La fragmentació cel·lular és un pas important en el procés de producció de proteïnes recombinants. Durant dècades, la fragmentació de cèl·lules d'ultrasò ha estat un mètode de selecció a escala de laboratori. Aquest procés requereix una gran amplitud ultrasònica adequada per a la suspensió cel·lular, generant forces de cisalla importants. La força de cisalla és el resultat d'una forta cavitació ultrasònica, que genera intenses bombolles de buit d'implosió asimètrica i provoca micro dolls, provocant la ruptura de la paret cel·lular. Tanmateix, a causa de les limitacions de la tecnologia ultrasònica tradicional, la implementació industrial d'aquest mètode no pot deixar de reduir l'amplitud de les ones ultrasòniques i la força de les forces de cisalla generades per la cavitació, perjudicant així l'eficiència del procés de craqueig. Els lisadors de cèl·lules ultrasòniques a escala industrial tenen la mateixa eficiència de lisi que els equips de laboratori, alhora que proporcionen una major productivitat.
Els sistemes tradicionals de processament de líquids ultrasònics inclouen capçals d'eines ultrasòniques amb un diàmetre reduït en la direcció de sortida i només poden proporcionar una gran amplitud d'ultrasons quan l'extrem de sortida és molt petit. L'amplificació del procés requereix canviar a un capçal d'eina amb un diàmetre de sortida més gran, que pot produir energia ultrasònica a un volum més gran de líquid de processament tot mantenint una gran amplitud. Tanmateix, si s'augmenta el diàmetre de sortida dels capçals d'eines tradicionals fins a una mida acceptable industrialment, la seva amplitud màxima disminuirà significativament i no serà suficient per danyar les cèl·lules. Per tant, l'ús de processadors ultrasònics tradicionals d'alta amplitud es limita a estudis de laboratori que no es poden amplificar directament. Mitjançant la investigació i el desenvolupament de FUNSONIC, aquesta limitació s'ha superat amb èxit i s'han construït processadors d'ultrasons a escala industrial i pilot, que poden generar amplituds extremadament elevades i funcionar contínuament.
Destrucció de cèl·lules de Saccharomyces cerevisiae:
Hem realitzat experiments de fermentació ultrasònica mitjançant el nostre processador de líquids ultrasònics de nivell experimental i un processador d'ultrasons a escala pilot i hem obtingut les dades següents:
Suspengueu els cristalls d'excipients inicials amb una mida mitjana de partícula de 15,4 micres en un dissolvent orgànic amb una fracció de massa del 5%. No es van utilitzar tensioactius ni altres agents. La suspensió es fa circular per la cambra del reactor a una velocitat de 4 l/min al dipòsit d'emmagatzematge i s'agita durant 2 hores. La cambra de reacció està equipada amb una banya de barra en forma de diamant amb un diàmetre de 32 mil·límetres i una amplitud de 90 micres. Durant tota l'operació, l'aigua de refrigeració està controlada pel control de temperatura de la cambra de reacció per fluir a través de la carcassa, mantenint la temperatura de la suspensió a 25 graus C.
Després de 2 hores de tractament ultrasònic, la mida mitjana de partícula necessària és d'aproximadament 0,4 micròmetres (400 nanòmetres). Per a la producció a escala industrial, aquest programa pot utilitzar un processador d'ultrasons industrial de 3000 W, que augmentarà la productivitat 5 vegades.
L'ecografia és un mètode senzill i eficaç per preparar nanocristalls amb forma. Mitjançant l'ús de capçals d'eines de diamant, aquest procés es pot ampliar directament, fent possible aconseguir resultats de laboratori en entorns de producció industrial.