Ултразвучна технологија ломљења ћелија

Ултразвучно ломљење ћелија односи се на технологију уништавања ћелијске мембране и ћелијског зида спољном силом да би се ослободио ћелијски садржај укључујући компоненте циљаног производа. То је основа одвајања и пречишћавања несекреторних биохемијских супстанци (производа) синтетизованих у ћелијама. У комбинацији са великим напретком у технологији рекомбинантне ДНК и култури ткива, протеини за које се раније сматрало да их је тешко добити, сада се могу масовно производити. Али пошто су ћелијски зидови бактерија, квасца, гљивица и биљака направљени од различитих компоненти, а исте врсте ћелија формирају различите мреже, њихови ћелијски зидови имају различите нивое чврстоће. Животињске ћелије немају ћелијске зидове, али имају ћелијске мембране, којима су такође потребне неке методе разбијања ћелија да би се постигла сврха екстракције производа. Ултразвучно ломљење ћелија углавном има термички ефекат, ефекат кавитације и механички ефекат на ћелије. Термички ефекат је да када се ултразвук шири у медијуму, трење омета молекуларне вибрације изазване ултразвуком, узрокујући да се део енергије претвори у локалну високу топлоту. Ефекат кавитације је стварање кавитације у организму под ултразвучним зрачењем. Вибрацијом кавитације и њеном силовитом имплозијом настају механички смичући притисак и турбуленција, што узрокује крварење тумора, колапс ткива и некрозу. Механички ефекат је примарни ефекат ултразвука. Током ултразвучног ширења, честице медија се наизменично сабијају и растежу, што доводи до промене притиска и оштећења ћелијске структуре. Ефекат убијања је уско повезан са учесталошћу и интензитетом ултразвука. Принцип рада ултразвучне дробилице ћелија заснива се на ефекту кавитације ултразвучних таласа у течности. Претварач генерише силу смицања велике чврстоће у течности на врху главе алата кроз електричну енергију трубе, формирајући високофреквентни наизменични притисак воде, што чини да се шупљина шири, експлодира и разбија ћелије. С друге стране, услед насилног поремећаја изазваног ширењем ултразвучног таласа у течности, честице производе велико убрзање, тако да се сударе једна са другом или са зидом и разбијају. Широко се користи у биохемији, медицинској фармацији, детекцији хране, праћењу животне средине и другим пољима сломљених животињских и биљних ткива, вируса, бактерија и других ћелијских структура, као и у процесу емулгирања, раздвајања, хомогенизације и других хемијских реакција.