Дезинтеграция клеток в биотехнологии. Учебное пособие. Шапхаев Э.Г - 27 стр.

дит локальное концентрирование (на 3-4 порядка) акустиче-                  3.3.3. Обзор конструкций ультразвуковых
ской энергии, охватывающее области пропорциональные                               дезинтеграторов
размеру микробной клетки. Акустическая кавитация проис-                    Дезинтегратор микроорганизмов – это устройство, ап-
ходит в два этапа. На первом этапе пузырек увеличивается              парат для получения дезинтегратов микробных клеток.
на величину, меньшую своего радиуса, а на втором пузырек              Важнейшей характеристикой дезинтегратора микроорга-
растет на величину, большую своего радиуса.                           низмов является количество получаемого с его помощью
     Поведение пузырька определяется интенсивностью и                 дезинтеграта и содержание в дезинтеграте целевых клеточ-
частотой ультразвука, составом и свойствами жидкости, в               ных компонент с ожидаемым уровнем качества.
основном, радиусом пузырька. Газовый пузырек в жидкости                    Конструкция дезинтегратора микроорганизмов при-
представляет собой резонансную систему. В диапазоне час-              звана организовать сопряжение управляемых параметров –
тот 105-106 Гц резонансные размеры лежат в области единиц             расход, средняя по объему рабочей камеры температура,
и десятков мкм. Важным является также концентрация пу-                концентрация клеток и т.п. – с неуправляемыми параметра-
зырьков резонансного размера, которая зависит от наличия              ми явлений и процессов, как кавитация, микропотоки, вы-
в среде кавитационных зародышей, от насыщения жидкости                сокоградиентные микротечения, ударные волны, образова-
растворенным газом. Поэтому для повышения эффективно-                 ние и поглощение свободных радикалов, механохимия и др.
сти процесса дезинтеграции в обрабатываемую среду вно-                     Более полное представление о диапазоне масштабов
сятся различные твердые включения, содержащие в своих                 производительности, разнообразии процессов и экспери-
порах газовые микропузырьки, имеющие гидрофобные по-                  ментов, реализуемых на ультразвуковой аппаратуре, дает
верхности, способствующие возникновению и затем росту                 таб. 3.3. Там же даются некоторые сведения о вспомога-
кавитационных зародышей.                                              тельном техническом оснащении ультразвуковых дезинте-
     Резонансный пузырек резко увеличивает амплитуду                  граторов микроорганизмов. Основным узлом ультразвуко-
своих колебаний, вызывая вокруг себя интенсивные микро-               вого дезинтегратора является камера, разновидности кото-
масштабные движения жидкости, так называемые микропо-                 рой представлены на рис. 3.3-4.2, причем в таблице 3.3 ука-
токи, которые охватывают область протяженностью всего                 зан рисунок, на котором описана камера данного дезинте-
лишь в несколько мкм вблизи колеблющегося пузырька.                   гратора.
Градиент скорости микропотока определяет основные на-
блюдаемые механические эффекты при кавитации. Сдвиго-
вые напряжения, возникающие в микропотоках жидкости и
ответственные за разрушение клеточной стенки пропорцио-
нальны произведению градиента скорости на вязкость сре-
ды.
     Таким образом, за счет явления кавитации происходит
разрушение клетки.


                                                            55   56