超高壓細胞破碎儀(High Pressure Cell Disrupter，簡稱HPCD)，是一種用于裂解和分離生物細胞、細菌等樣品的電氣化學儀器。該裝置能迅速打破樣品中質壁具有強度的物理和化學結構，從而釋放出內(nèi)部的細胞器結構。工作時，將含有待破碎的樣品注入到一個鋼制腔室中，再通過壓縮空氣使壓力在標準大氣狀態(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)生了高速動能(1 - 3 m/s),能瞬間摧毀細胞結構，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，當均勻地混合物經(jīng)過窄且長的破碎孔道方向傳遞之后，對細胞壁施加高壓，同時進行物理摩擦，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使HPCD被廣泛應用于生物醫(yī)學、基因工程和食品制造等領域。操作簡便，可重復性好且樣品并不需要額外預處理，與傳統(tǒng)方法相比，有效提高了實驗效率和減少破碎菌體中生物活性變化的可能性。但是，在使用時一定要重視安全措施，例如穿戴嚴格的防護手套和眼鏡等裝具，以免受到高速氣流和微粒的傷害。

 

　　超高壓細胞破碎儀主要由三個部分組成，包括驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和樣品處理單元。其中，驅動系統(tǒng)提供所需要的超高壓力來破碎細胞，控制系統(tǒng)則依據(jù)用戶需求對驅動系統(tǒng)進行操作，而樣品處理單元則進行具體樣品的破碎過程。
 

　　在超高壓細胞破碎儀內(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)部存在一個特殊的設計，可以在高壓力下保持相對穩(wěn)定的壓強，從而防止任何水的形成。液壓單元將壓縮空氣加壓到樣品裝置內(nèi)部，并通過恒溫控制器對樣本進行準確定溫。當捆扎綁定的氣壓達到一定數(shù)值時，這些氣體會在樣品中產(chǎn)生一個類似于水錘的效應，使其發(fā)生瞬間變形，從而導致樣品內(nèi)大分子裂解成蛋白亞基和其他組分。
 

　　這樣通過超高壓力的加速，在短時間內(nèi)就能破碎生物細胞壁、細胞核和其他顆粒，得到高質量的生物樣本。破碎后的樣品可以進一步用于蛋白質結構的測定、酶活性測試等研究。