对创新型设计细胞破碎自控与检测装置及其应用的分析

韩林杉

（西南石油大学，四川 成都 610500）

对创新型设计细胞破碎自控与检测装置及其应用的分析

韩林杉

（西南石油大学，四川 成都 610500）

创新型细胞破碎自控与检测装置的设计与应用对多个领域都具有促进变革的作用，其本身可以让细胞破碎过程趋于智能化、自动化和简单化发展。首先对细胞破碎技术进行了简要阐述，其次对创新型设计细胞破碎自控与检测装置的设计原则、操作方法与检测流程进行了分析，最后对其应用前景作出探究。

细胞破碎；自控与检测装置；操作方法；设计原则

基因工程技术的快速发展和广泛应用始于20世纪70年代，生物制药、医疗产业、食品产业在此技术应用下开辟了新的发展前景。此技术对于人们生活的改善具有重要作用，利用外力作用对细胞壁与细胞膜进行破坏，对细胞内生物活性物质进行分离的细胞破碎技术，其发展程度和应用成熟度对这些领域的发展具有重要意义。

1 细胞破碎技术

通过外力作用，破坏细胞壁与细胞膜，使细胞内物质释放出来的技术为细胞破碎技术，它可以对细胞内产品需要的物质进行提取，可以使食品检测、生物制药、生物制品领域的生产效率得到提升。依照技术方法进行划分，可以将细胞破碎技术分为机械破碎和非机械破碎2种。如果采用非机械破碎法，就会让众多碎块出现，使细胞内含物分离与纯化受到影响，通过酶剂与化学试剂的添加，可以让样品后续溶剂置换难度增大，而细胞内含物释放率会因为溶酶系统产物抑制作用而降低，使提取率受到影响。所以，机械破碎法在科研与工业中的运用更为广泛[1]。

2 创新型设计细胞破碎自控与检测装置

2.1 设计原则

对细胞进行破碎时，需要确保细胞在破碎结束之后内含目的产物可以对原有天然生物活性予以保持。当前，在提取胞内物质时，如果采用机械破碎法，那么需要操作人员对细胞破碎仪、冷却装置及细胞计数器予以手动操作，让细胞破碎的提取率、破碎率得到有效保证。在细胞破碎过程中，会有大量的生物热能产生，对胞内提取物活性品质的保证造成不利影响，因此需要对破碎进程进行适当中断，作降温保护，并且在对细胞破碎程度进行检测时，取样点应具有较大的随机性。在设计细胞破碎自控与检测装置时，需要对这些问题予以考虑，确保操作具有规范性、连续性，破碎后的提取物依然具有较高活性。

2.2 主体设计

该创新型细胞破碎自控与检测装置的设计采用了物联网技术、自动化控制技术与软件开发技术，检测装置包括细胞破碎仪、细胞计数器、控制系统、冷水循环系统、样品容器与温度探头等多个部分。在自动化进程中，核心部分为控制系统，利用数据线可以让控制系统和多个操作装置连接，让数据信息的转换、接收、发送及判断实时化，依照用户对程序的预先设定，可以让破碎进程得到有效控制。在现有自动化技术、控制技术和编程技术的基础上，经过开发，让控制系统具有良好的控制效果。此种自动化破碎技术在市场中已经得到充分应用，通过数据传输手段，控制系统可以对实时细胞破碎率予以实时计算，对细胞破碎程度进行判断。温度传感器可以对样品的温度情况进行测算，可以记录样品在破碎过程中与温度相关的数据信息，利用数据线，可以让控制系统接收到温度数据，对样品是否超过最高温度范围进行判断，利用控制系统可以对其进行及时处理。

2.3 操作方法与检测流程

在使用创新型细胞破碎自控与检测装置时，可以将使用步骤分为3个环节：①利用触控屏将控制参数（破碎功率、细胞破碎率、样品温度上限值、破碎间隔时间、冷水循环温度）输送给控制系统；②在样品容器内放入样品，各个操作装置的连接工作完成之后，需要对控制系统予以启动，让其进入自动化控制和检测环节；③通过数据处理生成报告[2]。在控制与检测中，需按以下步骤操作：①控制冷却水循环系统会依照冷却水循环温度冷却样品。②控制细胞计数器会依照设定的间隔时间完成细胞图像采集、细胞数量计算工作，对数据予以反馈，对细胞破碎率进行实时计算；然后，通过温度探头的启动可以对样品温度进行检测，并反馈数据信息；接着，对样品温度进行判断，如果其温度和冷水循环温度基本相同，那么可以依照设定的破碎间隔时间、破碎功率完成细胞破碎工作；对样品温度进行判定，如果该温度要比样品温度上限还大，那么需要对细胞控制仪予以控制，让细胞破碎动作停止，并发出警报。重复以上2个步骤，让实时细胞破碎率和设定的细胞破碎率基本相等。③让全部装置工作操作停止，利用警报等方法将操作结束信息通知给用户。

3 细胞破碎自控与检测装置的应用

创新型细胞破碎自控与检测装置的应用具有以下两种效益：①经济效益和社会效益。经济效益和社会效益总是同时存在的，在生物制药行业的发展中，应用新型技术可以引起该领域的巨大变革，在将技术转化为生产力的过程中，新技术的实践应用可以让其优势得到充分发挥，比如精度提高、效率提高等，更能够让传统细胞破碎技术中存在的智能化缺乏问题得到有效解决，让细胞破碎过程更为快捷，让其结果更为有效，让产品质量、生产能力得到有效提高，依照产品要求，可以让产品质量得到有效保证，让用户可选择的余地大大提升，服务更具人性化。②创新技术效益。利用创新型细胞破碎自控与检测装置，可以让细胞破碎工艺覆盖到的各个独立操作设备形成一个整体，利用多种技术和智能化理念，可以让核心中枢得到创新，降低细胞破碎的复杂性。同时，利用上文所说的细胞破碎控制方法，可以对各个操作设备启闭控制点予以明确，让细胞破碎过程更为明显，利用无线网络技术，可以让自动化控制和检测实现远程操控，这对于工业化进程的连续性与产品监管的安全性具有重要作用。

4 结论

综上所述，依照相关原则，结合物联网技术、自动化控制技术和软件开发技术，可以设计出一套创新型细胞破碎自控与检测装置，其操作更为简单，结果更为准确，具有着智能化特点，在实际应用中，可以取得良好的社会效益、经济效益和创新技术效益。

［1］章莹颖，邓春芳，崔岩.不同方法对微藻细胞破碎及油脂提取效果的影响［J］.中国油脂，2016，41（03）：61-65.

［2］左惠心，韩玲，牛克兰.不同细胞破碎方法对肉牛、牦牛背最长肌双向电泳图谱的影响［J］.肉类研究，2015，29（07）：11-15.

〔编辑：刘晓芳〕

Q274

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.156

2095－6835（2017）23－0156－02