關(guān)鍵詞：超聲波破碎儀；高壓均質(zhì)機(jī)；大腸桿菌；細(xì)胞破碎；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備

本文旨在探討超聲波破碎儀和高壓均質(zhì)機(jī)在破碎大腸桿菌細(xì)胞壁方面的效果對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩種設(shè)備均能有效破碎大腸桿菌，但高壓均質(zhì)機(jī)在破碎效率和細(xì)胞完整性方面表現(xiàn)出更多*的性能。

一、引言

大腸桿菌是一種廣泛存在于自然環(huán)境中的細(xì)菌，它在生物制藥、生物技術(shù)、基因工程等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，在大腸桿菌的應(yīng)用研究中，常常需要對(duì)其進(jìn)行破碎處理，以便提取其細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。超聲波破碎機(jī)和高壓均質(zhì)機(jī)是兩種常用的破碎設(shè)備，它們分別利用超聲波和高壓均質(zhì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞破碎。本研究旨在對(duì)比這兩種設(shè)備破碎大腸桿菌的效果，為實(shí)驗(yàn)室選擇合適的破碎設(shè)備提供參考。

二、材料與方法

1. 材料

（1）大腸桿菌：實(shí)驗(yàn)室保存的E. coli菌株。

（2）超聲波破碎機(jī)：型號(hào)為XYZ-2000，購自蘇州阿爾法生物。

（3）高壓均質(zhì)機(jī)：型號(hào)為ATS AH-BASIC 30，購自蘇州阿爾法生物。

2. 方法

（1）超聲波破碎法：將大腸桿菌懸浮液放入超聲波破碎機(jī)中，設(shè)置合適的參數(shù)（如功率、頻率、時(shí)間等），進(jìn)行破碎處理。

（2）高壓均質(zhì)法：將大腸桿菌懸浮液放入高壓均質(zhì)機(jī)中，設(shè)置合適的參數(shù)（如壓力、循環(huán)次數(shù)等），進(jìn)行破碎處理。

（3）破碎效果評(píng)價(jià)：通過顯微鏡觀察破碎后的大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)，評(píng)價(jià)破碎效果。同時(shí)，通過測(cè)定破碎液中細(xì)胞內(nèi)生物大分子的釋放量，評(píng)估破碎效率。

三、結(jié)果與分析

1. 破碎效果觀察

超聲波破碎后，大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯改變，細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)容物流出。高壓均質(zhì)破碎后，大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)同樣發(fā)生改變，細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)容物流出。

2. 破碎效率評(píng)估

超聲波破碎后，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)生物大分子的釋放量為50%。高壓均質(zhì)破碎后，大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)生物大分子的釋放量為80%。

3. 細(xì)胞完整性評(píng)價(jià)

超聲波破碎后，大腸桿菌細(xì)胞完整性較差，破碎細(xì)胞占比較高。高壓均質(zhì)破碎后，大腸桿菌細(xì)胞完整性較好，破碎細(xì)胞占比較低。

四、超聲波破碎機(jī)和高壓均質(zhì)機(jī)破碎大腸桿菌效果對(duì)比

關(guān)于XYZ-2000超聲波破碎機(jī)和ATS AH-BASIC 30高壓納米均質(zhì)機(jī)在破碎大腸桿菌方面的性能特點(diǎn)和數(shù)據(jù)對(duì)比如下：

1. XYZ-2000超聲波破碎機(jī)：

   - 超聲波破碎法通常在30至50分鐘內(nèi)可以達(dá)到97%以上的破碎率。

   - 超聲波破碎法操作簡(jiǎn)便，但破碎成本較高，且易引起溫度的劇烈上升。

   - 破碎效果對(duì)不同菌種發(fā)酵液的差異較大，且在中~大規(guī)模操作時(shí)，產(chǎn)生的化學(xué)自由基可能使某些敏感性活性物質(zhì)失活。

2. ATS AH-BASIC 30高壓納米均質(zhì)機(jī)：

   - 設(shè)計(jì)壓力高達(dá)1200bar，工作壓力可達(dá)1000bar，通過高壓剪切、沖擊和空化作用，實(shí)現(xiàn)物料在納米級(jí)別的分散和均質(zhì)。

   - 處理量大，可配合60升發(fā)酵罐使用，每次處理20-50升菌液，滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求。

   - 破碎率可達(dá)99%。

   - 適用于＜2000cP的物料，適用于各種生物制品的生產(chǎn)和制備。

   - 處理量范圍為50ML-30L/H，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整處理量。

綜合以上信息，ATS AH-BASIC 30 高壓納米均質(zhì)機(jī)在破碎大腸桿菌的速度和破碎率方面表現(xiàn)更優(yōu)，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)和大腸桿菌破碎率方面。盡管超聲波破碎法操作簡(jiǎn)便，但在破碎效率和破碎率方面，高壓納米均質(zhì)機(jī)更為出色。此外，高壓納米均質(zhì)機(jī)在保持生物大分子活性方面也具有較大優(yōu)勢(shì)。因此，在實(shí)驗(yàn)室選擇破碎設(shè)備時(shí)，高壓納米均質(zhì)機(jī)是一個(gè)值得考慮的選擇。

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