超聲和高壓裂解已經被高效地應用于微生物、植物和動物細胞的裂解。這些方法已經采用了幾十年，其設備和原理已經被詳細闡明（Harrison,1991;Hopkins，1991;Mid-delberg，1995)。超聲裂解是通過調諧的探頭或機臂的共鳴（15~25kHz) 所引發的髙頻超聲波振蕩產生的剪切力來工作的。在音速的壓力波作用下，液體中產生微小氣泡并隨后塌陷，該過程所產生的內爆產生具有足夠能量的沖擊波從而使細胞壁裂解，并且剪切核酸使樣品的黏度降低。
髙壓勻漿機 (high-pressurehomogenizer) 和壓力擠出機 (pressureextruder) 是通過使強制加壓后的細胞懸液通過狹窄的孔口閥 (orificevalve) 來工作的。這種閥可能只是一個簡單的限流針孔閥 (restrictingneedlevalve)(如弗氏細胞壓碎器），也可能是更加復雜的帶有組合的閥座和沖擊環的設計 (如在 APVManton-Gaulin 勻漿機中）。裂解的機制是借助于在壓力擠出的噴嘴處的壓差和剪切力來裂解細胞。壓力勻漿機裂解細胞的多種機制已經被提出，包括紊流 (turbulence)、空化 (cavitation)、黏性剪切（viscousshear) 和碰撞 (impingement)(KleinigandMiddelberg，1998;Pandolfe，1999)。普遍認為在破碎過程中并不存在完全單一的作用機制。然而，空化和碰撞被認為是細胞裂解的主要作用因素（Shirgaonkaretal」1998;SPXCorp.，2009)。
用玻璃珠研磨懸液中的細胞來裂解細胞是在實驗室規模和生產規模下都比較常用的操作步驟，如上文所提到的玻璃珠研磨機法（球磨機法，beadmilling) 和玻璃珠勻漿法 (beadhomogenization), 玻璃珠研磨機法可以在實驗室內利用簡單的像電磁攪拌器、渦旋混合器或攪拌器來進行操作，也可以采用市售的專用的高速研磨機、振蕩器和攪拌器來完成。細胞裂解程度與細胞濃度、珠子的直徑和材料、珠子在懸液中所占的比例、處理時間和所受到的作用力相關 (Ramananetal.，2008)。這種方法對于一些很難裂解的細胞，如酵母菌、孢子、微藻類 (microalgae) 效率很高，已經成功應用于細菌、植物、動物細胞的裂解，也在大規模真菌的裂解中被優先采用 (Hopkins，1991)。已經有人對球磨機方法的過程和原理進行了綜述 (Harrison,1991;Middelberg,1995)。一般來說，細胞通過與研磨劑及反應池本身相接觸被擠壓，研磨、產生的剪切力使細胞被裂解。
機械法裂解細胞技術所需的專用機器經歷了功能上的革新，出現了很多新的設備。
大多數機械法不易于應用在 5 mL 或更少的培養基所回收的細胞的處理，而且過度的產熱和氧化作用也是機械法裂解細胞所常見的問題。雖然在某些案例中，純化過程中所殘留的去垢劑可能會對蛋白質的生物化學性質或晶體學性質產生干擾，但是 96 孔板和其他型號微孔板專用的多頭超聲探頭（96-wellsonicatorheadandmicroplatehorn) 已經得到了應用（Misonix，Inc.Farmingdale，NY;www.misonix.com)。這種物理的高通量的細胞裂解方法是行之有效的。SonicMan 高通量超聲系統（MatriCal，Inc.Spokane，WA;www.matrical.com) 是分為％ 孔、兇 4 孔或 1536 孔的單獨或組合的系統單元。該系統采用觸屏控制，并采用了一次性墊圈銷蓋 (disposablegasketedpinlid) 來防止孔和孔之間的交叉污染，還有微孔板滑道可以使其直接進入到自動操作站內。其他新的超聲儀，如 BioSpec 的產品是無線的手持 Sonozap 超聲波勻漿機。1/8 英寸直徑的自動調諧探頭應用在 0.3~5 mL 小量樣品上是很理想的。PressureBioscience(www.pressurebiosciences.com) 公司研究出了臺式（benchtop) 的 Barocycler、手持的 PCTShredder 樣品制備系統。這些設備能夠在專用的 PULSE 管中形成快速、高壓力 (最高可達 35kpsi) 環流。這種 1.2~I.5 mL 的管內帶有沖壓的 (ram) 有孔的圓盤 (lysisdisk)，這些圓盤使流體產生很高的壓力，從而很容易就能裂解植物、動物、昆蟲和微生物的細胞（Garrettetal_，2002)。FastPrep(快速核酸提取儀）（MPBiomedicals，Irvine，CA;www.mpbio,com)、Geno/Grinder(SPEXCertiprep，Inc.，Metuchen，NJ;www.spexcsp.com)、Mag-NALyser(RocheDiagnostics，Penzberg,Germanywww.roche.com)、Mikro-Dismem-brator(SartoriusStedimBiotech,Aubagne,France；www.sartorius-stedim.com)^MiniBeadBeaterCBioSpecProducts,Bartlesville,OK；http：//www.biospec.com)RetschMixerMill(RetschGmbH,Haan,Germany;www.retsch.com) 等產品包含了處理幾毫升體積樣品的所有類型的球磨機。這些設備不具有真正意義上的高通量，但是能夠高效地處理 1~5 mL 體系中的極不易裂解 (recalcitrant) 的細胞。
微流體勻裝機（microfluidicsmicrofluidizer)(Newton,MA;www.microfluidicscorp.com) 不同于其他類型的高壓勻漿機。這種設備通過氣壓泵作用使細胞懸液通過固定幾何形狀的微孔道，從而使之加壓、加速及分流。之后當離開裝置出口時兩股高速運動的流體直接相互碰撞產生高剪切力和壓差以裂解細胞。微流體勻漿機型號從適合實驗室用的能夠處理 25 mL 小量樣品的 M-110P，到生物制藥工業規模的、處理量達到 900L/h, 具有完整的過程控制監控器，支持 CIP 的 M-700, 這一系統已經在 21CFR 和環鳥苷酸 (cGMP) 等產品上得到了驗證。ConstantSystemsLtd.(LowMarchDaventry，Northants，England;www.constantsystems.com) 設計了液壓傳動的裂解設備，這種設備的功能類似于原始的弗氏細胞壓碎器，通過施加歧化力（disruptiveforce) 使物料在壓力作用下擠出，但不同的是其參數可調，裂解過程可以控制, 并且具有很好的重現性。ConstantSystems 的設備系列從單次上樣（每次 1~20 mL) 工作臺到連續處理 (405~565 mL/min) 模式均可提供，包括觸屏監測和控制、冷卻夾套和在位清洗/在位滅菌 (CIP/SIP) 等功能。Avestin，Inc.(www.avestin.com) 提供的 EmulsiFlex 高壓勻漿機處理量為 I.0~
1000L/h。這種勻漿機采用氣栗或電動活塞泵, 產生的裂解壓力為 500~30000psi。這些設備都配有為細胞提取物降溫的熱交換設備，并且能夠進行 SIP 在位滅菌以符合生產企業的藥品生產質量管理規范 (GMP) 要求。Glas-Col，LLC(TerreHaute，IN;www.
glascol.com) 公司的 BioNeb 細胞裂解系統采用 10~250psi 的壓力進行氣壓噴霧以裂解 (breakopen) 細胞, 這種方法的好處是不會產熱。霧化孔道里的層流產生使細胞裂解的剪切力，這種力的大小與所采用的壓力、氣體的類型 (氬氣<氮氣<氦氣) 和流體的黏度等因素相關。霧化后的液滴越小，物料黏度越高，采用的氣壓越高，所產生的剪切力越大 (Surzyckietal.,1996)。
如果能夠根據細胞的類型和規模進行適當的調整，本章中所介紹的細胞裂解的方式、試劑和設備都是可用且高效的。但一定有人會問: 在具體的某一項應用中，哪種方法才是最佳的？針對這個問題，已經有人對細胞的裂解方式與所得到的提取物中的蛋白質含量之間的關系進行了研究 (BenovandAl-Ibraheem，2002;DeMeyetal.，2008;Guerlavaetal.，1998;HoetaL，2008)。高壓勻漿機和球磨機等物理方法對于大規模的裂解來說是最佳的方法，因為這類方法效率高、成本低，能夠快速地對不同體積的物料進行處理。
超聲法、化學試劑法 (包括去垢劑、酶法處理)、凍融法及酶法與化學法或物理法相結合的裂解方法也是非常高效的，在實驗室里經常用到，尤其是小體積情況下。每種蛋白質的獨特性和不同的宿主細胞結構的差別，使細胞裂解和提取物制備技術的選擇及優化很大程度上是依賴于經驗的。然而，總是可以找到能夠成功地提取和制備生物制品的工具及方法，并且這些方法總是與現代的結構和功能蛋白質組學的需求同步發展的。