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- 概述常用的幾種細(xì)胞破碎方法
- 更新日期：2018-01-09 瀏覽次數(shù)：4700
現(xiàn)將近年來(lái)常用的幾種細(xì)胞破碎方法介紹一下。
細(xì)胞破碎方法簡(jiǎn)述：
隨著重組DNA技術(shù)得到廣泛應(yīng)用以來(lái)，生物技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。很多基因工程產(chǎn)物都是胞內(nèi)物質(zhì)，必須將細(xì)胞破壁，使產(chǎn)物得以釋放，才能進(jìn)一步提取，因此細(xì)胞破碎是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟，破碎方法的得當(dāng)與否，直接影響到所提取產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。
1. 高壓勻漿法
設(shè)備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿間組成，美國(guó)Microfluidics公司和ATS公司均有產(chǎn)品出售。其破碎機(jī)理：細(xì)胞在一系列過(guò)程中經(jīng)歷了高速造成的剪刀，碰撞以及由高壓到常壓的變化從而造成細(xì)胞的破碎。
存在的問(wèn)題；較易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽(yáng)性首以及有些亞細(xì)胞器，質(zhì)地堅(jiān)硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。
2. 高速珠磨法
設(shè)備是珠后機(jī)，瑞士WBC公司和德國(guó)西門(mén)子機(jī)械公司均制造各種型號(hào)的珠磨機(jī)，其破碎機(jī)下：微生物細(xì)胞懸浮液與極細(xì)的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合，珠子之間以及珠子和細(xì)胞之間和互相剪切、碰撞，促使細(xì)胞壁破碎，釋出內(nèi)含物，在珠波分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，破碎中，生的熱量由夾套中的冷卻液帶走。
存在的問(wèn)題：操作參數(shù)多，一般賃經(jīng)驗(yàn)估計(jì)并且珠子之間的液體損失30％左右。
3. 超聲破碎
頻高于15-20KHz的超聲波在高強(qiáng)度聲能輸入下可以進(jìn)行細(xì)胞破碎。其破碎機(jī)理：可能與空化現(xiàn)象引起的沖擊波和剪切力有關(guān)。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時(shí)間、細(xì)胞濃度及首種類(lèi)型等因素有關(guān)。
存在問(wèn)題；超聲波破碎在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模應(yīng)用較普遍，處理少量樣品時(shí)操作簡(jiǎn)便，液量損失少，但是超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)能使某些敏感性活性物質(zhì)變性失活。而且大容量裝置聲能傳遞，散熱均有困難。
4. 酶溶法
就是用生物酶將細(xì)胞壁和細(xì)胞臘消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。
存在的問(wèn)題；易造成產(chǎn)物抑制作用，這可能是導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放率低的一個(gè)重要因素。而且溶酶價(jià)格高，限制了大規(guī)模利用。若回收溶酶，則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌種需選擇不同的酶。
5. 化學(xué)滲透法
某些有機(jī)溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來(lái)。其作用機(jī)理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類(lèi)型以及細(xì)胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。
存在的問(wèn)題；時(shí)間長(zhǎng)，效率低；化學(xué)試劑毒性較強(qiáng)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)物也有毒害作用，進(jìn)一步分離時(shí)需要用透析等方法除去這些試劑；通用性差：某種試劑只能作用于某些特定類(lèi)型的微生物細(xì)胞。
細(xì)胞破碎方法簡(jiǎn)述：
隨著重組DNA技術(shù)得到廣泛應(yīng)用以來(lái)，生物技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。很多基因工程產(chǎn)物都是胞內(nèi)物質(zhì)，必須將細(xì)胞破壁，使產(chǎn)物得以釋放，才能進(jìn)一步提取，因此細(xì)胞破碎是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟，破碎方法的得當(dāng)與否，直接影響到所提取產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。
1. 高壓勻漿法
設(shè)備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿間組成，美國(guó)Microfluidics公司和ATS公司均有產(chǎn)品出售。其破碎機(jī)理：細(xì)胞在一系列過(guò)程中經(jīng)歷了高速造成的剪刀，碰撞以及由高壓到常壓的變化從而造成細(xì)胞的破碎。
存在的問(wèn)題；較易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽(yáng)性首以及有些亞細(xì)胞器，質(zhì)地堅(jiān)硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。
2. 高速珠磨法
設(shè)備是珠后機(jī)，瑞士WBC公司和德國(guó)西門(mén)子機(jī)械公司均制造各種型號(hào)的珠磨機(jī)，其破碎機(jī)下：微生物細(xì)胞懸浮液與極細(xì)的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合，珠子之間以及珠子和細(xì)胞之間和互相剪切、碰撞，促使細(xì)胞壁破碎，釋出內(nèi)含物，在珠波分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，破碎中，生的熱量由夾套中的冷卻液帶走。
存在的問(wèn)題：操作參數(shù)多，一般賃經(jīng)驗(yàn)估計(jì)并且珠子之間的液體損失30％左右。
3. 超聲破碎
頻高于15-20KHz的超聲波在高強(qiáng)度聲能輸入下可以進(jìn)行細(xì)胞破碎。其破碎機(jī)理：可能與空化現(xiàn)象引起的沖擊波和剪切力有關(guān)。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時(shí)間、細(xì)胞濃度及首種類(lèi)型等因素有關(guān)。
存在問(wèn)題；超聲波破碎在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模應(yīng)用較普遍，處理少量樣品時(shí)操作簡(jiǎn)便，液量損失少，但是超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)能使某些敏感性活性物質(zhì)變性失活。而且大容量裝置聲能傳遞，散熱均有困難。
4. 酶溶法
就是用生物酶將細(xì)胞壁和細(xì)胞臘消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。
存在的問(wèn)題；易造成產(chǎn)物抑制作用，這可能是導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放率低的一個(gè)重要因素。而且溶酶價(jià)格高，限制了大規(guī)模利用。若回收溶酶，則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌種需選擇不同的酶。
5. 化學(xué)滲透法
某些有機(jī)溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來(lái)。其作用機(jī)理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類(lèi)型以及細(xì)胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。
存在的問(wèn)題；時(shí)間長(zhǎng)，效率低；化學(xué)試劑毒性較強(qiáng)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)物也有毒害作用，進(jìn)一步分離時(shí)需要用透析等方法除去這些試劑；通用性差：某種試劑只能作用于某些特定類(lèi)型的微生物細(xì)胞。