超音波処理はどのように機能しますか?

著者: Carl Weaver
作成日: 25 2月 2021
更新日: 1 六月 2024
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VP-050を用いた大腸菌の超音波破砕手順
ビデオ: VP-050を用いた大腸菌の超音波破砕手順

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超音波処理は、電気信号を物理的振動に変換するプロセスです。物理的振動は、物質に向けられます。音波発生器は様々な目的のために使用される実験室で重要な機器です。超音波処理は一般的に、さらなる精査のために化合物または細胞を分解するために行われます。振動は溶液に強力な影響を与え、その分子を破壊し、細胞を破壊します。主な例はDNA検査であり、そこではDNA情報を含むかもしれない細胞が超音波処理を受けて破壊され、それによって検査のためにDNAタンパク質を放出する。

超音波処理装置の主要部分は超音波発電機です。この装置はトランスデューサーに動力を与える信号(通常は約20KHz)を生成します。このトランスデューサーは、電気信号を圧電性結晶、または電気に直接反応する結晶に変換して、機械的振動を発生させます。分子起源のこの振動は、プローブを通過するまで慎重に保存され、超音波処理器によって増幅されます。

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音波プローブは振動を検査されるべき溶液に伝達する。このプローブは、振動とともに動き、それを溶液に伝達する、慎重に構成された先端です。装置は非常に高速で上下に動くが、振幅は操作者によって制御することができ、超音波処理する溶液の性質に基づいて選択される。プローブの急激な動きはキャビテーションと呼ばれる効果を生み出します。振動が溶液中に一連の微視的な泡を生成し、形成されそして次に溶液の重量の下で再び壊れる空の空間のポケットが周囲の物質に小さな衝撃波を送るとき、キャビテーションが起こります。それらの何千もの気泡がそれら自身を形成し破壊することは絶えず溶液中を循環しそして細胞を破壊する強力な振動波を作り出す。

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どのタイプの超音波処理プロセスが望ましいかによって、異なるサイズのプローブチップがあります。先端が非常に小さいと、優れたキャビテーション効果が得られ、隣接するセルが壊れやすくなりますが、プローブ周辺の影響範囲は限られています。より大きなチップはより多くの量の解決策に達することができますが、そのような強い反応を生み出さないでしょう。

超音波処理はかなり効率的な細胞調節解除剤であり、問​​題の細胞およびタンパク質にとっては強すぎることがある。科学者がより繊細な手順を使用する必要がある場合は、通常、酵素消化(化学反応破壊)や砂などの材料のサンディングなどの従来のプロセスを選択します。