微生物細胞破碎(編輯修改稿)
2025-09-11 21:54 本頁面
【文章內容簡介】 2）細胞破碎程度可通過無極調節(jié)載氣壓力（流速）控制，避免胞內結構的破壞，適用于細胞器（葉綠體、線粒體）的回收。 噴霧撞擊破碎特點 噴霧撞擊適用于 微生物細胞 和 植物細胞 的破碎，通常處理懸浮液質量控制濃度為 100200g/L。實驗室規(guī)模的撞擊破碎器間歇處理能力為 50500mL/h，而 工業(yè)規(guī)模的處理能力為 10L/h。與其他機械法一樣，此種破碎方法也會造成操作系統(tǒng)的 溫度上升 ，破壞生物產品的生物活性，單程操作使溫度大約上升 10攝氏度。因此，操作系統(tǒng)中必須設有 冷卻系統(tǒng) ，以保證生物產品的活性。 利用發(fā)射 1525kHz的超聲波探頭處理細胞懸浮液。 一般認為超聲波破碎的機理是：在超聲波作用下液體發(fā)生空化作用，空穴的形成、增大和閉合產生極大的沖擊波和剪切力，使細胞破碎。 （ Ultrasonication） 一般桿菌比球菌易破碎， G細菌比 G+細菌易破碎，對酵母菌的效果較差，該法 在實驗室小規(guī)模細胞破碎中常用（聲能傳遞和散熱） 。 超聲波產生的化學自由基團能使某些敏感性活性物質失活。 超聲波破碎法 （ Ultrasonication） 其破碎率的相關因素 : 聲頻、聲能； 處理時間 細胞濃度 菌種類型 與破碎效率直接相關的參數 ? 振幅，與聲能有關，直接影響蛋白釋放的比速率 ? 黏度，影響能耗，抑制空穴現象 ? 表面張力，添加表面活性劑或者從細胞中釋放出蛋白質等活性物質，會顯著影響超聲破碎效率。起泡在氣 液界面上會使蛋白質變性或清除空穴現象。 ? 被處理懸浮液的體積。大體積需要高的聲能引起強烈的渦流和大氣泡的形成。 ? 珠粒的體積和直徑，對于剛性細胞的粉碎常添加細小的珠粒以產生輔助研磨效應。 ? 探頭的形狀和材質，一般是鈦金屬材料。 ? 細胞懸浮液的流速。 由于其局限性，在工業(yè)上一般不采用，主要是用于實驗室規(guī)模的細胞破碎。 與破碎效率直接相關的參數 影響超聲對生物產品的回收有很多因素 （ 1）溫度 避免方法 預冷 冷凝循環(huán)水 （ 2）游離基的生成等化學效應 . 應對方式 添加游離基的清除劑 {胱氨酸，谷胱甘肽或者利用氫 氣頂吹細胞懸浮液來緩和 } 微波破碎 ? 基于微波加熱的瞬時性、選擇性、和高效性，控制適宜的微波條件而實現。植物細胞不同部位的物質，對微波的吸收能力存在顯著差異。 ? 機械破碎作用機制不同，有各自的適用范圍和處理規(guī)模。 ? 適用范圍：菌體細胞，目標產物。 ? 破碎大腸桿菌提取質粒 DNA，珠磨法完整質粒收得率在 90%,其他方法 50%以下。因此針對目標產物性質（分子量、分子形態(tài)、穩(wěn)定性等）選擇細胞破碎法，并確定合適的操作條件非常重要。 機械破碎的缺點 ? 需高能，并且產生高溫和高的剪切力，容易使不穩(wěn)定產品失活。 ? 破碎的有機體或者產物，非專一，產生碎片微粒尺寸的大范圍細分布，大量的細微顆粒給后續(xù)分離造成困難。 （ 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
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