خلاصة

كما عينة هامة معدات المعالجة في المختبرات الحديثة ، وارتفاع تدفق الأنسجة الكاشطة يظهر قيمة كبيرة في تطبيق معالجة العينات البيولوجية مع مزايا عالية الكفاءة ، وسرعة منخفضة عبر التلوث . في هذه الورقة ، تطبيق هذه المعدات في طحن وكسر الأنسجة الحيوانية والنباتية ، والكائنات الحية الدقيقة وغيرها من العينات البيولوجية بصورة منهجية عرض . الممارسة تبين أن تدفق عالية طحن الأنسجة أداة يمكن أن تحسن كثيرا من كفاءة التجربة ، ووضع الأساس من أجل دقة وموثوقية البيولوجيا الجزيئية البحوث .

1 مقدمة موجزة : معدات عملية عالية الكفاءة تجهيز العينات

تدفق عالية طحن الأنسجة الصك هو نوع من معدات المعالجة الحديثة على أساس نموذج عالية السرعة الاهتزاز والصدمة من حيث المبدأ ، من خلال الاهتزاز عالية التردد ذهابا وإيابا من طحن كرات ( زركونيا ، كرات الصلب ، والزجاج ، الخزف الخرز ، الخ . ) منذ إنشائها ، هذه المعدات قد تم تدريجيا محل العديد من الأساليب التقليدية اليدوية طحن ، أصبحت البيولوجيا الجزيئية ، والطب الحيوي ، والعلوم الزراعية وغيرها من المجالات من المعدات المستخدمة في المختبرات .

بالمقارنة مع التقليدية طريقة اللف ، وارتفاع تدفق الأنسجة اللف الصك هو سمة بارزة لتحقيق كفاءة عالية المعالجة المتوازية . على سبيل المثال ، bionon سلسلة عالية تدفق الأنسجة المطحنة يمكن الانتهاء من 192 * 2 مل من العينات في أكثر من 30 ثانية ، مثل هذه القدرة على تجهيز يمكن أن تساعد الباحثين على الحد من عملية يدوية معقدة ، وتحسين كفاءة التجارب .

الحديثة عالية التمويه الملمس اللف الجهاز يأخذ الراحة والسلامة في الاعتبار الكامل في التصميم . الجهاز هو عادة مجهزة 7 بوصة تعمل باللمس شاشات الكريستال السائل التي تسيطر عليها الحواسيب الصغيرة ، والتي يمكن عرض حالة العمل بصريا . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الجهاز يعتمد نظام قفل الكهرومغناطيسية لضمان أن الجهاز يمكن أن تبدأ فقط عندما يكون الغطاء في حالة مغلقة ، وتوفير ضمانة قوية لسلامة العملية .

الشكل 1 تخطيطي البنية الأساسية تدفق عالية طحن الأنسجة

2 مجال التطبيق : دقة تجهيز العينات البيولوجية المتعددة

2.1 عينات الأنسجة الحيوانية والنباتية

تدفق عالية طحن الأنسجة أظهرت أداء جيد في معالجة الأنسجة الحيوانية والنباتية عينات . في الأنسجة النباتية ، والمعدات يمكن أن كفاءة معالجة الجذور والسيقان والأوراق والزهور والفواكه والبذور وغيرها من أنواع العينات ، حتى لو كان محتوى الألياف عالية ، والملمس الصلب العينات ، ولكن أيضا في وقت قصير الانتهاء من طحن موحدة . أخذ بذور الذرة على سبيل المثال ، طريقة الطحن التقليدية تحتاج إلى النيتروجين السائل قبل التبريد ، دليل التشغيل ، تستغرق وقتا طويلا ، استهلاك الطاقة ، تأثير غير متكافئ ، ولكن باستخدام تدفق عالية طحن الأنسجة الصك ، تحتاج فقط إلى إضافة كمية مناسبة من طحن الخرز ، ووضع إجراءات قصيرة الأجل ، يمكن الحصول على مسحوق موحد ، ثم استخراج الحمض النووي و التحليل الجيني لتوفير عينات مناسبة .

في الأنسجة الحيوانية تجهيز المعدات ينطبق على الدماغ ، القلب ، الرئة ، المعدة ، الكبد ، الغدة الصعترية والكلى والعضلات والعظام وغيرها من أنواع الأنسجة . ارتفاع تدفق الأنسجة المطحنة أظهرت مزايا واضحة على عينات من العظام والأسنان والشعر التي يصعب معالجتها . أخذ عينات من الكبد من الفئران على سبيل المثال ، أظهرت النتائج أن طحن كافية يمكن أن تكتمل في غضون 15 ثانية إلى 2 دقيقة باستخدام ظروف مناسبة طحن وتكسير وسائل الإعلام .

2.2 الكائنات الحية الدقيقة و عينات خاصة

عينات من الكائنات الحية الدقيقة غالبا ما تحتاج إلى كسر قوي بسبب هيكل جدار الخلية الخاصة . . . . . . . تدفق عالية طحن الأنسجة أداة يمكن أن بفعالية سحق الخلايا الميكروبية مثل البكتيريا والخميرة والفطريات وحتى sporophytes ، وما إلى ذلك عملية الطحن يستخدم وقت قصير ، ويمكن أن تبقي على سلامة الجزيئات البيولوجية ( الحمض النووي ، والجيش الملكي النيبالي ، والبروتين ) و جزيئات الدواء . . . . . . . من أجل مقاومة البكتيريا والفطريات جدار الخلية ، مع مساعدة من مواد محددة من طحن الخرز ( مثل زركونيا ) ، يمكن تطبيق قوة تأثير أقوى لتحقيق كفاءة عالية سحق .

الجهاز لديه أيضا تأثير العلاج المثالي القديم الجاف عينات ، عينات الطب الشرعي ( مثل الشعر والعظام ) وعينات من الأمراض السريرية . على سبيل المثال ، في الطب الشرعي ، الشعر أو عينة صغيرة من الأنسجة قد تحتوي على أدلة حاسمة على أن تدفق عالية الأنسجة الكاشطة يمكن أن تقلل من التلوث المتبادل بين العينات ، وضمان موثوقية نتائج التحليل من خلال إغلاق كامل أنبوب عينة واحدة طحن الخرز .

الجدول : أوصت طحن المعلمات لأنواع مختلفة من العينات البيولوجية

3 المزايا التقنية : تحسين نوعية طحن التقليدية

3.1 تحسين الكفاءة والجودة

ميزة أساسية من تدفق عالية طحن الأنسجة الصك هو زيادة كبيرة في الكفاءة . طرق الطحن التقليدية ، مثل دليل طحن ، خلاط ، وعادة ما تكون قادرة على معالجة عينة واحدة فقط في وقت واحد ، وتستغرق وقتا طويلا . تدفق عالية طحن الأنسجة أداة يمكن التعامل مع العديد من العينات في وقت واحد ، وعادة ما يستغرق سوى 15 ثانية إلى 2 دقيقة ، مما يقلل كثيرا من وقت المعالجة من العينات ، وتسريع عملية التجربة برمتها .

وفي الوقت نفسه ، يمكن تحسين كفاءة المعدات طحن الجودة . ثلاثي الأبعاد الخاصة الاهتزاز الرأسي العلوي والسفلي ، اليسار واليمين التكامل اعتمدت طريقة لجعل عينة طحن أكثر موحدة تماما ، الفرق بين دفعات و دفعات صغيرة ، و تكرار التجربة هو أفضل . وأظهرت النتائج أن البروتين المستخرج من هذا الأسلوب هو أكثر استقرارا من النشاط ، وسلامة الحمض النووي شظايا هو أفضل .

3.2 تحسين الأمن والراحة

تدفق عالية طحن الأنسجة أداة بارزة في الحد من التلوث . العينة هي في حالة مغلقة تماما في عملية سحق ، ويمكن استخدام أنبوب الطرد المركزي المتاح الخرز ، والعينات هي محفوظة تماما في أنبوب ، مما يقلل بشكل فعال من خطر التلوث عبر التلوث الخارجي بين العينات . هذه الخاصية هي مهمة جدا في التشخيص السريري ، الطب الشرعي ، والبحوث الطبية الدقيقة ، التي تتطلب نتائج دقيقة .

عملية مريحة من المعدات هو أيضا يستحق التأكيد . الحديثة أداة طحن عادة ما تكون مجهزة بديهية واجهة الشاشة التي تعمل باللمس ، يمكن للمستخدم بسهولة تعيين المعلمات طحن ، والمعدات يمكن تخزين مجموعات متعددة من البيانات التجريبية ، من السهل استدعاء وتكرار . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن المعدات يمكن أن تختار مختلف طرق الطحن ، بما في ذلك الرطب والجاف طحن ، وانخفاض درجة الحرارة طحن لتلبية مختلف الاحتياجات التجريبية .

3.3 قيمة عملية انخفاض درجة الحرارة طحن التكنولوجيا

واحدة من الخصائص التقنية الهامة من تدفق عالية طحن الأنسجة هو تحقيق التحكم في درجة الحرارة طحن . عندما تحتاج درجة حرارة منخفضة طحن البيئة ، يمكن للمستخدم غمر محول مع عينة في النيتروجين السائل لتبريد لمدة 1-2 دقيقة ، ثم انتقل إلى الجهاز المضيف بسرعة ثابتة ، ثم طحن يمكن أن تبدأ دون إعادة تجميد العلاج . بعض النماذج المتقدمة مجهزة أيضا مع نظام التبريد المهنية ، مثل سلسلة bionon تجميد الأنسجة طاحونة ، درجة حرارة التبريد يمكن أن تصل إلى - 50 ℃ قابل للتعديل ، يمكن أن تقلل من الاحتكاك الناجم عن الحرارة على عينة من الحمض النووي والبروتين .

انخفاض درجة الحرارة طحن التكنولوجيا مهم جدا لاستخراج thermosensitive الجزيئات الحيوية . في درجة حرارة الغرفة ، الحرارة المتولدة عن الاحتكاك يمكن أن يؤدي إلى تدهور البروتين أو الحمض النووي ، في حين أن انخفاض درجة حرارة البيئة يمكن أن تمنع بشكل فعال هذه الآثار السلبية ، والحفاظ على الحالة الطبيعية والنشاط من الجزيئات البيولوجية ، وتوفير أساس موثوق بها من أجل التحليل التالي .

الشكل : مبدأ العمل من انخفاض درجة حرارة اللف محول

4 عملية تدفق : توحيد العمل لضمان تأثير جيد

4.1 إجراءات التشغيل القياسية

من أجل ضمان الاستقرار والخدمة الطويلة في الحياة من تدفق عالية طحن الأنسجة الصك ، فمن المستحسن اتباع إجراءات التشغيل الموحدة التالية :

1. إعداد العينة : عينة من الأنسجة هي معبأة في أنبوب الطرد المركزي المناسب ، إضافة كمية مناسبة من تكسير متوسطة أو كاشف . علما بأن حجم العينة لا ينبغي أن تكون مفرطة ، عموما لا تتجاوز ثلث سعة الحاوية لضمان ما يكفي من طحن الفضاء .

2. إضافة طحن الخرز : اختيار المواد المناسبة و القطر من طحن الخرز حسب خصائص العينة ( عادة 0.1-30mm القطر ) . زركونيا الخرز هي مناسبة لمعظم العينات البيولوجية ، الفولاذ المقاوم للصدأ الخرز هي أكثر ملاءمة العينات الصلبة .

3. precooling ( إذا لزم الأمر ) : الحرارة الحساسة عينة ، أنبوب الطرد المركزي مع عينة وطحن حبة يمكن وضعها في تجميد محول ، محول كامل مغمورة في النيتروجين السائل لمدة 1-2 دقيقة باستخدام محول خاص المشبك .

4. الإعداد : تثبيت محول بشكل صحيح على طاحونة وتشديد تأمين مقبض . ضبط المعلمات طحن المناسبة من خلال شاشة تعمل باللمس ، بما في ذلك الوقت ( 0 ثانية - 9999 دقيقة قابل للتعديل ) و سرعة / تردد ( 0-70 هرتز / 0-2100 دورة في الدقيقة ) .

5. بدء اللف : تأكد من أن الجهاز هو تغطية بإحكام ، بدء تشغيل الجهاز ، لا تحتاج إلى التدخل اليدوي في عملية اللف ، الجهاز سوف تتوقف تلقائيا بعد تحديد الوقت .

6. عينة الانتعاش : بعد الانتهاء من طحن ، بعناية إزالة عينة أنبوب ، ثم استخراج . ملاحظة قصيرة الطرد المركزي قبل فتح الغطاء ، وجمع العينات والسوائل على جدار الأنبوب إلى أسفل الأنبوب .

4.2 نقاط الاهتمام الرئيسية

من أجل ضمان سلامة وموثوقية النتائج التجريبية ، ينبغي إيلاء اهتمام خاص إلى النقاط التالية أثناء العملية :

1. حماية السلامة : عند استخدام النيتروجين السائل قبل التبريد ، يجب ارتداء القفازات الواقية والنظارات لمنع الجلد من الاتصال المباشر مع النيتروجين السائل .

2. وضع متوازن : من أجل ضمان تشغيل مستقرة وموحدة طحن ، عينة أنبوب محول يجب أن توضع بشكل متناظر قدر الإمكان للحفاظ على التوازن .

3. المعلمة الأمثل : نموذج جديد أو نوع العينة ، فمن المستحسن إجراء اختبار على نطاق صغير ، وتحسين طحن الوقت والتردد ، وتجنب الإفراط في طحن أو عدم كفاية طحن .

4. تنظيف وصيانة : تنظيف محول في الوقت المناسب بعد كل استخدام ، والتحقق من حالة طاحونة بانتظام ، وضمان المعدات في حالة عمل جيدة .

5 اتجاه التنمية : الابتكار التكنولوجي وتوسيع نطاق تطبيق الحدود

مع تطور علوم الحياة ، وارتفاع تدفق الأنسجة اللف الصك هو النامية نحو أكثر ذكاء ، وارتفاع تدفق أكثر مهنية . في جانب من جوانب intelligentization ، طاحونة الحديثة لديها وظائف مثل برنامج التخزين ، والتشغيل الآلي ، خطأ التشخيص ، وما إلى ذلك في المستقبل ، وسوف تدمج تكنولوجيا الإنترنت من الأمور ، وتحقيق الرصد عن بعد والتشغيل ، وتعزيز تجربة المستخدم .

في جانب من جوانب توسيع نطاق التطبيق ، وارتفاع تدفق الأنسجة الكاشطة قد توغلت في مجالات مثل علم المواد ، وتكنولوجيا النانو ، والعلوم البيئية ، وما إلى ذلك من التقليدية معالجة العينات البيولوجية . على سبيل المثال ، في علم المواد ، الجهاز يمكن استخدامها لإعداد مواد نانو ، وتحسين خصائص المواد . في العلوم البيئية ، فإنه يمكن استخدامها لمعالجة التربة والنفايات الصلبة وغيرها من العينات البيئية ، وتحليل تكوين الكائنات الحية الدقيقة والملوثات المحتوى .

في جانب من جوانب الابتكار التكنولوجي ، غير الأنزيمية فصل الميكانيكية التكنولوجيا أصبحت اتجاها جديدا . هذا الأسلوب هو مناسبة خاصة في مجال البحوث المتقدمة مثل الورم التجانس الذي يحتاج إلى تنقية السكان خلية واحدة ، ويوفر أداة قوية من أجل التميز في العلاج الطبي .

وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الجمع بين التكنولوجيا مع غيرها من معدات عالية الإنتاجية مطحنة الأنسجة أصبحت أكثر وأكثر نضجا . على سبيل المثال ، عندما تستخدم بالاقتران مع التلقائي بالكامل استخراج الحمض النووي أداة ، التلقائي بالكامل تدفق من عينة طحن استخراج الحمض النووي يمكن أن تتحقق ، مما يقلل من الأخطاء البشرية وتحسين التكرار والموثوقية من النتائج التجريبية . هذا الحل المتكامل هو مناسبة خاصة على نطاق واسع مركز التسلسل و المختبرات السريرية لتلبية الطلب على تدفق عالية ، موحدة عينة المعالجة .

خاتمة

تدفق عالية طحن الأنسجة هو أداة هامة في مجال المعالجة البيولوجية ، مع خصائص عالية الكفاءة والدقة والسلامة ، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في المختبرات الحديثة . وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في الأنسجة الحيوانية والنباتية ، والكائنات الحية الدقيقة ، وحتى بعض العينات الخاصة التي يصعب علاجها . مع تطور العلم والتكنولوجيا ، وارتفاع تدفق آلة طحن الأنسجة سوف تظهر ميزة فريدة من نوعها في العديد من المجالات ، وتقديم مساهمة إيجابية في البحث العلمي والتنمية الاجتماعية .