Ultraheli rakkude purunemise tehnoloogia

Ultraheli rakkude purunemine viitab rakumembraani ja rakuseina hävitamise tehnoloogiale välise jõu abil, et vabastada raku sisu, sealhulgas sihttoote komponendid. See on rakkudes sünteesitud mittesekretoorsete biokeemiliste ainete (produktide) eraldamise ja puhastamise aluseks. Koos suurte edusammudega rekombinantse DNA tehnoloogia ja koekultuuri vallas saab valke, mida varem peeti raskeks saada, nüüd masstootma. Kuid kuna bakterite, pärmide, seente ja taimede rakuseinad koosnevad erinevatest komponentidest ning sama tüüpi rakud moodustavad erinevaid võrgustikke, on nende rakuseintel erinev tugevus. Loomarakkudel ei ole rakuseinad, kuid neil on rakumembraanid, mis vajavad produkti ekstraheerimise eesmärgi saavutamiseks ka mõningaid raku purustamise meetodeid. Ultraheli rakkude purunemisel on peamiselt termiline efekt, kavitatsiooniefekt ja mehaaniline mõju rakkudele. Soojusefekt seisneb selles, et kui ultraheli levib keskkonnas, takistab hõõrdumine ultraheli poolt põhjustatud molekulaarset vibratsiooni, mille tulemusena osa energiast muundatakse kohalikuks kõrgeks soojuseks. Kavitatsiooniefekt on kavitatsiooni teke organismis ultrahelikiirguse mõjul. Kavitatsiooni vibratsiooni ja selle vägivaldse implosiooniga tekib mehaaniline nihkerõhk ja turbulents, mis põhjustab kasvaja verejooksu, kudede kollapsi ja nekroosi. Ultraheli peamine toime on mehaaniline toime. Ultraheli levimisel söötme osakesed pressivad ja venivad vaheldumisi kokku, mille tulemuseks on rõhu muutumine ja rakustruktuuri kahjustus. Tapmisefekt on tihedalt seotud ultraheli sageduse ja intensiivsusega. Ultraheli rakupurusti tööpõhimõte põhineb ultrahelilainete kavitatsiooniefektil vedelikus. Andur tekitab sarve elektrienergia kaudu tööriistapea ülaosas olevas vedelikus suure tugevusega nihkejõu, moodustades kõrgsagedusliku vahelduva veesurve, mis paneb õõnsuse laienema, plahvatama ja rakud purustama. Teisest küljest tekitavad osakesed vedelikus ultrahelilainete levimisest põhjustatud ägedate häirete tõttu suure kiirenduse, nii et nad põrkuvad üksteise või seinaga kokku ja purunevad. Laialdaselt kasutatav biokeemias, meditsiinilises farmaatsias, toiduainete tuvastamises, keskkonnaseires ja muudes purustatud looma- ja taimekudede, viiruste, bakterite ja muude rakustruktuuride valdkondades, samuti emulgeerimise, eraldamise, homogeniseerimise ja muude keemiliste reaktsioonide protsessides.