應用背景
微藻的活性物質存在于細胞內,這些物質的提取過程通常需要先對微藻進行細胞破壁。與一般微生物細胞壁相比,微藻細胞壁結構致密,破壁難度大,同時還要保證各種生化產物在破壁過程中的生物活性不被破壞,因此細胞破壁成為各種藻類產物提取的關鍵環節。適用于微藻細胞破壁方法的微藻來自于淡水微藻、咸水或海水環境中,能夠產生生物活性物質的經濟微藻,包括扁藻、小球藻、柵藻、紅球藻、紫球藻、雪藻或硅藻。
如果目標產物是小分子生物活性物質,比如蝦青素、葉黃素等,分子結構中存在不少共軛不飽和碳碳雙鍵,易氧化,對光熱敏感,破壁工藝的選擇尤其要考慮目標產物的活性。微藻細胞破壁傳統的方法有機械粉碎、凍融、超聲波、膠體磨等物理方法和生物酶解方法等,這些方法存在明顯的缺陷,或用時較長、或溫度較高、或粉碎效果不佳、或沒有有效保護生物活性成分。盡管微藻存在很多優勢,但傳統的破壁方法在技術可行性或者在經濟性上存在不足,距離大規模生產的需求尚有一定距離。高壓細胞破壁技術,屬于微藻生物技術領域,涉及富含生物活性物質的微藻細胞破壁方法,是采用濕法微藻細胞破壁技術,有效保護微藻生物活性成分,降低其被氧化分解的相關技術。
經過降溫預處理微藻物料通過柱塞作用進入均質腔體,被柱塞壓縮的微藻物料內積聚了極高的能量,當物料通過窄縫后瞬間失壓,造成內部高能釋放引起空穴爆炸而強烈膨脹,產生空穴效應,致使物料強烈粉碎細化。同時,瞬間失壓的微藻物料以極高的流速快速噴出,撞擊在用特殊材料制成的質地堅硬的撞擊環上,產生強大的沖撞力,造成物料粉碎。另外,碰撞前后的微藻物料隨液體高速運動,通過泵腔內通道和閥口狹縫時會產生巨大的剪切力。在撞擊效應、剪切效應和空穴效應聯合作用下濕物料微藻的細胞壁在瞬間(1~2秒內)就完成了細胞破碎,物料粒度幾乎全部細化到1 ~ 2μm以下的粒徑的微米材料。其中,50%左右的粒度直徑在100nm~1.0μm亞微米材料,而有30%~ 40%的粒徑大小為100nm以下的納米材料。
高壓細胞破碎儀是生物工程中一種重要的實驗、生產設備,能夠快速、高效地將細胞破碎并釋放其胞內物質。高壓細胞破碎儀具有破碎組織、細菌、病毒、孢子及其它細胞結構,均質、乳化、混合、消泡、分散、提取、加速反應等功能,故廣泛應用于生物工程、基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程、微生物工程、生物化學、表面化學、藥物化學、生物醫藥、生物制品等等實驗室研究或企業生產。高壓細胞破碎儀是胞內物質(蛋白質、酶、核酸、DNA/RNA)的提取和均質主要的樣品制備手段,可用于蛋白質研究、核酸萃取、破碎不同prokaryotic(原核)、eurkaryotic細胞等,是生物工程及生物制藥等行業研發及生產的標準設備。
◆無菌保障:金屬結構連接,沒有O型圈或墊片,無死角設計;在線排空結構設計;所有機型均可實現在線清洗(CIP)、循環清洗、拆裝清洗、在位滅菌(SIP)