Mae darnio celloedd yn gam pwysig yn y broses o gynhyrchu proteinau ailgyfunol. Ers degawdau, mae darnio celloedd uwchsain wedi bod yn ddull dethol ar raddfa labordy. Mae'r broses hon yn gofyn am osgled ultrasonic uchel sy'n addas ar gyfer ataliad celloedd, gan gynhyrchu grymoedd cneifio sylweddol. Mae grym cneifio yn ganlyniad cavitation ultrasonic cryf, sy'n cynhyrchu swigod gwactod implosion anghymesur dwys ac yn achosi jetiau micro, gan achosi rhwyg wal gell. Fodd bynnag, oherwydd cyfyngiadau technoleg ultrasonic traddodiadol, ni all gweithrediad diwydiannol y dull hwn fethu â lleihau osgled tonnau ultrasonic a chryfder y grymoedd cneifio a gynhyrchir gan gavitation, gan niweidio effeithlonrwydd y broses gracio. Mae gan lysers celloedd ultrasonic ar raddfa ddiwydiannol yr un effeithlonrwydd lysis ag offer labordy, tra'n darparu cynhyrchiant uwch.
Mae systemau prosesu hylif ultrasonic traddodiadol yn cynnwys pennau offer ultrasonic gyda diamedr llai yn y cyfeiriad allbwn, a dim ond pan fo'r pen allbwn yn fach iawn y gallant ddarparu osgled ultrasonic uchel. Mae ehangu'r broses yn gofyn am newid i ben offeryn â diamedr allbwn mwy, a all allbwn ynni ultrasonic i gyfaint mwy o hylif prosesu tra'n dal i gynnal osgled uchel. Fodd bynnag, os cynyddir diamedr allbwn pennau offer traddodiadol i faint sy'n dderbyniol yn ddiwydiannol, bydd eu hosgled uchaf yn gostwng yn sylweddol ac ni fydd yn ddigon i niweidio celloedd. Felly, mae'r defnydd o broseswyr ultrasonic osgled uchel traddodiadol yn gyfyngedig i astudiaethau labordy na ellir eu chwyddo'n uniongyrchol. Trwy ymchwil a datblygiad FUNSONIC, mae'r cyfyngiad hwn wedi'i oresgyn yn llwyddiannus, ac mae proseswyr ultrasonic ar raddfa beilot a diwydiannol wedi'u hadeiladu, a all gynhyrchu amplitudes uchel iawn a gweithredu'n barhaus.
Dinistrio celloedd Saccharomyces cerevisiae:
Fe wnaethom gynnal arbrofion eplesu ultrasonic gan ddefnyddio ein prosesydd hylif ultrasonic lefel arbrofol a phrosesydd ultrasonic ar raddfa beilot, a chawsom y data canlynol:
Ataliwch y crisialau excipient cychwynnol gyda maint gronynnau cyfartalog o 15.4 micron mewn hydoddydd organig gyda ffracsiwn màs o 5%. Ni ddefnyddiwyd syrffactyddion nac asiantau eraill. Mae'r ataliad yn cael ei gylchredeg trwy siambr yr adweithydd ar gyfradd o 4l/munud yn y tanc storio a'i droi am 2 awr. Mae gan y siambr adwaith gorn barbell siâp diemwnt gyda diamedr o 32 milimetr ac osgled o 90 micron. Trwy gydol y llawdriniaeth, mae'r dŵr oeri yn cael ei reoli gan reolaeth tymheredd y siambr adwaith i lifo drwy'r casin, gan gynnal tymheredd yr ataliad ar 25 gradd C.
Ar ôl 2 awr o driniaeth ultrasonic, mae angen maint gronynnau cyfartalog tua 0.4 micromedr (400 nanometr). Ar gyfer cynhyrchu ar raddfa ddiwydiannol, gall y rhaglen hon ddefnyddio prosesydd ultrasonic diwydiannol 3000W, a fydd yn cynyddu cynhyrchiant 5 gwaith.
Mae uwchsain yn ddull syml ac effeithiol ar gyfer paratoi nanocrystals siâp. Trwy ddefnyddio pennau offer diemwnt, gellir ymestyn y broses hon yn uniongyrchol, gan ei gwneud hi'n bosibl cyflawni canlyniadau labordy mewn amgylcheddau cynhyrchu diwydiannol.