❖ 荷兰著名特制陶瓷材料公司
❖ KOLER gmbh
❖ 德国著名特制合金材料公司
ATS的技术合作伙伴－意大利FBF
ATS的合作伙伴FBF
❖ 成立于1987年，位于意 大利帕尔马
❖ 2002年来，每年生产近 300台高压均质机
❖ 设备销往全世界50多个 国家，有超过2000台设 备在各地运行。
ATS的合作伙伴FBF
可达较高破碎率，可大规模操作，对于少 量物料<100ml,难操作
超声破碎法
液体剪切作用
对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧烈， 不适合大规模操作
X-press法
固体剪切作用
破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏感目 的产物不适合
非 酶溶法
酶分解作用
具有高度专一性，条件温和，浆液易分离，
机
溶酶价格高，通用性差
械 化学渗透法 改变细胞膜的渗透性 具一定选择性，浆液易分离，但释放率较
一、细胞壁的组成和结构
为了研究细胞的破碎，提高其破碎率，有必要了解 各种微生物细胞壁的组成和结构（表1）：
微生物 壁厚/nm 层次
主要组 成
革兰氏阳性 革兰氏阴性 酵母菌
20-80
10-13
100-300
单层
多层
多层
肽聚糖
肽聚糖
葡聚糖
（40-90%） （5-10%） （30-40%）
多糖
脂蛋白
❖ 2002年开发了新的 TITAN系列大型高压均 质机，成为欧洲发展最 迅速的高压均质机制造 商。
高压细胞破碎机工作原理
❖ 电机驱动 ❖ 柱塞泵加压 ❖ 均质点破碎
❖ 空穴效应 ❖ 剪切效应 ❖ 撞击效应
破碎发生点
高压破碎的要点
❖ 压力：均质机的压力越高，空隙效应越大，破碎 率越高。ATS的机器压力达1500bar。
——大规模细胞破碎的常用方法
采用高压均质机（由高压泵和均质阀组成，ATS公司和APV公司, AVESTIN,GEA均有产品出售）。
原理：
利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲 击撞击环使细胞破碎，细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时， 每秒速度高达几百米，高速喷出的浆液又射到静止的撞击环 上，被迫改变方向从出口管流出。细胞在这一系列高速运动 过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化，从而造成 细胞破碎。
❖ 阀结构：ATS专业的破碎阀结构，细胞冲击的速 度远远高于其它均质机，撞击后破碎效率非常高。
❖ 温度控制：高压破碎会大量产热，ATS专利的在 位冷却系统，将瞬间降低物料温度。
技术要点－破碎阀
❖ 大肠杆菌破碎通过 空隙效应，和撞击 效应来实现。
❖ ATS破碎专用阀，使 细胞在速度最高点 撞击挡圈，可以实 现比普通阀高40% 的撞击力；在同等 压力下实现高破碎 率。
• 内腔为－5度的冷却水。 •冷却模块直接放入均质 机的发热核心，均质模块 内部。
•物料出口温度低于5度。 • ATS设计内置盘管，充 分保证物料的生物活性
典型应用－大肠杆菌1
❖ 革兰氏阴性短杆菌 ❖ 发酵后，离心得到菌体 ❖ 按15%~20%的菌体浓度，加
入磷酸盐缓冲溶液。 ❖ 开冷水机，将整机的温度降低。 ❖ 加入物料，加压到800～
法
低，通用性差
渗透压法 渗透压剧烈改变 破碎率较低，常与其他方法结合使用
冻结融化法 反复冻结-融化 破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的产物
干燥法 改变细胞膜渗透性 条件变化剧烈，易引起大分子物质失活
高压均质法是大规模细胞破壁的首选 特别适合生物工程企业
高压均质法（High-pressure homogenization）
专业的医药类高压均质机供应商
国人厚德载物 国货自强不息
ATS 业绩
❖ 2008年1月ATS品牌的AH100系列和AHPILOT系列通过欧盟CE认证。
❖ 2008年6月ATS品牌的高压均质机销量超过 100台。
❖ 2008年4月ATS的生产型高压均质机AH08100通过客户验收。
ATS 的定位
❖ ATS 是专业的生物医药类高压均质机供应商 ❖ ATS 是国内市场上质量最好，服务最优的高
高压均质的特点
❖ 效率高：最大有10吨/小时的流量，可以每 天处理近100吨的发酵液。
❖ 破碎率高：大肠杆菌可以达100%，酵母及 其它厚壁菌可达90%。
❖ 使用方便：高压均质机设备简单，单机操作， 简单方便。
❖ SIP和CIP：高压均质机是管路结构，可通 过高压蒸汽灭菌及在为清洗。
ATS ENGINEERING INC
压均质机供应商 ❖ ATS 是国内市场上技术最领先的高压均质机
供应商
ATS 的合作伙伴
❖ FBF ITLILA 意大利最大的高压均质机生产商 ❖ NORTHER LIPIDS
❖ 著名脂质体公司，世界唯一的高压挤出器公司
❖ HARDMETAL GMBH 瑞士特制合金材料公司 ❖ TECHNO CERAMIC CO,.LTD
技术要点－在位冷却
P
T = 9.9 x c x (o C)
T = Increase in temperature (o C) P = Pressure in the liquid ( BAR ) c = Specific Heat ( J x g-1 x o C-1) = Density ( g x cm-3 )
Ex. Water (c=4.18, = 1) : P = 100 BAR T 2.4 o C
• 通过以上公式可知，水性体系压力升高100bar，温度升高2.4度 • 压力在均质点释放，转化为热能，物料在均质点停留时间约3秒钟 • ATS设计了带夹套冷却的均质模块，充分保证物料的生物活性
最新内置盘管
甘露聚糖
胞壁酸
脂多糖
（30%）
蛋白质
（11-22%） 蛋白质
脂多糖
磷脂
（6-8%）
（1-4%） 蛋白质
脂类
大肠杆菌 （8.5-13.5%
）
霉菌
100-250
多层
多聚糖 （80-90% ） 脂类 蛋白质
细菌破碎的主要阻力来自于肽聚糖的网状结构，网状结 构越致密，破碎的难度越大，革兰氏阴性细菌网状结构不 及革兰氏阳性细菌的坚固；
酵母细胞壁破碎的阻力也主要决定于壁结构交联的紧密 程度和它的厚度；
由于霉菌细胞壁中含有几丁质或纤维素的纤维状结构， 其强度比细菌和酵母菌的细胞壁有所提高。
二、常用破碎方法
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
类 作用机理
适应性
机 珠磨法
械 法 高压均质法
固体剪切作用 液体剪切作用
可达较高破碎率，可较大规模操作，大分 子目的产物易失活，浆液分离困难