細(xì)胞破碎技術(shù)是指利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來(lái)的技術(shù),是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)(產(chǎn)品)的基礎(chǔ)。由于細(xì)菌、酵母、真菌、植物都有細(xì)胞壁,但成分不同,且同類細(xì)胞結(jié)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不同,因此其細(xì)胞壁的堅(jiān)固程度不同,總體呈現(xiàn)遞增態(tài)勢(shì)。動(dòng)物細(xì)胞雖沒(méi)有細(xì)胞壁,但具有細(xì)胞膜,也需要一定的細(xì)胞破碎方法來(lái)破膜,達(dá)到提取產(chǎn)物的目的。
高壓細(xì)胞破碎儀使用方法:主要是由于了轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高速線速度,還有頻率高的機(jī)械的效應(yīng),伴隨著強(qiáng)勁的動(dòng)能,讓組織或細(xì)胞可以在定子、轉(zhuǎn)子之間非常狹窄的空隙之中受到了非常的強(qiáng)烈的機(jī)械還有液力的剪切、液層的摩擦、離心的擠壓、撞擊的撕裂還有湍流等多種綜合性的效果,造成細(xì)胞破碎。
高壓細(xì)胞破碎儀作用主要有熱效應(yīng),空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。熱效應(yīng)是當(dāng)超聲在介質(zhì)中傳播時(shí),摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動(dòng),使部分能量轉(zhuǎn)化為局部高熱(42-43℃),因?yàn)檎=M織的臨界致死溫度為457℃,而腫瘤組織比正常組織敏感性高,故在此溫度下腫瘤細(xì)胞的代謝發(fā)生障礙,DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成受到影響,從而殺傷癌細(xì)胞而正常組織不受影響??栈?yīng)是在超聲照射下,生物體內(nèi)形成空泡,隨著空泡震動(dòng)和其猛烈的聚爆而產(chǎn)生出機(jī)械剪切壓力和動(dòng)蕩,使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。
另外,空化泡破裂時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫(約5000℃)、高壓(可達(dá)500×104Pa),可使水蒸氣熱解離產(chǎn)生OH自由基和H原子,由OH自由基和H原子引起的氧化還原反應(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過(guò)氧化和細(xì)胞殺傷。機(jī)械效應(yīng)是超聲的原發(fā)效應(yīng),超聲波在傳播過(guò)程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化,引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。殺傷作用的強(qiáng)弱與超聲的頻率和強(qiáng)度密切相關(guān)。