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1、低温超高压低温超高压连续流细胞破碎仪连续流细胞破碎仪崔冶建崔冶建JN-3000PLUS细胞破碎的方法细胞破碎的方法机械破碎法机械破碎法：利用匀浆器、研磨器或捣碎机：利用匀浆器、研磨器或捣碎机 等将细胞破碎。等将细胞破碎。 物理破碎法物理破碎法：利用超声波、压力差或温度差利用超声波、压力差或温度差 等将细胞破碎。等将细胞破碎。 化学渗透法化学渗透法：利用酸、碱、表面活性剂和有：利用酸、碱、表面活性剂和有 机溶剂等试剂，采用化学法处机溶剂等试剂，采用化学法处 理可以改变细胞壁或膜的通透理可以改变细胞壁或膜的通透 性从而使内合物有选择地渗透性从而使内合物有选择地渗透 出来。出来。酶学破碎法酶学破碎法
2、：利用各种水解酶，将细胞壁分：利用各种水解酶，将细胞壁分 解，使细胞内含物释放出来。解，使细胞内含物释放出来。 组织捣碎机组织捣碎机 一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等，转速可高达叶芽等，转速可高达10000rpm/M10000rpm/M以上。以上。存在的问题存在的问题: :由于旋转刀片的机械切力很大由于旋转刀片的机械切力很大, ,适适 用制备一些大分子量的样品用制备一些大分子量的样品, ,不适合用于核酸。不适合用于核酸。 匀匀 浆浆 器器 将剪碎的组织置于将剪碎的组织置于匀浆器匀浆器中来回研磨中来回研磨, ,细胞细胞得于破碎得于破碎. . 细胞
3、破碎程度比捣碎机高，适用于细胞破碎程度比捣碎机高，适用于量少动物脏器组织。量少动物脏器组织。存在的问题存在的问题: :团状或丝状真菌造成堵塞团状或丝状真菌造成堵塞, ,较小较小的革兰氏阳性菌及一些亚细胞器的革兰氏阳性菌及一些亚细胞器, ,质地坚硬质地坚硬, ,易损伤匀浆。易损伤匀浆。 超声波破碎仪超声波破碎仪 超声波处理细胞悬液，使细胞急剧震荡超声波处理细胞悬液，使细胞急剧震荡破裂破裂, ,此法适用于微生物材料此法适用于微生物材料, ,以及大肠杆菌以及大肠杆菌制备各种酶。操作简单制备各种酶。操作简单, ,重复性较好重复性较好, ,节省时节省时间。间。存存在在问问题题: :超超声声波波破破碎碎在
4、在实实验验室室使使用用较较普普遍遍，处处理理少少量量样样品品时时操操作作简简便便, ,液液量量损损失失少少, ,但但是是超超声声波波产产生生的的化化学学自自由由基基团团能能使使某某些些敏敏感感性性活活性性物物质质变变性性失失活活。散散热热均均有有困困难难，要要采采取取相相应应降降温温措措施施. .对对超超声声波波敏敏感感核核酸酸应应慎慎用用。 化学渗透法化学渗透法 利用利用酸酸、碱、表面活性剂和有机溶剂等碱、表面活性剂和有机溶剂等 试剂试剂, ,采用化学法处理可以改变细胞壁或膜采用化学法处理可以改变细胞壁或膜的通透性的通透性, ,从而使内合物有选择地渗透出来从而使内合物有选择地渗透出来提取核酸
5、时提取核酸时, ,用此法破碎细胞作用比较温和用此法破碎细胞作用比较温和存在的问题存在的问题: :时间长时间长, ,效率低效率低, ,化学试剂毒性化学试剂毒性较强较强, ,同时对产物也有毒副作用，进一步分同时对产物也有毒副作用，进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂离时需要用透析等方法除去这些试剂, ,通用通用性差性差. .某种试剂只能作用于某些特定类型的某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。微生物细胞。 酶酶 溶溶 法法 利用各种水解酶利用各种水解酶, ,如溶酶如溶酶、纤维素酶纤维素酶、蜗牛酶蜗牛酶等等, ,将细胞壁分解将细胞壁分解, ,使细胞内含物释放出来使细胞内含物释放出来. .此
6、此法适用多种微生物法适用多种微生物, ,其作用条件温和其作用条件温和, ,内含物成内含物成份不易受到破坏份不易受到破坏; ;细胞壁损坏的程度可以控制。细胞壁损坏的程度可以控制。存在的问题存在的问题: :易造成产物抑制作用易造成产物抑制作用, ,导致胞内物导致胞内物质释放率低的重要因素。而且溶酶价格高，限质释放率低的重要因素。而且溶酶价格高，限制了大规模使用。另酶溶法通用性差，不同菌制了大规模使用。另酶溶法通用性差，不同菌种需选择不同的酶有一定局限性，不适宜大量种需选择不同的酶有一定局限性，不适宜大量的蛋白质提取的蛋白质提取, ,使进一步纯化带来困难。使进一步纯化带来困难。低低温温超超高高压压连
7、连续续流流细细胞胞破破碎碎仪仪的的问问世世填填补补了了市市场场空空白白.细细胞胞高高压压破破碎碎时时会会产产生生一一定定的的热热量量，而而此此仪仪器器设设计计有有冷冷却却循循环环水水装装置置，将将破破碎碎时时产产生生的的热热量量吸吸收收降降温温，为为我我们们实实验验工工作作带带来来了了极极大大的的方方便便。低低温温超超高高压压连连续续流流细细胞胞破破碎碎仪仪在在内内部部核核心心结结构构设设计计方方面面，经经过过反反复复设设计计,计计算算和和实实验验,找找到到了了剪剪切切效效应应、碰碰撞撞效效应应、空空穴穴效效应应三三种种效效应应搭搭配配的的最最佳佳比比例例。 JN-3000PLUSJN-300
8、0PLUS低温超高压连续流细胞破碎仪低温超高压连续流细胞破碎仪超高压细胞破碎原理图超高压细胞破碎原理图空空穴穴效效应应：被被柱柱塞塞压压缩缩的的样样品品内内积积聚聚了了极极高高的的能能量量,通通过过可可调调节节限限流流缝缝隙隙时时瞬瞬间间失失压压，造造成成高高能能释释放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。放引起空穴爆炸，致使物料强烈粉碎细化。剪剪切切效效应应：在在高高压压条条件件下下，工工作作区区内内形形成成了了高高强强度度的的能能量量聚聚集集，当当流流体体流流经经均均质质阀阀微微小小的的流流道道时时所所产产生生强强烈烈的的湍湍流流和和剪剪切切效效应应将将流流体体中中颗颗粒粒或或滴滴分解成微小
9、的粒子。分解成微小的粒子。碰撞效应碰撞效应：通过可调节限流缝隙的样品以上述极高通过可调节限流缝隙的样品以上述极高的线速度，撞击到用特殊材料制成的撞环上，造成样的线速度，撞击到用特殊材料制成的撞环上，造成样品粉碎。品粉碎。 低温超高压连续流细胞破碎仪利用超高压能量使低温超高压连续流细胞破碎仪利用超高压能量使样品样品在柱塞的推动作用下进入均质阀，在均质阀内在柱塞的推动作用下进入均质阀，在均质阀内被加压，被加压，通过狭缝瞬间释放通过狭缝瞬间释放, ,产生剪切效应产生剪切效应、空穴效空穴效应应、碰撞效应碰撞效应. .在这三种效应作用下使细胞破碎在这三种效应作用下使细胞破碎，使使样品均质化或分散乳化样品
10、均质化或分散乳化、颗粒纳米化颗粒纳米化。全过程在全过程在44- -66的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性和性能。和性能。工工 作作 原原 理理JN-3000PLUSJN-3000PLUS1.1.样品破碎全过程都在样品破碎全过程都在4 4 6 6 低温水浴中进行，低温水浴中进行， 保持原有物质活性和性能保持原有物质活性和性能2.2.自动进样，可连续工作，自动进样，可连续工作，2.12.1升升/ /小时小时3.3.样品处理量最少样品处理量最少5ml5ml4.4.主机使用液压动力，高压状态可任意停机主机使用液压动力，高压状态可任意停机、开机，、开机， 压力保
11、持不变压力保持不变5.5.冲洗系统镜面抛光冲洗系统镜面抛光316L316L不锈钢管道，防止样品残留不锈钢管道，防止样品残留6.6.可在位清洗灭菌可在位清洗灭菌7.7.采用物理破碎采用物理破碎方法，无化学残留物方法，无化学残留物8.8.操作简单，使用方便操作简单，使用方便特特 点点1.1.大肠杆菌等细菌破碎；酵母大肠杆菌等细菌破碎；酵母/ /灵芝孢子灵芝孢子 等真菌破碎；等真菌破碎； 2.2.蓝藻蓝藻/ /绿藻等藻类破碎；绿藻等藻类破碎； 3.3.线虫等动、植物细胞破碎；线虫等动、植物细胞破碎； 4.4.放线菌破碎；嗜热菌破碎，原核分枝杆放线菌破碎；嗜热菌破碎，原核分枝杆 菌破碎；菌破碎； 5.
12、5.酶的制备和分离；重组多肽的制备；酶的制备和分离；重组多肽的制备；应用范围应用范围6.6.晶体工程；蛋白晶体；晶体工程；蛋白晶体； 7.7.乳剂、脂质体等纳米乳化均质；微乳乳剂、脂质体等纳米乳化均质；微乳纳米混悬剂；纳米混悬剂；蓝藻蓝藻/ /绿藻等藻类破碎；绿藻等藻类破碎； 8.8.中草药破碎提取内容物；中草药破碎提取内容物；9.9.超高压诱变育种超高压诱变育种；10.10.纳米油墨、纳米油漆、纳米染料；超微纳米油墨、纳米油漆、纳米染料；超微细化，超细粉碎；细化，超细粉碎； 大肠杆菌与酵母一次破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达95%-99% 95%-99% 应用实例 图图1 1大肠杆菌大
13、肠杆菌破壁前破壁前 图图2 2：大肠杆菌破壁后：大肠杆菌破壁后大肠杆菌与酵母一次破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达99%- 95%99%- 95%应用实例 图图1 1 灵芝孢子破壁前灵芝孢子破壁前 图图2 2：灵芝孢子破壁后：灵芝孢子破壁后灵芝孢子的破壁率可达灵芝孢子的破壁率可达95%95%左右左右应用实例大肠杆菌与酵母一次破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达99%- 95%99%- 95%灵芝孢子的破壁率可达灵芝孢子的破壁率可达95%95%左右左右纳米乳化后的脂质体平均粒度为纳米乳化后的脂质体平均粒度为.68nm.68nm， 最小可达最小可达28.2nm28.2nm 图图: :脂质体纳
14、米乳化处理前后对比图脂质体纳米乳化处理前后对比图 应用实例大肠杆菌与酵母一次破碎率均达大肠杆菌与酵母一次破碎率均达99%- 95%99%- 95%灵芝孢子的破壁率可达灵芝孢子的破壁率可达95%95%左右左右纳米乳化后的脂质体平均粒度为纳米乳化后的脂质体平均粒度为.68nm.68nm， 最小可达最小可达28.2nm28.2nm 放线菌中某种酶失活率仅有放线菌中某种酶失活率仅有4.84.8使用前注意事项使用前注意事项常见问题常见问题 问题原因问题原因 处理方法处理方法工作压力升不起来工作压力升不起来1.1.空气进入到管道内空气进入到管道内2.2.单向阀接头松动单向阀接头松动1.1.清理管道内空气清
15、理管道内空气2.2.拧紧接头拧紧接头细胞破碎率不高细胞破碎率不高1.1.选择破碎压力不正确选择破碎压力不正确2.2.样品浓度过高样品浓度过高3.3.样品粒径过粗样品粒径过粗1.1.调整合适的破碎压力调整合适的破碎压力 大肠杆菌：大肠杆菌：1000pa1000pa左右左右 酵母菌：酵母菌：2000pa2000pa左右左右2.2.调低样品的浓度调低样品的浓度3.3.做好样品的预处理做好样品的预处理无工作流量或无工作流量或 流量不足流量不足1.1.单向阀不通单向阀不通2.2.破碎样品容器出液阀破碎样品容器出液阀门关闭样品无法流出门关闭样品无法流出3.3.管道内有空气管道内有空气4.4.使用了不正确的样品使用了不正确的样品浓度浓度1.1.联系工程师联系工程师2.2.打开阀门让液体样品打开阀门让液体样品 流入进液口流入进液口3.3.清除管道内空气清除管道内空气4.4.大肠杆菌浓度大肠杆菌浓度10102020 酵母菌浓度酵母菌浓度 10102020
