細胞破碎－超聲波和超高壓的比較

　破碎細胞，進而提取出高純度、高活性的蛋白質或多肽，是每個科研工作者和從事生物技術工作的人的共同心聲。

     超聲波破碎法在細胞破碎中應用zui普及，但是超聲破碎機理尚未*清楚，可能與空化現象引起的沖擊波和剪切作用有關。超聲破碎操作簡便，但是破碎成本高，易引起溫度的劇烈上升。在中~大規模操作時，產生的化學自由基能使某些敏感性活性物質失活。對不同菌種的發酵液，超聲破碎的效果差別較大。一般地，桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細菌細胞比革蘭氏陽性細菌細胞較易破碎，對酵母菌的破碎效果較差。隨著科研的深入、生產的發展，人們對具有高活性的蛋白質或多肽的需求量越來越大。超聲波破碎已不能滿足人們的需求。

    高壓細胞破碎原理與超聲波破碎原理不同，在高壓作用下，樣品從高壓室高速噴出，速度可達每秒幾百米。這種高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環上，被迫改變方向從出口管流出。細胞在這一系列過程中經歷了高速剪切、碰撞和空穴效應等，從而造成細胞的破碎。

　 一般認為壓力超過100Mpa就是超高壓。在超高壓條件下，生物體高分子立體結構中的非共價結合發生變化，使細胞膜破裂，菌體內成分泄漏，生命活動停止，微生物菌體破壞而死亡。所以，超高壓均質儀在細胞破碎等方面得到了重視和廣泛應用。
    　　　　
　 目前市場上的超高壓細胞破碎機有APV, Avestin, Niro等，這些細胞破碎機推廣較早。但是在細胞高活性破碎方面還是略遜*。低溫超高壓連續流細胞破碎儀的問世，*市場空白。尤其在保持蛋白質或多肽活性方面，低溫超高壓連續流細胞破碎儀的效果是顯著的①。這是因為進樣、破碎、出樣全過程在4~6℃低溫循環水浴中進行，細胞高壓破碎時產生的熱量被冷卻循環水吸收。在內部核心結構設計方面，低溫超高壓連續流細胞破碎儀，經過反復設計、計算和實驗，找到了剪切、碰撞、空穴三種效應搭配的*比例。這種*設計，既保證了細胞的破碎率，同時zui大限度地保持了蛋白質或多肽的活性。

　我們曾用BRANSON超聲波細胞破碎儀和低溫超高壓連續流細胞破碎儀破碎相同量的大腸桿菌，進行對比實驗。實驗結果顯示，使用BRANSON超聲波破碎得到的多肽活性為110U/mg, 而使用低溫超高壓連續流細胞破碎儀得到的數據是155U/mg。用低溫超高壓連續流細胞破碎儀破碎后的多肽活性比超聲波破碎提高了40%。



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