生化分離工程_蘇海佳_第三章細(xì)胞破碎-在線瀏覽
2025-03-18 05:09本頁(yè)面
【正文】 網(wǎng)結(jié)構(gòu)的致密程度和強(qiáng)度，與肽鍵的數(shù)量和交聯(lián)度有關(guān)。 酵母的細(xì)胞壁 組成：由葡聚糖、甘露聚糖和蛋白質(zhì)構(gòu)成，比革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁厚，更難破碎。 特點(diǎn)： 破壁阻力：壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)的緊密程度和壁厚。 在干燥植物體中纖維素約占總重的 1/3一 1/2。 細(xì)胞的大小，形狀、聚合物的交聯(lián)程度 破碎細(xì)胞的目的 影響破碎的因素： ※ 細(xì)胞破碎和產(chǎn)物釋放原理 利用化學(xué)、生化試劑或酶改變細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，增大胞內(nèi)物質(zhì)的溶解速率，或完全溶解細(xì)胞壁，形成原生質(zhì)體，在滲透壓作用下，細(xì)胞膜破裂釋放胞內(nèi)物質(zhì)。 機(jī)械法破碎特點(diǎn) 機(jī)械破碎主要的方法有珠磨法、高壓勻漿法、撞擊破碎法和超聲波等方法。 高速勻漿破碎的動(dòng)力學(xué)方程為： ? ? baSn NPkl ????1 1細(xì)胞破碎率 S與操作壓力 P和循環(huán)次數(shù) N之間的關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)中常采用的壓力為 55－ 70Mpa。 優(yōu)點(diǎn)： 操作參數(shù)少，且易于確定； 樣品損失量少，在間歇處理少量樣品方面效果好 適用于酵母和大多數(shù)細(xì)胞的破碎。 原理：細(xì)胞懸浮液與玻璃珠（或石英砂，或氧化鋁）一起高速攪拌，研磨使細(xì)胞達(dá)到某種程度破碎， 2. 珠磨法（ Bead milling） 作用力：剪切力層之間的碰撞和磨料的滾動(dòng) WSK臥式高效全能珠磨機(jī) ZM系列臥式密閉珠 (砂 )磨機(jī) 兩種情況下，細(xì)胞破碎動(dòng)力學(xué)可近似表示為： tkl Sn ???1 1QVt ?t： 為細(xì)胞懸浮液在破碎室內(nèi)的平均停留時(shí)間 其中 V 為懸浮液體積 m3， Q為懸浮液流量 m3/S， S為破碎率， k為破碎速率常數(shù)，與許多因素有關(guān)。 間歇操作： t為破碎操作時(shí)間 即 連續(xù)操作： 隨細(xì)胞種類而異； 同一進(jìn)料速度，細(xì)胞濃度 ?，則破碎率 ?，能耗 ?； 同一懸浮液中，破碎的能耗與破碎率成正比，提高破碎率，導(dǎo)致電能消耗增加； 對(duì)一定細(xì)胞，存在適宜的微球粒徑，通常 D/d=30100， D：微球粒徑； d：目標(biāo)細(xì)胞粒徑。 缺點(diǎn)：破碎過(guò)程產(chǎn)生大量的熱能，有效能量利用率僅為 1%，應(yīng)充分考慮換熱。 如圖：細(xì)胞懸浮液以噴霧狀高速凍結(jié)，形成粒徑小于 50? m的微粒子。將凍結(jié)的微粒子送入破碎室，高速撞擊撞擊板，使凍結(jié)的細(xì)胞發(fā)生破碎。 細(xì)胞破碎程度可通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)載氣壓力 (流速 )控制，避免細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，適用于細(xì)胞器 (如線粒體、葉綠體等 )的回收。 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的撞擊破碎器間歇處理能力約 50500cm3，而工業(yè)規(guī)
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