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正文內(nèi)容

微生物細(xì)胞破碎(編輯修改稿)

2024-09-11 21:54 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 2)細(xì)胞破碎程度可通過無極調(diào)節(jié)載氣壓力(流速)控制,避免胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的破壞,適用于細(xì)胞器(葉綠體、線粒體)的回收。 噴霧撞擊破碎特點(diǎn) 噴霧撞擊適用于 微生物細(xì)胞 和 植物細(xì)胞 的破碎,通常處理懸浮液質(zhì)量控制濃度為 100200g/L。實(shí)驗(yàn)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(jī)械法一樣,此種破碎方法也會(huì)造成操作系統(tǒng)的 溫度上升 ,破壞生物產(chǎn)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(shè)有 冷卻系統(tǒng) ,以保證生物產(chǎn)品的活性。 利用發(fā)射 1525kHz的超聲波探頭處理細(xì)胞懸浮液。 一般認(rèn)為超聲波破碎的機(jī)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(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力,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(聲能傳遞和散熱) 。 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。 超聲波破碎法 ( Ultrasonication) 其破碎率的相關(guān)因素 : 聲頻、聲能; 處理時(shí)間 細(xì)胞濃度 菌種類型 與破碎效率直接相關(guān)的參數(shù) ? 振幅,與聲能有關(guān),直接影響蛋白釋放的比速率 ? 黏度,影響能耗,抑制空穴現(xiàn)象 ? 表面張力,添加表面活性劑或者從細(xì)胞中釋放出蛋白質(zhì)等活性物質(zhì),會(huì)顯著影響超聲破碎效率。起泡在氣 液界面上會(huì)使蛋白質(zhì)變性或清除空穴現(xiàn)象。 ? 被處理懸浮液的體積。大體積需要高的聲能引起強(qiáng)烈的渦流和大氣泡的形成。 ? 珠粒的體積和直徑,對(duì)于剛性細(xì)胞的粉碎常添加細(xì)小的珠粒以產(chǎn)生輔助研磨效應(yīng)。 ? 探頭的形狀和材質(zhì),一般是鈦金屬材料。 ? 細(xì)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(shí)驗(yàn)室規(guī)模的細(xì)胞破碎。 與破碎效率直接相關(guān)的參數(shù) 影響超聲對(duì)生物產(chǎn)品的回收有很多因素 ( 1)溫度 避免方法 預(yù)冷 冷凝循環(huán)水 ( 2)游離基的生成等化學(xué)效應(yīng) . 應(yīng)對(duì)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(xì)胞懸浮液來緩和 } 微波破碎 ? 基于微波加熱的瞬時(shí)性、選擇性、和高效性,控制適宜的微波條件而實(shí)現(xiàn)。植物細(xì)胞不同部位的物質(zhì),對(duì)微波的吸收能力存在顯著差異。 ? 機(jī)械破碎作用機(jī)制不同,有各自的適用范圍和處理規(guī)模。 ? 適用范圍:菌體細(xì)胞,目標(biāo)產(chǎn)物。 ? 破碎大腸桿菌提取質(zhì)粒 DNA,珠磨法完整質(zhì)粒收得率在 90%,其他方法 50%以下。因此針對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)(分子量、分子形態(tài)、穩(wěn)定性等)選擇細(xì)胞破碎法,并確定合適的操作條件非常重要。 機(jī)械破碎的缺點(diǎn) ? 需高能,并且產(chǎn)生高溫和高的剪切力,容易使不穩(wěn)定產(chǎn)品失活。 ? 破碎的有機(jī)體或者產(chǎn)物,非專一,產(chǎn)生碎片微粒尺寸的大范圍細(xì)分布,大量的細(xì)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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