Ultrasonisk cellebrudsteknologi

Ultralydscellebrud refererer til teknologien til at ødelægge cellemembran og cellevæg ved ekstern kraft for at frigive celleindhold inklusive målproduktkomponenter. Det er grundlaget for adskillelse og oprensning af ikke-sekretoriske biokemiske stoffer (produkter) syntetiseret i celler. Kombineret med store fremskridt inden for rekombinant DNA-teknologi og vævskultur kan proteiner, der tidligere menes at være svære at opnå, nu masseproduceres. Men fordi cellevæggene i bakterier, gær, svampe og planter er lavet af forskellige komponenter, og de samme typer celler danner forskellige netværk, har deres cellevægge forskellige niveauer af fasthed. Dyreceller har ikke cellevægge, men har cellemembraner, som også har brug for nogle cellebrydende metoder for at opnå formålet med produktekstraktion. Ultralydscellebrud har hovedsageligt termisk effekt, kavitationseffekt og mekanisk effekt på celler. Den termiske effekt er, at når ultralyd forplantes i mediet, hæmmer friktion den molekylære vibration forårsaget af ultralyd, hvilket får en del af energien til at blive omdannet til lokal høj varme. Kavitationseffekt er dannelsen af ​​kavitation i organismen under ultralydsbestråling. Med kavitationens vibration og dens voldsomme implosion genereres mekanisk forskydningstryk og turbulens, som forårsager tumorblødning, vævskollaps og nekrose. Den mekaniske effekt er den primære effekt af ultralyd. Under ultralydsudbredelse komprimeres og strækkes mediumpartiklerne skiftevis, hvilket resulterer i trykændringer og beskadigelse af cellestrukturen. Den dræbende effekt er tæt forbundet med frekvensen og intensiteten af ​​ultralyd. Arbejdsprincippet for ultralydscelleknuseren er baseret på kavitationseffekten af ​​ultralydsbølger i væsken. Transduceren genererer højstyrke forskydningskraft i væsken i toppen af ​​værktøjshovedet gennem den elektriske energi fra hornet, der danner højfrekvent vekslende vandtryk, som får hulrummet til at udvide sig, eksplodere og smadre cellerne. På den anden side, på grund af den voldsomme forstyrrelse forårsaget af ultralydsbølgeudbredelse i væsken, producerer partiklerne en stor acceleration, så de kolliderer med hinanden eller med væggen og smadre. Udbredt i biokemi, medicinsk farmaceutisk, fødevaredetektion, miljøovervågning og andre områder af ødelagte dyre- og plantevæv, vira, bakterier og andre cellestrukturer samt i emulgering, separation, homogenisering og anden kemisk reaktionsproces.