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细胞破碎仪破碎分类
发布时间:2019-09-16   点击次数:273次

前言 

     细胞破碎仪进行粉碎破碎是目前在生物生产中常用的破碎仪器。对不同菌种的发酵液。破碎的效果差别较大。一般地,杆菌比球菌较易破碎,革兰氏阴性细菌细胞比革兰氏阳性细菌细胞较易破碎,对酵母菌的效果较差。按照是否存在外加作用力,细胞破碎仪的破碎方法可分为机械法和非机械法两大类。机械破碎中细胞所受的机械作用力主要有压缩力和剪切力,非机械破碎主要利用化学或生化试剂(如酶)改变细胞壁或细胞膜的结构而释放胞内物质。

细胞破碎仪的应用:

  细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、孢子及其它细胞结构,匀质、乳化、混合、脱气、崩解和分散、浸出和提取,加速反映等功能,所以细胞破碎仪广泛应用于生物、医学、化学、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产。

细胞破碎仪的工作原理:

  破碎细胞的目的是使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏(增大渗透性)或破碎、释放其中的目标产物,主要采用的方法有机械法和非机械法两大类。

  机械破碎处理量大,破碎速度较快,时间短,效率较高,是工业规模细胞破碎的重要手段,细胞受到挤压,剪切和撞击作用,易被破碎在许多情况下,细胞内含物全部释放出来,由于机械搅拌产生热量,破碎要采用冷却措施,机械破碎主要的方法有珠磨法、高压匀浆法、撞击破碎法和超声波等方法。

细胞破碎仪的破碎技术:

  在生物产物的分离提取中,如果目标物质为胞外产物(如霉菌产生的糖化酶等),其提取过程较简单,只需直接进行固液分离,获得澄清的滤液,再进行分离纯化操作;如果目标物质为胞内产物或多细胞生物组织中的各种生物分子(如碱性磷酸酶等胞内酶、部分外源基因表达产业或植物细胞产物等),都需要事先将细胞或组织破碎,使目标物质充分释放到溶液中而且不失去生物活性。

  不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织,其细胞破碎的难易程序不一,细胞破碎仪使用的方法也不相同,如动物脏器的细胞膜较脆弱,容易破碎,植物和微生物由于具有较坚固的纤维素,半纤维素组成的细胞壁,要采取专门的细胞破碎方法。

细胞破碎仪的分类:

  根据细胞破碎仪所应用的原理,可分为超声波法细胞破碎仪、高压匀浆法细胞破碎仪、高速珠磨法细胞破碎仪。

  1、超声波细胞破碎仪

  超声波细胞破碎仪就是将电能通过换能器转换为声能,这种能量通过液体介质而变成一个个密集的小气泡,这些小气泡迅速炸裂,产生的大量的能量,从而起到破碎细胞等物质的作用。

  2、高压匀浆细胞破碎仪

  高压匀浆细胞破碎仪可大规模破碎细胞,高压匀浆器由高压泵和匀浆阀组成,它是利用高压迫使悬浮液通过针形阀,由于突然简压和高速冲击撞击造成细胞破裂,在高压匀浆器中,细胞经历了高速造成的剪切、碰撞和由高压到常压的突变,从而造成细胞壁的破坏,细胞膜随之破裂,胞内产物得到释放。

  3、高速珠磨法细胞破碎仪

  其利用固体间研磨剪切力和撞击使细胞破碎。珠磨机的主体一般是立式或卧式圆筒形腔体。磨腔内装钢珠或小玻璃珠以提高碾磨能力,一般,卧式珠磨破碎效率比立式高,因为立式机向上流动的液体在某种程度上会使研磨珠流态化,影响其研磨效率。

  珠磨法破碎细胞分为间歇或连续操作。珠磨法操作的有效能利用率仅为1%左右,破碎过程会产生大量热能,所以要考虑换热问题。珠磨的细胞破碎效率随细胞种类而异,适用于绝大多真菌菌丝和藻类等微生物细胞的破碎。与高压匀浆细胞破碎仪相比,影响破碎率的操作参数较多,操作过程的优化设计较复杂。

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