生物工藝學(xué)下游技術(shù)第三章細(xì)胞破碎(編輯修改稿)
2025-02-12 17:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 胞破碎設(shè)備有 Mickle高速組織搗碎機(jī)、 Braun勻漿器； ?中試規(guī)模的細(xì)胞破碎可采用膠質(zhì)磨處理； ?在工業(yè)規(guī)模中，可采用高速珠磨機(jī)（瑞士 WAB公司和德國(guó)西門子機(jī)械公司制造）。 珠磨法的破碎率一般控制在 80%以下：降低能耗、減少大分子目的產(chǎn)物的失活、減少由于高破碎率產(chǎn)生的細(xì)胞小碎片不易分離而給后續(xù)操作帶來(lái)的困難。 采用 高壓勻漿器 （由高壓泵和勻漿閥組成，英國(guó) APV公司和美國(guó) Microfluidics公司均有產(chǎn)品出售）。 （ Highpressure homogenization） —— 大規(guī)模細(xì)胞破碎的常用方法 利用高壓使細(xì)胞懸浮液通過(guò)針形閥，由于突然減壓和高速?zèng)_擊撞擊環(huán)使細(xì)胞破碎，細(xì)胞懸浮液自高壓室針形閥噴出時(shí)，每秒速度高達(dá)幾百米，高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán)上，被迫改變方向從出口管流出。細(xì)胞在這一系列高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷了剪切、碰撞及由高壓到常壓的變化，從而造成細(xì)胞破碎。 原理： 在工業(yè)規(guī)模的細(xì)胞破碎中，對(duì)于酵母等難破碎的及高濃度的細(xì)胞，常采用多次循環(huán)的操作方法。 ?易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌， ?較小的革蘭氏陽(yáng)性菌， ?含有包含體的基因工程菌（因包含體堅(jiān)硬，易損傷勻漿閥） 不宜采用高壓勻漿法。 在 1525 kHz的頻率下操作。其原理可能與空化現(xiàn)象（ cavitation phenomena）引起的沖擊波和剪切作用有關(guān)。 空穴泡由于受到超聲波的迅速?zèng)_擊而閉合，從而產(chǎn)生一個(gè)極為強(qiáng)烈的沖擊波壓力，由它引起的粘滯性旋渦在介質(zhì)中的懸浮細(xì)胞上造成了剪切應(yīng)力，促使細(xì)胞液體發(fā)生流動(dòng)，從而使細(xì)胞破碎。 （ Ultrasonication） 一般桿菌比球菌易破碎， G細(xì)菌比 G+細(xì)菌易破碎，對(duì)酵母菌的效果較差， 該法 在實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模細(xì)胞破碎中常用 。 但超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)能使某些敏感性活性物質(zhì)失活。 （ Enzymatic Lysis） （ 1）外加酶法 常用的溶酶 溶菌酶、 β1， 3葡聚糖酶、 β1， 6葡聚糖酶、 蛋白酶、 甘露糖酶、 糖苷酶、 肽鍵內(nèi)切酶、 殼多糖酶等 溶菌酶主要用于細(xì)菌類 細(xì)胞壁溶解酶是幾種酶的復(fù)合物 對(duì)酵母細(xì)胞采用酶法破碎時(shí)，先加入蛋白酶作用蛋白質(zhì) 甘露聚糖結(jié)構(gòu)，使二者溶解，再加入葡聚糖酶作用裸露的葡聚糖層，最后只剩下原生質(zhì)體，這時(shí)若緩沖液的滲透壓變化，則細(xì)胞膜破裂，釋出胞內(nèi)產(chǎn)物。 利用溶酶系統(tǒng)處理細(xì)胞時(shí)必須根據(jù)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成選擇適當(dāng)?shù)拿?，并確定相應(yīng)的次序 。 酶溶法的優(yōu)點(diǎn)： 選擇性釋放產(chǎn)物，條件溫和，核酸泄出量少，細(xì)胞外形完整。 缺點(diǎn)：溶酶價(jià)格高，溶酶法通用性差（不同菌種需選擇不同的酶），產(chǎn)物抑制的存在。 在溶酶系統(tǒng)中，甘露糖對(duì)蛋白酶有抑制作用，葡聚糖抑制葡聚糖酶。 ?誘發(fā)微
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