超高壓細(xì)胞破碎儀(High Pressure Cell Disrupter，簡(jiǎn)稱HPCD)，是一種用于裂解和分離生物細(xì)胞、細(xì)菌等樣品的電氣化學(xué)儀器。該裝置能迅速打破樣品中質(zhì)壁具有強(qiáng)度的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而釋放出內(nèi)部的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，將含有待破碎的樣品注入到一個(gè)鋼制腔室中，再通過(guò)壓縮空氣使壓力在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下增加至高壓狀態(tài)，然后再突然卸壓，使壓力突然下降，樣品因受高壓氣體的沖擊而瞬間斷裂。這是由于其內(nèi)部的高壓流體產(chǎn)生了高速動(dòng)能(1 - 3 m/s),能瞬間摧毀細(xì)胞結(jié)構(gòu)，將樣品變成可處理的膠體懸濁液。
 

　　通常情況下，樣品與帶電粒子以及微小的玻璃或硬金屬珠子混合，當(dāng)均勻地混合物經(jīng)過(guò)窄且長(zhǎng)的破碎孔道方向傳遞之后，對(duì)細(xì)胞壁施加高壓，同時(shí)進(jìn)行物理摩擦，并在切向壓力方向上施加居中作用。這些多樣化的作用特點(diǎn)使HPCD被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、基因工程和食品制造等領(lǐng)域。操作簡(jiǎn)便，可重復(fù)性好且樣品并不需要額外預(yù)處理，與傳統(tǒng)方法相比，有效提高了實(shí)驗(yàn)效率和減少破碎菌體中生物活性變化的可能性。但是，在使用時(shí)一定要重視安全措施，例如穿戴嚴(yán)格的防護(hù)手套和眼鏡等裝具，以免受到高速氣流和微粒的傷害。

 

　　超高壓細(xì)胞破碎儀主要由三個(gè)部分組成，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和樣品處理單元。其中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供所需要的超高壓力來(lái)破碎細(xì)胞，控制系統(tǒng)則依據(jù)用戶需求對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行操作，而樣品處理單元?jiǎng)t進(jìn)行具體樣品的破碎過(guò)程。
 

　　在超高壓細(xì)胞破碎儀內(nèi)，樣品裝置被放置在冷卻器內(nèi)并與冷卻液相互隔離。樣品裝置內(nèi)部存在一個(gè)特殊的設(shè)計(jì)，可以在高壓力下保持相對(duì)穩(wěn)定的壓強(qiáng)，從而防止任何水的形成。液壓?jiǎn)卧獙嚎s空氣加壓到樣品裝置內(nèi)部，并通過(guò)恒溫控制器對(duì)樣本進(jìn)行準(zhǔn)確定溫。當(dāng)捆扎綁定的氣壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，這些氣體會(huì)在樣品中產(chǎn)生一個(gè)類似于水錘的效應(yīng)，使其發(fā)生瞬間變形，從而導(dǎo)致樣品內(nèi)大分子裂解成蛋白亞基和其他組分。
 

　　這樣通過(guò)超高壓力的加速，在短時(shí)間內(nèi)就能破碎生物細(xì)胞壁、細(xì)胞核和其他顆粒，得到高質(zhì)量的生物樣本。破碎后的樣品可以進(jìn)一步用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測(cè)定、酶活性測(cè)試等研究。