應(yīng)用背景
小球藻也稱綠藻，小球藻（Chlorella）為綠藻門小球藻屬普生性單細(xì)胞綠藻，是一種球形單細(xì)胞淡水藻類，內(nèi)有一個(gè)周生、杯狀或片狀的色素體。小球藻細(xì)胞直徑2～10μm，無鞭毛，無性繁殖，每個(gè)細(xì)胞可以產(chǎn)生2、4、8或16個(gè)似親孢子，成熟時(shí)母細(xì)胞破裂，孢子逸出，長大后即為新個(gè)體。新生子細(xì)胞細(xì)胞壁最薄，只有幾納米，而含有目的產(chǎn)物的大多屬于成熟細(xì)胞，細(xì)胞壁厚達(dá)20～25nm。成熟細(xì)胞細(xì)胞壁分為內(nèi)外2層：外層為耐酸的膠鞘，與雨生紅球藻一樣，內(nèi)層為類幾丁質(zhì)。
應(yīng)用案例
小球藻地球上最早的生命之一，出現(xiàn)在20多億年前，是一種高效的光合植物，以光合自養(yǎng)生長繁殖。小球藻分布極廣，世界各地均有分布，多生活于較小淺水，也有海產(chǎn)種類。天然條件下個(gè)體較少，人工培養(yǎng)大量繁殖。細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物含量都很高，又有多種維生素，可食用和作為餌料。小球藻細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)類似于植物細(xì)胞的初生細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。纖維束直徑為3～5nm,分2個(gè)方向不規(guī)則地連續(xù)交織在一起，細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)和外側(cè)結(jié)構(gòu)上沒有明顯差別，細(xì)胞壁中不含有木質(zhì)素。小球藻細(xì)胞壁成分受培養(yǎng)條件的影響很大。比如二氧化碳濃度升高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壁糖醛酸和氨基糖含量升高，而中性糖組分降低。而在高鹽培養(yǎng)基中，小球藻細(xì)胞壁的厚度會(huì)增加70%。近幾年小球藻屬在單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)、生物能源等領(lǐng)域一直是研發(fā)熱點(diǎn)。
解決方案
經(jīng)過降溫預(yù)處理微藻物料通過柱塞作用進(jìn)入均質(zhì)腔體，被柱塞壓縮的微藻物料內(nèi)積聚了極高的能量，當(dāng)物料通過窄縫后瞬間失壓，造成內(nèi)部高能釋放引起空穴爆炸而強(qiáng)烈膨脹，產(chǎn)生空穴效應(yīng)，致使物料強(qiáng)烈粉碎細(xì)化。同時(shí)，瞬間失壓的小球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(zhì)地堅(jiān)硬的撞擊環(huán)上，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖撞力，造成物料粉碎。另外，碰撞前后的小球藻物料隨液體高速運(yùn)動(dòng)，通過泵腔內(nèi)通道和閥口狹縫時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的剪切力。在撞擊效應(yīng)、剪切效應(yīng)和空穴效應(yīng)聯(lián)合作用下濕物料小球藻的細(xì)胞壁在瞬間就完成了細(xì)胞破碎。
應(yīng)用設(shè)備
高壓細(xì)胞破碎儀是生物工程中一種重要的實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)設(shè)備，能夠快速、高效地將細(xì)胞破碎并釋放其胞內(nèi)物質(zhì)。高壓細(xì)胞破碎儀具有破碎組織、細(xì)菌、病毒、孢子及其它細(xì)胞結(jié)構(gòu)，均質(zhì)、乳化、混合、消泡、分散、提取、加速反應(yīng)等功能，故廣泛應(yīng)用于生物工程、基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、微生物工程、生物化學(xué)、表面化學(xué)、藥物化學(xué)、生物醫(yī)藥、生物制品等等實(shí)驗(yàn)室研究或企業(yè)生產(chǎn)。高壓細(xì)胞破碎儀是胞內(nèi)物質(zhì)（蛋白質(zhì)、酶、核酸、DNA/RNA）的提取和均質(zhì)主要的樣品制備手段，可用于蛋白質(zhì)研究、核酸萃取、破碎不同prokaryotic（原核）、eurkaryotic細(xì)胞等，是生物工程及生物制藥等行業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
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