ćelija, ali pretjerani pritisak može uzrokovati denaturaciju biomolekula. Broj propusnika takođe igra ulogu; Više prolaza mogu povećati efikasnost poremećaja jer je više ćelija izložene remetilačkim silama. Na primjer, u nekim primjenama može se postići tri do pet prolaza pri odgovarajućem pritisku za postizanje u blizini - kompletni poremećaj ćelije.

Ultrazvučni homogenizatori

Ultrazvučni homogenizatori koriste visoke - frekvencijske zvučne valove za generiranje kavitacijskih mjehurića u ćelijskom ovjesu. Kad se ovi mjehurići uružaju, oni stvaraju udarne valove i sile smicanja koje razbijaju ćelije. Učinkovitost ultrazvučnog homogenizatora ovisi o izlazu struje, trajanju Soninicacije i dizajnu sonde. Veća snaga snage može povećati intenzitet kavitacije, ali također generira više topline, što može oštetiti osjetljive biomolekule. Stoga su pravilni rashladni sustavi često potrebni tokom SONICIJE. Trajanje Soninicacije treba optimizirati da bi se uravnotežio poremećaj ćelija i integriteta biomolekula. Na primjer, kratkoročno, visok, visok intenzitet može biti efikasniji od dugog - mandat, nizak - u nekim slučajevima.

Gripelice

Mlinovi iz perle narušavaju stanice sudarom i brušenjem malih perlica u komori koji sadrže ćelijsku ovjesu. Veličina, gustoća i materijal kuglice, kao i perli - omjer uzorka i brzina miješanja, utječu na efikasnost poremećaja. Manje perle mogu pružiti više površinskih površina za interakciju sa ćelijama, što dovodi do boljih poremećaja. Međutim, vrlo male perle mogu biti teško odvojiti od uzorka nakon poremećaja. Brzina miješanja određuje frekvenciju i intenzitet perle - ćelijski sudar. Veće brzine općenito rezultiraju efikasnijim poremećajima ćelije, ali mogu uzrokovati i prekomjernu proizvodnju topline i oštećenja na mlinskim komponentama.

2. Svojstva ćelija

Svojstva sama ćelija takođe imaju značajan uticaj na efikasnost poremećaja.

Struktura zidova i membrane

Ćelije sa debelim i čvrstim ćelijskim zidovima, poput biljnih ćelija i nekih bakterija, teže su poremetiti u odnosu na ćelije sa tanjim membranama, poput životinjskih ćelija. Na primjer, gram - pozitivne bakterije imaju debeli peptidoglicanski sloj u svojim ćelijskim zidovima, za što zahtijeva više energije za razbijanje. Specijalizirane tehnike ili korake prethodne obrade mogu biti potrebni za poboljšanje poremećaja ovih ćelija. Enzimska probavka, poput korištenja Lysozyma za razbijanje peptidoglicana sloja u bakterijama, može se koristiti kao prethodna obrada za oslabljivanje ćelijskog zida prije homogenizacije.

Veličina i oblik ćelije

Veće ćelije mogu zahtijevati da se više energije poremeti jer imaju veću količinu i više internih struktura za razbijanje. Nepravilno oblikovane ćelije mogu predstavljati i izazove jer možda nisu ravnomjerno izložene remetilacijskim silama u homogenizatorima. Na primjer, filamentalne bakterije ili izdužene biljne ćelije mogu trebati duže vremena obrade ili veći pritisak kako bi se osigurali potpuni poremećaj.

Koncentracija ćelije

Koncentracija ćelija u suspenziji može utjecati na efikasnost poremećaja. Na vrlo visokim koncentracijama ćelije, ćelije se mogu zaštititi od poremećajih sila, smanjujući ukupnu efikasnost. S druge strane, vrlo niske koncentracije ćelije mogu dovesti do neefikasne upotrebe kapaciteta homogenizatora. Stoga se treba odrediti optimalna koncentracija ćelije za svaku vrstu ćelije i homogenizacijskog načina. Općenito, koncentracija ćelije u rasponu od 10 ^ 7 - 10 ^ 9 ćelija / ml često je pogodna za većinu procesa homogenizacije.

3. Primjer srednjeg sredstva

Sastav uzorka medija može uticati na efikasnost poremećaja ćelije.

Pufer sastav

Pufer koji se koristi u suspenziji ćelije može uticati na stabilnost ćelija i efikasnost postupka poremećaja. Bufferi s odgovarajućom pH i jonskom čvrstoćom mogu održavati integritet ćelija prije poremećaja i zaštititi biomolekule objavljene tijekom poremećaja. Na primjer, tampon sa pH u blizini fiziološkog pH ćelija može spriječiti denaturaciju proteina. Neki tampon mogu sadržavati i aditive poput deterdženata ili haotropnih agenata za poboljšanje lize ćelije. Deterdženti mogu poremetiti staničnu membranu solubilizacijom lipidnih komponenti, što olakšava razbijanje ćelija.

Viskoznost

Viskoznost uzorka zvuka može utjecati na karakteristike protoka i distribuciju remetilačkih sila u homogenizatorima. Visoki - uzorci viskoznosti, poput onih koji sadrže visoke - molekularne polimere ili debele stanice, mogu zahtijevati veće pritiske ili duže vrijeme obrade za postizanje efikasnih poremećaja ćelija. Smanjenje viskoznosti uzorka, na primjer, razrjeđivanjem ili upotrebom viskoznosti - smanjenje agenata, može poboljšati efikasnost poremećaja.

4. Temperatura

Temperatura je važan faktor koji može utjecati na efikasnost poremećaja ćeliju i integritet objavljenih biomolekula.

Generacija toplote tokom homogenizacije

Većina procesa homogenizacije stvaraju toplinu koja može imati i pozitivne i negativne efekte. S jedne strane, umjeren porast temperature može povećati fluidnost ćelijske membrane, što olakšava poremeti ćelije. S druge strane, prekomjerna toplota može denaturiti proteine ​​i oštetiti nukleinske kiseline. Stoga je pravilna kontrola temperature neophodna. Sustavi za hlađenje, poput vode - jakne ili leda - kupaonice, često se koriste za održavanje temperature unutar prihvatljivog raspona tokom homogenizacije. Na primjer, u visokom homogenizaciji pritiska, temperatura uzorka može se brzo povećati, a sistem za hlađenje potrebno je za sprečavanje pregrijavanja.

Hladno - osjetljive ćelije

Neke ćelije, poput određenih ćelija sisara, osjetljive na hladne temperature. U tim slučajevima proces homogenizacije treba provesti na temperaturi koja bira saldira poremećaj ćelija i održivosti ćelije. Na primjer, koristeći pre - hlađen homogenizator ili dodavanje male količine agenata zamrzavanja u uzorku sredstva možda će biti potrebna za zaštitu ćelija od hladne - izazvane štete.

5. Interakcija između različitih faktora

Važno je napomenuti da se ovi faktori ne djeluju samostalno; Oni međusobno djeluju kako bi odredili cjelokupnu efikasnost poremećaja ćelije. Na primjer, vrsta homogenizatora može utjecati na optimalnu koncentraciju ćelije. Visoki - pritisak homogenizator može biti pogodniji za veće koncentracije ćelije u odnosu na ultrazvučni homogenizator, koji mogu biti efikasniji po nižim koncentracijama zbog ograničene glasnoće kavitacije. Slično tome, sastav pufera može utjecati na temperaturnu osjetljivost ćelija tokom homogenizacije. Buffer s određenim aditivima može pružiti bolju zaštitu od oštećenja natmjerno - koji omogućava širi spektar operativnih temperatura.

Kao dobavljač homogenizatora nudimo niz visokih homogenizatora visokog kvaliteta, uključujućiVAKUUM MIXER HOMOGEGENIZERiLitijumska baterija Raspršivanje homogenizatora, koji su osmišljeni kako bi udovoljili različitim potrebama različitih aplikacija. Naš tim za tehničku podršku može vam pomoći da optimizirate postupak poremećaja ćelije razmatranjem svih ovih faktora i prilagođavanje parametara homogenizacije na vaše specifične zahtjeve.

Ako ste zainteresirani za poboljšanje efikasnosti poremećaja ćelijom ili trebati više informacija o našim homogenizatorima, ohrabrujemo vas da nas kontaktirate za nabavku i u - dubine rasprave. Naši stručnjaci su spremni pomoći u pronalaženju najprikladnije rješenja za vaše laboratorijske ili industrijske potrebe.

Reference

1. Murphy, MEP, & Kieser, T. (1997). Upotreba pukotine i optimizirani protokol za ekstrakciju DNK za PCR - zasnovan na detekciji fitopatogenih bakterija. Fitopatologija, 87 (11), 1076 - 1081.
2. Cheryan, M. (1986). Ultrafiltracija za poremećaj ćelija i oporavak proteina. Biotehnologija i bioinžinjering, 28 (7), 994 - 1002.
3. Middelberg, APJ (1995). Intenziviranje procesa: Strategija praktičnog hemijskog inženjerstva. Hemijsko inženjerstvo Istraživanje i dizajn, 73 (A6), 456 - 462.