均质机的演变



细胞分离技术的发展很偶然地萌发了分子生物学领域,多年后,更有目的地启动了细胞生物学的现代时代。1869年,弗里德里希·米歇尔(Friedrich Miescher)开始研究细胞核,当时细胞理论还处于起步阶段。他用盐水洗涤在绷带上从脓液中分离出中性粒细胞,然后通过碱性提取从细胞质中分离出细胞核。所得的沉淀物包含具有新颖化学计量比的磷的物质。他将其命名为nuclein,其作为遗传信息载体的功能在几十年内都不会被理解甚至被假设。1940年代,对获得活细胞功能图感兴趣的阿尔伯特·克劳德(Albert Claude)率先使用了差速离心,并将其与新生电子显微镜相结合,确定了几个亚细胞器,并在感染后分离出病毒颗粒。后来对组织分级分离的改进导致了在氧化磷酸化,细胞内消化,蛋白质合成,转运和分泌,细胞器生物合成以及代谢产物研究方面的开创性发现。

这些地标中的无名英雄是通过均质化破坏细胞。然而,在整个早期,均质化仅限于研钵和研杵的古老技术,或Waring搅拌机的破坏力。在无数的实验中,简单地丢弃了在均质化步骤中不溶的馏分,直到认识到这些看似不可穿透的残基都包含了令人关注的间隔,颗粒和分子。尽管研钵,研杵和投药器仍广泛用于从RNA提取到器官和胚胎破坏的各种应用中,但现代机械均质器通常更可靠,尤其是在需要处理产量时。珠磨均质机可促进小批量硬组织的高通量破碎,高压均质机可以在工业规模上产生乳化作用和细胞裂解物。但是,两者都比转子定子和超声波发生器通用性差。

转子定子的工作原理是通过内部转子在固定护套内的快速旋转,通过机械撕裂,剪切力或空化破坏细胞或组织,该空化是由气泡在溶液中迅速崩塌而产生的冲击波。超声仪由发生器和换能器组成,后者使用压电电荷将其共振频率传递给超声探头。探头产生的振动会在液体样品中产生剪切波和冲击波,从而形成乳剂。对于两种类型的均质器,探针**的直径决定了适当的样品量,以及可能发生破裂或乳化的容器。因此,存在多种探头尺寸,以及实验室匀浆器可以处理的相应范围的样品,范围从少于200微升到超过5升。

最小体积和最软稠度的样品使用底部平坦的最窄探针。在中型探针中并入锯齿形刀片可破坏较大且较坚硬的样品,而带有开​​槽底部的大型探针可用于较大体积且在烧杯和烧瓶中较厚的样品。对于超声仪,BioLogics其他人则提供了对应于更大体积的实心或抽头超声波探头,从而需要更宽的直径,更低的超声能量辐射以及更宽的空化场。固体**更适合有机溶剂,与带螺纹的**不同,后者具有带螺纹的末端,可以接受用于高通量应用的一次性附件。较小体积的微**可在较窄的空化条件下传递更多的能量。阶梯状和锥形的微**在传递超声波振动方面相似,尽管阶梯状的微**更长,并且可以伸入更深的容器中,从而潜在地减轻了由于飞溅或热量蒸发而造成的样品损失。不管您的方案是要求机械破坏还是超声乳化,都有一个解决方案。