新型机械法细胞破壁
细胞破碎技术与设备
缺点:溶酶价格高,溶酶法通用性差(不同菌种需 选择不同的酶),产物抑制的存在。 在溶酶系统中,甘露糖对蛋白酶有抑制作用,葡聚 糖抑制葡物产生过剩的溶胞酶或激发自身溶 胞酶的活力,以达到细胞自溶的目的。
影响自溶过程的主要因素有温度、时间、pH 值、激活剂和细胞代谢途径等。
缺点是:对不稳定的微生物,易引起所需蛋 白质的变性,自溶后细胞悬浮液粘度增大,过 滤速度下降。
2、化学渗透法(Chemical permeation)
某些化学试剂,如有机溶剂、变性剂、 表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等,可 以改变细胞壁或膜的通透性(渗透性), 从而使胞内物质有选择地渗透出来。
• 特点:主要用于实验室中。该法对冷冻 -融解敏感的生化物质不适用。
5、超声破碎法
• 工作原理:利用超声波振荡器发射的1525kHz的超声波处理细胞悬浮液,由于超 声波的空化作用而使细胞破碎。
• 特点:超声波振荡容易引起温度的剧烈 上升,操作时可以在细胞悬浮液中投入 冰或在夹套中通入冷却剂进行冷却。
细胞破碎技术与设备
1 Summary 概述 2 Cell Wall 细胞壁
3 Methods and Machines 细胞破碎方法与设备
1 Summary 概述
• 生物分离的第一步是将生物机体从发酵液 中分离,通常使用过滤和离心等方法。
• 发酵细胞的代谢产物有的分泌到细胞或组 织之外,还有许多是存在于细胞内部。
• 超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、 细胞浓度及首种类型等因素有关。
• 超声波振荡器以可分为槽式和探头直接插 入介质两种型式。
• 结构组成:超声波发生器、探头、机架、 液槽、控制系统等。
浅谈常用细胞破碎方法
浅谈常用细胞破碎方法随着生物技术的逐渐发展,生物所产生的各种代谢产物也逐渐被人们发现其有用的一面,但是在获得目的产物过程中,往往因为不同产物所处的生物个体不同,造成了个体差异性,所以为了获得大量,不被破坏的产物,往往针对不同生物个体选用不同的细胞破碎技术来做预处理。
现将几年来一直常用的细胞破碎技术介绍一下:关键词:细胞破碎机械法酶法(一)细胞破碎的定义1.细胞破碎(cell rupture)技术:利用外力破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。
2.破碎各种细胞的主要阻力:2.1破碎细菌细胞的主要阻力:肽聚糖网状结构的致密程度和强度,取决于聚糖链上所存在的肽键的数量和其交联的程度;2.2 破碎酵母细胞的阻力:葡聚糖交联的紧密程度和它的厚度;2.3 破碎霉菌细胞的阻力:葡聚糖网状结构的交联度,几丁质或纤维素的纤维状结构。
(二) 细胞破碎的方法1.机械法1.1高压匀浆破碎法(homogenization)高压匀浆器(High pressure homogenizer)操作原理:在高压下迫使细胞浆液在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环上,使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
操作方式:单次或多次循环出口温度:20℃左右压力:55-70Mpa适用范围:酵母和大多数细菌细胞的破碎。
料液细胞浓度:20%左右。
☆团状和丝状菌,不宜使用。
注意事项:(1)操作温度:↑2-3℃/10MPa(2)对料液作冷却处理。
(3)多组破碎操作中需要在级间设置冷却装置可有效防止温度上升,保护产物活性。
(4)较易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性菌以及有些亚细胞器,质地坚硬,易损伤匀浆阀,也不适合该法处理【1】。
1.2珠磨机研磨珠磨机研磨:将细胞悬浮液与玻璃小珠、石英砂或氧化铝等研磨剂一起快速搅拌,使细胞获得破碎。
工作原理:细胞的破碎是由剪切力层之间的碰撞和磨料的滚动而引起,磨室配有冷却夹套。
注意事项:操作参数较多,一般凭经验估计并且珠子之间的液体损失30%左右。
下列对植物细胞具有较好破碎效果的物理破碎法
物理破碎法是一种对植物细胞进行破碎的常见方法,可以通过物理力量将细胞壁和细胞膜破碎,释放细胞内的物质。
以下是对植物细胞具有较好破碎效果的物理破碎法:1. 壁式破碎器壁式破碎器是一种常用的植物细胞破碎设备,其工作原理是利用高速旋转的刀片将植物材料进行切割和破碎。
由于刀片的高速旋转,壁式破碎器能够快速有效地破碎植物细胞,释放细胞内的有用成分。
壁式破碎器还可以根据需要调整刀片的转速和破碎时间,以实现对不同植物材料的精细破碎。
2. 球磨机球磨机是一种利用摩擦力对植物细胞进行破碎的设备,其工作原理是将植物材料放入容器中,加入适量的磨料后,通过容器的旋转实现对植物材料的破碎。
球磨机可以对植物细胞进行较为均匀的破碎,且破碎过程中产生的热量较少,有利于保护细胞内的热敏物质。
球磨机适用于对热敏植物材料的破碎和提取。
3. 超声波破碎超声波破碎是一种利用超声波对植物细胞进行破碎的方法,其工作原理是将植物材料浸泡在溶剂中,通过超声波的作用产生空化、破碎和喷射效应,实现对植物细胞的破碎和提取。
超声波破碎能够实现对植物细胞的非接触性破碎,避免了传统方法中因机械力量造成的细胞损伤,同时也可以提高物质的转移率和萃取率。
4. 高压均质器高压均质器是一种利用高压力将植物细胞进行破碎的设备,其工作原理是将植物细胞悬浮液通过均质器的高压喷嘴,使之在瞬间获得高速液流和巨大的剪切力,从而实现对细胞的破碎和释放。
高压均质器具有破碎效果好、操作简便等特点,适用于对细胞壁较坚硬的植物材料进行破碎。
5. 冷冻破碎冷冻破碎是一种利用低温冷冻植物材料后再将其破碎的方法,其工作原理是将植物材料置于低温条件下进行冷冻,随后再通过物理力量对其进行破碎。
冷冻破碎可以有效破碎细胞壁和细胞膜,避免了传统方法中因高温而导致的物质分解和氧化反应。
物理破碎法是一种对植物细胞进行破碎的重要方法,不同的物理破碎设备具有各自特点和适用范围。
在实际应用中,可以根据植物材料的特性和需要的破碎效果选择合适的物理破碎法,从而实现对植物细胞的高效破碎和提取。
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该项技术采用最新基因活性成份EGF、FGF、KGF等,并通过“电穿孔”和“电渗透”等高效吸收技术,把活性成份导入到中胚层达到激活细胞再生基因,启动细胞新生密码的作用;其营养元素:透明质酸、辅酶Q10、胶原蛋白等物质的介入,使细胞在新生的同时得到充分的营养供给及能量的补充;并辅以仪器探头的激光刺激、肌肉调和与淋巴引流,促进人体淋巴循环和血液循环,排除细胞生存的干扰因素;真正达到延缓皮肤老化,美白嫩肤、紧肤除皱、改善肤色等最佳美容效果。
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MS-602 EGF嫩肤补水套主成分:EGF、透明质酸、蜂蜜精华、海藻糖等功效:促进细胞新生,增加皮肤的保湿能力,改善皮肤缺水、干燥、粗糙等现象,是缺水皮肤的极致护理品。
MS-603 EGF敏感修复套主成分:EGF、KGF、透明质酸、酵母精华、二胜肽等功效:促进基底细胞再生,修复受损的角质层,改善皮肤敏感及红血丝现象,增加皮肤的抵抗力及对不良环境的耐受能力,使皮肤回复年轻健康状态。
超声细胞破碎仪
-SONIC-VC-130型
细胞破碎的方法
• 机械破碎法:是指利用捣碎机、研磨器或匀浆 器 等将细胞破碎开来 。
• 物理破碎法:指利用温度差、压力差或超声波 等将细 Nhomakorabea破碎开来。
• 化学破碎法:指利用甲醛、丙酮等有机溶剂或 表面活性剂作用于细胞膜,使细胞膜的结构遭 到破坏或透性发生改变 。
2. 高压破碎:细胞悬浮液从高压室的环状隙喷射到静止 的撞击环上,被迫改变方向经出口管流出。此过程中 细胞经历了高速造成的剪切的碰撞及高压到常压的变 化,从而破碎释放内含物。 这是一种温和的、彻底破碎细胞的较理想的方法。
3. 反复冻融法:将细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反 复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度 增高引起溶胀,使细胞结构破碎。
无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋 白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解, 导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸(DFP) 可以抑制或减慢自溶作用;加入碘乙酸可以抑制那些活 性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性,加入苯甲磺酰 氟化物(PMSF)也能清除蛋白水解酶活力,但不是全 部,而且应该在破碎的同时多加几次;另外,还可通过 选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于
实验 超声细胞破碎技术
[实验目的] 1 了解超声细胞破碎的基本原理 2 掌握超声细胞破碎的基本技术 [实验原理]
强声波作用溶液时,气泡产生、长大和破碎的 空化现象有关,空化现象引起的冲击波和剪刀 力使细胞裂解。
美国SON l C V1 30超声细胞破碎仪使用说明
仪器配件及旋钮功能:
1.两种超声探头备选: 小:由3mm处理样品体积范围:250ul-10ml 大:由6mm处理样品体积范围:10ml-25ml
茶叶细胞破壁加工方法
茶叶细胞破壁加工方法
茶叶细胞破壁加工方法是一种应用高压破壁技术,以短时间内彻底破碎植物细
胞壁,颗粒获得更多液态物质及营养元素方法,是提取茶叶中活性物质和有益成分的新颖、科学、快捷有效技术。
茶叶细胞破壁加工方法是一种对茶叶进行粉碎前的处理技术,旨在突破植物细
胞的壁,迅速解决茶叶粉碎后残留的细胞壁形成的非溶解团阻碍有效萃取活性物质的问题,从而有效提取茶叶的活性物质和有益成分。
它的基本原理是利用高压破坏机将茶叶隔层动力学加工,使茶叶中的活性物质、有益成分脱离细胞壁,以溶液形式从茶叶中萃出。
茶叶细胞破壁加工方法不仅可以有效地破碎植物细胞,而且能够在短时间内解
决茶叶的破碎、抽出有效成分等问题,可以有效地提取其中的活性成分,如绿茶多酚、叶绿素、氨基酸和糖等,满足不同抽出要求,从而把茶叶萃取中的物质以定量和定性变换至各类咖啡、茶饮料中。
此外,茶叶细胞破壁加工方法还有助于保持活性物质的安定性和完整性,不但
保留了有效物质和营养元素,而且可以提供出性能优良和稳定的茶汁萃取物,特别是在野外栽培茶树获得高品质茶叶的情况下,茶叶细胞破壁加工方法的作用更为明显。
茶叶细胞破壁加工方法目前发展迅猛,拥有多种破壁设备,是将原料萃取转化
为精细粉末的新型有效技术,一方面有效地利用茶叶中的活性物质和营养元素,另一方面可以根据不同使用目的利用破壁粉末,为相关的茶叶产业提供高品质的茶叶粉末。
由此可见,茶叶细胞破壁加工方法既可以有效提取茶叶活性物质和有益成分,又能够极大地提高茶叶的加工效率,可谓茶叶加工领域的里程碑技术。
机械法进行细胞破碎的机理
机械法进行细胞破碎的机理
机械法进行细胞破碎是一种常用的细胞破碎方法,主要通过机械力的作用使细胞破碎。
具体的机理如下:
1. 剪切力:应用高速旋转的刀片、搅拌器或珠磨机等设备,通过不断的剪切细胞,从而破碎细胞膜和细胞壁,使细胞内容物暴露出来。
2. 压力力:通过高压或大变形力作用于细胞,使细胞的结构发生破坏,从而破碎细胞。
常用的方法包括高压破碎器、高压均质器等。
3. 振动力:利用振动的机械力对细胞进行破碎。
振荡器、超声波破碎器等设备可以通过产生高频率的振动波,使细胞发生破碎。
4. 研磨力:将细胞样品与磨料(如玻璃珠)放置在研磨容器中,在机械力的作用下,研磨珠对细胞样品进行摩擦或冲击,从而使细胞破碎。
综上所述,机械法进行细胞破碎主要依靠机械力对细胞进行剪切、压力、振动或研磨,从而破碎细胞膜、细胞壁和细胞结构,使细胞内部的物质暴露出来。
细胞机械破碎法的原理
细胞机械破碎法的原理
细胞机械破碎法是一种常用的细胞破碎方法,它基于应用机械力对细胞进行物理破碎。
其原理如下:
1. 机械力的应用:通过使用机械力对细胞施加压力、剪切力或摩擦力等力,使细胞结构发生变形,细胞膜被破坏,细胞组织被分散。
2. 破碎方式:根据实验需要,可以选择不同的机械破碎方式,如物理打破、挤压、切割、摇动或超声波破碎等。
其中,常用的方法包括超声波破碎、细胞破碎机械器械的运动或摩擦等。
3. 破碎条件:机械破碎需要一定的破碎条件,如施加的力大小、时间、速度、温度、溶液浓度等。
这些条件的选择取决于研究目的和细胞类型。
4. 破碎结果处理:细胞破碎后,需要对破碎物进行处理,如离心分离、滤过、沉淀等,以分离和获取所需的细胞组分、细胞器或溶解的细胞成分。
总的来说,细胞机械破碎法利用机械力对细胞施加压力或剪切力,破坏细胞结构,以实现细胞破碎和分离的目的。
其原理基于物理力的应用和细胞结构的脆弱性。
[机械法]细胞破碎的方法、原理和优缺点
[机械法]细胞破碎的方法、原理和优缺点
1、高速组织捣碎机
捣碎机转速可达10,000r/min,具高速转动的锋利的刀片,宜用于动物内脏组织的
破碎。
操作:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至
最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。
特点:由于旋转刀片的机械切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少使用。
2、组织匀浆器
制作匀浆器的材料通常用玻璃,还可以用硬质塑料、不锈钢、人造荧光树脂等。
操作:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎。
特点:匀浆器的研钵磨球和玻璃管内壁之间间隙保持在十分之几毫米距离。
此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。
但是,这种方法也较易造成堵塞;团状或丝状真菌、较小的革兰氏阳性菌以及某些亚细胞器,质地坚硬,易损伤匀浆阀,也不适合用该法处理。
3、研钵
多用于细菌或其他坚硬植物材料,研磨时常加入少量石英砂,玻璃粉或其他研磨剂,以提高研磨效果。
值得注意的是:在研磨过程中局部往往生热导致变性或pH值变化,尤其是研磨玻璃粉和氧化铝时;而且磨细剂的吸附也可导致损失。
4、细菌磨
是一种改良了的研磨器,比研钵具有更大的研磨面积,而且低部有出口。
操作时先把细菌和研磨粉调成糊状,每次加入一小勺,研磨20-30秒即可将细菌细胞完全磨碎。
细胞破壁技术
细胞破壁技术第一篇:细胞破壁技术中药制剂中细胞破壁技术探讨【摘要】目的:探讨可用于植物细胞破壁的中药制剂新技术。
方法:查阅相关文献,分析总结中药制剂中可用于细胞破壁新技术的特点。
结果与结论:超微粉碎、超声波提取、微波萃取、酶法提取等方法是可用于植物细胞破壁的技术。
细胞破壁后有利于中药有效成分的溶出速率和溶出率的提高。
【关键词】细胞破壁;超微粉碎;超声波提取;微波萃取;酶法提取;【Abstract】OBJECTIVE:T o discussion new technology of traditional Chinese medicine which can be used in the area of cell wall-broken.METHODS:Relevant literatures were reviewed to summarize the characteristics of new technology of traditional Chinese medicine in the area of cell wall-broken.RESULTS&CONCLUSIONS:Ultra-fine powder,Ultrasonic extraction,Microwave-assisted extraction and Enzymatic extraction are new technologies which can be used in the area of cell wall-broken of plants.Cell wall-broken technology contributes to the improvement of dissolution rate and dissolution velocity of effective components of traditional Chinese medicine.还原【Key words】Cell wall-broken;Ultra-fine powder;Ultrasonic extraction; Microwave细胞破壁是一种超微粉剂加工技术,中药若采用常规方式粉碎,其单个粒子常由数个或数十个所组成,细胞的破壁率极低。
分子晶体破壁提取技术
分子晶体破壁提取技术分子晶体破壁提取技术是一种通过破坏细胞壁结构,使细胞内的活性成分释放出来的技术。
它在药物、食品、保健品等领域有着广泛的应用。
本文将介绍分子晶体破壁提取技术的原理、方法和应用。
一、原理分子晶体是一种特殊的晶体结构,由于其分子间的作用力强,使得其内部的活性成分很难被人体消化吸收。
破壁技术通过对分子晶体进行物理或化学处理,使其结构发生改变,从而使内部的活性成分释放出来。
常用的破壁方法包括超声波破壁、高压破壁、微波破壁等。
二、方法1. 超声波破壁:利用超声波的机械振动作用,使分子晶体内部发生剧烈的振动和摩擦,从而破坏细胞壁结构,释放活性成分。
2. 高压破壁:通过加压的方式,使分子晶体内部的细胞壁发生破裂,活性成分得以释放。
3. 微波破壁:利用微波的热效应和机械效应,使分子晶体内部的细胞壁发生破裂,从而实现破壁提取。
三、应用1. 药物领域:分子晶体破壁提取技术可以用于提取药物中的活性成分,提高药效。
例如,一些中药配方中的分子晶体可以通过破壁提取技术得到活性成分,从而增强药效,提高治疗效果。
2. 食品领域:分子晶体破壁提取技术可以用于提取食品中的营养成分,增加食品的营养价值。
例如,一些谷物类食品中的分子晶体可以通过破壁提取技术得到维生素、矿物质等活性成分,从而增强其营养价值。
3. 保健品领域:分子晶体破壁提取技术可以用于提取保健品中的活性成分,提高产品的功效。
例如,一些保健品中的分子晶体可以通过破壁提取技术得到抗氧化物质、抗衰老成分等,从而增强产品的保健功能。
总结起来,分子晶体破壁提取技术是一种应用广泛的技术,可以用于提取药物、食品和保健品中的活性成分。
通过破坏细胞壁结构,使活性成分释放出来,从而增强产品的效果和功效。
随着技术的不断发展和创新,分子晶体破壁提取技术在各个领域的应用将会越来越广泛。
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新型机械法细胞破壁
设备是珠后机,瑞士WBC公司和德国西门子机械公司均制造各种型号的珠磨机,其破碎机下:微生物细胞
悬浮液与极细的研磨剂在搅拌浆作用下充分混合,珠子之间以及珠子和细胞之间和互相剪切、碰撞,促使
细胞壁破碎,释出内含物,在珠波分离器的协助下,珠子被滞留在破碎室内,浆液流出,从而实现连续操作,破碎中,生的热量由夹套中的冷却液带走。
存在的问题:操作参数多,一般赁经验估计并且珠子之间的液体损失30%左右。
2、高压匀浆法
设备是高压匀浆器,它由高压泵和匀浆间组成,其破碎机理:细胞在一系列过程中经历了高速造成的剪刀,碰撞以及由高压到常压的变化从而造成细胞的破碎。
存在的问题;较易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性首以及有些亚细胞器,质地坚硬,易损
伤匀浆阀,也不适合用该法处理。
3.超声破碎
频高于15-20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。
其破碎机理:可能与空化现象引起的
冲击波和剪切力有关。
超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。
存在问题;超声波破碎在实验室规模应用较普遍,处理少量样品时操作简便,液量损失少,但是超声波产
生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。
而且大容量装置声能传递,散热均有困难。
以上机械法都有各自的优缺点,可以根据具体的破壁物料及要求来选择合适的破壁方法,下面介绍一种新
型的机械法破碎方式,我们可以暂时将它定义成研磨分散法。
结合海藻和红球藻的细胞破壁来,讲诉研磨分散法的情况。
藻类的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁,会阻碍对细胞内生物质的提取。
因此在提取海藻油前,必须对海
藻细胞进行破壁处理。
超声波法或超微加超声法是目前实验室对藻细胞进行破壁的常用方式,且破壁效率高,一般细胞破壁率都可以达到95-98%。
在海藻生物柴油工厂采用这类破壁方法存在两个主要问题,一
是设备昂贵,二是能耗高。
采用机械破壁法、物理法和酶解法对螺旋藻进行破壁试验证实,机构法的破壁
效果较好且易操作,而研磨分散法是螺旋藻细胞的最佳破壁方法,在胶体磨和匀质机上进行螺旋藻细胞的
破壁试验效果更理想。
而对于胶体磨和均质机的结合,人们大多想到的是将两台机器串联,已达到想要的效果。
但通过上海IKN的实验研究,两台机器的串联的效果并不是很理想,而且工序繁杂,辅助设备多,能量消耗也比较大。
所以,为了解决这个问题,更好的服务于海藻生产和海藻油的提取。
上海IKN克服各种困难,研发出最新的胶体磨+分散机相结合的一体化设备CMD2000系列。
通过实验表明CMD2000系列设备能够达到“1+1>2”的效果。
CMD2000系列研磨均质设备是IKN(上海)公司经过研究刚刚研发出来的一款新型产品,该机特别适合
于需要研磨分散乳化均质一步到位的物料。
我们将三级高剪切均质分散机进行改装,我们将三级变跟为一级,然后在分散头上面加配了胶体磨磨头,使物料可以先经过胶体磨细化物料,然后再经过分散机将物料分散乳化均质。
胶体磨可根据物料要求进行更换(我们提供了2P,2G,4M,6F,8SF等五种乳化头供客户选择)。
客户可以根据藻类物料的粘度,硬度,粒径,处理量等具体的要求,来选配更换磨头和均质头的型号大小,已达到最适合最佳的研磨均质的效果。
首先浸漂海藻1-5个小时,然后用研磨分散机研磨均质 ,明显可以显著提高细胞的破壁率,据福建某海
洋公司发聩,海藻细胞破壁率可达到92%以上,该司原采用冻融法破壁,温度要求高,破壁时间长,破壁
率低。