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如何使用超聲波破碎儀來釋放組織細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)

閱讀:1421      發(fā)布時(shí)間:2021-6-23
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介紹:

    超聲波是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一種有效手段。超聲波產(chǎn)生空化以有效地破壞細(xì)胞,讓更多的細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)得以釋放。

原理:

    超聲波在暴露的液體中產(chǎn)生交替的高壓和低壓。在低壓循環(huán)期內(nèi),超聲波在液體中產(chǎn)生真空小氣泡,在高壓循環(huán)過程中真空小泡劇烈的破裂,這種顯現(xiàn)被稱為空化??栈瘹馀莸膬?nèi)爆引起強(qiáng)烈的流體動力剪切力。剪切力可以將纖維,纖維狀的材料分解成細(xì)胞顆粒并破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)。這將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放到液體中。除此之外,細(xì)胞壁材料被破碎成小碎片。 

超聲波產(chǎn)生空化破壞細(xì)胞壁并促進(jìn)基質(zhì)成分的釋放。該效果可以用于有機(jī)物的發(fā)酵、消化和其他轉(zhuǎn)換過程。在微磨和研磨之后,超聲波使更多細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,例如1淀粉以及細(xì)胞壁碎片分別轉(zhuǎn)換為糖和酶。它還增加了在液化或糖化過程中接觸酶的表面積。這通常會增加酵母發(fā)酵和其他轉(zhuǎn)換過程的速度和產(chǎn)量。

 

對比優(yōu)勢:

1、同常規(guī)方法相比,超聲波技術(shù)效率高、破碎時(shí)間短。

2、超聲波技術(shù)與水煮、醇沉工藝相比,無需高溫,高壓,安全性好,操作簡單易行,維護(hù)保養(yǎng)方便。

3、具有廣譜性,適用性廣,絕大多數(shù)的細(xì)胞成份均可超聲波破碎。

4、大多數(shù)情況下超聲波破碎操作步驟少,過程簡單,不易造成污染,溫度較低,適合熱敏目標(biāo)成分的操作。

效果:

1、細(xì)胞分裂

在強(qiáng)烈的超聲作用下,酶或蛋白質(zhì)可以從細(xì)胞或亞細(xì)胞器中釋放出來,這是細(xì)胞分裂的結(jié)果。在這種情況下, 被溶解成溶劑的化合物被封閉在一個(gè)不溶性的結(jié)構(gòu)中。為了提取它,必須破壞細(xì)胞膜。細(xì)胞破壞是一個(gè)敏感過程,因?yàn)榧?xì)胞壁有承受內(nèi)部的高滲透壓的能力。需要對細(xì)胞破壞進(jìn)行良好的控制,以避免阻礙細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放(包括細(xì)胞碎片和核酸)或產(chǎn)物變性。

2、傳質(zhì)

超聲波的機(jī)械活動支持溶劑擴(kuò)散到組織中。當(dāng)超聲波通過空化剪切力機(jī)械地破壞細(xì)胞壁時(shí),它促進(jìn)從細(xì)胞向溶劑的轉(zhuǎn)移。通過超聲空化引起的粒徑減小,增加了固相和液相之間接觸的表面積。

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