Technologie de rupture de cellule par ultrasons

La rupture cellulaire par ultrasons fait référence à la technologie de destruction de la membrane cellulaire et de la paroi cellulaire par une force externe pour libérer le contenu des cellules, y compris les composants du produit cible. C'est la base de la séparation et de la purification des substances biochimiques non sécrétoires (produits) synthétisées dans les cellules. Combinées aux progrès majeurs de la technologie de l'ADN recombinant et de la culture tissulaire, les protéines que l'on croyait difficiles à obtenir peuvent désormais être produites en masse. Mais comme les parois cellulaires des bactéries, des levures, des champignons et des plantes sont constituées de composants différents et que les mêmes types de cellules forment des réseaux différents, leurs parois cellulaires ont des niveaux de fermeté différents. Les cellules animales n'ont pas de parois cellulaires, mais ont des membranes cellulaires, qui nécessitent également certaines méthodes de rupture cellulaire pour atteindre l'objectif d'extraction du produit. La rupture de cellule par ultrasons a principalement un effet thermique, un effet de cavitation et un effet mécanique sur les cellules. L'effet thermique est que lorsque les ultrasons se propagent dans le milieu, le frottement entrave la vibration moléculaire provoquée par les ultrasons, provoquant la conversion d'une partie de l'énergie en forte chaleur locale. L'effet de cavitation est la formation de cavitation dans l'organisme sous irradiation ultrasonore. Avec la vibration de la cavitation et son implosion violente, une pression de cisaillement mécanique et une turbulence sont générées, ce qui provoque un saignement tumoral, un affaissement des tissus et une nécrose. L'effet mécanique est le principal effet des ultrasons. Au cours de la propagation ultrasonique, les particules moyennes se compriment et s'étirent alternativement, ce qui entraîne un changement de pression et l'endommagement de la structure cellulaire. L'effet destructeur est étroitement lié à la fréquence et à l'intensité des ultrasons. Le principe de fonctionnement du broyeur de cellules à ultrasons est basé sur l'effet de cavitation des ondes ultrasonores dans le liquide. Le transducteur génère une force de cisaillement à haute résistance dans le liquide au sommet de la tête de l'outil grâce à l'énergie électrique de la corne, formant une pression d'eau alternative à haute fréquence, ce qui fait que la cavité se dilate, explose et écrase les cellules. D'autre part, du fait de la violente perturbation provoquée par la propagation des ondes ultrasonores dans le liquide, les particules produisent une forte accélération, de manière à entrer en collision entre elles ou avec la paroi et se fracasser. Largement utilisé dans la biochimie, la pharmaceutique médicale, la détection des aliments, la surveillance de l'environnement et d'autres domaines des tissus animaux et végétaux cassés, des virus, des bactéries et d'autres structures cellulaires ainsi que dans l'émulsification, la séparation, l'homogénéisation et d'autres processus de réaction chimique.