Ultrahangos cellatörés technológia

Az ultrahangos sejttörés a sejtmembrán és a sejtfal külső erő hatására történő megsemmisítésének technológiájára utal, hogy a sejttartalom felszabaduljon, beleértve a céltermék-összetevőket is. Ez az alapja a sejtekben szintetizált, nem szekréciós biokémiai anyagok (termékek) elválasztásának és tisztításának. A rekombináns DNS-technológia és a szövettenyésztés jelentős előrelépéseivel kombinálva a korábban nehezen beszerezhető fehérjéket ma már tömegesen is elő lehet állítani. De mivel a baktériumok, élesztőgombák, gombák és növények sejtfala különböző összetevőkből áll, és ugyanazon típusú sejtek különböző hálózatokat alkotnak, sejtfalaik különböző szilárdságúak. Az állati sejteknek nincs sejtfaluk, hanem sejtmembránjuk van, amelyeknek szintén szükségük van bizonyos sejttörő módszerekre a termékkivonás céljának eléréséhez. Az ultrahangos sejttörés elsősorban termikus, kavitációs és mechanikai hatást fejt ki a sejteken. A termikus hatás az, hogy amikor az ultrahang terjed a közegben, a súrlódás akadályozza az ultrahang által keltett molekuláris rezgést, így az energia egy része helyi nagy hővé alakul. A kavitációs hatás ultrahangos besugárzás hatására kavitáció képződik a szervezetben. A kavitáció rezgésével és heves becsapódásával mechanikus nyírónyomás és turbulencia keletkezik, ami daganatos vérzést, szövetösszeomlást és nekrózist okoz. A mechanikai hatás az ultrahang elsődleges hatása. Az ultrahangos terjedés során a közeg részecskéi felváltva összenyomódnak és megnyúlnak, ami nyomásváltozást és a sejtszerkezet károsodását eredményezi. Az ölő hatás szorosan összefügg az ultrahang gyakoriságával és intenzitásával. Az ultrahangos cellatörő működési elve a folyadékban lévő ultrahanghullámok kavitációs hatásán alapul. A jelátalakító nagy szilárdságú nyíróerőt hoz létre a szerszámfej tetején lévő folyadékban a kürt elektromos energiáján keresztül, nagyfrekvenciás váltakozó víznyomást hozva létre, amely az üreget kitágul, felrobban és összetöri a cellákat. Másrészt a folyadékban az ultrahanghullámok terjedése által okozott heves zavarok miatt a részecskék nagy gyorsulást produkálnak, így egymásnak vagy a falnak ütköznek és összetörnek. Széles körben használják a biokémiában, az orvosi gyógyszerészetben, az élelmiszerek kimutatásában, a környezeti megfigyelésben és a törött állati és növényi szövetek, vírusok, baktériumok és más sejtszerkezetek egyéb területein, valamint emulgeálási, elválasztási, homogenizálási és egyéb kémiai reakciók során.