應(yīng)用背景
微藻的活性物質(zhì)存在于細(xì)胞內(nèi)，這些物質(zhì)的提取過程通常需要先對(duì)微藻進(jìn)行細(xì)胞破壁。與一般微生物細(xì)胞壁相比，微藻細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)致密，破壁難度大，同時(shí)還要保證各種生化產(chǎn)物在破壁過程中的生物活性不被破壞，因此細(xì)胞破壁成為各種藻類產(chǎn)物提取的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適用于微藻細(xì)胞破壁方法的微藻來自于淡水微藻、咸水或海水環(huán)境中，能夠產(chǎn)生生物活性物質(zhì)的經(jīng)濟(jì)微藻，包括扁藻、小球藻、柵藻、紅球藻、紫球藻、雪藻或硅藻。
應(yīng)用案例
如果目標(biāo)產(chǎn)物是小分子生物活性物質(zhì)，比如蝦青素、葉黃素等，分子結(jié)構(gòu)中存在不少共軛不飽和碳碳雙鍵，易氧化，對(duì)光熱敏感，破壁工藝的選擇尤其要考慮目標(biāo)產(chǎn)物的活性。微藻細(xì)胞破壁傳統(tǒng)的方法有機(jī)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(shí)較長、或溫度較高、或粉碎效果不佳、或沒有有效保護(hù)生物活性成分。盡管微藻存在很多優(yōu)勢，但傳統(tǒng)的破壁方法在技術(shù)可行性或者在經(jīng)濟(jì)性上存在不足，距離大規(guī)模生產(chǎn)的需求尚有一定距離。高壓細(xì)胞破壁技術(shù)，屬于微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及富含生物活性物質(zhì)的微藻細(xì)胞破壁方法，是采用濕法微藻細(xì)胞破壁技術(shù)，有效保護(hù)微藻生物活性成分，降低其被氧化分解的相關(guān)技術(shù)。
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(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，碰撞前后的微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)合作用下濕物料微藻的細(xì)胞壁在瞬間(1～2秒內(nèi))就完成了細(xì)胞破碎，物料粒度幾乎全部細(xì)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。
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。
納通優(yōu)勢
◆無菌保障：金屬結(jié)構(gòu)連接，沒有O型圈或墊片，無死角設(shè)計(jì)；在線排空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；所有機(jī)型均可實(shí)現(xiàn)在線清洗（CIP）、循環(huán)清洗、拆裝清洗、在位滅菌（SIP）
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