關鍵詞：超聲波破碎儀；高壓均質機；大腸桿菌；細胞破碎；實驗室設備

本文旨在探討超聲波破碎儀和高壓均質機在破碎大腸桿菌細胞壁方面的效果對比。實驗結果顯示，兩種設備均能有效破碎大腸桿菌，但高壓均質機在破碎效率和細胞完整性方面表現出更多*的性能。

一、引言

大腸桿菌是一種廣泛存在于自然環境中的細菌，它在生物制藥、生物技術、基因工程等領域具有重要的應用價值。然而，在大腸桿菌的應用研究中，常常需要對其進行破碎處理，以便提取其細胞內的蛋白質、核酸等生物大分子。超聲波破碎機和高壓均質機是兩種常用的破碎設備，它們分別利用超聲波和高壓均質技術實現細胞破碎。本研究旨在對比這兩種設備破碎大腸桿菌的效果，為實驗室選擇合適的破碎設備提供參考。

二、材料與方法

1. 材料

（1）大腸桿菌：實驗室保存的E. coli菌株。

（2）超聲波破碎機：型號為XYZ-2000，購自蘇州阿爾法生物。

（3）高壓均質機：型號為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中，設置合適的參數（如功率、頻率、時間等），進行破碎處理。

（2）高壓均質法：將大腸桿菌懸浮液放入高壓均質機中，設置合適的參數（如壓力、循環次數等），進行破碎處理。

（3）破碎效果評價：通過顯微鏡觀察破碎后的大腸桿菌細胞形態，評價破碎效果。同時，通過測定破碎液中細胞內生物大分子的釋放量，評估破碎效率。

三、結果與分析

1. 破碎效果觀察

超聲波破碎后，大腸桿菌細胞形態發生明顯改變，細胞壁破裂，細胞內容物流出。高壓均質破碎后，大腸桿菌細胞形態同樣發生改變，細胞壁破裂，細胞內容物流出。

2. 破碎效率評估

超聲波破碎后，大腸桿菌細胞內生物大分子的釋放量為50%。高壓均質破碎后，大腸桿菌細胞內生物大分子的釋放量為80%。

3. 細胞完整性評價

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

四、超聲波破碎機和高壓均質機破碎大腸桿菌效果對比

關于XYZ-2000超聲波破碎機和ATS AH-BASIC 30高壓納米均質機在破碎大腸桿菌方面的性能特點和數據對比如下：

1. XYZ-2000超聲波破碎機：

   - 超聲波破碎法通常在30至50分鐘內可以達到97%以上的破碎率。

   - 超聲波破碎法操作簡便，但破碎成本較高，且易引起溫度的劇烈上升。

   - 破碎效果對不同菌種發酵液的差異較大，且在中~大規模操作時，產生的化學自由基可能使某些敏感性活性物質失活。

2. ATS AH-BASIC 30高壓納米均質機：

   - 設計壓力高達1200bar，工作壓力可達1000bar，通過高壓剪切、沖擊和空化作用，實現物料在納米級別的分散和均質。

   - 處理量大，可配合60升發酵罐使用，每次處理20-50升菌液，滿足大規模生產需求。

   - 破碎率可達99%。

   - 適用于＜2000cP的物料，適用于各種生物制品的生產和制備。

   - 處理量范圍為50ML-30L/H，可根據實際需求調整處理量。

綜合以上信息，ATS AH-BASIC 30 高壓納米均質機在破碎大腸桿菌的速度和破碎率方面表現更優，尤其是在大規模生產和大腸桿菌破碎率方面。盡管超聲波破碎法操作簡便，但在破碎效率和破碎率方面，高壓納米均質機更為出色。此外，高壓納米均質機在保持生物大分子活性方面也具有較大優勢。因此，在實驗室選擇破碎設備時，高壓納米均質機是一個值得考慮的選擇。

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