細(xì)胞破碎介紹
定義:
細(xì)胞破碎就是采用一定的方法，在一定程度上破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，設(shè)法使胞內(nèi)產(chǎn)物最大程度地釋放到液相中，破碎后的細(xì)胞漿液經(jīng)固液分離除去細(xì)胞碎片后，再采用不同的分離手段進(jìn)一步純化.
1細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)
微生物細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)
細(xì)菌，肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
酵母菌：葡聚糖，甘露聚糖，蛋白質(zhì)
真菌：細(xì)胞壁更厚
植物細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)
初生壁，次生壁
具有很高的機(jī)械強(qiáng)度
2 細(xì)胞破碎技術(shù)
機(jī)械法和非機(jī)械法
2.1機(jī)械法
機(jī)械法主要是利用高壓、研磨或超聲波等手段在細(xì)胞壁上產(chǎn)生的剪切力達(dá)到破碎目的.
包括高壓勻漿法,珠磨法和超聲破碎法
高壓勻漿器
影響勻漿破碎的主要因素是壓力、溫度和通過(guò)勻漿器閥的次數(shù)。
高壓勻漿法的適用范圍較廣，在微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的大規(guī)模處理中常采用.
高速珠磨機(jī)(high spced bead mill) 研磨是常用的一種方法，它將細(xì)胞懸浮液與玻璃小珠、石英砂或氧化鋁等研磨劑一起快速攪拌，使細(xì)胞獲得破碎。
在工業(yè)規(guī)模的破碎中常采用高速珠磨機(jī)
超聲波破碎器
超聲波處理細(xì)胞懸浮液時(shí)，破碎作用受許多因素的影響，通常聲強(qiáng)和振幅影響很大，但強(qiáng)度太高易使蛋白質(zhì)變性，頻率的變化影響不明顯：此外介質(zhì)的離子強(qiáng)度、pH值、菌體的種類(lèi)和濃度也有很大的影響.
超聲波振蕩過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題就是產(chǎn)生的熱量不容易驅(qū)散，所以影響了它在大規(guī)模工業(yè)上的應(yīng)用，但在實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模生產(chǎn)中是一種很好的方法
2.2 非機(jī)械法
非機(jī)械方法很多，包括酶解、滲透壓沖擊、凍結(jié)和融化、干燥法和化學(xué)法溶胞等.
1)酶解法 是利用酶反應(yīng)，分解破壞細(xì)胞壁上特殊的鍵，從而達(dá)到破碎目的。酶解法可以在細(xì)胞懸浮液中加入特定的酶，也可以采用自溶作用。
酶解法的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生酶解的條件溫和、能選擇性地釋放產(chǎn)物、胞內(nèi)核酸等泄出量少、細(xì)胞外形較完整、便于后步分離等；但酶水解價(jià)格高，故小規(guī)模應(yīng)用較廣.
滲透壓沖擊法
凍融法
干燥法
化學(xué)法:采用化學(xué)法處理可以溶解細(xì)胞或抽提胞內(nèi)組分。常用酸、堿、表面活性劑和有機(jī)溶劑等化學(xué)試劑。
2.3 選擇破碎方法的依據(jù)
(1)細(xì)胞的處理量
(2)細(xì)胞壁的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)
(3)目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)破碎條件的敏感性
(4) 破碎程度
適宜的操作條件應(yīng)從高的產(chǎn)物釋放率，低的能耗和便于后步提取這二方面進(jìn)行權(quán)衡
2.4 破碎技術(shù)研究的方向
(1)多種破碎法的結(jié)合
(2)與上游技術(shù)結(jié)合
(3)與下游操作技術(shù)結(jié)合
3 破碎率的測(cè)定
破碎率R:細(xì)胞破碎的程度.
常用的方法是測(cè)定目的產(chǎn)物的釋放量: 釋放的蛋白的量或酶的量.
4 基因工程包涵體的純化方法
包涵體的洗滌和目標(biāo)蛋白的變性溶解
目標(biāo)蛋白的復(fù)性
