Εξαγωγή και συντήρηση υπερήχων

Η αποσύνθεση κυτταρικών δομών (λύση) μέσω υπερήχου χρησιμοποιείται για την εξαγωγή ενδοκυτταρικών ενώσεων ή για την μικροβιακή απενεργοποίηση.

Ιστορικό

Στη μικροβιολογία, ο υπέρηχος συνδέεται πρωτίστως με τη διάσπαση των κυττάρων (λύση) ή την αποσύνθεση (Allinger 1975). Κατά την υπερήχους υγρών σε υψηλές εντάσεις, τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται στο υγρό μέσο έχουν ως αποτέλεσμα εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεσης) και χαμηλής πίεσης (σπάνια), με ρυθμούς ανάλογα με τη συχνότητα. Κατά τη διάρκεια του κύκλου χαμηλής πίεσης, τα κύματα υπερήχων υψηλής έντασης δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού ή κενά στο υγρό. Όταν οι φυσαλίδες επιτύχουν έναν όγκο στον οποίο δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν ενέργεια, καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση. Κατά τη διάρκεια της έκρηξης επιτυγχάνονται τοπικά πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 5.000K) και πιέσεις (περίπου 2.000atm). Η έκρηξη της φυσαλίδας σπηλαίωσης οδηγεί επίσης σε πίδακες υγρού με ταχύτητα έως 280 m / s. Οι προκύπτουσες δυνάμεις διάτμησης σπάζουν μηχανικά το περίβλημα κυψελίδας και βελτιώνουν τη μεταφορά υλικού. Ο υπέρηχος μπορεί να έχει είτε καταστρεπτικά είτε εποικοδομητικά αποτελέσματα σε κύτταρα ανάλογα με τις παραμέτρους υπερήχων που χρησιμοποιούνται.

Κυτταρική διάσπαση

Κάτω από έντονα ηχητικά ένζυμα ή πρωτεΐνες μπορούν να απελευθερωθούν από κύτταρα ή υποκυτταρικά οργανίδια ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης των κυττάρων. Στην περίπτωση αυτή, η ένωση που πρόκειται να διαλυθεί σε διαλύτη περικλείεται σε αδιάλυτη δομή. Για να το εξαγάγετε, η κυτταρική μεμβράνη πρέπει να καταστραφεί. Η διακοπή των κυττάρων είναι μια ευαίσθητη διαδικασία, επειδή η ικανότητα του κυτταρικού τοιχώματος να αντέχει υψηλή οσμωτική πίεση στο εσωτερικό. Απαιτείται καλός έλεγχος της διάσπασης των κυττάρων, για να αποφευχθεί η απρόσκοπτη απελευθέρωση όλων των ενδοκυτταρικών προϊόντων συμπεριλαμβανομένων των κυτταρικών υπολειμμάτων και των νουκλεϊκών οξέων ή της μετουσίωσης του προϊόντος. Η υπερηχοποίηση χρησιμεύει ως ένα καλά ελεγχόμενο μέσο για την αποσύνθεση των κυττάρων. Για αυτό, τα μηχανικά αποτελέσματα του υπερήχου παρέχουν ταχύτερη και πληρέστερη διείσδυση του διαλύτη σε κυτταρικά υλικά και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας. Ο υπέρηχος επιτυγχάνει μεγαλύτερη διείσδυση ενός διαλύτη σε φυτικό ιστό και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας. Τα κύματα υπερήχων που δημιουργούν σπηλαίωση διαταράσσουν τα τοιχώματα των κυττάρων και διευκολύνουν την απελευθέρωση του matrix comp