Celfragmentatie is een belangrijke stap in het productieproces van recombinante eiwitten. Decennia lang is ultrasone celfragmentatie een selectiemethode op laboratoriumschaal geweest. Dit proces vereist een hoge ultrasone amplitude die geschikt is voor celsuspensie, waardoor aanzienlijke schuifkrachten worden gegenereerd. De schuifkracht is het resultaat van sterke ultrasone cavitatie, die intense asymmetrische implosie-vacuümbellen genereert en microjets veroorzaakt, waardoor de celwand scheurt. Vanwege de beperkingen van de traditionele ultrasone technologie kan de industriële implementatie van deze methode echter niet nalaten de amplitude van ultrasone golven en de sterkte van de door cavitatie gegenereerde schuifkrachten te verminderen, waardoor de efficiëntie van het kraakproces wordt aangetast. Ultrasone celllysers op industriële schaal hebben dezelfde lyse-efficiëntie als laboratoriumapparatuur, terwijl ze een hogere productiviteit bieden.
Traditionele ultrasone vloeistofverwerkingssystemen omvatten ultrasone gereedschapskoppen met een kleinere diameter in de uitvoerrichting, en kunnen alleen een hoge ultrasone amplitude leveren als het uitvoeruiteinde erg klein is. De procesversterking vereist het overschakelen naar een gereedschapskop met een grotere uitgangsdiameter, die ultrasone energie kan afgeven aan een groter volume verwerkingsvloeistof terwijl de hoge amplitude behouden blijft. Als de uitgangsdiameter van traditionele gereedschapskoppen echter wordt vergroot tot een industrieel aanvaardbare grootte, zal hun maximale amplitude aanzienlijk afnemen en niet voldoende zijn om cellen te beschadigen. Daarom is het gebruik van traditionele ultrasone processors met hoge amplitude beperkt tot laboratoriumonderzoeken die niet direct kunnen worden versterkt. Door het onderzoek en de ontwikkeling van FUNSONIC is deze beperking met succes overwonnen, en zijn ultrasone processors op pilot- en industriële schaal geconstrueerd, die extreem hoge amplitudes kunnen genereren en continu kunnen werken.
Vernietiging van Saccharomyces cerevisiae-cellen:
We hebben ultrasone fermentatie-experimenten uitgevoerd met behulp van onze ultrasone vloeistofprocessor op experimenteel niveau en ultrasone processor op pilotschaal, en hebben de volgende gegevens verkregen:
Suspendeer de initiële hulpstofkristallen met een gemiddelde deeltjesgrootte van 15,4 micron in een organisch oplosmiddel met een massafractie van 5%. Er werden geen oppervlakteactieve stoffen of andere middelen gebruikt. De suspensie wordt in de opslagtank met een snelheid van 4 l/min door de reactorkamer gecirculeerd en gedurende 2 uur geroerd. De reactiekamer is uitgerust met een diamantvormige halterhoorn met een diameter van 32 millimeter en een amplitude van 90 micron. Gedurende de hele operatie wordt het koelwater door de temperatuurregeling van de reactiekamer geregeld om door de behuizing te stromen, waardoor de temperatuur van de suspensie op 25 graden C wordt gehouden.
Na twee uur ultrasone behandeling is de gemiddelde vereiste deeltjesgrootte ongeveer 0,4 micrometer (400 nanometer). Voor productie op industriële schaal kan dit programma een industriële ultrasone processor van 3000 W gebruiken, die de productiviteit met een factor 5 zal verhogen.
Echografie is een eenvoudige en effectieve methode voor het prepareren van gevormde nanokristallen. Door het gebruik van diamantgereedschapskoppen kan dit proces direct worden uitgebreid, waardoor laboratoriumresultaten in industriële productieomgevingen kunnen worden bereikt.