تقنية تكسير الخلايا بالموجات فوق الصوتية

يشير كسر الخلية بالموجات فوق الصوتية إلى تقنية تدمير غشاء الخلية وجدار الخلية بالقوة الخارجية لتحرير محتويات الخلية بما في ذلك مكونات المنتج المستهدفة. إنه أساس فصل وتنقية المواد الكيميائية الحيوية غير الإفرازية (المنتجات) المركبة في الخلايا. بالاقتران مع التطورات الرئيسية في تقنية الحمض النووي المؤتلف وزراعة الأنسجة ، يمكن الآن إنتاج البروتينات التي كان يعتقد سابقًا أنه يصعب الحصول عليها بكميات كبيرة. ولكن نظرًا لأن جدران خلايا البكتيريا والخميرة والفطريات والنباتات تتكون من مكونات مختلفة ، وأن نفس الأنواع من الخلايا تشكل شبكات مختلفة ، فإن جدرانها الخلوية لها مستويات مختلفة من الصلابة. لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية ، ولكن لها أغشية خلوية ، والتي تحتاج أيضًا إلى بعض طرق تكسير الخلايا لتحقيق الغرض من استخلاص المنتج. إن كسر الخلايا بالموجات فوق الصوتية له تأثير حراري وتأثير تجويف وتأثير ميكانيكي على الخلايا. التأثير الحراري هو أنه عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في الوسط ، فإن الاحتكاك يعيق الاهتزاز الجزيئي الناجم عن الموجات فوق الصوتية ، مما يتسبب في تحويل جزء من الطاقة إلى حرارة عالية محلية. تأثير التجويف هو تكوين تجويف في الكائن الحي تحت إشعاع فوق صوتي. مع اهتزاز التجويف وانفجاره الداخلي العنيف ، يتم إنشاء ضغط القص الميكانيكي والاضطراب ، مما يؤدي إلى نزيف الورم وانهيار الأنسجة ونخرها. التأثير الميكانيكي هو التأثير الأساسي للموجات فوق الصوتية. أثناء التكاثر بالموجات فوق الصوتية ، تنضغط الجزيئات المتوسطة وتمتد بالتناوب ، مما يؤدي إلى تغيير الضغط وتلف بنية الخلية. يرتبط تأثير القتل ارتباطًا وثيقًا بتكرار وشدة الموجات فوق الصوتية. يعتمد مبدأ عمل كسارة الخلايا بالموجات فوق الصوتية على تأثير التجويف للموجات فوق الصوتية في السائل. يولد محول الطاقة قوة قص عالية القوة في السائل الموجود أعلى رأس الأداة من خلال الطاقة الكهربائية للقرن ، مما يؤدي إلى تكوين ضغط ماء متناوب عالي التردد ، مما يجعل التجويف يتوسع وينفجر ويحطم الخلايا. من ناحية أخرى ، بسبب الاضطراب العنيف الناجم عن انتشار الموجات فوق الصوتية في السائل ، فإن الجسيمات تنتج تسارعًا كبيرًا ، بحيث تصطدم مع بعضها البعض أو بالجدار وتتحطم. تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء الحيوية ، الأدوية الطبية ، الكشف عن الأغذية ، المراقبة البيئية وغيرها من المجالات من الأنسجة الحيوانية والنباتية المكسورة والفيروسات والبكتيريا وهياكل الخلايا الأخرى وكذلك في الاستحلاب والفصل والتجانس وعملية التفاعل الكيميائي الأخرى.