細胞の破壊は、タンパク質、核酸、酵素、その他の生体染色体などの細胞含有量を得るための重要なステップです。機械的研削、高-圧力均質化、酵素加水分解などの従来の細胞破壊方法は、ターゲット製品の効率が低く、高コストが高く、容易な不活性化の欠点を持っています。新たな物理的破壊方法として、超音波細胞破壊技術は、そのユニークな利点により、近年ますます注目を集めています。
超音波細胞の破壊の原理
超音波細胞の破壊の原理は、主に超音波のキャビテーション効果に基づいています。高-強度超音波が液体培地に作用すると、交互の圧縮と膨張サイクルが発生します。膨張サイクル中、小さな泡（キャビテーション核）が液体に形成されます。圧縮サイクル中、これらの気泡は急速に崩壊し、瞬間的な高温と高圧と強い衝撃波を生成します。このキャビテーション効果によって生成される機械的力は、細胞膜と細胞壁を破壊するのに十分であり、それによって細胞内容物を放出します。
超音波細胞破壊装置
超音波細胞破壊装置は、主に超音波発生器、トランスデューサー、プローブで構成されています。超音波発生器は、高周波数の電気信号を生成し、トランスデューサーは電気信号を機械的振動に変換し、プローブは機械的振動をサンプルに伝達します。
サンプルの処理の容積と方法によれば、超音波細胞破壊装置は以下に分けることができます。
▪Probe-タイプ超音波破壊器：少量のサンプル処理、高い破壊効率に適していますが、局所的な過熱しやすい。
▪多くの-大規模な-ボリュームサンプル処理に適しており、操作が容易ですが、破壊効率が比較的低いです。
▪連続フロー超音波破壊システム：大規模な-スケールの連続生産、高い破壊効率、しかし高い機器コストに適しています。
超音波細胞破壊の適用
超音波細胞破壊技術は、主に以下を含む多くの分野で広く使用されています。
▪バイオエンジニアリング：細胞内酵素、タンパク質、DNA、RNAおよびその他の生体染色体を抽出するために使用され、遺伝子工学、タンパク質工学、代謝工学、その他の研究で使用されます。
▪メディシン：ワクチン、薬物キャリア、遺伝子治療キャリアなどの準備に使用します。
▪Food：植物の有効成分を抽出し、滅菌し、乳化するなどに使用します。
▪その他の分野：環境監視、化粧品、ナノ材料の準備など。