常州市金壇區(qū)環(huán)宇科學(xué)儀器廠作者
導(dǎo)讀:高壓勻漿機(jī)是目前比較常用的細(xì)胞破碎設(shè)備,高壓均質(zhì)機(jī)與其它均質(zhì)設(shè)備相比,具有占地面積小、效率高、能量大、反應(yīng)時間快、運轉(zhuǎn)費用低。本文將從破碎細(xì)胞原理介紹,闡述高壓勻漿過程中的影響因素。
高壓勻漿法是大規(guī)模破碎細(xì)胞的常用方法,作用機(jī)理是液體剪切作用,利用高壓使細(xì)胞懸浮液通過針形閥,由于突然減壓和高速沖擊撞擊環(huán)使細(xì)胞破碎,細(xì)胞懸浮液自高壓室針形閥噴出時,每秒速度高達(dá)幾百米,高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán)上,被迫改變方向從出口管流出。細(xì)胞在這一系列高速運動過程中經(jīng)歷了剪切、碰撞及由高壓到常壓的變化,從而造成細(xì)胞破碎。
破碎屬于一級反應(yīng)速度過程,被破碎的細(xì)胞分率符合如下公式:
ln[1/(1-R)]=KNPɑ
式中R—破碎率,為N次循環(huán)后,蛋白質(zhì)的釋放量Rn與zui大釋放量Rm之比;
K-與溫度有關(guān)的速度常數(shù);
N-懸浮液通過勻漿器的次數(shù);
P-操作壓力,MPa;
ɑ-與微生物種類有關(guān)的常數(shù)。
高壓勻漿機(jī)細(xì)胞破碎影響因素有:勻漿操作壓力對細(xì)胞破碎過程的影響、勻漿次數(shù)對細(xì)胞破碎過程的影響、菌體濃度對細(xì)胞破碎過程的影響、懸浮體系對細(xì)胞破碎過程的影響。
影響高壓勻漿破碎的因素主要有壓力、溫度和通過勻漿器閥的次數(shù),由分析可知,操作壓力對細(xì)胞破碎的影響要比勻漿次數(shù)的影響大得多。從提高破碎效率的角度應(yīng)選擇盡可能高的壓力;而從降低能耗及延長設(shè)備壽命的角度應(yīng)避免很高的壓力,因此,工業(yè)生產(chǎn)中常采用的壓力為55-70Mpa。
高壓勻漿法操作參數(shù)少,且易于確定;且樣品損失量少,在間歇處理少量樣品方面效果好,在實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中都已得到應(yīng)用,適用于酵母和大多數(shù)細(xì)胞的破碎。對于易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌以及一些易損傷勻漿閥,質(zhì)地堅硬的亞細(xì)胞器一般不適用。
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