细胞破碎仪的原理|分类|应用
细胞破碎仪是利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物成分释放出来的仪器。细胞破碎仪优点是保持细胞活性，省时，样品损失少，可以处理大量样品。因此细胞破碎仪的不断发展和改进，对实验生产的贡献是十分可观的。
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。
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。
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