TECHNOLOGY

Bubble-Free Cell Disruption

無泡沫產生的高壓破菌方法


近來生命科學領域的研究中,為了有效率以及再現性更佳的連續破菌(Cell disruption),或是為了針對細胞壁較厚不易破菌的樣品,逐漸的汰換法式壓濾器(French Press)或超音波破菌機(Sonicator),轉而使用高壓破菌機(High-pressure homogenizer)來快速地處理菌液。然而傳統的高壓破菌機由於採用敲擊式的破菌方法,菌液在破菌腔體內,承受可動元件敲擊產生的高壓而通過,腔體內部氣液同時存在,破菌後的成分含親疏水端的特性,自然的將氣體包覆,產生泡沫,部分破菌機廠家的標準程式,建議使用者在菌液中添加消泡劑,影響破菌液的分析,並非是一個良善的解決方式。另有文獻建議這些含大量泡沫的破菌液,可以用其他物理方法除泡,但不免多出一些工序以及耗費能量與時間。


較為可行的方法乃使用NanoLyzer高壓破菌機,菌液不需為了除泡而添加消泡劑影響後續的定性定量分析,菌液被幫浦加壓進入固定幾何微流道的反應腔而產生高壓,反應腔內無任何可動元件,菌液受壓後以極快的速度通過微流道產生剪切力,並立即釋放到常壓,因極大的壓降(5,000~30,000 psi)產生的氣穴作用(Cavitation)而爆破,這樣的方法,不起泡且破菌率(cell rupture rate)高,菌液處理時間短不易失活(denaturing),對特定的熱敏感有效成分,如蛋白質的回收率因而較高。

針對不同樣品,如大腸桿菌(E Coli)、酵母(Yeast)、藻類(algae)、細菌(Bactaria)、真菌(fungi)的破菌,需要不同的剪切力,其他的技術方案如超音波破碎並不容易視需要調節參數,NanoLyzer高壓破菌機可輕易的調節破菌壓力,獲得不同剪切力,適當有效的破菌,並增加蛋白質的收成率。


簡而言之,NanoLyzer 高壓破菌機具備幾項特點:

蛋白質回收率高-
簡便的壓力調節以控制剪切力,確保用最低能量破菌,並維持蛋白質活性。
使用方便-
設計簡便,容易清潔,菌體碎片可以過濾或離心方時分離。
有效的控溫-
可以簡單的於出口端,連接熱交換器或浸入式水浴槽來控溫,選配設計也可以直接於反應腔外殼控溫。
適用範圍廣-
不同菌種樣品,皆可透過參數調節而適用。
連續生產及規模放大-
機型涵蓋實驗室及量產,規模放大已驗證其可行性。