sedan 1940-talet har högt tryck använts som en metod för cellstörning, särskilt av den franska Tryckcellpressen, eller fransk Press för kort. Denna metod utvecklades av Charles Stacy French och använder högt tryck för att tvinga celler genom en smal öppning, vilket får cellerna att lysa på grund av skjuvkrafterna som upplevs över tryckskillnaden. Medan franska pressar har blivit en häftklammer i många mikrobiologiska laboratorier, har deras produktion till stor del avbrutits, vilket leder till en återuppkomst i alternativa tillämpningar av liknande teknik.
moderna fysiska cellförstörare arbetar vanligtvis via antingen pneumatiskt eller hydrauliskt tryck. Även om pneumatiska maskiner vanligtvis är lägre kostnader, kan deras prestanda vara opålitliga på grund av variationer i bearbetningstrycket under luftpumpens slag. Det anses allmänt att hydrauliska maskiner erbjuder överlägsen lyseringsförmåga, särskilt vid bearbetning svårare att bryta prover såsom jäst eller grampositiva bakterier, på grund av deras förmåga att upprätthålla konstant tryck genom kolvslaget. Eftersom den franska pressen, som drivs av hydrauliskt tryck, kan över 90% lys av de vanligaste celltyperna, tas det ofta som guldstandard i lysprestanda och moderna maskiner jämförs ofta mot det, inte bara när det gäller Lys effektivitet utan också när det gäller säkerhet och användarvänlighet. Vissa tillverkare försöker också förbättra den traditionella designen genom att ändra egenskaper inom dessa maskiner än trycket som driver provet genom öppningen. Ett sådant exempel är konstanta system, som nyligen har visat att deras Cellstörare inte bara matchar prestandan hos en traditionell fransk Press, utan också att de strävar efter att uppnå samma resultat med mycket lägre effekt.
Tryckcykelteknik (”PCT”). PCT är en patenterad, möjliggörande teknikplattform som använder alternerande cykler av hydrostatiskt tryck mellan omgivande och ultrahöga nivåer (upp till 90 000 psi) för att säkert, bekvämt och reproducerbart kontrollera molekylernas åtgärder i biologiska prover, t. ex., bristning (lys) av celler och vävnader från människor, djur, växter och mikrobiella källor och inaktivering av patogener. PCT-förbättrade system (instrument och förbrukningsvaror) tar itu med några utmanande problem som är inneboende i biologisk provberedning. PCT-fördelar inkluderar: (a) extraktion och återvinning av fler membranproteiner, (b) förbättrad proteinförtunning, (c) differentiell lys i en blandad provbas, (d) patogeninaktivering, (e) ökad DNA-detektion och (f) utsökt provberedningsprocess kontroll.
Mikrofluidiseringsmetoden som används för cellstörning påverkar starkt de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos den lyserade cellsuspensionen, såsom partikelstorlek, viskositet, proteinutbyte och enzymaktivitet. Under de senaste åren har Microfluidizer metoden vunnit popularitet i cell störningar på grund av dess användarvänlighet och effektivitet vid störa många olika typer av celler. Microfluidizer-tekniken licensierades från ett företag som heter Arthur D. Little och utvecklades och användes först på 1980-talet, som ursprungligen började som ett verktyg för liposomskapande. Det har sedan dess använts i andra applikationer, såsom cellstörning nanoemulsioner, och minskning av fast partikelstorlek, bland andra.
genom att använda mikrokanaler med fast geometri och en förstärkarpump genereras höga skjuvhastigheter som bryter cellerna. Denna metod för celllys kan ge brott på över 90% av E. coli-celler.
många proteiner är extremt temperaturkänsliga och kan i många fall börja denaturera vid temperaturer på endast 4 grader celsius. Inom mikrokanalerna överstiger temperaturen 4 grader celsius, men maskinen är konstruerad för att svalna snabbt så att tiden cellerna utsätts för förhöjda temperaturer är extremt kort (uppehållstid 25 ms-40 ms). På grund av denna effektiva temperaturkontroll ger Mikrofluidisatorn högre nivåer av aktiva proteiner och enzymer än andra mekaniska metoder när proteinerna är temperaturkänsliga.
Viskositetsförändringar observeras också ofta vid störning av celler. Om cellsuspensionens viskositet är hög kan det göra nedströms hantering—såsom filtrering och noggrann pipettering—ganska svår. Viskositetsförändringarna observerade med en Mikrofluidisator är relativt låga och minskar med ytterligare ytterligare passager genom maskinen.
i motsats till andra mekaniska störningsmetoder bryter Mikrofluidiseraren cellmembranen effektivt men försiktigt, vilket resulterar i relativt stora cellväggfragment (450 nm), vilket gör det lättare att separera cellinnehållet. Detta kan leda till kortare filtreringstider och bättre centrifugeringsseparation.
Mikrofluidiseringsteknik skalar från en milliliter till tusentals liter.
