什么是超声波细胞破碎？

细胞破碎是重组蛋白质生产过程中的一个重要步骤。几十年来，超声波细胞破碎一直是实验室规模的选择方法。该过程要求高超声波振幅适用于细胞悬浮，产生极大的剪切力。剪切力是强烈的超声空化的结果，强烈的超声空化产生剧烈的不对称的内爆真空泡，并引起微射流，使细胞壁破裂。然而，由于传统超声波技术的局限性，这种方法的工业实施不可能不减少超声波振幅，减少空化产生的剪切力的强度，因此，损害了裂解过程的效率。工业规模的超声波细胞裂解器，具有与实验室设备相同的裂解效率，同时提供更高的生产率。

传统的超声波液体处理系统包括在输出方向上减小直径的超声波工具头，并且只有在其输出端很小时才能提供高超声波振幅。工艺放大需要切换到输出端直径更大的工具头，能够将超声波能量输出到更大体积的加工液体中，同时仍保持高振幅。然而，如果传统工具头的输出端直径增加到工业上可接受的尺寸，其最大振幅将显著降低，不足以破坏电池。因此，传统高振幅超声波处理器的使用仅限于无法直接放大的实验室研究。我们通过开发BHUT成功地克服了这一限制，BHUT允许构建中试和工业规模的超声波处理器，能够产生振幅并运行连续不断地。我们的工业电池破坏设备结构紧凑，只需要很少的技术支持，仅包括两个湿部件（HBH型杠铃工具头和反应器室），便于清洁。

酿酒酵母细胞破坏

为了说明基于 bhut 的处理器制备赋形纳米晶体的能力，利用我们的小型超声液体处理器 bsp-1200进行了超声发酵实验。处理器配置在流通安排中，如下面示意图所示。

将平均粒径为15.4微米的初始赋形剂晶体悬浮在质量分数为5% 的有机溶剂中。没有使用任何表面活性剂或其他药剂。悬浮液在贮槽中以4l/min 的速率循环通过反应器室，搅拌2小时。反应室装有直径32毫米、振幅为90微米的hbh型杠铃喇叭。在整个操作过程中，通过反应室的温度控制外壳将冷却水流动，使悬浮液的温度保持在25 °c。

经过2小时的超声波处理，所需的平均粒径约为0.4微米(400纳米)。对于工业级规模的生产，该程序可以用到3000W工业超声波处理器，这将使生产率提高5倍。

超声波是一种简单有效的制备赋形纳米晶的方法。通过bhut的使用，该过程可以直接扩展，使得在工业生产环境中实现实验室成果成为可能。