{"id":4044,"date":"2019-08-22T14:11:59","date_gmt":"2019-08-22T12:11:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=4044"},"modified":"2024-07-24T14:51:11","modified_gmt":"2024-07-24T12:51:11","slug":"biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/","title":{"rendered":"R\u00fchren, Mischen und Homogenisieren im biochemischen Labor"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Eine_gute_Vorbereitung_ist_wichtig\" title=\"Eine gute Vorbereitung ist wichtig\">Eine gute Vorbereitung ist wichtig<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Das_Material_bestimmt_die_Methode\" title=\"Das Material bestimmt die Methode\">Das Material bestimmt die Methode<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Mit_sanften_Methoden_ans_Ziel\" title=\"Mit sanften Methoden ans Ziel\">Mit sanften Methoden ans Ziel<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Schwierigere_Faelle_brauchen_spezielle_Methoden\" title=\"Schwierigere F\u00e4lle brauchen spezielle Methoden\">Schwierigere F\u00e4lle brauchen spezielle Methoden<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Das_Milieu_bestimmt_den_Erfolg%E2%80%A6\" title=\"Das Milieu bestimmt den Erfolg&#8230;\">Das Milieu bestimmt den Erfolg&#8230;<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/biochemisches-labor-ruehren-mischen-homogenisieren\/#Auf_den_Zellaufschluss_folgen_weitere_Schritte%E2%80%A6\" title=\"Auf den Zellaufschluss folgen weitere Schritte&#8230;\">Auf den Zellaufschluss folgen weitere Schritte&#8230;<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Wie entsteht Krebs, welche Proteine steuern den Alterungsprozess oder wie schaffen es Bakterien, sogar den Kunststoff PET abzubauen, wie eine japanische Forschergruppe im US-Fachmagazin \u201eScience\u201c im Jahr 2016 berichtete?<sup>[1]<\/sup> An diesen und anderen Fragen arbeiten Forscher aus verschiedenen Fachbereichen wie der Zellbiologie, Genetik oder Biochemie tagein und tagaus im Labor. Am Anfang ihrer Untersuchungen stehen, je nach Fragestellung, tierisches Gewebe, Pflanzenmaterial oder eine Bakterienkultur, aus der sie ein ganz bestimmtes Protein oder genetisches Material isolieren und weiter charakterisieren m\u00f6chten. F\u00fcr den ersten Schritt, das m\u00f6glichst schonende Aufbrechen von Gewebe und Zellen, um an deren Inhalt zu gelangen, steht der Biochemie ein ganzer Methodenbaukasten zur Verf\u00fcgung. <\/strong><\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Eine_gute_Vorbereitung_ist_wichtig\"><\/span>Eine gute Vorbereitung ist wichtig<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zellgewebe und Zellen sind komplexe Gebilde, die aus vielen verschiedenen Zellorganellen und einer mehr oder weniger stabilen Zellwand aufgebaut sind. Aus diesem Gemisch soll nur ein ganz bestimmter Teil, beispielsweise der Zellkern, ein einzelnes Protein oder die genomische DNA isoliert werden. Daf\u00fcr m\u00fcssen die Zellen aufgebrochen, das hei\u00dft die sch\u00fctzende Zellwand zerst\u00f6rt werden, um die darin enthaltenen Zellbestandteile frei zu setzen.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Dies muss unter m\u00f6glichst schonenden Bedingungen passieren, denn sie sollen im Labor auch au\u00dferhalb der Zelle ihre Funktion behalten und nicht inaktiviert werden.<\/p>\n<\/blockquote>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Das_Material_bestimmt_die_Methode\"><\/span>Das Material bestimmt die Methode<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bakterien, Pflanzenzellen oder tierisches Gewebe sind unterschiedlich robust gegen\u00fcber \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen, weshalb sich f\u00fcr das Labor verschiedene M\u00f6glichkeiten f\u00fcr den Zellaufschluss etabliert haben. So reicht es manchmal schon aus, die Probe mit destilliertem Wasser zu versetzen, um die Zellen zum Platzen zu bringen und so ihre inneren Bestandteile durch vorsichtiges R\u00fchren in L\u00f6sung zu halten, in anderen F\u00e4llen werden mechanische Aufschlussverfahren und ein Homogenisieren der Probe notwendig.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/pipette-aus-ldpe\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4075 size-full\" title=\"Pipette aus LDPE\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pipette-aus-ldpe.jpg\" alt=\"pipette-aus-ldpe\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pipette-aus-ldpe.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pipette-aus-ldpe-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\/universal-vollpipette-aus-pp\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4076 size-full\" title=\"Universal-Vollpipette aus PP\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/universal-vollpipette-aus-pp.jpg\" alt=\"universal-vollpipette-aus-pp\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/universal-vollpipette-aus-pp.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/universal-vollpipette-aus-pp-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Mit_sanften_Methoden_ans_Ziel\"><\/span>Mit sanften Methoden ans Ziel<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei sehr fragilen Zellen, beispielsweise Leukozyten, reichen bereits sehr geringe mechanische Kr\u00e4fte aus, man spricht dabei von Scherkr\u00e4ften, wie sie durch R\u00fchren oder wiederholtes <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/dosierhilfen-und-dosiergeraete\/pipetten-und-zubehoer\">Pipettieren<\/a> der Zellsuspension entstehen, um sie aufzuschlie\u00dfen. Etwas stabilere, tierische Zellen k\u00f6nnen mit einem sogenannten \u201eDounce-Homogenisator\u201c aufgeschlossen werden, den der US-amerikanische Biochemiker Alexander L. Dounce (1909 \u2013 1997) im Jahre 1954 f\u00fcr die Isolierung von Zellinhalten eingef\u00fchrt hatte. Dabei handelt es sich um ein zylindrisches Glasgef\u00e4\u00df mit einem lose eingeschliffenen Pistill, der das Zerreiben des Zellmaterials zwischen Pistill und der Zylinderinnenfl\u00e4che erm\u00f6glicht. Diese Methode ist sehr sanft\u00a0und zerst\u00f6rt die Zellorganellen nicht.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4052\" aria-describedby=\"caption-attachment-4052\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4052 size-full\" title=\"Dounce-Homogenisator\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Dounce-Homogenisator.jpg\" alt=\"Dounce-Homogenisator\" width=\"640\" height=\"453\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Dounce-Homogenisator.jpg 640w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Dounce-Homogenisator-300x212.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4052\" class=\"wp-caption-text\">Dounce-Homogenisator | \u00a9 Lilly_M \u2013 de.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Statt durch R\u00fchren \u00e4u\u00dfere Scherkr\u00e4fte zu erzeugen, k\u00f6nnen Zellen, die wie Leukozyten keine Zellwand besitzen, durch Osmose lysiert werden. Bringt man die Zellen in einen <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbehaelter\">Laborbeh\u00e4lter<\/a> mit einem hypotonischen Medium, beispielsweise destilliertem Wasser, passiert folgendes: da die Ionenst\u00e4rke innerhalb der Zelle gr\u00f6\u00dfer ist als au\u00dfen, dringt Wasser von au\u00dfen in die Zelle und bringt sie durch den im Inneren entstehenden Druck zum Platzen. Auch Bakterien und Hefen k\u00f6nnen im Labor durch Osmolyse aufgeschlossen werden, wenn diese zuvor mit einem Zellwand abbauenden Enzym, beispielsweise Lysozym, behandelt wurden.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbehaelter\/messbecher-und-messkolben\/becher-aus-pp\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4082 size-full\" title=\"Becher aus PP\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/becher-aus-pp.jpg\" alt=\"becher-aus-pp\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/becher-aus-pp.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/becher-aus-pp-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbehaelter\/flaschen-ballons-und-zubehoer\/spritzflasche-aus-ldpe-farbig\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4083 size-full\" title=\"Spritzflasche aus LDPE - farbig\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/spritzflasche-aus-ldpe-farbig.jpg\" alt=\"spritzflasche-aus-ldpe-farbig\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/spritzflasche-aus-ldpe-farbig.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/spritzflasche-aus-ldpe-farbig-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das umgekehrte Prinzip, die Entw\u00e4sserung von Zellen durch hypertonische Medien, wird in der Praxis mit kalten, wassermischbaren organischen L\u00f6sungsmitteln, beispielsweise mit Aceton, realisiert. Durch R\u00fchren mit kaltem Aceton l\u00f6sen sich die Lipide aus der Zellmembran und werden auf diese Weise schonend extrahiert.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Eine sehr einfach durchzuf\u00fchrende Methode, die ohne Homogenisieren, zus\u00e4tzliche L\u00f6sungsmittel oder sonstigen Laborbedarf auskommt, ist das wiederholte Einfrieren und Auftauen von Zellen. Da sich Wasser beim Gefrieren ausdehnt, wird die Zellmembran zerst\u00f6rt und der Zellinhalt freigesetzt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4054\" aria-describedby=\"caption-attachment-4054\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4054 size-full\" title=\"Osmotische Zust\u00e4nde einer Pflanzenzelle\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Osmotische-Zustaende-einer-Pflanzenzelle.png\" alt=\"Osmotische Zustaende einer Pflanzenzelle\" width=\"640\" height=\"253\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Osmotische-Zustaende-einer-Pflanzenzelle.png 640w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Osmotische-Zustaende-einer-Pflanzenzelle-300x119.png 300w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4054\" class=\"wp-caption-text\">Osmotische Zust\u00e4nde einer Pflanzenzelle<\/figcaption><\/figure>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Schwierigere_Faelle_brauchen_spezielle_Methoden\"><\/span>Schwierigere F\u00e4lle brauchen spezielle Methoden<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bestimmte Gewebetypen, wie Pflanzengewebe oder tierisches Muskelgewebe, m\u00fcssen vor dem eigentlichen Zellaufschluss vorbehandelt werden. Mit Schere oder <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbesteck\/praezisionsmesser-und-skalpelle\">Skalpell<\/a> wird das Gewebe zun\u00e4chst grob zerschnitten\u00a0und anschlie\u00dfend durch R\u00fchren mit einem <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/ruehren-und-mischen\/homogenisatoren\">Homogenisator<\/a> weiter zerkleinert. Diese R\u00fchrger\u00e4te arbeiten mit schnell rotierenden Messern, die das Zellgewebe homogenisieren.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Nicht immer ist ein Homogenisator notwendig, auch mit <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbesteck\/pistillen-und-moerser\">M\u00f6rser und Pistill<\/a> oder einem speziellen R\u00fchrst\u00e4bchen k\u00f6nnen pflanzliche Zellw\u00e4nde durch festes R\u00fchren und Zerreiben zerst\u00f6rt werden, ebenso wie Bakterien und Hefen. Durch Mischen mit Glasperlen, Korund oder Seesand als Abrasionsmittel wird der Aufschluss erleichtert. Vibrationszellm\u00fchlen arbeiten nach dem gleichen Prinzip: hier werden Bakterienzellen mit Glasperlen, meist Mikroglasperlen mit Durchmessern zwischen 50 und 500 \u00b5m, in speziellen Laborbeh\u00e4ltern aus Edelstahl oder Kunststoffen, wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), vermischt und danach kr\u00e4ftig gesch\u00fcttelt.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/ruehren-und-mischen\/homogenisatoren\/homogenisator-aus-ptfe\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4088 size-full\" title=\"Homogenisator aus PTFE\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/homogenisator-aus-ptfe.jpg\" alt=\"homogenisator-aus-ptfe\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/homogenisator-aus-ptfe.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/homogenisator-aus-ptfe-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbesteck\/praezisionsmesser-und-skalpelle\/mini-praezisionsmesser-mit-spitzer-klinge-zweiseitig-geschliffen\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4089 size-full\" title=\"Mini-Pr\u00e4zisionsmesser mit spitzer Klinge - zweiseitig geschliffen\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/mini-praezisionsmesser-mit-spitzer-klinge-zweiseitig-geschliffen.jpg\" alt=\"mini-praezisionsmesser-mit-spitzer-klinge-zweiseitig-geschliffen\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/mini-praezisionsmesser-mit-spitzer-klinge-zweiseitig-geschliffen.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/mini-praezisionsmesser-mit-spitzer-klinge-zweiseitig-geschliffen-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Sehr schnell und effizient k\u00f6nnen Zellen durch Ultraschall aufgeschlossen werden. Hierf\u00fcr werden \u201eUltraschall-Stabschwinger\u201c eingesetzt, stabf\u00f6rmige Ultraschallgeneratoren, die unmittelbar in die Zellsuspension eingetaucht werden. Sie arbeiten gew\u00f6hnlich im Frequenzbereich zwischen 25 bis 40 kHz und bewirken sehr schnelle und starke Druckschwankungen. Die Zellen werden dadurch extremen Scherkr\u00e4ften ausgesetzt und zerst\u00f6rt.<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Auch die &#8222;French-Press&#8220;, eine auf den US-amerikanischen Biochemiker Charles S. French (1907 \u2013 1995) zur\u00fcckgehende Methode f\u00fcr den Aufschluss von Bakterienkulturen, nutzt das Auftreten von Scherkr\u00e4ften.<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Zellsuspension wird dazu aus einem zylindrischen, stabilen Laborbeh\u00e4lter unter hohem Druck durch eine Kan\u00fcle mit einem Durchmesser von unter einem Millimeter gepresst. Die dabei auftretenden Scherkr\u00e4fte f\u00fchren zu Rissen in der Zellmembran und damit zum Aufbrechen der Zellen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4056\" aria-describedby=\"caption-attachment-4056\" style=\"width: 440px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4056 size-full\" title=\"Prinzip-Skizze einer &quot;French-Press&quot; nach Charles S. French\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/French-Press.jpg\" alt=\"French-Press\" width=\"440\" height=\"510\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/French-Press.jpg 440w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/French-Press-259x300.jpg 259w\" sizes=\"(max-width: 440px) 100vw, 440px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4056\" class=\"wp-caption-text\">Prinzip-Skizze einer &#8222;French-Press&#8220; nach Charles S. French | \u00a9 Zeamays \u2013 de.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Das_Milieu_bestimmt_den_Erfolg%E2%80%A6\"><\/span>Das Milieu bestimmt den Erfolg&#8230;<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">In der intakten zellul\u00e4ren Matrix befinden sich die Proteine und alle anderen Zellbestandteile in einer Umgebung, in der sie ihre Funktion bestens erf\u00fcllen k\u00f6nnen. Ionenst\u00e4rke sowie pH-Wert in der Zelle stimmen und die Zellwand sch\u00fctzt vor \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen. Werden im Labor jedoch die Zellw\u00e4nde durch Homogenisieren zerst\u00f6rt, \u00e4ndern sich die physiologischen Bedingungen schlagartig, wodurch die zuvor gesch\u00fctzten Zellbestandteile inaktiviert, denaturiert oder degradiert werden k\u00f6nnen. F\u00fcr die sp\u00e4teren Untersuchungen ist es jedoch unbedingt notwendig, sie in ihrer aktiven Form zu halten.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbesteck\/pistillen-und-moerser\/pistill\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4093 size-full\" title=\"Pistill\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pistill.jpg\" alt=\"pistill\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pistill.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/pistill-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/laborbedarf\/laborbesteck\/pistillen-und-moerser\/reibschale-moerser\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-4094 size-full\" title=\"Reibschale (M\u00f6rser)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/reibschale-moerser.jpg\" alt=\"reibschale-moerser\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/reibschale-moerser.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/reibschale-moerser-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Als Basis dazu dienen Pufferl\u00f6sungen, zum Beispiel Phosphatpuffer. Durch den Zusatz von neutralen Salzen, \u00fcblich sind Natrium- oder Calciumchlorid, wird die Ionenst\u00e4rke den physiologischen Bedingungen angepasst. Mit dem Zellaufschluss werden aber auch proteinabbauende Enzyme, sogenannte Proteasen, freigesetzt, die sofort beginnen, die vorhandenen Proteine abzubauen. Beigemischte Protease-Inhibitoren, sogenannte Proteasehemmer, verhindern den Proteinabbau. Au\u00dferdem werden Reduktionsmittel, wie Mercaptoethanol, zugesetzt, um Oxidationsprozesse zu minimieren. Weiterhin werden Chelatbildner, beispielsweise Ethylendiamintetraacetat (EDTA), hinzugef\u00fcgt, um m\u00f6gliche Schwermetallionen zu komplexieren, die sich an aktive Enzymzentren binden und deren Funktion inhibieren k\u00f6nnen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4058\" aria-describedby=\"caption-attachment-4058\" style=\"width: 267px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4058\" title=\"Ultraschalltauchsonde im Schallschutzkasten\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Ultraschalltauchsonde-im-Schallschutzkasten.jpg\" alt=\"Ultraschalltauchsonde im Schallschutzkasten\" width=\"267\" height=\"520\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Ultraschalltauchsonde-im-Schallschutzkasten.jpg 308w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Ultraschalltauchsonde-im-Schallschutzkasten-154x300.jpg 154w\" sizes=\"(max-width: 267px) 100vw, 267px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4058\" class=\"wp-caption-text\">Ultraschalltauchsonde im Schallschutzkasten | \u00a9 Cygaretka \u2013 de.wikipedia.org<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch Zugabe von nichtionischen Tensiden wird verhindert, dass Proteine in der L\u00f6sung aggregieren und ausfallen. Bew\u00e4hrt hat sich daf\u00fcr Triton\u00ae X-100, ein wasserl\u00f6slicher Polyoxyethylen-Octylphenylether.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Schlie\u00dflich muss bei jedem Zellaufschluss die Temperatur beachtet werden. Schon beim Zerkleinern und R\u00fchren im Homogenisator kann sie sehr schnell ansteigen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Werden beispielsweise Proteine zu hohen Temperaturen ausgesetzt, verlieren sie ihre nat\u00fcrliche Faltung \u2013 ihre Konformation \u2013 und denaturieren. Praktisch begegnet das jedem, der ein Ei kocht und damit das Eiwei\u00df denaturiert. Deshalb wird ein Zellaufschluss im Labor immer unter externer K\u00fchlung oder in einem Eisbad durchgef\u00fchrt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">In professionellen R\u00fchrger\u00e4ten, Zellm\u00fchlen oder Homogenisatoren sind K\u00fchlsysteme meist standardm\u00e4\u00dfig verbaut.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Auf_den_Zellaufschluss_folgen_weitere_Schritte%E2%80%A6\"><\/span>Auf den Zellaufschluss folgen weitere Schritte&#8230;<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ob nun mechanische Methoden f\u00fcr den Zellaufschluss gew\u00e4hlt werden, wie das Homogenisieren oder die Ultraschallbehandlung, oder nichtmechanische Verfahrensweisen, wie der enzymatische Aufschluss mit Lysozym oder das wiederholte Einfrieren und Auftauen der Zellsuspension, ist vom Ausgangsmaterial abh\u00e4ngig. In jedem Fall folgt nach dem bereits sehr aufw\u00e4ndigen Aufschluss des biologischen Materials die sorgf\u00e4ltige Abtrennung von unerw\u00fcnschten, mit abgetrennten Zellbestandteilen durch Extraktion, Zentrifugation oder durch chromatographische Verfahren. Erst danach k\u00f6nnen die eigentlichen Untersuchungen des empfindlichen biologischen Materials erfolgen.<\/p>\n<pre><strong>Quelle:\r\n<\/strong>[1]: Science Vol. 351, March 2016, pp 1196 \u2013 1199<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wie entsteht Krebs, welche Proteine steuern den Alterungsprozess oder wie schaffen es Bakterien, sogar den Kunststoff PET abzubauen, wie eine japanische Forschergruppe im US-Fachmagazin \u201eScience\u201c im Jahr 2016 berichtete?[1] An diesen und anderen Fragen arbeiten Forscher aus verschiedenen Fachbereichen wie der Zellbiologie, Genetik oder Biochemie tagein und tagaus im Labor. 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