A
sejtkoncentráció-akusztikus jelenség-sejtéletképesség változás kölcsönhatásának
vizsgálata ultrahang térben
Lőrincz Attila – Neményi
Miklós
Nyugat- Magyarországi
Egyetem
Mezőgazdaság- és
Élelmiszertudományi Kar, Mosonmagyaróvár
Agrárműszaki, Élelmiszeripari
és Környezettechnikai Intézet
9200 Mosonmagyaróvár, Vár 2.
Tel.: 06-96-576-635
e-mail: lorincza@mtk.nyme.hu
Jól ismert tény, hogy az ultrahangnak hatása van a hangtér anyagi
minőségére. Azt is tudjuk, hogy a hangtérben különböző jelenségek alakulhatnak
ki, mint az akusztikus áramlás, az állóhullám, vagy a kavitáció, melyek a
besugárzás körülményeitől függően küszöbszerűen alakulnak ki és válnak
dominánssá egy adott szituációban. A különböző jelenségek kihasználásával
módunk van speciális műveletek elvégzésére. A különböző biológiai anyagokkal
kapcsolatos, ultrahang segítségével végzett műveletek hatékonyságának jó
indikátora a sejtek roncsolódásának, illetve életképesség-változásának kezelés
alatti vizsgálata. Sejtekkel kapcsolatos aktív műveletek a sejtfeltárás, az
intracelluláris sejtorganellum-, vagy anyagcseretermék extrakció, sejt
inaktiválás, ülepítés, szeparáció, esetleg szelektív szeparáció,
sejtkoncentrálás, frakcionálás, térbeli manipuláció, további cél lehet az
akusztikus áramlás segítségével végzett hő-, és anyag transzport folyamatok
megerősítése. A hangtérbeli jelenségek kialakulását alapvetően befolyásolják a
hangtér fizikai paraméterei. Élelmiszeripari alkalmazás esetén az emulgeálás,
csírátlanítás, áramoltatás, hőmérsékletemelés, és más műveletek is
elvégezhetőek. Szennyvízipari alkalmazás esetén elvégezhető a szuszpendált
szemcse szedimentáció, szeparáció, aggregálás, manipuláció, inaktiválás,
frakcionálás.
Vizsgálatainkban, 9 W/cm2
teljesítmény és 1,117MHz frekvencia mellett meghatároztuk a hangtérbeli
kavitáció megszűntetéséhez szükséges liofilizált Saccharomyces cerevisiae
pékélesztő koncentráció g/l mennyiségét. Ezután e mennyiség többszöröseinek
felhasználásával, követtük nyomon a hangtérben kialakult akusztikus
jelenségeket, illetve szimultán, vitális festés segítségével a sejtek túlélési
dinamikájának alakulását. A vizsgált akusztikus jelenségek az akusztikus
áramlás, az állóhullám, a kavitáció jelenségei voltak. A hangtér fizikai
paraméterei alapvetően befolyásolták a hangtérben kialakuló jelenségeket és
azok kialakulási küszöbértékeit. A jelenségek visszahatottak a hangtér anyagi
minőségére, így jelenség-hatás láncreakció zajlott le a besugárzás alatt. A
dolgozat a különböző jelenségek által okozott sejtroncsoló hatás, illetve a
hangtér fizikai állapotának, akusztikus jelenségek kialakulásában játszott
szerepének megértésében segít.
Célunk a polidiszperz rendszerek egyes objektumainak szelektív inaktiválása,
így ezért a különböző típusú szuszpendált sejtek túlélési dinamikájának
megismerése elengedhetetlen. A szelektivitás két kézenfekvő úton valósítható
meg, az egyik a sejtek egyes ultrahang jelenségekkel szembeni eltérő
érzékenysége, a másik pedig a sejtek hangtérbeli frakcionálása, ultrahanggal. A
jelenségközpontú nézőpontot azért tartjuk fontosnak, mivel hiába ismerjük a fő
paramétereit rendszer geometriájának, a szuszpenziónak, valamint a besugárzás
fizikai paramétereinek, úgy is nagyszámú ismeretlen paraméter marad, amelyek
együtt hatva befolyásolják a kialakult jelenségeket és azok küszöb értékét.
The
interaction of cell concentration – acoustis phenomena – cell viability
changing of sound field umder ultrasound irradiation
Attila Lőrincz – Miklós Neményi
UNIVERSITY
OF WEST HUNGARY
Faculty
of Agricultural, Food and
Environmental
Engineering
9200 Mosonmagyaróvár, Vár 2.
Tel.: 06-96-576-635
e-mail: lorincza@mtk.nyme.hu
Our experimental goal is
realization the selective treatment with ultrasound again some underirable
particle of whole ultrasonic field where besides any valuable particle. Such
situation for example the underirable particles like the pathogen microbes in
the food products. We used 9 [W/cm2] power and 1,117 [MHz] frequency
ultrasound A conventionally freeze-dried Saccharomyces cerevisiae yeast
was our test microbe. We measured the cavitation threshold concentration [g/l]
from this microbe suspension. Then we used the manifolds of this cavitation
threshold concentration of the microbe suspension in the sound field. In this
way formation several acoustic phenomenas in the sound field. This phenomenas
is the acoustic cavitation, the standing wave and the acoustic streaming. Under
these phenomenas we measured the cell viability simultaneous with methylen blue
test.
The first result, the
suspension concentration influence the formation and the threshold values of
acoustic phenomenas. Second, the survive ability influenced from acoustic
phenomenas of cell suspensions. So the cell viability depend on cell
concentration of sound field. The conclusion from examination, in the
ultrasound field a dominant acoustic phenomena and biological effect interaction
or chain reaction occur under the irradiation.