细胞破碎方法综述
细胞破碎方法综述
细胞破碎方法综述细胞破碎技术是指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,是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质(产品)的基础。
结合重组DNA 技术和组织培养技术上的重大进展,以前认为很难获得的蛋白质现在可以大规模生产。
关键词:细胞破碎;细胞壁;细胞膜;细胞破碎方法1前言目标产物的分离纯化在现代生物技术工业中占有十分重要的位置,它决定着产品的纯度和安全性,也决定着产品的收率与成本。
许多生物产物在细胞培养过程中不能分泌到胞外,而保留在细胞内。
破碎细胞的目的就是使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏或破碎,释放其中的目标产物。
自20世纪80年代初重组DNA技术得到广泛应用以来,生物技术发生了质的飞跃,生物产品的数量越来越多,许多具有重大应用价值的产品应运而生,如具有显著医疗作用的胰岛素、干扰素、生长激素、白细胞介素一2等,它们的基因分别在宿主细胞(如大肠杆菌或酵母细胞)内克隆表达成为基因工程产物,从而提高了产量,降低了成本。
很多基因工程产物都是胞内物质 (如上述药物经克隆表达后都属胞内物质),分离提取这类产物时,必须将细胞破壁,使产物得以释放,才能进一步提取。
因此细胞破碎是提取胞内产物的关键性步骤,破碎技术的研究更加引起基因工程专家和生化工程学者的关注。
2细胞破碎技术2.1高压匀浆破碎法(homogenization)高压匀浆器是常用的设备,它由可产生高压的正向排代泵(positive displacenemt pump)和排出阀(discharge valve)组成,排出阀具有狭窄的小孔,其大小可以调节。
细胞浆液通过止逆阀进入泵体内,在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环上,由于突然减压和高速冲击,使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
在操作方式上,可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式,也可连续操作。
为了控制温度的升高,可在进口处用干冰调节温度,使出口温度调节在20℃左右。
细胞破碎--高压匀浆法
细胞破碎技术—高压匀浆法摘要:细胞破碎技术是指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,是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质(产品)的基础。
目前已发展了多种细胞破碎方法,以便适应不同用途和不同类型的细胞壁破碎。
破碎方法可规纳为机械法和非机械法两大类。
机械破碎主要的方法有珠磨法、高压匀浆法、撞击破碎法和超声波等方法。
本文主要介绍高压匀浆法,高压匀浆法的应用以及高压匀浆机的介绍和使用。
关键词:细胞破碎高压匀浆法高压匀浆机影响因素应用1、高压匀浆法破碎细胞原理高压匀浆法是大规模破碎细胞的常用方法,作用机理是液体剪切作用,利用高压使细胞悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎,细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时,每秒速度高达几百米,高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上,被迫改变方向从出口管流出。
细胞在这一系列高速运动过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化,从而造成细胞破碎。
破碎属于一级反应速度过程,被破碎的细胞分率符合如下公式:ln[1/(1-R)]=KNPɑ式中R —破碎率,为N次循环后,蛋白质的释放量Rn与最大释放量Rm之比;K -与温度有关的速度常数;N -悬浮液通过匀浆器的次数;P -操作压力,MPa;ɑ-与微生物种类有关的常数。
2、高压匀浆机2.1高压匀浆机工作原理及工作示意图高压匀浆器是常用的设备,它由可产生高压的正向排代泵和排出阀组成,排出阀具有狭窄的小孔,其大小可以调节。
细胞浆液通过止逆阀进入泵体内,在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环上,由于突然减压和高速冲击,使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
在操作方式上,可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式,也可连续操作。
为了控制温度的升高,可在进口处用干冰调节温度,使出口温度调节在20℃左右。
在工业规模的细胞破碎中,对于酵母等难破碎的及浓度高或处于生长静止期的细胞,常采用多次循环的操作方法。
细胞破碎的技巧
细胞破碎的技巧
细胞破碎是一种常用的实验技术,用于释放和提取细胞内的蛋白质、DNA、RNA 等物质。
下面是一些常用的细胞破碎技巧:
1. 震荡法:使用震荡器或振荡器将细胞在缓冲液中震荡破碎。
这种方法适合于破碎较小数量的细胞,效果较轻微。
2. 超声波破碎法:使用超声波振荡器将细胞暴露在超声波中,超声波的能量对细胞进行破碎。
这种方法可以快速高效地破碎大量的细胞。
3. 高压法:利用高压机或高压均质器将细胞通过高压作用破碎。
这种方法适用于比较坚硬的细胞或细胞壁较厚的细胞。
4. 冷冻破碎法:将液氮浸入细胞悬液中,使细胞迅速冷冻,然后用玻璃杵或超声波破碎器打碎冷冻的细胞。
这种方法适用于需要保留细胞内部结构的实验。
5. 酶解法:使用特定的酶来破坏细胞壁或细胞膜,使细胞释放出内部的物质。
这种方法适用于特定的细胞类型和实验目的。
不同的细胞类型和实验目的可能需要不同的破碎方法,因此选择合适的方法是十分重要的。
此外,为了最大限度地保留目标物质的完整性和活性,选择合适的缓
冲液和温度条件也是非常重要的。
细胞破碎方法综述
细胞破碎方法综述细胞破碎是生物学研究中一个常用的实验步骤,通过破坏细胞的结构和膜以释放细胞内部的物质和分子。
细胞破碎方法的选择取决于目标细胞类型、破碎效果和需要分析的分子。
以下是一些常用的细胞破碎方法的综述:1.高渗溶液法:高渗溶液法利用高渗溶液破坏细胞膜,使细胞的内容物释放出来。
常用的高渗溶液包括高盐溶液(如盐溶液、磷酸盐缓冲液)、高糖溶液和高pH溶液。
该方法适用于真核细胞和原核细胞的破碎,但对于一些细胞结构较为完整的细胞类型,可能需要较高的渗透压才能有效破碎。
2.壁断法:壁断法主要适用于植物细胞的破碎。
该方法利用机械切割、研磨或破碎细胞壁,使细胞的内容物释放出来。
常用的壁断法包括搅拌法、研磨法和超声波破碎法。
搅拌法通过搅拌或磨碎细胞悬液来破坏细胞壁;研磨法利用研钵、研磨棒等器械来破碎细胞壁;超声波破碎法利用超声波的高能量和高频率来破坏细胞壁。
3.酶解法:酶解法利用特定的酶来破坏细胞膜或其他细胞组分。
常用的酶包括蛋白酶、核酸酶和脂肪酶。
例如,蛋白酶可以用来降解细胞膜上的蛋白质,使细胞内容物释放出来;核酸酶可以用来降解细胞内的核酸,以便进一步分析DNA或RNA。
4.冷冻破碎法:冷冻破碎法适用于研究细胞膜和细胞器的内部结构。
该方法通过快速冷冻样本,然后在低温下破裂细胞,使细胞结构得以保持。
常用的冷冻破碎方法有冷冻磨碎法和冷冻切片法。
冷冻磨碎法利用超低温物质(如液氮)将细胞样品研磨成粉末,然后将粉末进行分析;冷冻切片法则是将细胞样品冷冻后,使用特殊的切片机将样品切成薄片,以便在电子显微镜下观察。
需要注意的是,选择适当的细胞破碎方法不仅能够高效地破碎细胞并释放目标分子,还要尽量减少可能引起蛋白质、核酸等分子降解或损坏的因素。
因此,在选择细胞破碎方法时,还需要根据研究需求仔细考虑不同方法的优缺点,并在实验中进行优化。
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。
细胞破碎总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言细胞破碎是生物技术领域中的一个重要步骤,广泛应用于蛋白质提取、酶活性检测、基因工程等领域。
细胞破碎技术的研究和发展对于提高生物产品的产量和质量具有重要意义。
本报告将对细胞破碎技术的研究进展、不同破碎方法及其优缺点进行总结,并探讨细胞破碎技术在生物技术领域的应用前景。
二、细胞破碎技术研究进展1. 细胞破碎技术概述细胞破碎是指将细胞结构破坏,使细胞内的生物大分子如蛋白质、核酸、酶等释放到细胞外。
细胞破碎技术的研究始于20世纪初,经过多年的发展,已形成多种破碎方法。
2. 细胞破碎方法分类(1)机械破碎法:包括研磨、超声波、均质化等。
机械破碎法通过物理力量直接破坏细胞壁和细胞膜,使细胞内容物释放出来。
(2)化学破碎法:包括酶解法、有机溶剂法、酸碱法等。
化学破碎法通过化学反应破坏细胞壁和细胞膜,使细胞内容物释放出来。
(3)冻融法:通过低温冻结和高温融化细胞,使细胞壁和细胞膜破裂,从而实现细胞破碎。
(4)生物破碎法:利用微生物酶或病毒等生物制剂破坏细胞壁和细胞膜,实现细胞破碎。
三、不同细胞破碎方法的优缺点1. 机械破碎法优点:操作简单,破碎效率高,适用于各种细胞类型。
缺点:易造成细胞内容物的破坏,影响生物大分子的活性;机械破碎过程中可能产生热,导致蛋白质变性。
2. 化学破碎法优点:操作简便,破碎效率高,适用于各种细胞类型。
缺点:可能影响细胞内容物的活性,化学试剂可能对人体和环境造成危害。
3. 冻融法优点:操作简便,适用于各种细胞类型。
缺点:破碎效率较低,可能影响细胞内容物的活性。
4. 生物破碎法优点:操作简便,破碎效率高,适用于各种细胞类型。
缺点:需要特定的生物制剂,成本较高。
四、细胞破碎技术在生物技术领域的应用1. 蛋白质提取细胞破碎技术在蛋白质提取中的应用非常广泛,如酶、抗体、疫苗等生物制品的制备。
通过细胞破碎,可以提取出高质量的蛋白质,提高生物制品的产量和质量。
2. 酶活性检测细胞破碎技术可以用于酶活性检测,通过测定细胞破碎物中的酶活性,可以了解酶的表达水平和活性。
细胞破碎提取总结
细胞破碎提取总结引言细胞是生物体的基本单位,其中包含了许多重要的生物大分子,如蛋白质、核酸和脂质等。
为了研究细胞内分子的组成和功能,科研人员经常需要将细胞进行破碎提取,以释放细胞内的分子,并进行后续的分析和检测。
本文将对细胞破碎提取的方法进行总结,并讨论其应用和优缺点。
常见的细胞破碎提取方法1. 高压破碎法高压破碎法是一种经典的细胞破碎方法。
它通过将细胞置于高压腔室中,并施加高压力使细胞破碎。
常见的高压破碎装置包括法雷氏破碎器和超声破碎器等。
高压破碎法具有操作简单、成本低廉的优点,适用于一般细胞的破碎提取。
然而,由于高压力对细胞分子的损伤较大,该方法通常需要在低温条件下进行,以减少蛋白质的降解和失活。
2. 酶解法酶解法是利用特定酶对细胞进行破碎和提取的方法。
不同的酶可以针对细胞的不同组分进行选择性酶解。
例如,利用蛋白酶可以将细胞膜蛋白酶解掉,从而得到裸细胞。
酶解法具有选择性强、没有机械刺激的优点,适用于对特定细胞组分的分离和提取。
然而,由于酶的成本较高且容易受到温度和pH等条件的影响,酶解法在实际应用中具有一定的局限性。
3. 化学溶解法化学溶解法是利用化学试剂对细胞进行溶解和提取的方法。
常用的化学试剂包括溶剂、碱性溶液和融解剂等。
化学溶解法具有操作简便、效果稳定的优点,适用于大规模的细胞破碎提取。
然而,由于化学试剂的毒性和对环境的污染问题,该方法在实际应用中需要谨慎选择。
4. 冻融法冻融法是利用冷冻和解冻的循环对细胞进行破碎和提取的方法。
冷冻过程可以使细胞变得脆性,而解冻过程则可以使细胞溶解。
冻融法具有操作简单、对细胞分子的损伤较小的优点,适用于一些对细胞蛋白质活性要求较高的研究。
然而,冻融法需要严格控制冷冻和解冻的速度和循环次数,且对细胞破碎的效果比较不稳定。
细胞破碎提取的应用细胞破碎提取是生物科学研究中的重要步骤,广泛应用于以下领域:1. 蛋白质组学研究细胞破碎提取可以将细胞内的蛋白质释放出来,用于蛋白质组学的研究。
常用的几种细胞破碎方法介绍
常用的几种细胞破碎方法介绍随着重组DNA技术得到广泛应用以来,生物技术发生了质的飞跃。
很多基因工程产物都是胞内物质,必须将细胞破壁,使产物得以释放,才能进一步提取,因此细胞破碎是提取胞内产物的关键步骤,破碎方法的得当与否,直接影响到所提取产品的产量、质量和生产成本。
现将近年来常用的几种细胞破碎方法介绍一下。
1. 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。
这种方法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。
2. 化学渗透法某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改变细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。
其作用机理;化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的结构与组成。
存在的问题;时间长,效率低;化学试剂毒性较强,同时对产物也有毒害作用,进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂;通用性差:某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。
3. 酶溶法就是用生物酶将细胞壁和细胞腊消化溶解的方法。
常用的溶酶有溶菌酶β-1.3-葡聚糖酶、蛋白酶等。
存在的问题;易造成产物抑制作用,这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。
而且溶酶价格高,限制了大规模利用。
若回收溶酶,则又增加百分离纯化溶酶的操作。
另外酶港法通用性差,不同菌种需选择不同的酶。
4. 高速珠磨法设备是珠后机,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。
5. 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。
细胞破碎法——高压匀浆法
细胞破碎法——高压匀浆法摘要:细胞破碎技术是指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,是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质的基础。
目前已发展了多种细胞破碎方法,以便适应不同用途和不同类型的细胞壁破碎。
破碎方法可归纳为机械法和非机械法两大类。
机械破碎主要的方法有珠磨法、高压匀浆法、撞击破碎法和超生波等方法。
本次综述主要介绍高压匀浆法,高压匀浆法的应用以及高压匀浆机的介绍和使用。
关键词:细胞破碎高压匀浆法高压匀浆器应用正文:一、高压匀浆法破碎细胞的原理高压匀浆法是大规模破碎细胞的常用方法,作用机理是液体剪切作用,利用高压是细胞悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎,细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时,每秒速度高达几百米,高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上,被迫改变方向从出口管流出。
细胞在这一系列高速运动过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化,从而造成细胞破碎。
二、高压匀浆器高压匀浆器是常用的设备,它由可产生高压的正向排代泵和排出阀组成,排出阀具有狭窄的小孔,其大小可以调节。
细胞浆液通过止逆阀进入泵体内,在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环上,由于突然减压和高速冲击,使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
在操作方式上,可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式,也可连续操作。
为了控制温度的升高,可在进口处用干冰调节温度,使出口温度调节在20℃左右。
在工业规模的细胞破碎中,对于酵母等难破碎的及浓度高或处于生长静止期的细胞,常采用多次循环的操作方法。
三、高压匀浆器性能特点凡与物料相接触的零部件材料都具有极高的耐磨性和良好的耐腐蚀性、对物料不会产生不良的影响,高压均质机与其他均质设备相比,具有占地面积小、效率高、能量大、反应时间快、运转费用低等优点。
高压均质机品种、规格齐全,完全能满足各个领域用户的需要。
均质功率从1kw-200kw,压力从15MPa-100MPa,从0.2升物料能做试验的台式小型均质机到3万升/小时超大型均质机,各种规格达一百多种,为全国同行业之最。
细胞破碎方法简述
细胞破碎方法简述-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1细胞破碎方法简述2010-04-26 09:27:19|?分类:电泳资料 |标签: |字号大中小订阅本文引用自啸月天狼《细胞破碎方法简述》更多相关资料请查看分离膜是指能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。
膜的形式可以是固态的,也可以是液态的。
被膜分割的流体物质可以是液态的,也可以是气态的。
膜至少具有两个界面,膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行传递。
分离膜对流体可以是完全透过性的,也可以是半透过性的,但不能是完全不透过性的。
膜在生产和研究中的使用技术被称为膜技术。
随着科学技术的迅猛发展和人类对物质利用广度的开拓,物质的分离已成为重要的研究课题。
分离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的分离;异种物质的分离;不同物质状态的分离等。
在化工单元操作中,常见的分离方法有筛分、过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。
然而,对于高层次的分离,如分子尺寸的分离、生物体组分的分离等,采用常规的分离方法是难以实现的,或达不到精度,或需要损耗极大的能源而无实用价值。
具有选择分离功能的高分子材料的出现,使上述的分离问题迎刃而解。
膜分离过程的主要特点是以具有选择透过性的膜作为分离的手段,实现物质分子尺寸的分离和混合物组分的分离。
膜分离过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等。
膜分离过程可概述为以下三种形式:①渗析式膜分离料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的推动下,透过膜进入接受液中,从而被分离出去。
属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等;②过滤式膜分离利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率差别,达到组分的分离。
属于过滤式膜分离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等;③液膜分离液膜与料液和接受液互不混溶,液液两相通过液膜实现渗透,类似于萃取和反萃取的组合。
溶质从料液进入液膜相当于萃取,溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取。
细胞破碎的方法(标准版)
细胞破碎的方法一、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。
1. 高速组织捣碎: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。
此法适用于动物内脏组织、植物肉质种子等。
2. 玻璃匀浆器匀浆:先将剪碎的组织置于管中,再套入研磨杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,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。
二、物理破碎法:指利用温度差、压力差或超声波等将细胞破碎开来。
1.用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂(借助超声的震动力破碎细胞壁和细胞器)。
机制:可能与强声波作用溶液时,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。
超声波破碎的效率取决于声频、声能、处理时间、细胞浓度和细胞类型等。
(使用时注意降温,防止过热)。
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。
三、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。
有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏。
四、酶学破碎法:选用合适的酶,使细胞壁遭到破坏,进而在低渗溶液中将原生质体破碎开来。
细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。
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细胞破碎法的总结
细胞破碎法的总结细胞破碎法是一种常用的实验方法,用于破碎细胞并释放其内部组分。
通过细胞破碎法,可以获取到细胞内的蛋白质、核酸、酶等生物大分子,并进一步进行分析和研究。
本文将对细胞破碎法进行总结,包括其原理、常见的破碎方法以及应用领域等内容。
1. 细胞破碎法的原理细胞破碎法的原理是通过物理、化学或生物学手段,破坏细胞膜结构,使得细胞内的组分能够被释放出来。
不同的细胞破碎方法采用了不同的原理,但目标都是破坏细胞膜和细胞壁。
2. 常见的细胞破碎方法2.1 声波破碎法声波破碎法是一种非接触性的细胞破碎方法,利用声波的机械作用力破坏细胞膜结构。
通过将细胞悬浮液置于超声波波器中,超声波将产生高频振动,从而产生局部的高压和低压区域,造成细胞膜的破裂。
2.2 高压破碎法高压破碎法利用高压气流对细胞进行破碎。
将细胞悬浮液通过高压机械设备,使其通过微孔或喷嘴,细胞受到高压气流的剧烈冲击而破碎。
2.3 化学破碎法化学破碎法采用化学试剂对细胞进行破碎。
常用的化学破碎试剂包括洗涤剂、酶、酸、碱等。
它们可以破坏细胞膜的疏水性和静电作用力,从而引起细胞膜的解聚和破碎。
2.4 冻融破碎法冻融破碎法是一种简单且常用的细胞破碎方法。
将细胞悬浮液在低温下冻结,然后迅速解冻,重复多次,使细胞膜破裂。
冻融破碎法适用于较软的细胞和组织。
3. 细胞破碎法的应用细胞破碎法在生物学和生物化学研究中具有广泛的应用。
以下是细胞破碎法常见的应用领域:3.1 蛋白质分析细胞破碎法可以用于提取细胞中的蛋白质,并进行蛋白质分析。
比如,可以采用SDS-PAGE电泳、Western blot等方法,对蛋白质进行分离和检测,进一步了解细胞中的蛋白质组成。
3.2 基因组和转录组研究通过细胞破碎法,可以获得细胞内的核酸,包括DNA和RNA,并进一步用于基因组学和转录组学的研究。
比如,可以通过PCR扩增的方法,检测目标基因的存在和表达水平。
3.3 酶活性分析细胞破碎法还可以用于提取细胞中的酶,并进行酶活性的测定。
细胞破碎方法
细胞破碎方法细胞破碎是生物学实验中常用的一种技术手段,通过破坏细胞膜,释放细胞内的物质,以便进行后续的分离、纯化和分析。
在细胞生物学、分子生物学和生物化学等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍几种常用的细胞破碎方法。
1. 壁式超声波破碎法。
壁式超声波破碎法是利用超声波的机械作用和热效应来破碎细胞。
将含有细胞的溶液置于超声波破碎仪中,超声波的振动会产生剧烈的涡流和剪切力,导致细胞膜的破裂,释放细胞内的物质。
这种方法操作简单,破碎效果好,但需要注意控制超声波的功率和时间,避免对细胞内的蛋白质和核酸造成不可逆的损伤。
2. 高压破碎法。
高压破碎法是利用高压力来破碎细胞。
将含有细胞的溶液置于高压破碎机中,通过高压力的作用,使细胞膜瞬间破裂,释放细胞内的物质。
这种方法适用于大规模的细胞破碎,操作简便,但需要注意控制破碎压力和时间,避免对细胞内的组分造成破坏。
3. 冻融破碎法。
冻融破碎法是利用细胞在低温下冻结后再解冻的过程来破碎细胞。
将含有细胞的溶液置于液氮中迅速冷冻,然后迅速解冻,细胞膜会因为温度的变化而破裂,释放细胞内的物质。
这种方法操作简单,成本低廉,但需要注意控制冻融的速度和次数,避免对细胞内的活性物质造成影响。
4. 酶解法。
酶解法是利用特定的酶来破坏细胞膜,释放细胞内的物质。
不同的细胞类型和组分需要选择不同的酶,如蛋白酶、脂肪酶等。
这种方法对细胞内的蛋白质和核酸影响较小,适用于对活性物质的研究,但需要注意酶的浓度和作用时间,避免过度酶解导致物质的损失。
综上所述,不同的细胞破碎方法各有特点,选择合适的方法需要根据实验的目的、样品的性质和破碎后物质的要求来进行。
在进行细胞破碎实验时,需要严格控制操作条件,避免对细胞内的物质造成不可逆的损伤,确保实验结果的准确性和可靠性。
希望本文能对您在细胞破碎实验中的实践操作提供一些帮助。
几种常用的细胞破碎方法
几种常用的细胞破碎方法(1) 珠磨法是一种有效的细胞破碎方法,所用设备为珠磨机。
1) 工作原理:进入珠磨机内的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨,珠子之间以及珠子与细胞之间的相互剪切、碰撞,使细胞破碎,释放出内含物。
在珠液分离器的协助下,珠子被滞留在破碎室内,浆液流出,从而实现连续操作。
破碎过程中产生的热量由夹套内的冷却液带走。
2)影响因素:一旦珠磨机的硬件确定了,则只有某些操作参数可以进行设定,如转速、进料速度、珠子的直径和用量、细胞浓度、冷却温度等。
这些参数对细胞破碎有不同的影响,同时也相互联系。
(2) 高压匀浆法是大规模细胞破碎的常用方法,所用设备为高压匀浆器。
图11.3为高压细胞破碎仪,是一种很常用的高压匀浆器。
1)工作原理高压匀浆法是利用高压使细胞悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速撞击碰撞环而使细胞破裂。
从高压室(几十兆帕)压出的细胞悬浮液(图11.4)经过阀座3的中心孔道,从阀座3和阀杆5之间的小环隙中喷出,速度可达每秒钟几百米。
这种高速喷出的浆液又射到静止的碰撞环4上,被迫改变方向后从出口管流出。
细胞在这一系列过程中经历了高流速下的剪切、碰撞以及由高压到常压的变化,使细胞产生较大的形变,导致细胞壁的破坏。
细胞壁是细胞的机械屏障,稍有破损就会造成细胞膜的破坏,胞内物质在渗透压的作用下释放出来,从而造成细胞的完全破坏。
细胞悬浮液经过一次高压匀浆后,常常只有一部分的细胞破碎,为此,可将一次破碎的“细胞匀浆”进行第二次、第三次甚至更多次的破碎,也可将细胞匀浆进行循环破碎,直到达到理想的破碎效果。
2)影响因素影响破碎的主要因素有压力、温度和细胞悬浮液通过匀浆的次数。
增大压力和增加破碎次数都可以提高破碎效果,但过高的压力对匀浆器的磨损也较大。
一般来说,酵母细胞比细菌细胞难破碎,处于静止期的细胞比处于快速生长期的细胞难破碎,在复合培养基中培养的细胞比在简单培养基中培养的细胞难破碎。
细胞破碎的技巧
细胞破碎的技巧细胞破碎(cell lysis)是实验室中常见的操作,目的是将细胞破裂释放细胞内容物,以便进行后续实验,如蛋白质提取、DNA/RNA提取等。
细胞破碎的技巧主要有机械破碎、化学破碎和生物学破碎等多种方法。
一、机械破碎1. 高压均质法:使用高压均质机对细胞进行破碎,将细胞悬浮液通过小孔或喷嘴,使细胞迅速受到高速液流和切割作用,从而实现细胞破碎。
此法适用于较硬的细胞,如细菌等。
2. 超声波破碎法:利用超声波产生的剧烈涡流和液体物理性质变化,使细胞迅速破裂。
应注意控制超声波功率和时间,以避免样品过热和损伤。
3. 球磨破碎法:将含有细胞的样品与玻璃或金属珠放入球磨研钵中,并用球磨研钵进行高速摩擦研磨,利用机械力使细胞破碎。
此法适用于软组织以及大量样品。
二、化学破碎1. 胶酶破碎法:将含有细胞的样品用适量的含有胶原降解酶的缓冲液处理,利用胶原降解酶分解细胞间质蛋白,使细胞破裂。
此法适用于软组织和动物组织。
2. 高温破碎法:将含有细胞的样品置于高温中进行热处理,使细胞质膜破裂。
此法适用于耐高温的菌株和细胞。
3. 低温冻融破碎法:将含有细胞的样品在液氮中预冷,然后迅速置于高温水浴中进行冻融循环,使细胞破裂。
此法适用于一些敏感细胞。
三、生物学破碎1. 厌氧破碎法:由于一些细菌或真菌在缺氧条件下生长,在其细胞膜上富含氧化亚氮酸盐酶,可以将细胞膜破裂。
2. 超声波破碎法:有些细菌的外膜结构相对较弱,在超声波的作用下容易破裂。
3. 冻融破碎法:一些细菌在冻融过程中由于细胞膜的合并作用不够强,容易破裂。
4. 酶处理法:利用胶原酶、丝氨酸酶等刺激性酶类物质,可引起细胞质膜和细胞壁的变性与解聚,从而使细胞破裂。
在实际操作中,需要根据不同实验的要求选择适合的细胞破碎方法,并注意以下几点:1. 样品处理:样品中的细胞应尽可能保持完整,不受损伤或降解,避免过度搅拌或过高的温度处理,以保持样品的完整性。
2. 温度控制:在进行细胞破碎时,对于需要保持活性的细胞内容物,如酶、蛋白质等,应注意控制温度以避免失活。
细胞的破碎
亲和层析法(aflinity chromatography)是分离蛋白质的一种极为有效的方法,它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来,而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand)的分子能特异而非共价地结合。其基本原理:蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在,每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质,因此蛋白质的分离(Separation),提纯(Purification)
2、离子交换层析法
离子交换剂有阳离子交换剂(如:羧甲基纤维素;CM-纤维素)和阴离子交换剂(二乙氨基乙基纤维素;DEAE?FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN">纤维素),当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时,带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上,随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。(详见层析技术章)
蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。其中应用最多的硫酸铵,它的优点是温度系数小而溶解度大(25度时饱和溶液为4.1M,即767克/升;0度时饱和溶解度为3.9M,即676克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。硫酸铵溶液的pH常在4.5-5.5之间,当用其他pH值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。
2、凝胶过滤法
也称分子排阻层析或分子筛层析,这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝胶(Sephadex ged)和琼脂糖凝胶(agarose gel)。
(三)根据蛋白质带电性质进行分离
细胞裂解实验方法总结
细胞裂解实验方法总结细胞裂解是生物学实验中常用的一种技术手段,用于破坏细胞膜、核膜等障碍物,使细胞内部的物质释放出来。
细胞裂解方法根据不同的研究对象和要求,可以选择不同的方法。
下面将细胞裂解的几种常用方法进行总结。
1.高压均质法:高压均质法是一种利用高压力将细胞组织进行有效破碎的方法。
实验中,先将待裂解的细胞组织放入均质仪中,使用高压力将细胞均质。
均质仪中的狭缝和高压使细胞膜和核膜破裂,释放出细胞内部的物质。
高压均质法能够有效地破碎细胞组织,提取出完整的细胞内组分。
2.超声波破碎法:超声波破碎法是一种利用超声波产生的剪切力将细胞组织进行破碎的方法。
实验中,将细胞组织置于含有缓冲液的容器中,然后通过超声波发生器产生超声波,超声波的波动产生模型性的剪切力,破坏细胞膜和核膜,并释放许多细胞内的成分。
超声波破碎法可用于多种细胞类型的裂解,特别适用于细胞数量较多的样品。
3.冻融法:冻融法是一种利用低温和高温交替作用破坏细胞组织的方法。
实验中,将细胞样本放入液氮中迅速冷冻,然后迅速回温至室温,重复几个周期,细胞膜和核膜会因为温度的变化而变得不稳定,最终破裂释放出细胞内部的物质。
冻融法操作简单,不需要特殊的仪器,但可能对一些热敏性的细胞内物质造成破坏。
4.高渗溶液法:高渗溶液法是一种利用高渗溶液对细胞进行裂解的方法。
实验中,通过加入高浓度的盐溶液或葡萄糖溶液等高渗溶液,使细胞失去膨胀的平衡,细胞膜发生变形和破裂,细胞内物质释放出来。
高渗溶液法能够在较短的时间内快速裂解细胞,适用于对细胞内溶胞体成分的提取。
5.酶解法:酶解法利用溶解细胞膜的酶对细胞进行破碎。
常用的酶有蛋白酶、核酸酶等。
实验中,将细胞样本加入含有特定酶的缓冲液中,在适当的温度和时间下进行酶解,酶能降解特定的生物大分子,如蛋白质和核酸,从而释放出细胞内的物质。
酶解法具有选择性较强的优点,可以选择特定酶对目标物质进行裂解,但操作条件需要合理控制,以免酶的作用过于强烈造成目标物质的损失。
几种常见的细胞破碎方法
几种常见的细胞破碎方法:
一、机械方法
1、捣碎发:一般用组织捣碎机,适用于动物组织及植物组织的破碎。
2、研磨法:一般手工研磨,适用少量的细菌或坚硬之物组织。
3、匀浆法:主要是利用高压827bar使细胞破碎。
二、物理方法
1、温差法:主要通过反复的冻溶或急热骤冷等温度变化来达到目的
2、压差法:使用加压的方法主要采用高压匀浆机来破碎
3、超声法:采用超声波15-20KHz使细胞在高强度急剧振动下破碎
三、生物化学方法
1、采用化学试剂甲苯、丙酮、氯仿、Triton等通过化学渗透使细胞内含物选择性的渗透出来。
2、自溶法:主要通过一定的pH和温度,借助细胞内的自身酶系使细胞破碎。
3、酶解法:利用各种水解酶、或变性剂如8M 尿素、6M 盐酸胍等变性剂、表面活性剂NLS、SDS等使细胞破碎。
细胞破碎方法(一)
细胞破碎方法(一)细胞破碎的方法1. 奥秘与技术•细胞破碎是生物学和生物技术中的一项重要操作,可以释放细胞内的丰富物质。
•这项操作需要使用到特定的技术和方法才能成功实施。
2. 物理方法震荡法•将细胞样品置于震动装置中,通过机械震动使细胞破碎。
•适用于一些比较坚硬的细胞,如骨骼、肌肉等。
压力法•利用高压力将细胞迅速压碎。
•可以使用高压均质机或高压细胞压碎器完成。
•适用于大量样品处理。
超声波法•利用超声波的力量将细胞破碎。
•这种方法可以产生较高的剪切力,有效破坏细胞膜。
•适用于柔软的细胞,如细菌、酵母等。
3. 化学方法表面活性剂法•使用表面活性剂使细胞膜破裂。
•表面活性剂能够降低细胞膜的张力,使细胞容易破碎。
•适用于一些薄壁的细胞。
酶法•利用特定的酶来降解细胞膜。
•酶可以选择性地作用于特定的化学键,使细胞膜破损。
•适用于特定的细胞类型处理。
4. 生物学方法病毒感染法•使用特定的病毒感染细胞,使细胞破裂释放内部物质。
•病毒能够寄生在细胞内部并释放特定的酶,使细胞破碎。
•适用于研究病毒感染机制等。
冷冻法•将细胞样品冷冻并迅速解冻,使细胞破裂。
•冷冻和解冻的过程中会产生巨大的机械力,破坏细胞膜结构。
•适用于一些特殊的细胞。
5. 小结•细胞破碎是生物学和生物技术中不可或缺的操作。
•物理、化学和生物学方法都提供了多种途径来破碎细胞。
•选择适合的方法取决于细胞的特性和研究的目的。
6. 物理方法细节震荡法•需要一个均匀的震动装置,可根据需要调节震动频率和震动时间。
•细胞样品通常需要在缓冲液中进行震荡,以减少细胞破碎后的降解。
•可以根据需要选择合适的震荡强度,以避免过度破坏细胞。
压力法•高压均质机或高压细胞压碎器需要具备足够的压力功能。
•压力应适度,过高的压力可能会造成细胞结构的破坏。
•细胞样品可以与缓冲液混合,以减少压力过程中的热量积累。
超声波法•超声波仪器需要具备可调节的频率和强度功能。
•超声波破碎时要注意避免产生过高的温度,以免对细胞物质产生热敏损伤。
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细胞破碎方法综述细胞破碎技术是指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,是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质(产品)的基础。
结合重组DNA 技术和组织培养技术上的重大进展,以前认为很难获得的蛋白质现在可以大规模生产。
关键词:细胞破碎;细胞壁;细胞膜;细胞破碎方法1前言目标产物的分离纯化在现代生物技术工业中占有十分重要的位置,它决定着产品的纯度和安全性,也决定着产品的收率与成本。
许多生物产物在细胞培养过程中不能分泌到胞外,而保留在细胞内。
破碎细胞的目的就是使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏或破碎,释放其中的目标产物。
自20世纪80年代初重组DNA技术得到广泛应用以来,生物技术发生了质的飞跃,生物产品的数量越来越多,许多具有重大应用价值的产品应运而生,如具有显著医疗作用的胰岛素、干扰素、生长激素、白细胞介素一2等,它们的基因分别在宿主细胞(如大肠杆菌或酵母细胞)内克隆表达成为基因工程产物,从而提高了产量,降低了成本。
很多基因工程产物都是胞内物质 (如上述药物经克隆表达后都属胞内物质),分离提取这类产物时,必须将细胞破壁,使产物得以释放,才能进一步提取。
因此细胞破碎是提取胞内产物的关键性步骤,破碎技术的研究更加引起基因工程专家和生化工程学者的关注。
2细胞破碎技术2.1高压匀浆破碎法(homogenization)高压匀浆器是常用的设备,它由可产生高压的正向排代泵(positive displacenemt pump)和排出阀(discharge valve)组成,排出阀具有狭窄的小孔,其大小可以调节。
细胞浆液通过止逆阀进入泵体内,在高压下迫使其在排出阀的小孔中高速冲出,并射向撞击环上,由于突然减压和高速冲击,使细胞受到高的液相剪切力而破碎。
在操作方式上,可以采用单次通过匀浆器或多次循环通过等方式,也可连续操作。
为了控制温度的升高,可在进口处用干冰调节温度,使出口温度调节在20℃左右。
在工业规模的细胞破碎中,对于酵母等难破碎的及浓度高或处于生长静止期的细胞,常采用多次循环的操作方法。
2.2振荡珠击破碎法 (Skaking Bead)将等体积的小量组织样品与高密度的ZircoBeads放入可密封的2ml螺旋盖微量管中,再加入缓冲液与稳定成份到1.5ml的体积, 用6500RPM振汤机高速上下振动8秒,休息8秒,再振动8秒即可.此方法是目前最快且一次可处理最多样品的方法. 一台机器最多可以在一天处理2400支样品.对小量且多样的人很方便.2.3高速搅拌珠研磨破碎法(fine grinding)研磨是常用的一种方法,它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。
在工业规模的破碎中,常采用高速珠磨机。
2.4超声波破碎法(ultrasonication)超声波破碎法利用超声波振荡器发射的15-25kHz的超声波探头处理细胞悬浮液。
超声波振荡器有不同的类型,常用的为电声型,它是由发生器和换能器组成,发生器能产生高频电流,换能器的作用是把电磁振荡转换成机械振动。
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,一般破碎效果后者比前者好。
2.5渗透压冲击破碎法(osmotic shock)渗透压冲击是较温和的一种破碎方法,将细胞放在高渗透压的溶液中(如一定浓度的甘油或蔗糖溶液),由于渗透压的作用,细胞内水分便向外渗出,细胞发生收缩,当达到平衡后,将介质快速稀释,或将细胞转入水或缓冲液中,由于渗透压的突然变化,胞外的水迅速渗入胞内,引起细胞快速膨胀而破裂。
2.6冻融破碎法(freezing and thawing)将细胞放在低温下冷冻(约-15℃),然后在室温中融化,反覆多次而达到破壁作用。
由于冷冻,一方面能使细胞膜的疏水键结构破裂,从而增加细胞的亲水性能,另一方面胞内水结晶,形成冰晶粒,引起细胞膨胀而破裂。
对于细胞壁较脆弱的菌体,可采用此法。
2.7酶溶破碎法(enzyme lysis)利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜,进一步增大胞内产物的通透性。
溶菌酶(lysozyme)适用于革兰氏阳性菌细胞的分解,应用于革兰氏阴性菌时,需辅以EDTA使之更有效地作用于细胞壁。
真核细胞的细胞壁不同于原核细胞,需采用不同的酶。
2.8化学破碎法(chemical treatment)采用化学法处理可以溶解细胞或抽提胞内组分。
常用酸、碱、表面活性剂和有机溶剂等化学试剂3超声波破碎法具体应用3.1超声波处理用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,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。
特点:操作简单,重复性较好,节省时间;多用于微生物和组织细胞的破碎。
存在问题:对超声波敏感和核酸应慎用。
空化作用是细胞破坏的直接原因,同时会产生活性氧,所以要加一些巯基保护剂。
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,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目的物质的提取。
超声波是物质介质中的一种弹性机械波,它是一种波动形式,因此它可以用于探测人体的生理及病理信息,既诊断超声。
同时,它又是一种能量形式,当达到一定剂量的超声在生物体内传播时,通过它们之间的相互作用.超声波是物质介质中的一种弹性机械波,它是一种波动形式,因此它可以用于探测人体的生理及病理信息,既诊断超声。
同时,它又是一种能量形式,当达到一定剂量的超声在生物体内传播时,通过它们之间的相互作用,能引起生物体的功能和结构发生变化,即超声生物效应。
超声对细胞的作用主要有热效应,空化效应和机械效应。
热效应是当超声在介质中传播时,摩擦力阻碍了由超声引起的分子震动,使部分能量转化为局部高热(42-43℃),因为正常组织的临界致死温度为45.7℃,而肿瘤组织比正常组织敏感性高,故在此温度下肿瘤细胞的代谢发生障碍,DNA、RNA、蛋白质合成受到影响,从而杀伤癌细胞而正常组织不受影响。
空化效应是在超声照射下,生物体内形成空泡,随着空泡震动和其猛烈的聚爆而产生出机械剪切压力和动荡,使肿瘤出血、组织瓦解以致坏死。
另外,空化泡破裂时产生瞬时高温 (约5000℃)、高压(可达500×104Pa),可使水蒸气热解离产生.OH自由基和.H原子,由.OH自由基和.H原子引起的氧化还原反应可导致多聚物降解、酶失活、脂质过氧化和细胞杀伤。
机械效应是超声的原发效应,超声波在传播过程中介质质点交替地压缩与伸张构成了压力变化,引起细胞结构损伤。
杀伤作用的强弱与超声的频率和强度密切相关。
超声波细胞破碎仪的原理并不是太神秘、太复杂。
简单说就是将电能通过换能器转换为声能,这种能量通过液体介质(如水)而变成一个个密集的小气泡,这些小气泡迅速炸裂,产生的象小炸弹一样的能量,从而起到破碎细胞等物质的作用。
3.2超声波应用超声波细胞粉碎机是利用一种超声波在液体中产生空化效应的多功能、多用途的仪器;它能用于各种动植物细胞、病毒细胞、细菌及组织的破碎,也可用于各类无机物质的破碎重组,同时可用来乳化、分离、匀化、提取、消泡清洗及加速化学反应等。
超声波细胞粉碎机有广泛的用途,如:3.2.1超声波提取生物纳米(超声波化学合成法)超声波化学反应中,起关键作用的是声波的空化效应,在超声波的辐照过程中,在液体里将发生空化气泡的形成,长大和崩灭,当空化气泡崩灭时产生一个覆盖着的强压力脉冲,产生许多独特的性质,例如产生高达5000K的高温,大于200Mpa的压力,这就是超声波化学合成的能量来源,利用这些能量能在一些特殊粉末表面合成出纳米粒子。
3.2.2超声波制药(1)注射用医药物质的分散——将磷脂类与胆固醇混合用适当方法与药物混合在水溶液中,经超声分散,可以得到更小粒子供静脉注射。
(2)草药提取——利用超声分散破坏植物组织,加速溶剂穿透组织作用,提高中草药有效成分提取率。
如金鸡纳树皮中全部生物碱用一般方法侵出需5小时以上,采用超声分散只要半小时即可完成。
(3)制备混悬剂——在超声空化和强烈搅拌下,将一种固体药物分散在含有表面活性剂的水溶液中,可以形成1um左右口服或静脉注射混悬剂。
例“静注喜树碱混悬剂”“肝脏造影剂”、“硫酸钡混悬剂”。
(4) 制备疫苗——将细胞或病菌借助于超声分散将其杀死以后,再用适当方法制成疫苗。
3.2.3超声波对化妆品的分散为了更进一步提取药物精华和粒子微细化,并节约生产成本,达到分散、乳化效果,使化妆品更深入渗透到肌肤里层,让肌肤很好的吸收,发挥药物的效力和作用,采用超声波乳化可达到非常理想的效果。
采用超声分散,则不需要使用乳化剂,就能使蜡及石蜡乳化、化妆水等油的微粒子分散。
石腊在水中分散的粒子直径可达1um以下。
3.2.4超声波对酒的醇化—催陈技术一瓶美酒以它的酒味醇厚,绵软柔和、芳香浓郁为人青睐,人们常用陈年老酒来形容酒的珍贵,一瓶上世纪的陈酒,标价几万元,其价格的含义在于时间的存放上。
酒的主要控制因素是化学变化即酸的形成,并进一步酯化,酯参与乙醇和水的缔合。
刚出厂的酒含有戍醇,有辛辣味,这种气味要经过很长时间才能化解,这个缓慢变化称酒的醇化。
用功率1.6KW,频率17.5-22KHZ的超声波处理5-10min,可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2。
因此超声波细胞粉碎机可以并且已经被广泛用于生物化学、微生物学药理学、物理学、动物学、农学、医学、制药等领域的教学、科研、生产。
5.总结随着重组DNA技术得到广泛应用以来,生物技术发生了质的飞跃。
动物细胞培养的产物有的分泌在细胞外,动物细胞培养的产物大多分泌在细胞外培养液中,微生物的代谢产物有的分泌在细胞外,也有许多是存在于细胞内部,例如大肠杆菌表达的基因工程产物、某些酶制剂(如青霉素酰化酶,碱性磷酸酯酶等)。
而植物细胞产物,多为胞内物质。
为了提取胞内的蛋白质、酶、多肽和核酸等生化物质。
首先必须收集细胞或菌体,进行细胞破碎。
细胞破碎就是采用一定的方法,在一定程度上破坏细胞壁和细胞膜,设法使胞内产物最大程度的释放到液相中,破碎后的细胞浆液经固液分离除去细胞碎片后,再采用不同的分离手段进一步纯化。
微生物细胞核植物细胞外层均为细胞壁,细胞壁里面是细胞膜和它所包围的细胞浆合称原生质体。