生化分離工程_蘇海佳_第三章細(xì)胞破碎(完整版)
【正文】 細(xì)胞懸浮液以噴霧狀高速凍結(jié)，形成粒徑小于 50? m的微粒子。 優(yōu)點(diǎn)： 操作參數(shù)少，且易于確定； 樣品損失量少，在間歇處理少量樣品方面效果好 適用于酵母和大多數(shù)細(xì)胞的破碎。 細(xì)胞的大小，形狀、聚合物的交聯(lián)程度 破碎細(xì)胞的目的 影響破碎的因素： ※ 細(xì)胞破碎和產(chǎn)物釋放原理 利用化學(xué)、生化試劑或酶改變細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，增大胞內(nèi)物質(zhì)的溶解速率，或完全溶解細(xì)胞壁，形成原生質(zhì)體，在滲透壓作用下，細(xì)胞膜破裂釋放胞內(nèi)物質(zhì)。 特點(diǎn)： 破碎阻力：肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 網(wǎng)結(jié)構(gòu)的致密程度和強(qiáng)度，與肽鍵的數(shù)量和交聯(lián)度有關(guān)。 胞外 胞內(nèi) 細(xì)胞 細(xì)胞破碎是指：選用物理、化學(xué)、酶或機(jī)械的方法來(lái)破壞細(xì)胞壁或細(xì)胞膜。 尤其是由基因工程菌產(chǎn)生的多數(shù)蛋白質(zhì)不會(huì)被分泌到發(fā)酵液中 ， 而是在細(xì)胞內(nèi)沉積 。 ?革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁較厚，約 1550nm，肽聚糖含量占 40%一 90%。 植物細(xì)胞壁的主要組成成分是纖維素 在初生壁上還有半纖維素和果膠質(zhì) 纖維素是由鏈狀結(jié)構(gòu)的 ?D葡萄糖以 1， 4?葡萄糖苷鍵結(jié)合，纖維素分子束聚集 —— 微纖絲 —— 植物細(xì)胞壁的框架，而其他物質(zhì)填充在微纖絲之間的空隙中 —— 植物細(xì)胞壁的基本結(jié)構(gòu)。 k為破碎速度常數(shù) 上述參數(shù)隨微生物種類和培養(yǎng)條件的不同而有所差異 壓力 P可用動(dòng)能表達(dá)： ? ? baSn Nukl ???? )2(21?影響因素： 細(xì)胞破碎率用包內(nèi)產(chǎn)物釋放率表示： m axRRS ?壓力、溫度和通過(guò)勻漿器閥的次數(shù)，操作壓力影響最大。 攪拌轉(zhuǎn)速 懸浮液進(jìn)料速率 微球大小 微球填充密度 細(xì)胞濃度 微球密度 溫度 攪拌槳設(shè)計(jì) 破碎室的幾何形狀 影響 操作簡(jiǎn)便穩(wěn)定，破碎率可控制，易放大 在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)規(guī)模上已得到應(yīng)用 適用于絕大多數(shù)微生物細(xì)胞破碎， 特別 對(duì)于有大量菌絲體的微生物和一些有亞細(xì)胞器（質(zhì)地堅(jiān)硬）的微生物細(xì)胞。 適用于大多數(shù)微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的破碎，通常處理細(xì)胞懸浮液濃度為 10%20%。 2. 化學(xué)試劑法 化學(xué)滲透取決于試劑的類型和細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與形成。 3. 生物法 酶溶法是利用酶反應(yīng)分解破壞細(xì)胞壁上特殊的鍵而達(dá)到破壁的目的，以提高胞內(nèi)產(chǎn)物和通透性。 本法對(duì)于存在于細(xì)胞質(zhì)周圍靠近細(xì)胞膜的胞內(nèi)產(chǎn)物釋放較為有效，但由于本法成本高，只能進(jìn)行小規(guī)模應(yīng)用，且釋放速率慢、產(chǎn)量低，另外酶易失活也限制了
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