實驗用手持式超聲波細胞破碎儀

原理

    超聲波是破壞細胞結構的一種有效手段。該效應可用于提取細胞內的物質。例如，從細胞基質中提取淀粉。

    超聲波在暴露的液體中產生交替的高壓和低壓。在低壓循環(huán)期內，超聲波在液體中產生真空小氣泡，在高壓循環(huán)過程中真空小泡劇烈的破裂，這種顯現(xiàn)被稱為空化。空化氣泡的內爆引起強烈的流體動力剪切力。

    剪切力可以將纖維，纖維狀的材料分解成細胞顆粒并破壞細胞壁的結構。這將細胞內的物質，如淀粉和糖釋放到液體中。除此之外，細胞壁材料被破碎成小碎片。

    該效果可以用于有機物的發(fā)酵、消化和其他轉換過程。在微磨和研磨之后，超聲波使更多細胞內的物質進行轉換，例如淀粉以及細胞壁碎片分別轉換為糖和酶。它還增加了在液化或糖化過程中接觸酶的表面積。這通常會增加酵母發(fā)酵和其他轉換過程的速度和產量，例如提高生物質的乙醇產生。

    通過超聲波分解細胞結構（裂解）用于提取滅活微生物細胞內的化合物。

    當以高強度超聲處理液體時，傳播到液體介質中的聲波會產生交替的高壓 (壓縮) 和低壓 (稀疏) 循環(huán)，其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間，高強度的超聲波會在液體中產生小的真空氣泡或空隙。當氣泡達到不能再吸收能量的 體積時, 它們在高壓循環(huán)中劇烈地坍塌，這種現(xiàn)象稱為空化。在爆炸期間，局部將達到非常高的溫度（約5,000K）和壓力（約2,000atm）。空化氣泡的崩潰也導致液體射流高達280m/s的速度，所產生的剪切力機械地破壞細胞膜并改善材料轉移。根據(jù)所采用的超聲波參數(shù)，超聲波細胞破碎儀對細胞有破壞性或建設性影響，取決于所使用的超聲參數(shù)。

實驗用手持式超聲波細胞破碎儀

細胞分裂

• 在強烈的超聲作用下，酶或蛋白質可以從細胞或亞細胞器中釋放出來，這是細胞分裂的結果。在這種情況下, 被溶解成溶劑的化合物被封閉在一個不溶性的結構中。為了提取它，必須破壞細胞膜。細胞破壞是一個敏感過程，因為細胞壁有承受內部的高滲透壓的能力。需要對細胞破壞進行良好的控制，以避免阻礙細胞內產物的釋放（包括細胞碎片和核酸）或產物變性。

• 超聲波作為細胞分解的良好控制手段，為此，超聲波的機械效應提供更快, 更完整的滲透溶劑的細胞材料和改善轉移質量。超聲波可以更好地滲透到植物組織中并改善質量傳遞。超聲波產生空化破壞細胞壁并促進基質成分的釋放。

傳質

• 超聲波的機械活動支持溶劑擴散到組織中。當超聲波通過空化剪切力機械地破壞細胞壁時，它促進從細胞向溶劑的轉移。通過超聲空化引起的粒徑減小，增加了固相和液相之間接觸的表面積。

蛋白質和酶提取

• 特別是提取儲存在細胞和亞細胞顆粒中的酶和蛋白質是高強度超聲的一個*和有效的應用。因為可以顯著改進通過溶劑提取植物和種子體內的有機化合物。因此，超聲在提取和分離新的潛在生物活性成分方面具有潛在的益處。例如，來自當前工藝中形成的未使用的副產物流。

脂質和蛋白質

• 超聲波通常用于改善從植物種子中提取的脂類和蛋白質，如大豆（如面粉或脫脂大豆）或其他油料種子。在這種情況下，細胞壁的破壞促進了壓榨（冷或熱），從而減少了壓餅中的殘余油脂。

• 超聲波幾乎能支持任何商業(yè)生產能力，對大豆蛋白質進行親水化，當使用較厚的漿液時，所需的超聲處理能量蕞低。

• 適用于：水果中的柑橘油，榨芥子油，花生油菜，草藥油（紫錐菊），油菜籽油，大豆油，玉米油等。

  
  

  
  

  服務：

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