细胞破碎－超声波和超高压的比较

　破碎细胞，进而提取出高纯度、高活性的蛋白质或多肽，是每个科研工作者和从事生物技术工作的人的共同心声。

     超声波破碎法在细胞破碎中应用zui普及，但是超声破碎机理尚未*清楚，可能与空化现象引起的冲击波和剪切作用有关。超声破碎操作简便，但是破碎成本高，易引起温度的剧烈上升。在中~大规模操作时，产生的化学自由基能使某些敏感性活性物质失活。对不同菌种的发酵液，超声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，对酵母菌的破碎效果较差。随着科研的深入、生产的发展，人们对具有高活性的蛋白质或多肽的需求量越来越大。超声波破碎已不能满足人们的需求。

    高压细胞破碎原理与超声波破碎原理不同，在高压作用下，样品从高压室高速喷出，速度可达每秒几百米。这种高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上，被迫改变方向从出口管流出。细胞在这一系列过程中经历了高速剪切、碰撞和空穴效应等，从而造成细胞的破碎。

　 一般认为压力超过100Mpa就是超高压。在超高压条件下，生物体高分子立体结构中的非共价结合发生变化，使细胞膜破裂，菌体内成分泄漏，生命活动停止，微生物菌体破坏而死亡。所以，超高压均质仪在细胞破碎等方面得到了重视和广泛应用。
    　　　　
　 目前市场上的超高压细胞破碎机有APV, Avestin, Niro等，这些细胞破碎机推广较早。但是在细胞高活性破碎方面还是略逊*。低温超高压连续流细胞破碎仪的问世，*市场空白。尤其在保持蛋白质或多肽活性方面，低温超高压连续流细胞破碎仪的效果是显著的①。这是因为进样、破碎、出样全过程在4~6℃低温循环水浴中进行，细胞高压破碎时产生的热量被冷却循环水吸收。在内部核心结构设计方面，低温超高压连续流细胞破碎仪，经过反复设计、计算和实验，找到了剪切、碰撞、空穴三种效应搭配的*比例。这种*设计，既保证了细胞的破碎率，同时zui大限度地保持了蛋白质或多肽的活性。

　我们曾用BRANSON超声波细胞破碎仪和低温超高压连续流细胞破碎仪破碎相同量的大肠杆菌，进行对比实验。实验结果显示，使用BRANSON超声波破碎得到的多肽活性为110U/mg, 而使用低温超高压连续流细胞破碎仪得到的数据是155U/mg。用低温超高压连续流细胞破碎仪破碎后的多肽活性比超声波破碎提高了40%。



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