E. coli Lyse durch Homogenisierung

Bakterielle Lysate bieten ein großes Anwendungsspektrum in der Biotechnologie und pharmazeutischen Forschung, Entwicklung und Analyse und werden auch häufig in den naturwissenschaftlichen Industrien eingesetzt. Unterschiedliche Methoden können zur Herstellung von Zelllysaten aus Zellen von Escherichia coli (E. coli) verwendet werden, z. B. Beschallung, Homogenisierung, enzymatische Lyse und Einfrieren/Zermahlen.

Homogenisatoren sind jedoch das am häufigsten verwendete Gerät zur Lyse einer großen Anzahl an Bakterien. Eine Zellsuspension wird mit hohem Druck durch die winzige Öffnung eines Homogenisierungsventils gepumpt; dem folgt ein plötzlicher Abfall des Drucks auf die Suspension, wodurch es zu einer sofortigen Expansion kommt, die eine Turbulenz und Flüssigkeitsscherung verursacht und - in Kombination mit dem hohen Druck - zum Bruch der Zelle führt.

Der wesentliche Störfaktor in diesem Verfahren ist der Druck, der auf die Probe ausgeübt wird, und der anschließende Druckabfall über das Ventil. Dadurch kommt es zu einer Schlagbelastung und Scherspannung, die je nach Betriebsdruck zum Bruch der Zelle führt.

Die Homogenisierung ist im Vergleich mit anderen Methoden praktisch und wirkungsvoll und bietet einen höhere prozentualen Anteil an Zellaufschlussraten. Moderne GEA Homogenisatoren können kontinuierlich betrieben werden und ermöglichen somit die Verarbeitung einer hohen Anzahl an Zellen bei hohem Betriebsdruck, wodurch keine Notwendigkeit besteht, Desoxyribonuklease (DNase) zur Zellsuspension hinzuzufügen.

Der empfohlene Druck für typische Anwendungen liegt bei einem einstufigen Homogenisator bei 600 - 1000 bar; normalerweise werden mehrere Durchläufe (2-3) zur Erzielung einer ausreichenden Lyse benötigt. Es ist zu beachten, dass hohe Verarbeitungsdrücke zu einem Anstieg der Betriebstemperaturen führen. Die Zellen sollten daher vor der Verwendung gekühlt werden (4 °C), um eine Inaktivierung der Proteine durch Schaumbildung zu vermeiden.

GEA bietet auch Fermenter, Separatoren, Dekanter und Querstrom-Filtrationstechnologie zur schonenden Behandlung fragiler Zellkulturen. Wir verstehen, dass die vorsichtige Behandlung der lebenden Mikroorganismen, die Sterilität und die Effizienz die Grundvoraussetzungen für die wirtschaftliche, zuverlässige und wirksame Verarbeitung ist.