فرکانس بالا مایعات سونوگرافی پردازنده اولتراسونیک سلول

پردازنده مایع با فرکانس بالا ولتراسونیک مخرب سلول فوق صوتی

مقدمه:

اختلالات سلول فوق صوتی، که به عنوان سونیکاسیون نیز شناخته می شود، یک تکنیک است که در آزمایشگاه برای شکستن غشای سلولی استفاده می شود.این به طور معمول از طریق استفاده از یک پردازنده فوق صوتی که امواج صوتی فرکانس بالا تولید می شود، به دست می آیداین امواج صوتی میکرو حباب ها را در محیط مایع اطراف سلول ها ایجاد می کنند.و رشد سریع و فروپاشی این حباب ها منجر به نیروهای برش می شود که غشای سلولی را مختل می کند و محتوای درون سلولی را آزاد می کنداین تکنیک در بیوتکنولوژی و زمینه های مرتبط با آن برای استخراج اجزای سلولی از جمله پروتئین ها، DNA و دیگر مولکول های زیستی برای تجزیه و تحلیل بیشتر یا استفاده ارزشمند است.

در اینجا توضیح ساده ای از این فرآیند وجود دارد:

1. یک نمونه حاوی سلول در یک ظروف (مانند لوله آزمایش یا لیوان) قرار می گیرد.

2. سپس ظرف را در یک پردازنده ماوراء صوت قرار می دهند. این پردازنده حاوی یک کاوشگر ارتعاش، که به عنوان نوک سونیکاتور نیز شناخته می شود، است که امواج صوتی فرکانس بالا را تولید می کند.

3. این امواج صوتی از طریق نمونه عبور می کنند و میکرو حباب هایی را در محیط مایع که سلول ها در آن هستند ایجاد می کنند.

4. حباب های میکرو به سرعت گسترش می یابند و فرو می ریزند، این فرآیند به عنوان حفره سازی شناخته می شود. نیروهای تولید شده توسط این فرآیند غشای سلولی را مختل می کنند.

5. شکستن غشای سلولی اجازه می دهد تا محتوای درون سلولی به محیط اطراف آزاد شود. این محتویات سپس می توانند جدا شوند، تصفیه شوند و مورد مطالعه قرار گیرند.

این مهم است که توجه داشته باشید که sonication می تواند گرما تولید، که می تواند برای برخی از اجزای سلول مضر باشد. بنابراین باید در طول sonication احتیاط برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد،مانند استفاده از یک حمام یخ برای خنک کردن نمونه یا صوتی در پالس های کوتاه به اجازه نمونه برای خنک شدن بین دور از صوتی.

پارامتر

کاربرد:

• مخرب سلول (استفاده از مواد گیاهی، ضد عفونی کردن، غیر فعال کردن آنزیم)

• سونوگرافی درمانی، یعنی تحریک ترمولیز در بافت ها (درمان سرطان)

• کاهش زمان واکنش و/یا افزایش بهره

• استفاده از شرایط کم فشار مانند دمای واکنش پایین تر

• امکان تغییر مسیر واکنش

• استفاده کمتر از کاتالیزورهای انتقال فاز یا اجتناب از آنها

• واکنش های نیرویی با محصولات گازی

• استفاده از واکنش های خام یا فنی

• فعال سازی فلزات و مواد جامد

• کاهش هر گونه دوره معرفی

• افزایش واکنش پذیری واکنشگرها یا کاتالیزورها

• تولید گونه های مفید واکنشی

فرآیند اختلال فوق صوتی شامل چندین مرحله کلیدی است:

1. تولید امواج ماوراء الصوت: امواج ماوراء الصوت با استفاده از یک دستگاه به نام اختلال ماوراء الصوت یا همسان کننده ماوراء الصوت تولید می شوند.این دستگاه شامل یک گیرنده است که انرژی الکتریکی را به لرزش های مکانیکی با فرکانس بالا تبدیل می کند.

2. شکل گیری حباب های حفاری: هنگامی که امواج فوق صوتی به نمونه منتقل می شوند، چرخه های فشار بالا و فشار پایین متناوب ایجاد می کنند. در طول چرخه های فشار پایین،حفره های پر از گاز کوچک، که به عنوان حباب های حفاری شناخته می شوند، در مایع یا نمونه تشکیل می شوند. این حباب ها در طول چرخه های فشار پایین به سرعت رشد می کنند و سپس در طول چرخه های فشار بالا به شدت فرو می ریزند.

3. فروپاشی حباب حفاری: فروپاشی حباب های حفاری انرژی شدید محلی را به شکل امواج شوکی، مایکروژت ها و دماهای بالا تولید می کند.این نیروهای فیزیکی منجر به شکستن یا شکستن سلول ها و بافت ها می شوند.

4. اثرات مکانیکی و حرارتی: نیروهای مکانیکی تولید شده توسط فروپاشی حباب های حفاری باعث فشار برش و مایکرو جریان در داخل نمونه می شوند. این باعث اختلال غشا سلول می شود،ساختارهای سلولی را تجزیه می کند، و اجزای درون سلولی را آزاد می کند. علاوه بر این،دمای بالای تولید شده در طول فروپاشی حباب نیز می تواند به اختلال سلول با دناتور کردن پروتئین ها یا دیگر مولکول های حساس به گرما کمک کند.

5. بهینه سازی پارامترها: کارایی و اثربخشی اختلال ماوراء الصوت بستگی به پارامترهای مختلف دارد، از جمله فرکانس و شدت امواج ماوراء الصوت،مدت زمان قرار گرفتن در معرض، حجم نمونه و نوع نمونه که مختل شده است.این پارامترها باید برای هر کاربرد خاص بهینه شوند تا سطح مطلوب اختلال را بدون ایجاد آسیب بیش از حد یا از دست دادن فعالیت بیولوژیکی به دست آورند..