细胞的机械破碎主要有高压匀浆、珠磨、撞击破碎和超声波破碎等方法。
（1）高压匀浆器的破碎原理：细胞悬浮液在高压作用下从阀座与阀之间的环隙高速（可达到450m/s）喷出后撞击到碰撞环上细胞在受到高速撞击作用后，急剧释放到低压环境，从而在撞击力和剪切力等综合作用下破碎。操作压力通常为50～70Mpa。影响因素:压力、循环操作次数和温度。
高压匀浆法适用于酵母和细菌细胞的破碎。
（2）珠磨：利用固体间研磨剪切力和撞击使细胞破碎。是最有效的一种细胞物理破碎法。珠磨机的主体一般是立式或卧式圆筒形腔体。磨腔内装钢珠或小玻璃珠以提高碾磨能力，一般，卧式珠磨破碎效率比立式高，因为立式机中向上流动的液体在某种程度上会使研磨珠流态化，降低其研磨效率。
珠磨法破碎细胞分为间歇或连续操作。珠磨法操作的有效能利用率仅为1%左右，破碎过程产生大量的热能。设计时要考虑换热问题。珠磨的细胞破碎效率随细胞种类而异，适用于绝大多真菌菌丝和藻类等微生物细胞的破碎。与高压匀浆法相比，影响破碎率的操作参数较多，操作过程的优化设计较复杂。
（3）撞击破碎
原理：细胞是弹性体，比一般刚性固体粒子难于破碎。将弹性细胞冷冻使其成为刚性球体，降低破碎难度，撞击破碎正是基于这样的原理。
操作：细胞悬浮液以喷雾状高速冻结（冻结速度为数千℃/min），形成粒径小于50μm的微粒子。高速载气（如氮气，流速约300m/s）将冻结的微粒子送入破碎室，高速撞击撞击板，使冻结的细胞发生破碎。
无论做什么方向，生物制药也好、大分子解析也好、代谢网络也好，生物化学和分子生物学家们需要回答的一个基本问题就是，生命分子是怎么在生命系统内运转的？这个问题又可以拆解成两个部分，其一是生命分子具有什么性质，这是化学的工作；其二就是生命分子在系统中是如何根据这些性质实现功能的，这是生物的工作。而细胞破碎，就是第二个分问题的第一步——我得首先把细胞里的东西取出来看看有些什么啊，我得知道系统中有哪些分子啊，因为除了分泌因子（如激素），绝大多数物质一生都待在细胞里。当然现在我们也可以走合成生物学的路线合成大分子搭建代谢网络，但目前研究中还是得靠细胞破碎打头阵。这样，我们就知道细胞破碎的目的是什么了：把细胞内的分子体系完整或符合实验要求地溶解提取出来，这也可以作为广义的细胞破碎定义（细胞破碎不一定需要彻底打破细胞膜）。细胞破碎是个很复杂的工作，具体问题需要具体分析，不同方法适用不同的情景，没有一种方法包打天下，很多时候还需要经验和感觉来指导选择。
细胞破碎的三种方法。
一，酸碱处理：调节pH值，改变蛋白质的荷电性质，提高产物的溶解度。
二，化学试剂处理：用表面活性剂或有机溶剂（甲苯）处理细胞，增大细胞壁的通透性，降低胞内产物的相互作用，使之容易释放。
三，酶溶：利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到部分或完全破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜，进一步增大胞内产物的通透性。酶溶的优点：操作温和，选择性强，酶能快速地破坏细胞壁，而不影响细胞内含物的质量，但缺点是酶的费用高，因而限制了它在大规模生产中的应用。化学渗透法与机械破碎法相比：速度低，效率差，且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。但化学渗透法选择性高，胞内产物的总释放率低，可有效抑制核酸的释放，料液粘度小，有利于后处理。
