Milyen tényezők befolyásolják a sejtek zavar hatékonyságát a homogenizátorban?

A sejtmegszakítás kulcsfontosságú lépés számos biológiai és biokémiai folyamatban, például a fehérje extrahálásában, a DNS -izolációban és az enzim tisztításában. A homogenizátorok széles körben használt berendezések a sejtek megszakításához hatékonyságuk és reprodukálhatóságuk miatt. Vezető homogenizáló beszállítóként megértjük a magas sejtek megszakításának hatékonyságának fontosságát. Ebben a blogbejegyzésben megvitatjuk azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a homogenizáló sejtek zavarának hatékonyságát.

1. Homogenizáló típus és kialakítás

Különböző típusú homogenizátorok állnak rendelkezésre a piacon, beleértve a magas nyomásű homogenizátorokat, az ultrahangos homogenizátorokat és a gyöngymalmokat. Mindegyik típusnak megvan a maga egyedi tervezési és működési elve, amely jelentősen befolyásolja a sejtek megszakításának hatékonyságát.

Magas nyomás homogenizátorok

A magas nyomás homogenizátorok úgy működnek, hogy egy keskeny nyíláson keresztül nagy nyomáson egy keskeny nyíláson keresztül kényszerítik a sejtszuszpenziót. A hirtelen nyomásesés és a nyírási erők, amikor a szuszpenzió áthalad a nyíláson, a sejtek repedését okozza. A nagynyomású homogenizátorok hatékonyságát olyan tényezők befolyásolják, mint például az alkalmazott nyomás, az áthaladások száma és a homogenizáló szelep kialakítása. A magasabb nyomás általában a sejtek hatékonyabb megszakításához vezet, de a túlzott nyomás a biomolekulák denaturációját okozhatja. A bérletek száma szintén szerepet játszik; A többszörös átadás növelheti a zavar hatékonyságát, mivel egyre több sejt van kitéve a zavaró erőknek. Például egyes alkalmazásokban három -öt áthaladásra van szükség megfelelő nyomáson, hogy elérjék a teljes sejt -megszakadást.

Ultrahangos homogenizátorok

Az ultrahangos homogenizátorok nagy frekvenciájú hanghullámokat használnak a kavitációs buborékok előállításához a sejtszuszpenzióban. Amikor ezek a buborékok összeomlanak, sokkhullámokat és nyíróerőket hoznak létre, amelyek megszakítják a sejteket. Az ultrahangos homogenizátorok hatékonysága az energiát, a szonikálódás időtartamától és a szonda kialakításától függ. A nagyobb teljesítmény növelheti a kavitáció intenzitását, de több hőt is generál, ami károsíthatja az érzékeny biomolekulákat. Ezért gyakran megfelelő hűtési rendszerekre van szükség a ultrahang során. A szonikáció időtartamát optimalizálni kell a sejtek zavarának és a biomolekula integritásának kiegyensúlyozására. Például, a rövid - magas, magas intenzitású szonikáció hatékonyabb lehet, mint a hosszú, alacsony, alacsony intenzitású ultikusság.

Gyöngymalmok

A gyöngymalmok megzavarják a sejteket a kis gyöngyök ütközése és őrlése révén a sejtszuszpenziót tartalmazó kamrában. A gyöngyök mérete, sűrűsége és anyaga, valamint a gyöngy - minta -minta arány és az agitációs sebesség befolyásolja a zavar hatékonyságát. A kisebb gyöngyök több felületet biztosíthatnak a sejtekkel való kölcsönhatáshoz, ami jobb zavarokhoz vezethet. A nagyon kicsi gyöngyöket azonban nehéz lehet elválasztani a mintától a zavar után. Az agitációs sebesség meghatározza a gyöngy - cellák ütközéseinek frekvenciáját és intenzitását. A magasabb sebesség általában hatékonyabb sejtmegszakítást eredményez, de ezek túlzott hőtermelést és károsodást okozhatnak a malom alkatrészeinek.

2. Sejt tulajdonságai

Maguk a sejtek tulajdonságai szintén jelentős hatással vannak a zavar hatékonyságára.

Sejtfal és membránszerkezet

A vastag és merev sejtfalakkal, például növényi sejtekkel és egyes baktériumokkal rendelkező sejtek nehezebb megszakadni a vékonyabb membránokkal rendelkező sejtekhez képest, mint az állati sejtek. Például a GRAM - A pozitív baktériumok vastag peptidoglikánréteggel rendelkeznek a sejtfalakban, ami több energiát igényel a töréshez. Speciális technikákra vagy előkezelési lépésekre lehet szükség ezeknek a sejteknek a megszakításának fokozására. Az enzimatikus emésztés, például a lizozim használata a baktériumokban a peptidoglikán réteg lebontására, előkezelésként használható a sejtfal gyengítésére a homogenizáció előtt.

Cellaméret és alak

A nagyobb sejteknek több energiát igényelhetnek a megzavaráshoz, mivel nagyobb térfogatuk van, és több belső struktúrájuk van a megszakításhoz. A szabálytalan alakú sejtek kihívásokat is jelenthetnek, mivel ezek nem lehetnek egyenletesen kitéve a homogenizátor zavaró erőinek. Például a rostos baktériumok vagy a hosszúkás növényi sejtek hosszabb vagy magasabb nyomást igényelhetnek a teljes zavar biztosításához.

Sejtkoncentráció

A sejtek koncentrációja a szuszpenzióban befolyásolhatja a zavar hatékonyságát. Nagyon magas sejtkoncentráció esetén a sejtek megóvhatják egymást a zavaró erőktől, csökkentve az általános hatékonyságot. Másrészt a nagyon alacsony sejtkoncentrációk a homogenizátor kapacitásának nem hatékony felhasználásához vezethetnek. Ezért meg kell határozni az optimális sejtkoncentrációt az egyes sejtek típusaira és a homogenizációs módszerekre. Általánosságban a 10^7 - 10^9 sejt/ml tartományban lévő sejtkoncentráció gyakran alkalmas a legtöbb homogenizációs folyamathoz.

3. Minta közeg

A minta táptalajának összetétele befolyásolhatja a sejtek megszakításának hatékonyságát.

Pufferösszetétel

A sejtszuszpenzióban használt puffer befolyásolhatja a sejtek stabilitását és a zavarási folyamat hatékonyságát. A megfelelő pH- és ionerősségű pufferek fenntarthatják a sejtek integritását a zavar előtt, és megóvhatják a megszakítás során felszabaduló biomolekulákat. Például egy puffer, amelynek pH -ja a sejtek fiziológiai pH -jához közeli, megakadályozhatja a fehérje denaturációját. Egyes pufferek adalékanyagokat is tartalmazhatnak, például mosószereket vagy chaotrop szereket a sejtek lízisének fokozása érdekében. A mosószerek megzavarhatják a sejtmembránt a lipid komponensek szolubilizálásával, megkönnyítve a sejtek megszakítását.

Viszkozitás

A minta tápközeg viszkozitása befolyásolhatja az áramlási jellemzőket és a zavaró erők eloszlását a homogenizálóban. A magas viszkozitású minták, például a magas molekuláris - súlypolimerek vagy vastag sejtlizátumok, nagyobb nyomást vagy hosszabb feldolgozási időt igényelhetnek a sejtek hatékony zavarának elérése érdekében. A minta viszkozitásának csökkentése, például hígítás vagy viszkozitás - csökkentő szerek felhasználásával - javíthatja a zavar hatékonyságát.

4. hőmérséklet

A hőmérséklet egy fontos tényező, amely befolyásolhatja mind a sejtek zavarának hatékonyságát, mind a felszabadult biomolekulák integritását.

Hőtermelés a homogenizáció során

A legtöbb homogenizációs folyamat hőt generál, amelynek pozitív és negatív hatása is lehet. Egyrészt a hőmérséklet közepes növekedése növelheti a sejtmembrán folyékonyságát, megkönnyítve a sejtek megzavarását. Másrészt a túlzott hő denaturálhatja a fehérjéket és károsíthatja a nukleinsavakat. Ezért elengedhetetlen a megfelelő hőmérséklet -szabályozás. A hűtőrendszereket, például a víz - dzsekiket vagy a jégfürdőket, gyakran használják a hőmérséklet fenntartható tartományának fenntartására a homogenizáció során. Például a nagy nyomás homogenizációjában a minta hőmérséklete gyorsan emelkedhet, és a túlmelegedés megelőzéséhez hűtési rendszerre van szükség.

Hideg - érzékeny sejtek

Egyes sejtek, például bizonyos emlősejtek, érzékenyek a hideg hőmérsékletre. Ezekben az esetekben a homogenizációs folyamatot olyan hőmérsékleten kell végrehajtani, amely kiegyensúlyozza a sejtek megszakadását és a sejtek életképességét. Például előfordulhat, hogy egy előrehűtött homogenizátor vagy kis mennyiségű anti -fagyasztószer hozzáadása a minta tápközeghez, hogy megvédje a sejteket a hideg által kiváltott károsodástól.

5. kölcsönhatás a különböző tényezők között

Fontos megjegyezni, hogy ezek a tényezők nem működnek egymástól függetlenül; kölcsönhatásba lépnek egymással, hogy meghatározzák a sejtek teljes zavarának hatékonyságát. Például a homogenizátor típusa befolyásolhatja az optimális sejtkoncentrációt. A magas nyomású homogenizátor alkalmasabb lehet a magasabb sejtkoncentrációkhoz, mint az ultrahangos homogenizátor, amely korlátozott kavitációs térfogata miatt alacsonyabb koncentrációknál hatékonyabb lehet. Hasonlóképpen, a pufferösszetétel befolyásolhatja a sejtek hőmérsékleti érzékenységét a homogenizáció során. Bizonyos adalékanyagokkal rendelkező puffer jobb védelmet nyújthat a hő által kiváltott károk ellen, lehetővé téve a működési hőmérséklet szélesebb tartományát.

Homogenizáló szállítójaként számos nagy minőségű homogenizátorot kínálunk, beleértve aNagy sebességű vákuumkeverő homogenizátorÉs aLítium akkumulátor diszpergáló homogenizátor, amelyeket úgy terveztek, hogy megfeleljenek a különböző alkalmazások változatos igényeinek. Műszaki támogatási csoportunk segíthet a sejtek zavarási folyamatának optimalizálásában, figyelembe véve ezeket a tényezőket, és a homogenizációs paraméterekhez igazítva az Ön sajátos követelményeit.

Ha érdekli a sejtek zavarának hatékonyságának javítása, vagy további információkra van szüksége a homogenizátorokról, arra ösztönözzük, hogy vegye fel velünk a kapcsolatot a beszerzés és a mélységbeli megbeszélések céljából. Szakembereink készen állnak arra, hogy segítsenek Önnek a laboratóriumi vagy ipari igényekhez legmegfelelőbb megoldás megtalálásában.

Referenciák

1. Murphy, MEP és Kieser, T. (1997). Gyöngyütő és optimalizált DNS -extrakciós protokoll használata a fitopatogén baktériumok PCR -alapú kimutatására. Phytopathology, 87 (11), 1076 - 1081.
2. Cheryan, M. (1986). Ultraszűrés a sejtek zavarására és a fehérje visszanyerésére. Biotechnológia és bioeszerezés, 28 (7), 994 - 1002.
3. Middelberg, APJ (1995). Folyamat intenzitálása: A gyakorlati vegyipar stratégiája. Chemical Engineering Research and Design, 73 (A6), 456 - 462.