細胞破壊

1940年代以来、高圧は、最も顕著なフランスの圧力セルプレス、または略してフレンチプレスによって、細胞破壊の方法として使用され この方法はCharles Stacy Frenchによって開発され、圧力差動を渡って経験されるせん断力が原因で細胞を溶解させる狭い開口部を通って細胞を強制するのに高 フランスのプレスは、多くの微生物学研究所で定番アイテムとなっているが、その生産は、同様の技術の代替アプリケーションで復活につながる、主に中止されています。

現代の物理的なセルディスラプターは、通常、空気圧または油圧のいずれかを介して動作します。 空気機械が普通低価格であるが、性能は空気ポンプの打撃中の処理圧力の変化が信頼できない原因である場合もある。 一般的には、特に酵母やグラム陽性菌などのサンプルを分解しにくい加工時には、ピストンストローク全体で一定の圧力を維持する能力があるため、油圧機は優れた溶解能力を提供すると考えられています。 油圧によって作動するフレンチプレスは、最も一般的に使用されるセルタイプの90%以上の溶解が可能であるため、溶解性能のゴールドスタンダードと 一部の製造業者はまた、オリフィスを介してサンプルを駆動する圧力以外のこれらの機械内の特性を変更することによって、従来の設計を改善しようとしています。 そのような例の1つはConstant Systemsであり、最近、セルディスラプターが伝統的なフランスのプレスの性能と一致するだけでなく、はるかに低い電力で同じ結果を達成することに向けて努力していることを示しています。

圧力サイクリング技術(”PCT”)。 PCTは特許を取られ、安全に、便利にそして再生可能に生物的サンプルの分子の行為を制御するのに包囲された、超高度のレベル(90,000までのpsi)間の流体静力学圧力の交互になる周期を使用する技術のプラットホームを可能にする、例えば。 ヒト、動物、植物、および微生物源からの細胞および組織の破裂(溶解)、および病原体の不活性化。 PCT強化システム(機器および消耗品)は、生物学的サンプル調製に固有のいくつかの困難な問題に対処します。 PCTの利点は下記のものを含んでいます:(a)より多くの膜蛋白質の抽出そして回復、(b)高められた蛋白質の消化力、(c)混合されたサンプル基盤の差動換散、(d)病原体の不活性化、(e)高められたDNAの検出、および(f)絶妙なサンプル準備のプロセス制御。

細胞破壊に使用されるマイクロフルイダイザー法は、粒径、粘度、タンパク質収量および酵素活性などの溶解した細胞懸濁液の物理化学的性質に強 近年、マイクロフルイダイザー法は、その使いやすさと多くの異なる種類の細胞を破壊する効率のために、細胞破壊において人気を得ている。 マイクロフルイダイザー技術はアーサー-D-リトルと呼ばれる会社からライセンスされ、1980年代に最初に開発され利用され、当初はリポソーム作成のためのツールとして始まった。 それ以来、細胞破壊ナノエマルション、および固体粒子サイズの縮小などの他の用途に使用されてきた。

固定幾何学が付いているマイクロチャネル、および増強ポンプの使用によって、高いせん断率は細胞を破裂させる発生する。 細胞溶解のこの方法は、大腸菌の細胞の90%以上の破損をもたらすことができます。

多くのタンパク質は非常に温度に敏感であり、多くの場合、わずか4℃の温度で変性を開始することができます。

多くのタンパク質は非常に温度に敏感であり、多くの場合、 マイクロチャネルの中では、温度は4つの摂氏温度を超過するが、細胞が高温に露出される時間が非常に短いように機械はすぐに冷却するように設計されている(滞留時間25ms-40ms)。 この効果的な温度制御のために、マイクロフルイダイザーは、タンパク質が温度に敏感であるときに、他の機械的方法よりも高いレベルの活性タンパク質および酵素を生成する。

粘度の変化は、細胞を破壊するときにもしばしば観察される。 細胞懸濁液の粘度が高いと、ろ過や正確なピペッティングなどの下流の処理が非常に困難になる可能性があります。 マイクロ流体装置で観察される粘度変化は比較的低く、機械を通過するさらなる追加の通過とともに減少する。

他の機械的破壊法とは対照的に、マイクロフルイダイザーは細胞膜を効率的にしかし穏やかに破壊し、比較的大きな細胞壁断片(450nm)をもたらし、細胞内容物を分離することを容易にする。 これはより短いろ過時間およびよりよい遠心分離の分離をもたらす場合があります。

マイクロフルイダイザー技術は、一ミリリットルから数千リットルにスケールします。

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