wiadomości o firmie Ekstrakcja ultradźwiękowa i konserwacja

Dezintegracja struktur komórkowych (liza) za pomocą ultradźwięków służy do ekstrakcji związków wewnątrzkomórkowych lub do inaktywacji drobnoustrojów.

tło

W mikrobiologii ultradźwięki kojarzone są przede wszystkim z rozerwaniem (lizą) lub rozpadem komórek (Allinger 1975).Podczas sonikowania cieczy o dużej intensywności, fale dźwiękowe, które rozchodzą się do cieczy, powodują naprzemienne cykle wysokiego ciśnienia (kompresja) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie), z szybkością zależną od częstotliwości.Podczas cyklu niskiego ciśnienia fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności tworzą małe pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie w cieczy.Kiedy pęcherzyki osiągną objętość, przy której nie mogą już absorbować energii, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia.Zjawisko to określa się mianem kawitacji.Podczas implozji lokalnie osiągane są bardzo wysokie temperatury (ok. 5000 K) i ciśnienia (ok. 2000 atm).Implozja pęcherzyka kawitacyjnego powoduje również powstanie strumieni cieczy o prędkości do 280 m / s. Wynikające z tego siły ścinające mechanicznie rozbijają otoczkę komórki i poprawiają przenoszenie materiału.Ultradźwięki mogą mieć destrukcyjny lub konstruktywny wpływ na komórki, w zależności od zastosowanych parametrów sonikacji.

Rozpad komórek

Pod wpływem intensywnej sonikacji enzymy lub białka mogą być uwalniane z komórek lub organelli subkomórkowych w wyniku rozpadu komórki.W tym przypadku związek, który ma być rozpuszczony w rozpuszczalniku, jest zamknięty w nierozpuszczalnej strukturze.Aby go wyodrębnić, błona komórkowa musi zostać zniszczona.Rozerwanie komórek jest wrażliwym procesem, ponieważ ściana komórkowa jest odporna na wysokie ciśnienie osmotyczne wewnątrz.Wymagana jest dobra kontrola niszczenia komórek, aby uniknąć niezakłóconego uwalniania wszystkich produktów wewnątrzkomórkowych, w tym resztek komórek i kwasów nukleinowych, lub denaturacji produktu.Ultradźwięki służą jako dobrze kontrolowany środek do dezintegracji komórek.W tym celu mechaniczne działanie ultradźwięków zapewnia szybszą i pełniejszą penetrację rozpuszczalnika do materiałów komórkowych i poprawia transfer masy.Ultradźwięki zapewniają większą penetrację rozpuszczalnika do tkanki roślinnej i poprawiają transfer masy.Fale ultradźwiękowe generujące kawitację zakłócają ściany komórkowe i ułatwiają uwalnianie składników macierzy.