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微射流均质机在生物行业中的应用

2019-08-09 09:20:09

生物领域中常有细胞破碎提取物质的应用,比如大肠杆菌、酵母细胞和藻类细胞破碎提取蛋白质和胞内酶等活性物质.常用的细胞破碎方法有超声波法、化学法、酶解法和高压均质法等方法.其中化学法和酶解法作为非机械方法因需要引入其他反应物质使得工艺比较复杂,而超声波法和高速研磨法因破碎强度的原因不适合大规模化生产.高压均质法是利用高压均质机产生极高的均质压力,将细胞在狭小的通道内自行超高速碰撞对射,将细胞膜或细胞壁打开溶出需要提取的活性物质,是纯物理作用的工艺,无需添加另外的化学物质,并容易将产量完美放大到生产规模.特别是微射流均质机作为新一代的高压均质机,大大提高了均质设计压力(最高可达300MPA),可覆盖多种难破碎的细胞(酵母,真菌类细胞).常用的品牌有美国BEE、Genizer和Microfluidics等,设备质量、操作性和稳定性都比较好.下面例举几个生物行业中使用微射流均质机破碎细胞的应用简述.

1.螺旋藻含有多种人体有益的营养物质,且可通过大面积的海水养殖容易取得,其丰富的藻蛋白在化妆品和食品行业有着巨大的应用潜力.采用微射流均质破碎藻类细胞可以有效地形成藻蛋白的生产型规模,其工艺需优化均质压力、均质次数、藻细胞浓度、缓冲液PH值和悬浮体系等因素.根据经验利用微射流均质机在20000-30000PSI的压力下破碎3次就能取得较好的效果.

2.大肠杆菌是细胞破碎中常用的细菌,常用于蛋白提取,由于大肠杆菌的细胞膜较容易破碎,用微射流均质机在15000PSI左右的压力下单次破碎率就可以达到99%以上.由于高压均质后物料的温度会升高,且温度升高的程度随着均质压力的提高更加剧烈.因此均质破碎后端需接换热装置及时把物料温度降到合适以保证蛋白质的活性,同时发热的均质点也最好能设计冷却夹套.

3.酵母细胞还有很高的核酸,可以应用在医药、食品和化妆品等行业,且啤酒行业有着数量巨大的废弃啤酒酵母泥可以利用,不仅可以深入挖掘酵母的经济价值,还可以顺带解决饲料酵母存在高核酸的问题.啤酒酵母的工业提取法常用浓盐法、氨法和氢氧化钠破壁法,但都因效果较低或使用大量化学物质无法大量推广.而使用微射流均质机在25000-30000PSI压力下均质三次就可以达到80%-90%左右的破壁率.

以上是生物行业中的部分细胞破碎应用,其外还有很多可以通过微射流均质的案例,例如动物细胞的破碎和真菌类细胞破碎等.

Nanogenizer30K作为美国Genizer公司研发的实验型微射流均质机,最高操作压力200MPA,设计流量100ml/min,主要用作高校,研究所,企业实验研发使用,配备独特的对射流金刚石交互容腔可达到卓越的均质效果,简易快捷的操作可让操作者即刻就学会使用.5ml最小样品量和1ml的残留量能满足更苛刻的研发要求,可以适用于制药、生物技术、化工、食品和纳米材料脂质体等行业的均质应用.

微射流均质机NanoGenizer30K

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