هموژنایزر التراسونیک و هموژنایزر مکانیکی

آماده سازی نمونه ها برای تجزیه و تحلیل پروتئین و اسید نوکلئیک به دو مرحله اساسی نیاز دارد: اختلال در بافت برای آزادسازی سلول های جداگانه و آزادسازی محتویات سلولی آن ها . همگن سازی مکانیکی و فراصوت (گاهی اوقات به عنوان هموژنیزاسیون التراسونیک نامیده می شود) دو تکنیک اصلی برای این فرایندها هستند.

هموژنایزر التراسونیک

Sonication یک روش اختلال سلول است که در آن امواج صوتی با فرکانس بالا سلول ها را برش می دهند . به عبارت دیگر ، هموژنایزر التراسونیک یا سونیکاتور برای سونیکاسیون از انرژی صوتی برای شکستن سلول ها استفاده می کند . همانند همگن سازی ، سونیکاسیون نیز یک تکنیک اختلال فیزیکی سلول است . سونیکاسیون در ایجاد اختلال در باکتری ها ، مخمرها ، قارچ ها ، جلبک ها و سلول های پستانداران موثرتر است . هنگامی که امواج صوتی با فرکانس بالا اعمال می شود ، گرمای زیادی تولید می کند .     سونیکاسیون برای نمونه هایی با حجم کمتر از 100 میلی لیتر مناسب است .

Sonication از امواج صوتی برای تحریک ذرات در محلول معین استفاده می کند . علاوه بر این ، یک سیگنال الکتریکی را به ارتعاش فیزیکی تبدیل می کند که می تواند مواد را از هم جدا کند . بنابراین این اختلالات می تواند محلول ها را مخلوط کرده و انحلال یک جامد را در مایع تسریع کند.

هموزنایزر مکانیکی

هموژنیزاسیون یکی دیگر از روش های اختلال فیزیکی سلول است که توسط نیروی مکانیکی و با استفاده از هموژنایزر مکانیکی برای شکستن سلول ها استفاده می شود . در اثر نیروی وارد شده به سلول ها و بافت ها، غشای سلولی سلول ها می شکنند .

به طور سنتی ، اختلال مکانیکی با انجماد بافت ها و سپس آسیاب کردن با ملات و مایع ایجاد می شد . در حال حاضر ، دو روش متداول دیگر وجود دارد: اختلال بر اساس مهره و اختلال روتور – استاتور .

• در همگن سازی بر اساس مهره از مهره های پلاستیکی یا فلزی همراه با هم زدن با سرعت بالا برای ایجاد نیروهای برشی استفاده می کنند . این تکنیک برای حیوانات کامل ، حشرات (به عنوان مثال ، Drosophila melanogaster) یا نمونه های گیاهی مناسب است ، که نیاز به ایجاد اختلال در دیواره های سلولی محکم دارند . نقطه ضعف اختلال بر اساس مهره این است که نیاز به انتخاب مناسب مواد و قطر مهره دارد . به عنوان مثال ، برخی از مهره های پلاستیکی به آسانی با DNA متصل می شوند و هنگامی که برداشته می شوند ، از محلول تخلیه می شوند . به طور مشابه ، قطر مهره می تواند بر میزان نیروی ایجاد شده و میزان اختلال در نمونه تأثیر بگذارد . استفاده از اندازه مهره که خیلی بزرگ یا خیلی کوچک است می تواند منجر به همگن شدن ناقص شود .
• اختلال روتور – استاتور شامل استفاده از یک استاتور ثابت است که یک روتور به سرعت در حال حرکت است . حرکت بافت ها و سلول ها در فضای بین روتور و استاتور ، نیروی برشی بالایی ایجاد می کند . این دستگاه ها معمولاً دستی هستند و اتصال روتور – استاتور قابل تعویض است . این دستگاه ها به طور موثری بافت های سخت حیوانات و گیاهان (به عنوان مثال ماهیچه ها) را همگن می کنند . این فرایند می تواند حتی مقاوم ترین نمونه ها را همگن کند . علاوه بر این ، نمونه های با حجم زیاد را می توان با استفاده از ابزارهای بزرگتر پردازش کرد . از معایب روتور – استاتور می توان به افزایش هزینه اشاره کرد. لازم به ذکر است که لوازم جانبی اغلب قبل از استفاده مجدد نیاز به شستشو و استریل سازی دارند .

تفاوت هموژنایزر التراسونیک (تکنیک سونیکاسیون) و هموژنایزر مکانیکی (تکنیک هموژنیزاسیون)

تفاوت اصلی بین سونیکاسیون و هموژنیزاسیون این است که استفاده از نیروی فراصوت یک تکنیک اختلال سلولی است که از انرژی صوتی برای ایجاد اختلال در بافت ها و سلول ها استفاده می کند ، در حالی که هموژنیزاسیون یک تکنیک اختلال سلولی است که عمدتا از نیروی فیزیکی برای شکستن غشای سلولی استفاده می کند .

به منظور تجزیه و تحلیل مولکول های زیستی ، واکنش های آن ها و سایر محتویات سلولی ، لازم است بافت ها و سلول ها آزاد و همگن شوند . تکنیک های مختلفی برای این کار وجود دارد . Sonication و homogenization دو تکنیک از این دست هستند . Sonication از انرژی صوتی یا امواج فراصوت برای ایجاد اختلال در سلول ها استفاده می کند در حالی که homogenization از نیروی مکانیکی برای شکستن سلول ها استفاده می کند .

علاوه بر این ، هموژنایزر التراسونیک سلول ها را به سرعت می شکند ، در حالی که هموژنایزر مکانیکی زمان بیشتری را برای شکستن سلول ها نسبت به هموژنایزر التراسونیک نیاز دارد . بنابراین ، ما می توانیم این را نیز به عنوان تفاوت بین هموژنایزر التراسونیک و مکانیکی در نظر بگیریم . علاوه بر این ، شدت نیروی فراصوتی را می توان به آسانی تنظیم کرد و بر خلاف هموژنیزه شدن ، امکان ایجاد اختلال ملایم یا ناگهانی در غشای سلولی را فراهم می کند .

شباهت های Sonication و Homogenization چیست ؟

• سونیکاسیون و هموژنیزاسیون دو روشی هستند که در اختلال سلولی استفاده می شوند .
• هر دو روش سریع و آسان هستند .
• این روش ها در ایجاد اختلال در باکتری ها ، مخمرها ، قارچ ها ، جلبک ها و سلول های پستانداران موثر هستند .
• در هر دو روش ، تغییر رنگ و تجمع پروتئین می تواند رخ دهد .

مطالب فرق برگرفته شده از سایت رویان ایران مرجع تجهیزات آزمایشگاهی می باشد.