浅谈常用细胞破碎方法
化学破碎细胞方法的原理
化学破碎细胞方法的原理
化学破碎细胞方法是一种通过化学手段使细胞破裂,释放细胞内的分子和组分的方法。
其原理是利用化学物质的作用,破坏细胞的结构和功能,从而使细胞膜破裂,释放细胞内的分子。
常用的化学破碎细胞方法有两种:离子性洗涤和表面活性剂。
离子性洗涤方法利用离子溶液中溶解度不同的离子,破坏细胞膜结构。
在溶液中加入高浓度的盐类(如高盐缓冲液或高浓度NaCl溶液),离子会与细胞膜上的离子发生竞争作用,导致细胞膜离子平衡受到破坏,引起细胞膜破裂。
表面活性剂方法是利用表面活性剂对细胞膜的破坏作用。
表面活性剂能降低细胞膜的表面张力,使其破裂。
在溶液中加入适量的表面活性剂(如SDS、Triton X-100等),可以使细胞膜变得不稳定,进而发生破裂,释放细胞内的分子。
这些化学方法能够快速高效地破碎细胞,是细胞学、生物化学和分子生物学研究中常用的技术手段之一。
组织细胞破碎常用方法的基本原理
组织细胞破碎常用方法的基本原理
组织细胞破碎是生物学研究中常用的一种实验方法,其目的是将细胞或组织破碎,以便进行后续的分析和研究。
常用的组织细胞破碎方法包括机械破碎、超声波破碎、化学破碎等,下面将分别介绍这些方法的基本原理。
机械破碎是最常用的组织细胞破碎方法之一,其基本原理是利用机械力将细胞或组织破碎。
常用的机械破碎设备包括研钵、研磨器、高压均质器等。
其中,高压均质器是一种常用的机械破碎设备,其原理是利用高压水流将细胞或组织破碎。
高压均质器的优点是破碎效率高,但其缺点是易产生热量,从而影响样品的稳定性。
超声波破碎是一种利用超声波将细胞或组织破碎的方法。
超声波破碎的原理是利用超声波的高频振动将细胞或组织破碎。
超声波破碎的优点是操作简单、破碎效率高,但其缺点是易产生热量,从而影响样品的稳定性。
化学破碎是一种利用化学试剂将细胞或组织破碎的方法。
化学破碎的原理是利用化学试剂的作用将细胞或组织破碎。
常用的化学试剂包括酸、碱、酶等。
化学破碎的优点是操作简单、破碎效率高,但其缺点是易影响样品的化学性质。
组织细胞破碎常用的方法包括机械破碎、超声波破碎、化学破碎等,每种方法都有其独特的优点和缺点。
在选择破碎方法时,需要根据
实验的具体要求和样品的特性进行选择,以保证实验的准确性和可靠性。
细胞裂解方法范文
细胞裂解方法范文细胞裂解是将生物细胞破坏开来,使得细胞内的细胞器和分子可以完全释放出来。
这个过程在细胞学和分子生物学研究中非常重要,因为它是研究和分析细胞内生物分子的基础。
在细胞裂解中,主要有物理方法、化学方法和生物方法。
一、物理方法:1.高压法:将细胞置于高压均匀机中,通过增加压力使细胞破裂。
2.震荡法:将细胞悬液加入震荡器中,用高频震荡器将细胞震碎。
3.超声波法:通过超声波的震荡作用将细胞破碎。
物理方法具有操作简便、成本低等优点,但它们通常不能彻底破坏所有的细胞壁。
二、化学方法:1.高渗透压法:通过与细胞外环境渗透压差异产生渗透压,使细胞失水破裂。
2.蛋白酶消化法:使用蛋白酶溶解蛋白质,破坏细胞壁。
这些化学方法可以彻底破坏细胞壁,但对于需要保存蛋白质的样本来说,可能会导致蛋白质的降解和失活。
三、生物方法:1.酶法:使用蛋白酶或细胞壁酶,破坏细胞壁。
2.热处理法:通过高温处理,破坏细胞膜,使细胞释放。
生物方法相对于物理和化学方法而言,更为温和,不会解离结构敏感的蛋白质或其他生物分子,是许多生物实验室中常用的优选方法。
通常细胞裂解的选择因素包括细胞类型、研究目的、实验条件等。
在实际操作中,有时需要将不同的裂解方法组合使用,以达到最佳裂解效果。
在细胞裂解后,需要使用适当的技术手段来分离和纯化目标分子。
常用的分离纯化方法包括离心、过滤、薄层层析、柱层析等等。
总之,细胞裂解是研究和分析细胞内分子的重要步骤,选择合适的裂解方法对于获得可靠和准确的实验结果至关重要。
不同的细胞裂解方法有其各自的优缺点,实验者需根据实际情况选择合适的方法。
细胞破碎
方法
技术
机 研磨法
械 法 组织捣碎法
原理
效果 成本
细胞被研磨物磨碎 适中 便宜
细胞被捣碎机捣碎 适波法
须使细胞通过的小 孔,使细胞受到剪 切力而破碎
用超声波的空穴作 用使细胞破碎
剧烈 适中
适中 昂贵
细胞悬浮液大 规模处理
细胞悬浮液小 规模处理
方法
技术
原理
效果 成本
举例
HC23-高压细胞破碎 DY89-1 型电动玻璃匀
机
浆机
(三)超声波破碎 破碎原理:超声波作用下液体发生空化作用,产生极大的
冲击波和剪切力,使细胞破碎。
超声波破碎仪
二 非机械法
(一)酶溶法 1 原理:利用酶反应分解破坏细胞壁组分的特殊化学键,从 而达到破碎细胞的目的。 2方法 (1)外加酶法:根据细胞壁的组分组成特点,选用合适的酶 ,分解破坏细胞壁,然后在低渗溶液中使细胞破裂。
4.渗透压冲击法 细胞在高渗透压介质中平衡后,再突然 将其转至低渗透压环境中,水会大量进入细胞,使细胞壁和膜胀 破
5. 撞击破碎法 细胞冷冻后成为刚性球体,降低破碎难度。 操作:细胞喷雾高速冻结高速载气(300 m/s氮气流)将冻结的 微粒子送入破碎室,高速撞击撞击板。
高速氮气 冷冻细胞
细胞壁的破碎方法总结
影响因素:温度 、时间 、 p H 、激活剂和细胞代谢途 径
(二)化学破碎法
1 概念 利用某 些化学试剂 改变细胞壁或细胞膜的通透性(渗透
性)使胞内物质有选择地渗透出来 的处理方法叫化学破碎法。 2常用的化学试剂 (1)有机溶剂法
有机溶剂可破坏细胞壁或膜中的类脂结构 ,从而改变细胞 壁或细胞膜的透过性 ,再经提取可使膜结合的酶或胞内酶等释 放到胞外 。
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。
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。
几种细胞粉碎的方法
几种细胞粉碎的方法细胞破碎的方法: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。
浓度一般为1mg/ml。
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。
裂解液标准配方:50mM Tris-HCl(pH8.5~9.0), 2mM EDTA, 100mM NaCl, 0.5% Triton X-100, 1mg/ml溶菌酶。
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
机械法主要通过机械切力的作用使组织细胞破碎的方法,常用的器械有组织捣碎机、匀浆器、研钵和研磨、压榨器等。
1. 组织捣碎机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。
一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等,转速可高达10000rpm/M以上。
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. 匀浆器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。
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。
制作匀浆器的材料,除玻璃外,还可以用硬质塑料、不锈钢、人造荧光树脂等。
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。
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. 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。
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。
物理法主要通过各种物理因素使组织细胞破碎的方法。
在生化制备中常用的方法有:1. 反复冻溶法原理:因突然冷冻,细胞内冰晶的形成及胞内外溶剂浓度的突然改变而破坏细胞。
方法:将待破碎的细胞在-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。
特点:此法适用于组织细胞,多用于动物性材料,对微生物细胞作用较差。
2. 急热骤冷法将材料投入沸水中,维持85-90分钟,至水浴中急速冷却,此法可用于细菌及病毒材料。
3. 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。
破碎细胞的方法
破碎细胞是获得细胞各个组分的第一步,也是很关键步骤:破碎不充分,会影响细胞器产量;破碎过度,有时会破坏细胞器。
破碎细胞一般是在低温条件下,将细胞在等渗液中制备成细胞悬液,进行破碎细胞使之成为各种细胞器及其包含物的匀浆。
(一)匀浆法匀浆(homogenization)是最常用的破碎细胞的方法,一般都要在冰上操作。
较为经济的方法是使用玻璃匀浆器。
手动玻璃匀浆器由一根端部表面磨砂的玻璃杆和一个内壁磨砂的玻璃套管组成。
使用时,先用锋利的刀片把组织块切碎,然后把碎块加入套管中,用力移动玻璃杆使组织细胞破碎。
因为在研磨的过程中会摩擦产热,引起蛋白变性,所以一般都在冰上操作,冰上操作还可以抑制细胞酶活性,防止降解。
电动玻璃匀浆器和手动玻璃匀浆器原理和使用方法相似。
(二)高速组织捣碎机法高速组织匀浆机有高速转动的电机,可以带动钢制转头高速旋转,从而剪切样品、达到破碎细胞的目的,可以用于微量样品的制备。
使用时将待处理细胞悬于细胞裂解液中.加入到塑料离心管(因为刀头速度过快,为防止碎裂,尽量避免使用玻璃试管)中,并放置于冰上,将组织匀浆机的探头浸入离心管中,然后打开电源,缓慢调整旋转速度,一般开机数十秒后.组织细胞即可被高速旋转的探头破碎。
但不宜时间过长,以防高速旋转产生热而导致分离物中的活性物降解。
(三)超声波处理法超声波发生器能产生高强度的超声信号,经换能器传送至与之接触的溶液中,由声波形成冲击和振动而产生剪力,致使细胞破碎,一般体外培养的动物细胞均可在短时间内破碎,因超声时可产热,应注意冰浴冷却,生物大分子如核酸和酶对超声敏感,一般不宜采用。
如果提取蛋白、多糖等,可采用超声法降解核酸。
超声法可以和匀浆法相结合,即先通过匀浆的方法破碎细胞,再通过适当的超声进一步裂解。
(四)化学裂解法在细胞悬液中加入Titon X-100、NP-40、SDS、去氧胆酸钠均可使细胞裂解,往往仍需机械法进行辅助,方可在短时间内使细胞完全裂解,裂解后应清除化学裂解剂,以防止干扰分析。
植物细胞壁的破碎方法是
植物细胞壁的破碎方法是
植物细胞壁是由纤维素、半纤维素和赖氨酸蛋白等多种复杂的多糖物质组成,破碎植物细胞壁可以使用以下方法:
1. 酶解法:使用纤维素酶、半纤维素酶等酶类来降解植物细胞壁的主要成分,从而破碎细胞壁。
2. 高压法:利用高压破碎仪或超声波破碎仪等设备,对植物细胞进行高压处理,使细胞壁破碎。
3. 磨碎法:将植物细胞样品置于研钵中,用研钵磨碾或超声波破碎等方法,对细胞进行机械破碎。
4. 液氮冷冻法:将植物细胞样品置于液氮中迅速冷冻,然后利用研钵或超声波破碎仪等将细胞破碎。
这些方法可以选择单独使用或结合使用,根据需要选择合适的破碎方法。
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。
组织细胞破碎常用方法的基本原理
组织细胞破碎常用方法的基本原理
组织细胞破碎是生物学研究中常用的技术手段之一,主要用于分离细胞内的不同分子组分,如蛋白质、DNA、RNA等。
目前常用的组织细胞破碎方法包括机械切割、超声波处理、高压融合、离心破碎等。
这些方法各有优缺点,选择合适的方法取决于所研究的生物体、细胞类型、研究目的等因素。
机械切割是最早应用的一种破碎方法。
其原理是通过刀片、搅拌器等机械振动的方式将细胞物质破碎和混合。
机械切割可以快速破碎大量细胞,但同时也会引入大量的空气和热量,对细胞内的蛋白质和其他生物分子造成破坏,可能影响研究结果。
超声波处理是利用高频声波对细胞进行破碎。
其原理是声波会产生高压、低压交替变化的压力波,导致组织细胞内部液体的剧烈振动,从而将细胞破碎。
超声波处理效率高,但也存在一定的局限性,如能量过大会导致蛋白质等生物分子的降解。
高压融合是一种较新的破碎方法,其原理是将细胞物质置于高压下,然后迅速减压,使细胞破裂。
高压融合可以破碎细胞膜和细胞壁,对于研究细菌等单细胞生物尤为适用。
但其设备复杂,操作难度较大。
离心破碎是将细胞悬浮液离心,分离出上清液和沉淀物,再用化学物质或机械手段破碎沉淀物获取所需分子。
离心破碎可控制破碎条件,适用于研究一些脆弱分子的含量和分布。
综上所述,选择合适的组织细胞破碎方法需要根据实验目的和
被研究生物的特点进行综合考虑和选择。
常用的细胞破碎方法
常用的细胞破碎方法
常用的细胞破碎方法:
①冻融法通过反复冷冻融化细胞使细胞膜受到应力作用破裂释放胞内物质适用于酵母细菌等微生物细胞;
②机械研磨使用玻璃珠不锈钢珠等硬质颗粒在高速旋转下与细胞发生剧烈撞击摩擦导致细胞壁破坏;
③超声波破碎将细胞悬液置于超声探头附近开启超声波发生器利用空化效应产生的强烈剪切力击碎细胞;
④高压匀浆将细胞混悬液泵入高压容器中瞬间释放压力使细胞在强烈湍流下解体适用于多数类型细胞;
⑤酶解消化利用纤维素酶果胶酶等特定酶类降解植物细胞壁多糖成分从而使细胞内容物流出;
⑥化学溶解加入表面活性剂如SDS Triton X-100等破坏细胞膜脂双层稳定性导致细胞崩解;
⑦渗透冲击将高渗培养的细胞突然转移到低渗缓冲液中由于渗透压差引起细胞急剧膨胀破裂;
⑧电穿孔技术通过瞬间施加高压脉冲电场改变细胞膜通透性促使细胞内容物外泄常用于难破碎细胞;
⑨物理挤压将细胞通过微孔滤膜或狭窄管道时受到强烈挤压变形超过一定限度后细胞就会破碎;
⑩激光辐射利用聚焦激光束直接照射细胞表面产生的热效应及机械效应共同作用下破坏细胞完整性;
⑪微波处理将细胞暴露在微波场中由于水分子强烈振动产热加速细胞内部压力积累最终导致破裂;
⑫最后值得注意的是无论采用哪种方法都需要根据具体实验目的选择最合适的条件组合以达到最佳效果。
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
生物组织或细胞的破碎方法
生物组织或细胞的破碎方法生物组织或细胞的破碎方法,听起来像是搞科学实验的大工程,似乎很复杂对吧?其实并不一定!别看这名字高大上,实际操作起来,虽然要用点小技巧和设备,但也能让你感受到探索生命的乐趣。
就像剥开一个神秘的礼物盒,里面是大自然给我们的“宝藏”。
细胞里藏着无穷的奥秘,破碎它们就像解锁一个个小秘密,让你看到它们内部的精彩。
首先啊,咱得明白一点,细胞不单是“小小”一个东西。
它里面可是包含了复杂的结构。
像细胞膜、细胞质、细胞核,这些东西都得小心翼翼地“拆开”。
要是暴力破解,那细胞就彻底挂掉了,剩下的可能连个“影像”都看不清。
想象一下,如果你去拆一个精密的时钟,弄不好,齿轮散得满地都是,最后也就没法再看时针分针了。
所以,搞细胞破碎也不是那么随便的事,得讲究方法,讲究技巧。
首先来聊聊最常见的几种破碎方法。
第一种,最常见的叫做机械破碎。
简单来说,就是用力砸,用机械力把细胞打破。
这就像你在厨房用擀面杖擀面团一样,力量得控制好。
如果太猛,细胞里的东西全溢出来;如果太轻,可能啥都破不开。
这种方法简单直接,拿个研钵,或者用超声波仪器都可以。
你想,超声波就像是发出一阵阵“嗡嗡”的声音,让细胞膜震动得啪啪作响,最终就被破开了,里面的内容物自然就流了出来。
听起来挺神奇的吧?不过细胞不吃这一套。
它不单是坚硬的外壳,还有一些“防护措施”。
就像你用手捏一个鸡蛋,如果不给点力量,那表面壳怎么捏也捏不破。
所以有些细胞膜特别坚韧,机械力就不那么管用了。
这时就得用到化学破碎法了。
这个方法就好比是给细胞吃点“软化剂”。
我们可以用一些溶液,把细胞膜的结构搞松,像盐酸、碱性溶液、或者洗涤剂,都会在细胞膜上做文章,让它慢慢变得“脆弱”。
一旦它破裂,细胞的内部就能“自由”出来了。
不过,这种方法也有点小风险,要是溶液浓度不对,搞不好就把细胞的东西给弄成一团浆糊了。
如果说化学方法是“软硬兼施”,那高压破碎法就完全是另一个方向了。
像是给细胞来个“大力出奇迹”,不讲情面。
细胞裂解的方法
细胞裂解的方法1. 引言细胞裂解是生物学实验中常用的一项基础技术。
通过裂解细胞,我们可以释放细胞内的重要生物分子,如蛋白质、DNA和RNA,以进行后续的研究和分析。
在本文中,我将介绍一些常用的细胞裂解方法,包括物理方法、化学方法和生物学方法,以及它们的优缺点和适用条件。
2. 物理方法2.1 细胞超声裂解细胞超声裂解是利用超声波的振动能量来破坏细胞壁的一种方法。
超声波的高频振动形成的压力变化在细胞壁上产生剪切力,从而导致细胞壁的破裂。
这种方法操作简单,适用于多种类型的细胞,但一次只能处理少量样品。
超声波的高频振动会产生热量,可能对某些热敏感的生物分子造成损伤。
2.2 高压均质法高压均质法是利用高压力将细胞通过狭窄的孔洞(比如尖头玻璃)迅速压过,从而使细胞壁破裂。
这种方法对细胞类型较为依赖,适用于一些坚硬的细胞,如细菌和酵母。
高压均质法操作较为复杂,需要专门的设备,但可以处理大量的样品,并且能够在较短的时间内高效完成裂解过程。
3. 化学方法3.1 氯仿/甲醇法氯仿/甲醇法是一种化学方法,通过将细胞置于含有氯仿和甲醇的混合溶剂中,破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内容物释放出来。
这种方法不需要昂贵的设备,适用于多种细胞类型。
然而,某些生物分子,尤其是蛋白质,可能受到有机溶剂的影响而发生变性或降解。
3.2 血清裂解血清裂解是一种专门用于血清中细胞裂解的化学方法。
通过添加洗涤剂(如非离子表面活性剂NP-40),血清中的细胞膜被破坏,从而释放出蛋白质、细胞器和其他细胞内组分。
这种方法适用于从血清中提取特定的细胞组分,如蛋白质和DNA。
4. 生物学方法4.1 酶裂解酶裂解是一种利用特定的酶来降解细胞壁或细胞膜的方法。
纤维素酶可以裂解植物细胞壁,胰蛋白酶可以裂解动物组织中的细胞膜。
这种方法操作简单,适用于一些特定细胞类型,但需要进行适当的酶类型和浓度的优化。
4.2 冻融法冻融法是一种简单而经济的细胞裂解方法。
通过将细胞样品冷冻后迅速解冻,细胞在冻结和解冻的过程中会受到物理性质的改变,从而破坏细胞壁。
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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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。
1.3.超声波破碎
超声波破碎:利用超声波振荡器发射的15-25kHz的超声波处理细胞悬浮液。
超声波振荡器的组成:发生器和换能器,
机理:在超声波作用下液体发生空化作用(cavitation),空穴的形成、增大和闭合产生极大的冲击波和剪切力,使细胞破碎。
破碎效率与细胞种类、浓度和超声波的声频、声能有关。
适用范围:很强烈的破碎方法,适用于多数微生物的破碎。
注意事项:对冷却的要求苛刻,不易放大,用于实验室规模的细胞破碎,处理少量样品时操作简单,液量损失少,但是超声波产生的化学自由集团能使某些敏感性活性物质变形失活,而且大容量装置声能传递,散热均有困难。
2.非机械法
2.1酶解(酶溶法Enymatic lysis):利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞,使细胞壁受到部分或完全破坏后,再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。
特点: 条件温和、选择性地释放产物、胞内核酸等泄出量少,细胞外形较完整,便于后步分离等、价格高。
注意事项:易造成产物抑制作用,这可能使导致胞内物质释放效率低的一格重要因素,而且溶酶价格高,限制了大规模利用,若回收溶酶,则又增加了分离纯化溶酶的操作,另外酶溶法通用性差,不同菌种选择的酶不同。
2.2.渗透压冲击法:较温和、高渗溶液能够快速稀释,引起细胞快速膨胀破裂。
2.3.冻结-融化法:将细胞放在低温下冷冻(约-15℃),然后在室温中融化,反复多次而达到破壁作用,适用于细胞壁较脆弱的菌体。
2.4.化学法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。
注意事项:作用时间较长,效率低,化学试剂毒性较强,同时对产物也有毒害作用,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。
以上为近几年,生物工程下游技术中常用的细胞破碎常用技术,不同的破碎方法使用的生物对象不同,可谓也是各有千秋,在我们实际生产以及实验应用中,应当尽量考虑全面,选择最科学以及最有效的方法。
参考文献:
[1] 李宏君,尹际彤,杨启东等.细胞破碎方法简述[J].黑龙江医药,2002,15(2):124.DOI:10.3969/j.issn.1006-2882.2002.02.029.。