Lisi di E. coli mediante omogeneizzazione

Dai vaccini orali agli immunomodulatori e con una vasta gamma di applicazioni nella biotecnologia e nella ricerca farmaceutica, nello sviluppo e nell'analisi, i lisati batterici sono molto diffusi nell'industria "life science". Per preparare lisati cellulari da cellule di Escherichia coli (E. coli), ad esempio, si possono usare diversi metodi, come la sonicazione, l'omogeneizzazione, la lisi enzimatica e la congelazione/macinazione.

Gli omogeneizzatori sono tuttavia i dispositivi più comunemente utilizzati per lisare grandi quantità di batteri. Una sospensione cellulare viene pompata attraverso il piccolo orifizio di una valvola di omogeneizzazione ad alta pressione; quindi la pressione viene immediatamente scaricata sulla sospensione, determinando un'espansione istantanea che crea la turbolenza e il taglio liquido, combinato con l'alta pressione, che rompe le cellule.

Il principale fattore di disturbo in questo processo è rappresentato dalla pressione applicata al campione e dal successivo calo di pressione nella valvola. Questo produce l'impatto e lo sforzo di taglio, facendo rompere le cellule in misura proporzionata alla pressione d'esercizio.

Rispetto ad altri metodi, l'omogeneizzazione è sia conveniente che efficiente ed offre maggiori percentuali di frequenza di distruzione delle cellule. I moderni omogeneizzatori GEA possono lavorare in continuo, riuscendo a trattare grandi quantità di cellule ad alte pressioni d'esercizio ed eliminando la necessità di aggiungere desossiribonucleasi (DNasi) alla sospensione cellulare.

Le pressioni suggerite per applicazioni tipiche sono di 600–1000 bar con un omogeneizzatore monofase; per ottenere una lisi adeguata sono in genere necessari più passaggi (2–3). Vale la pena sottolineare che elevate pressioni di processo determinano un aumento delle temperature d'esercizio. Pertanto le cellule dovrebbero essere raffreddate (4 °C) prima dell'uso per evitare di inattivare le proteine con la schiuma.

GEA fornisce anche fermentatori, separatori, decanter e la tecnologia di filtrazione tangenziale per il trattamento delicato di colture cellulari fragili. Sappiamo che un trattamento delicato dei microrganismi viventi, la sterilizzazione e un'elevata efficienza sono i prerequisiti per un processo economico, affidabile ed efficace.