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細(xì)胞破碎是重組蛋白質(zhì)生產(chǎn)過程中的一個重要步驟。幾十年來，超聲波細(xì)胞破碎一直是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的選擇方法。該過程要求高超聲波振幅適用于細(xì)胞懸浮，產(chǎn)生極大的剪切力。剪切力是強(qiáng)烈的超聲空化的結(jié)果，強(qiáng)烈的超聲空化產(chǎn)生劇烈的不對稱的內(nèi)爆真空泡，并引起微射流，使細(xì)胞壁破裂。然而，由于傳統(tǒng)超聲波技術(shù)的局限性，這種方法的工業(yè)實(shí)施不可能不減少超聲波振幅，減少空化產(chǎn)生的剪切力的強(qiáng)度，因此，損害了裂解過程的效率。工業(yè)規(guī)模的超聲波細(xì)胞裂解器，具有與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相同的裂解效率，同時提供更高的生產(chǎn)率。

傳統(tǒng)的超聲波液體處理系統(tǒng)包括在輸出方向上減小直徑的超聲波工具頭，并且只有在其輸出端很小時才能提供高超聲波振幅。工藝放大需要切換到輸出端直徑更大的工具頭，能夠?qū)⒊暡芰枯敵龅礁篌w積的加工液體中，同時仍保持高振幅。然而，如果傳統(tǒng)工具頭的輸出端直徑增加到工業(yè)上可接受的尺寸，其最大振幅將顯著降低，不足以破壞電池。因此，傳統(tǒng)高振幅超聲波處理器的使用僅限于無法直接放大的實(shí)驗(yàn)室研究。我們通過開發(fā)BHUT成功地克服了這一限制，BHUT允許構(gòu)建中試和工業(yè)規(guī)模的超聲波處理器，能夠產(chǎn)生振幅并運(yùn)行連續(xù)不斷地。我們的工業(yè)電池破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，只需要很少的技術(shù)支持，僅包括兩個濕部件（HBH型杠鈴工具頭和反應(yīng)器室），便于清潔。

釀酒酵母細(xì)胞破壞

為了說明基于 bhut 的處理器制備賦形納米晶體的能力，利用我們的小型超聲液體處理器 bsp-1200進(jìn)行了超聲發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。處理器配置在流通安排中，如下面示意圖所示。

將平均粒徑為15.4微米的初始賦形劑晶體懸浮在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 的有機(jī)溶劑中。沒有使用任何表面活性劑或其他藥劑。懸浮液在貯槽中以4l/min 的速率循環(huán)通過反應(yīng)器室，攪拌2小時。反應(yīng)室裝有直徑32毫米、振幅為90微米的hbh型杠鈴喇叭。在整個操作過程中，通過反應(yīng)室的溫度控制外殼將冷卻水流動，使懸浮液的溫度保持在25 °c。

經(jīng)過2小時的超聲波處理，所需的平均粒徑約為0.4微米(400納米)。對于工業(yè)級規(guī)模的生產(chǎn)，該程序可以用到3000W工業(yè)超聲波處理器，這將使生產(chǎn)率提高5倍。

超聲波是一種簡單有效的制備賦形納米晶的方法。通過bhut的使用，該過程可以直接擴(kuò)展，使得在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室成果成為可能。