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高压微射流技术应用于细胞破碎中的特点简介

作者:www.willnano.com 日期:2022-10-04 点击:313
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在国际前沿药企、生物技术企业以及前沿科研院校中,一些高端细胞破碎与蛋白高活性物提取的应用里,高压微射流技术与设备占有重要地位。

细胞破碎的方法作用力有强弱、温控条件有差别、活性保持有出入,在文献报道中发表的结果表明,破坏方法强烈影响细胞裂解的产物物理化学性质,如颗粒大小、破坏效率、粘度和蛋白质释放。对于所有这些重要的参数,高压微射流均质机展现出最佳的处理结果。


图 Ecoli细胞破碎前后(经微射流处理一次) 

图 Ecoli细胞破碎前后(经微射流处理一次)

 

使用微射流技术在细胞破碎应用中的特点:

可保证线性放大

实验中的破碎工艺用于生产过程中,只有微射流技术可以保证线性放大重复。工业化放大过程中,常规方法都涉及到改变细胞破裂的方式和作用力,以适应更高的流速,导致在放大时出现不一致。而微射流技术通过金刚石交互容腔多通道并联的方式,使得处理作用力保持一致的前提条件下,流量是倍增的。而共工业化线性放大的特点也是微射流技术在众多高端应用中非常被看重的一点。

 

图 Z型微射流金刚石交互容腔实验型与生产型内部构造示意

图 Z型微射流金刚石交互容腔实验型与生产型内部构造示意

 

用户友好,易于维护

使用我们的技术进行细胞破坏的客户,比如高压微射流均质机非常容易使用和清洁。一个实验室中的多个用户可以轻松地使用这项技术,在线清洗于灭菌使得用户无需拆卸清洗或者灭菌。

高产物活性

物料冷却是高效的,微射流破碎后的蛋白质和酶的产量在各种细胞破碎方式中是最高的。在细胞破坏过程中,冷却是极其重要的,因为生物细胞的内容物通常对温度敏感——在一些情况下,它们在4°C以上的温度下开始变性。在高压微射流均质机中,物料换热器与金刚石交互容腔距离很短,而且金刚石交互容腔的冷却夹套使得处理部位也被降温,冷却设备使用得很好——例如使用-4°的乙二醇等——高压微射流均质机中样品在高温下的时间是最小的。高压微射流设备在处理细胞破碎过程中,样品在处理单元金刚石交互容腔内时间停留最短,配合高效换热,使得在产物如蛋白酶活性的对比测试中,微射流设备处理后的样品可以获得最高的蛋白酶活性。

快速

当我们演示高压微射流均质机时,最初的评论通常是“哇,这么快啊”,因为与其他方法相比,我们在非常短的时间内处理样品。18000psi 1次处理,破坏作用力就比多数其他方法破碎的结果要更充分,关键是时间短。

低粘度

被裂解的细胞悬液的粘度是很重要的。如果粘度高,就会使下游处理,如过滤和准确移液,困难。高压微射流均质机的细胞破坏产生的粘度在一次通过后已经很低,在进一步的通过中会更低。

快速分离

高压微射流均质机破坏细胞可以整体上更好地分离细胞。高压微射流均质机可以有效而温和地破坏细胞,从而产生较大的细胞壁碎片。高压微射流均质机产生的颗粒为450nm c.f。与其他方法产生的材料,这些大片段更容易从细胞内容物中分离出来,过滤时间更短,离心分离效果更好。

 

微射流均质机应用与细胞破碎  使用小贴士

不要过度预混合引入气泡。

使用涡旋混合器或者高速剪切机很同意将空气吸入细胞悬浮液中,从而影响破碎结果。温和的搅拌确保细胞悬浮就可以。确保冷却浴在此过程中冷阱温度降到所需温度,比如乙二醇-4°等,并根据需要进行改变。

处理细胞破碎时,可以直接使用没有APM的Z型腔体。将处理压力与单元格的类型相匹配。对应推荐使用压力和腔体类型,见表4和表5。细菌细胞的韧性差异显著。革兰氏阴性细胞,如大肠杆菌,是最常用的,而且很容易被打破。革兰氏阳性细胞更难处理,应该像酵母或藻类一样处理。


表 不同类型细胞建议处理压力

表 不同类型细胞建议处理压力

 

表 不同类型细胞建议选用腔体类型

表 不同类型细胞建议选用腔体类型

 

尽量少过度处理:运行推荐的工艺压力,并以不同的通过次数取样。不要过度处理。过多的通道会导致更高程度的破裂,但同时蛋白质活性也会因过多的能量输入/热量产生而恶化。过度处理也可能使下游的过滤和移液更加困难。

 

如果细胞从冷冻的溶液中重新解冻,这时需要确保完全解冻。或者当细胞浓度过高时(在这种情况下,如果可能的话,用更多的缓冲液稀释)。这样可以避免冰渣或者大量细胞聚集产生大颗粒影响处理过程。

 

对于酵母细胞,要注意避免使细胞应激。在加入缓冲悬液之前,避免将酵母细胞加热到干燥,因为这会使坚硬的细胞壁更加坚硬。

 

 

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