O que é britagem ultrassônica?
A fragmentação celular é uma etapa importante no processo de produção de proteínas recombinantes. Durante décadas, a fragmentação celular por ultrassom tem sido um método de seleção em escala laboratorial. Este processo requer alta amplitude ultrassônica adequada para suspensão celular, gerando forças de cisalhamento significativas. A força de cisalhamento é resultado de forte cavitação ultrassônica, que gera intensas bolhas de vácuo de implosão assimétrica e provoca microjatos, causando ruptura da parede celular. Porém, devido às limitações da tecnologia ultrassônica tradicional, a implementação industrial deste método não pode deixar de reduzir a amplitude das ondas ultrassônicas e a intensidade das forças de cisalhamento geradas pela cavitação, prejudicando assim a eficiência do processo de craqueamento. Os lisadores celulares ultrassônicos em escala industrial têm a mesma eficiência de lise que os equipamentos de laboratório, ao mesmo tempo que proporcionam maior produtividade.
Os sistemas tradicionais de processamento de líquidos ultrassônicos incluem cabeças de ferramentas ultrassônicas com diâmetro reduzido na direção de saída e só podem fornecer alta amplitude ultrassônica quando a extremidade de saída é muito pequena. A amplificação do processo requer a mudança para um cabeçote de ferramenta com diâmetro de saída maior, que pode enviar energia ultrassônica para um volume maior de líquido de processamento, mantendo ao mesmo tempo alta amplitude. No entanto, se o diâmetro de saída das cabeças de ferramentas tradicionais for aumentado para um tamanho industrialmente aceitável, a sua amplitude máxima diminuirá significativamente e não será suficiente para danificar as células. Portanto, o uso de processadores ultrassônicos tradicionais de alta amplitude é limitado a estudos laboratoriais que não podem ser amplificados diretamente. Através da pesquisa e desenvolvimento do FUNSONIC, esta limitação foi superada com sucesso, e foram construídos processadores ultrassônicos em escala piloto e industrial, que podem gerar amplitudes extremamente altas e operar continuamente.
Destruição de células de Saccharomyces cerevisiae:
Conduzimos experimentos de fermentação ultrassônica usando nosso processador líquido ultrassônico de nível experimental e processador ultrassônico em escala piloto e obtivemos os seguintes dados:
Suspender os cristais iniciais do excipiente com tamanho médio de partícula de 15,4 mícrons em solvente orgânico com fração de massa de 5%. Não foram utilizados surfactantes ou outros agentes. A suspensão é circulada através da câmara do reator a uma taxa de 4 l/min no tanque de armazenamento e agitada durante 2 horas. A câmara de reação está equipada com uma haste em forma de diamante com diâmetro de 32 milímetros e amplitude de 90 mícrons. Durante toda a operação, a água de resfriamento é controlada pelo controle de temperatura da câmara de reação para fluir através do revestimento, mantendo a temperatura da suspensão em 25 graus C.
Após 2 horas de tratamento ultrassônico, o tamanho médio de partícula necessário é de cerca de 0,4 micrômetros (400 nanômetros). Para produção em escala industrial, este programa pode utilizar um processador ultrassônico industrial de 3.000 W, o que aumentará a produtividade em 5 vezes.
O ultrassom é um método simples e eficaz para preparar nanocristais moldados. Através da utilização de cabeçotes diamantados, esse processo pode ser ampliado diretamente, possibilitando a obtenção de resultados laboratoriais em ambientes de produção industrial.
