生物分離工程技術第四張細胞破碎技術(編輯修改稿)
2025-02-12 11:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ① 對產(chǎn)物釋出具有一定的選擇性 。 例如用 ／ L胍處理 C6001， 5h后 80％ 位于胞間質(zhì)的 β 內(nèi)酰胺酶釋放出來 ， 而總的蛋白釋放率僅為 4％ 。 ② 細胞外形完整；碎片少 ， 有利于后分離 。 ③ 核酸釋出少 ， 漿液黏度低 ， 便于進一步提取 。 缺點： ① 時間長 ， 效率低 。 ② 化學試劑具有毒性 。 ③ 通用性差 。 生物分離 (工程 )技術 （一）高壓勻漿破碎法 高壓勻漿閥及其 破碎機理 溫控與能耗 存在的問題 生物分離 (工程 )技術 高壓勻漿閥及其破碎機理 從高壓室 (幾十兆帕 )壓出的細胞懸浮液經(jīng)過閥座 D的中心孔道，從 D和閥 C之間的小環(huán)隙中噴出，速度可達每秒幾百米。這種高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán) E上，被迫改變方向從出口管流出。細胞在這一系列過程中經(jīng)歷了高速造成的剪切、碰撞以及由高壓到常壓的變化，從而造成細胞的破碎。 生物分離 (工程 )技術 高壓勻漿破碎的動力學表達式 ba pkNS??11lnS— 細胞破碎率； k— 破碎速率常數(shù)； p— 壓力； N— 循環(huán)次數(shù)； S， k， a， b， p 等隨細胞種類和培養(yǎng)條件變化 m axRRS ?生物分離 (工程 )技術 實驗室級高壓均質(zhì)儀 生物分離 (工程 )技術 高壓細胞破碎機 生物分離 (工程 )技術 溫控與能耗 ? 將溫度控制在 35℃ 以下，那么酶活損失可以忽略。對于溫度敏感性物質(zhì)，需低溫操作。 ? 機械破碎的能耗主要包括提供動力 (如壓力 )消耗的能量以及低溫操作耗費的能量。 如，提高壓力需增加能耗 (／ 100MPa)，同時產(chǎn)生熱量 (℃ ／ 100MPa) 。 生物分離 (工程 )技術 存在的問題 ? 高壓勻漿破碎技術適合細菌和部分酵母菌細胞的破碎處理，而不適用于絲狀微生物細胞的破碎，這是由于絲狀微生物會對破碎器產(chǎn)生堵塞作用。 ? 細胞破碎時濃度應在 60％ 80％ (濕重／體積 )，高于這個濃度時破碎效果有所降低。 生物分離 (工程 )技術 （二）高速珠磨法 1. 高速珠磨的 破碎機理 2. 溫控、能耗 及 存在的問題 3. 高壓勻漿法與高速珠磨法的 優(yōu)劣 生物分離 (工程 )技術 高速珠磨的破碎機理 如： 株磨式組織研磨器 小型株磨器 微生物細胞懸浮液與極細的研磨劑 (通常是直徑 1 mm的無鉛玻璃珠 )在攪拌槳作用下充分混合，珠子之間以及珠子和細胞之間的互相剪切、碰撞促進細胞壁破裂，釋出內(nèi)含物。在珠液分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實現(xiàn)連續(xù)操作。破碎中產(chǎn)生的熱量由夾套中的冷卻液帶走 生物分離 (工程 )技術 細胞破碎動力學表達式 ktS??11lnS— 細胞破碎率； k— 破碎速率常數(shù)； t— 細胞破碎時間， t=V/R， V為細胞懸浮液體積 m3， R為懸浮液流量 m3/s。 生物分離 (工程 )技術 珠磨式組織研磨器 利用微細玻璃珠，在高速運轉下的相互碰撞，造成組織細胞的破裂與分散。適合珍貴樣品液的研磨，例如蛋白質(zhì)、酶及細胞液等。微細玻璃珠可回收使用。樣品處理量，含玻璃珠可達 350ml。 樣品量可達 80克 生物分離 (工程 )技術 小型珠磨器 特點： 密閉容器可容納
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