20xx年醫(yī)學專題—第三章細胞破碎(編輯修改稿)
2025-11-16 00:37 本頁面
【文章內容簡介】 ngw249。)產品收率的因素：,溫度上升 當氣泡破裂時，絕大部分釋放出來的能都以熱的形式為液體所吸收，為了避免(b236。miǎn)高溫，懸浮液應預先冷卻到0－5℃，并且還應用冷卻液連續(xù)通入容器夾套，即短期的聲波破碎與短期的冷卻交替操作，聲波破碎/冷卻的時間比率稱為 “負載因素”。,第四十二頁，共九十一頁。,化學效應 超聲處理會引起諸如生成游離基這樣(zh232。y224。ng)的化學效應，它可能對某些需要的分子帶來破壞性影響，但對破碎細胞毫無影響。 可通過添加游離基清除劑如胱氨酸或谷胱甘肽，或者用氫氣預吹細胞懸浮液來緩和。,第四十三頁，共九十一頁。,連續(xù)超聲波破碎(p242。 su236。)的實驗室裝置,由一個帶夾套的燒杯組成，其形狀和尺寸會影響懸浮液的流體動力學。對于剛性細胞可以添加細小的珠粒，產生輔助的研磨效應。超聲波反應器內，有四根內環(huán)管，由于聲波振蕩能量(n233。ngli224。ng)會泵送懸浮液循環(huán)，用插入進出口管到內部燒杯去的方法，就可以實現連續(xù)操作。,第四十四頁，共九十一頁。,第四十五頁，共九十一頁。,影響超聲波破碎效率(xi224。o lǜ)的參數:,(1)、振幅 振幅直接與聲能有關，影響蛋白質釋放的比速度 k。 (2)、細胞(x236。bāo)懸浮液的粘度 粘度影響能耗并會抑制空穴現象。,第四十六頁，共九十一頁。,(3)、表面張力 添加表面活性劑或從細胞中釋放出表面活性物質(如蛋白質)，能顯著地影響聲波破碎效率。 因為強烈起泡在氣一液界面上會促使蛋白質變性(bi224。nx236。ng)和空穴清除，特別是應用高的功率時。 (4)、被處理懸浮液的體積 大體積需要高的聲能引起強烈渦流和大氣泡形成。,第四十七頁，共九十一頁。,(5)、珠粒的體積和直徑 添加細小的珠粒，玻璃或者鋼制的，不僅對空穴的形成有幫助，而且(233。r qiě)產生輔助 “研磨”效應，從而提高破碎效率。 在相同珠粒填充密度下，隨著珠粒直徑的變化，k存在最大值。,第四十八頁，共九十一頁。,(6)、探頭的形狀和材料 對于(du236。y)一個能級恒定的功率，探頭的振幅與其面積成反比，然而對于小直徑的探頭，聲能限制在較小的區(qū)域并且效率低。特別是當懸浮液的體積小的時候，能量在探頭嘴附近被懸浮液吸收，強烈的渦流會變小。對于大的探頭，聲能消耗在大范圍上，結果則使振幅更小。,第四十九頁，共九十一頁。,探頭嘴通常用鈦制造，因為鈦具有良好的聲學和機械特性以及對生物活性產物的低毒性。為了維修(w233。ixiū)和替換，通常探頭可以拆卸。除鈦以外，還可使用其他材料如不銹鋼或硬質鋼，但是其聲學和機械特性都不如鈦，破碎速度也大幅度降低。,第五十頁，共九十一頁。,(7)、細胞(x236。bāo)懸浮液的流速 在連續(xù)操作中，流速取決于細胞在反應器中的停留時間，并影響破碎的總收率。 超聲波破碎在實驗室廣泛應用，但在工業(yè)范圍中還未采用這種方法，因為要向大量細胞懸浮液中通入足夠的能量是很困難的。,第五十一頁，共九十一頁。,Xpress法,將濃縮的菌體懸浮液冷卻至－25℃至－30℃形成冰晶體，利用500MPa以上的高壓沖擊，冷凍細胞從高壓閥小孔中擠出。細胞破碎是由于(y243。uy)冰晶體的磨損，包埋在冰中的微生物的變形所引起的。 此法稱為X—Press法或Hughes press法，主要用于實驗室中。,第五十二頁，共九十一頁。,影響因素： 高濃度的細胞、低溫、高的平均壓力(yāl236。)能促進破碎。 優(yōu)缺點： 適用范圍廣，破碎率高，細胞碎片的粉碎程度低、活性保留率高，但是，該法對冷凍—融解敏感的生化物質不適用。,第五十三頁，共九十一頁。,酶溶法——研究(y225。njiū)較廣的一種方法,原理(yu225。nlǐ)：利用酶反應，分解破壞細胞壁上的特殊鍵，從而達到破壁的目的。 自溶法——控制一定條件，誘發(fā)細胞自溶酶使細胞破碎。自溶法常采用加熱法或干燥法。 外加酶法——根據細胞壁膜的結構及組成選擇合適的酶。,第五十四頁，共九十一頁。,細菌大多(d224。duō)用溶菌酶(lysozyme) 酵母菌常用溶酶有：β1,3葡聚糖酶(glucanase)、β1,6葡聚糖酶、蛋白酶(protease)、甘露糖酶 (mannanase)、糖苷酶(glycosidase)、肽鍵內切酶 (endopeptidase)、殼多糖酶等。,第五十五頁，共九十一頁。,細胞壁溶解(r243。ngjiě)酶是幾種酶的復合物,G+ 溶菌酶、適量抑制劑 G 溶菌酶、EDTA 放線菌 溶菌酶 酵母菌 β葡聚糖酶 霉菌(m233。jūn) 幾丁質酶、 植物 纖維素酶、半纖維素酶,第五十六頁，共九十一頁。,酶溶法的特點(t232。diǎn)（外加酶）：,（1）酶溶法需要特定的反應條件。 （2）酶具有高度專一性，必須根據細胞壁的結構和化學組成選擇適當的酶或溶酶系統，并確定相應的次序。 （3）酶溶法的優(yōu)點是：具有選擇性釋放產物，條件溫和，核酸泄出量少，細胞(x236。bāo)外形完整。,第五十七頁，共九十一頁。,（4）酶溶法的不足： 溶酶價格高； 酶溶法通用性差，且不易確定最佳的溶解條件(ti225。oji224。n)； 存在產物抑制，在溶酶系統中，甘露糖對蛋白酶有抑制作用。,第五十八頁，共九十一頁。,自溶法（A
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