高压匀浆机：如何使细胞破碎？

导读：高压匀浆机是目前比较常用的细胞破碎设备，高压均质机与其它均质设备相比，具有占地面积小、效率高、能量大、反应时间快、运转费用低。本文将从破碎细胞原理介绍，阐述高压匀浆过程中的影响因素。

       高压匀浆法是大规模破碎细胞的常用方法，作用机理是液体剪切作用，利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎，细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时，每秒速度高达几百米，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。细胞在这一系列高速运动过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化，从而造成细胞破碎。

破碎属于一级反应速度过程，被破碎的细胞分率符合如下公式：
ln[1/(1-R)]=KNPɑ
式中R—破碎率，为N次循环后，蛋白质的释放量Rn与zui大释放量Rm之比；
K－与温度有关的速度常数；
N－悬浮液通过匀浆器的次数；
P－操作压力，MPa；
ɑ－与微生物种类有关的常数。

       高压匀浆机细胞破碎影响因素有：匀浆操作压力对细胞破碎过程的影响、匀浆次数对细胞破碎过程的影响、菌体浓度对细胞破碎过程的影响、悬浮体系对细胞破碎过程的影响。

       影响高压匀浆破碎的因素主要有压力、温度和通过匀浆器阀的次数，由分析可知，操作压力对细胞破碎的影响要比匀浆次数的影响大得多。从提高破碎效率的角度应选择尽可能高的压力；而从降低能耗及延长设备寿命的角度应避免很高的压力，因此，工业生产中常采用的压力为55－70Mpa。

       高压匀浆法操作参数少，且易于确定；且样品损失量少，在间歇处理少量样品方面效果好，在实验室和工业生产中都已得到应用，适用于酵母和大多数细胞的破碎。对于易造成堵塞的团状或丝状真菌以及一些易损伤匀浆阀，质地坚硬的亚细胞器一般不适用。

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