Fragmentacija celic je pomemben korak v proizvodnem procesu rekombinantnih proteinov. Desetletja je bila ultrazvočna fragmentacija celic metoda izbire v laboratorijskem merilu. Ta proces zahteva visoko ultrazvočno amplitudo, primerno za celično suspenzijo, ki ustvarja znatne strižne sile. Strižna sila je posledica močne ultrazvočne kavitacije, ki ustvarja intenzivne asimetrične implozijske vakuumske mehurčke in povzroča mikro curke, ki povzročajo pretrganje celične stene. Vendar pa zaradi omejitev tradicionalne ultrazvočne tehnologije industrijska izvedba te metode ne more zmanjšati amplitude ultrazvočnih valov in jakosti strižnih sil, ki nastanejo zaradi kavitacije, kar poškoduje učinkovitost procesa razpokanja. Ultrazvočni lizerji celic v industrijskem obsegu imajo enako učinkovitost lize kot laboratorijska oprema, hkrati pa zagotavljajo večjo produktivnost.
Tradicionalni ultrazvočni sistemi za obdelavo tekočin vključujejo ultrazvočne orodne glave z zmanjšanim premerom v izhodni smeri in lahko zagotovijo visoko ultrazvočno amplitudo le, če je izhodni konec zelo majhen. Ojačitev procesa zahteva preklop na glavo orodja z večjim izhodnim premerom, ki lahko oddaja ultrazvočno energijo v večji volumen obdelovalne tekočine, medtem ko še vedno ohranja visoko amplitudo. Če pa se izhodni premer tradicionalnih orodnih glav poveča na industrijsko sprejemljivo velikost, se bo njihova največja amplituda znatno zmanjšala in ne bo zadostovala za poškodbe celic. Zato je uporaba tradicionalnih ultrazvočnih procesorjev z visoko amplitudo omejena na laboratorijske študije, ki jih ni mogoče neposredno ojačati. Z raziskavami in razvojem FUNSONIC-a je bila ta omejitev uspešno premagana in konstruirani so bili ultrazvočni procesorji v pilotnem in industrijskem merilu, ki lahko ustvarijo izjemno visoke amplitude in delujejo neprekinjeno.
Uničenje celic Saccharomyces cerevisiae:
Izvedli smo eksperimente ultrazvočne fermentacije z uporabo našega ultrazvočnega tekočega procesorja na eksperimentalni ravni in ultrazvočnega procesorja pilotnega merila ter pridobili naslednje podatke:
Začetne kristale pomožne snovi s povprečno velikostjo delcev 15,4 mikronov suspendirajte v organskem topilu z masnim deležem 5 %. Uporabljene niso bile površinsko aktivne snovi ali druga sredstva. Suspenzijo krožimo skozi reaktorsko komoro s hitrostjo 4 l/min v skladiščnem rezervoarju in mešamo 2 uri. Reakcijska komora je opremljena z rogom z mreno v obliki diamanta s premerom 32 milimetrov in amplitudo 90 mikronov. Med celotno operacijo je hladilna voda nadzorovana s temperaturnim nadzorom reakcijske komore, da teče skozi ohišje in vzdržuje temperaturo suspenzije pri 25 stopinjah C.
Po 2 urah ultrazvočne obdelave je povprečna zahtevana velikost delcev približno 0,4 mikrometra (400 nanometrov). Za proizvodnjo v industrijskem obsegu lahko ta program uporablja 3000 W industrijski ultrazvočni procesor, ki bo povečal produktivnost za 5-krat.
Ultrazvok je preprosta in učinkovita metoda za pripravo oblikovanih nanokristalov. Z uporabo diamantnih orodnih glav je mogoče ta proces neposredno razširiti, kar omogoča doseganje laboratorijskih rezultatov v industrijskih proizvodnih okoljih.