细胞破碎方法综述Word版
细胞破碎方法范文
细胞破碎方法范文1.物理破碎法:物理破碎法是利用物理力学的方法破碎细胞,常见的物理破碎方法包括超声波破碎法、高压破碎法、振荡破碎法等。
超声波破碎法是通过高频率的超声波震荡作用于细胞,产生剧烈的机械剪切和冲击力,破坏细胞膜结构。
高压破碎法则是将细胞放入具有一定压力的高压容器中,瞬间释放压力,产生急速的压力变化,使细胞膜破裂。
振荡破碎法则是利用振荡器对细胞进行震荡,通过机械摩擦和冲击力破坏细胞膜。
2.化学破碎法:化学破碎法是利用化学试剂的作用破碎细胞,使细胞膜和细胞器破裂。
常见的化学破碎方法包括溶解法和膜融合法。
溶解法是将细胞放入一定浓度的溶解剂中,如酸、碱、有机溶剂等,通过腐蚀和溶解细胞膜破坏细胞结构。
膜融合法则是将细胞和具有融合作用的化学物质一起处理,使细胞膜与其他物质融合在一起,破坏细胞膜结构。
3.高速离心法:高速离心法是利用离心机的离心力将细胞快速分离,使细胞膜破裂。
常见的高速离心方法包括差速离心法和均质离心法。
差速离心法是将含有细胞的悬浮液经过不同转速的离心机离心,使细胞与溶液分层,然后取上层液体即可得到破碎的细胞。
均质离心法则是将含有细胞的悬浮液通过离心机中的均质器,通过高速离心和高剪切力作用使细胞破碎。
4.酶解法:酶解法是利用消化酶对细胞进行酶解,使细胞膜和细胞器破裂。
常见的酶解方法包括胰蛋白酶、蛋白酶K、DNase、RNase等。
胰蛋白酶通常被用来消化细胞外的蛋白质,而蛋白酶K则可用于消化细胞膜和膜蛋白。
DNase和RNase则可用于分解细胞内的DNA和RNA。
细胞破碎方法的选择取决于所研究的细胞类型、所欲提取的细胞成分和所需的纯度。
不同的方法有着各自的优缺点,需要根据实际需求进行选择。
细胞破碎方法的发展和改进对于细胞学、分子生物学以及生物工程等领域的研究具有重要意义。
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。
细胞破碎方法
之马矢奏春创作机械法主要经由过程机械切力的传染感动使组织细胞决裂的方法,经常应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,慢慢加速至所需速度.一般用于动物组织、植物肉质种子、优柔的叶芽等,转速可高达10000rpm/M以上.因为扭转刀片的机械切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少应用.2. 匀浆器先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆往返研磨,凹凸移动,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.此法细胞决裂程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织. 消掉的问题;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,也不合适用该法处理.3. 研钵多用于细菌或其他坚硬植物资料,研磨时常参加少量石英砂,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,并且低部有出口.操纵时先把细菌和研磨粉调成糊状,每次参加一小勺,研磨20-30秒即可将细菌细胞完全磨碎.物理法主要经由过程各类物理成分使组织细胞决裂的方法.在生化制备中经常应用的方法有:1. 一再冻溶法道理:因溘然冷冻,细胞内冰晶的形成及胞表里溶剂浓度的溘然修改而损坏细胞. 方法:将待决裂的细胞在-20度以下冰冻,室温融解,一再几回,因为细胞内冰粒形成和残剩细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞机关决裂. 特点:此法适用于组织细胞,多用于动物性材料,对微生物细胞传染感动较差.2. 急热骤冷法将材料投入沸水中,保持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. 超声波处理用必定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震撼决裂,此法多适用于微生物资料,用大肠杆菌制备各类酶,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决裂.其决裂机理:可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关.超声决裂的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等成分有关. 特点:操纵简单,一再性较好,节省时间;多用于微生物和组织细胞的决裂. 消掉问题:超声波决裂在实验室规模应用较普遍,处理少量样品时操纵简便,液量损掉落少,但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏理性活性物资变性掉落活.并且大容量装配声能传递,散热均有艰难,应采纳响应降温措施.对超声波迟钝和核酸应慎用.空化传染感动是细胞损坏的直接原因,同时会产生活性氧,所以要加一些巯基呵护剂.化学及生物化学法1. 自溶法在必定PH和适当的温度下,应用组织细胞内自身的酶系统将细胞决裂的方法.此过程需较长时间,经常应用少量防腐剂如甲苯、氯仿等避免细胞的污染.2.酶溶法应用各类水解酶,如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶、半纤维素酶、脂酶等,将细胞壁分化,使细胞内含物释放出来.有些细菌对溶菌酶不迟钝,参加少量巯基试剂或8摩尔尿素处理后,使之转为对溶菌酶迟钝而消融. 特点:a) 此法适用多种微生物;b) 具有传染感动前提温和;c) 内含物成分不随意马虎受到损坏;d) 细胞壁损坏的程度可以控制. 消掉的问题:易造成产品抑制作用,这可能是导致胞内物资释放率低的一个主要成分.并且溶酶价格高,限制了大规模应用.若收受接收溶酶,则又增加百别离纯化溶酶的操纵.别的酶溶法通用性差,不合菌种需选择不合的酶.有必定局限性,不适合大量的蛋白质提取,给进一步纯化带来艰难.3. 化学渗透法某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗生素、概略活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以修改细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来.其传染感动机理;化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的机关与组成. 特点:多用于决裂细菌,且传染感动比较温和;提取核酸时,经常应用此法决裂细胞. 消掉的问题:时间长,效率低;化学试剂毒性较强,同时对产品也有危害传染感动,进一步别离时需要用透析等方法除去这些试剂;通用性差:某种试剂只能传染感动于某些特定类型的微生物细胞. 小结无论用哪一种方法决裂组织细胞,都邑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,导致天然物资量的削减,参加二异丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或减慢自溶传染感动;参加碘乙酸可以抑制那些活性中央需要有疏基的蛋白水解酶的活性,参加苯甲磺酰氟化物(PMSF)也能清除蛋白水解酶活力,但不是全部,还可经由过程选择pH、温度或离子强度等,使这些前提都要适合于目的物资的提取. 介绍的几种细胞决裂的方法,可谓各有所长,在实际应用中,应尽量推敲周全,选择最科学、有效的方法.|||趁便提个问题:关于一再冻融有很多材料,但是都不敷具体,想就教做过这方面的酷友们:1、重悬缓冲液(裂解液?,PBS?)2、冻溶温度(液氮?,-20?,-80?)3、解冻温度(37?,40?)4、一再次数(3次以上?)一再冻融实际上最好与超声波决裂或酶解一路应用,不然冻融后黏度很大,蛋白质随意马虎聚集,常日都是一再冻融后超声波处理,这样效果比较好<br />你问的几个问题其实都没有具体答案,缓冲液,温度等都与具体蛋白质,具体实验要求有关,次数是底子达到你的要求即可。
细胞破碎方法
之阳早格格创做板滞法主要通过板滞切力的效用使构制细胞破碎的要领,常常使用的器械有构制捣碎机、匀浆器、研钵战研磨、压榨器等.1. 构制捣碎机将资料配成密糊状液,搁置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最缓处,启动启闭后,逐步加速至所需速度.普遍用于动物构制、动物肉量种子、柔老的叶芽等,转速可下达10000rpm/M以上.由于转动刀片的板滞切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少使用.2. 匀浆器先将剪碎的构制置于管中,再套进研杆去回研磨,上下移动,即可将细胞研碎.匀浆器的研钵磨球战玻璃管内壁之间间隙脆持正在格中之几毫米距离.创制匀浆器的资料,除玻璃中,还不妨用硬量塑料、不锈钢、人制荧光树脂等.此法细胞破碎程度比下速构制捣碎机为下,适用于量少战动物净器构制.存留的问题;较易制成阻碍的团状或者丝状真菌,较小的革兰氏阳性尾以及有些亚细胞器,量天脆硬,易益伤匀浆阀,也不符合用该法处理.3. 研钵多用于细菌或者其余脆硬动物资料,研磨常常加进少量石英砂,玻璃粉或者其余研磨剂,以普及研磨效验.4. 细菌磨是一种改良了的研磨器,比研钵具备更大的研磨里积,而且矮部有出心.支配时先把细菌战研磨粉调成糊状,屡屡加进一小勺,研磨20-30秒即可将细菌细胞真足磨碎.物理法主要通过百般物理果素使构制细胞破碎的要领.正在死化制备中常常使用的要领有:1. 反复冻溶法本理:果突然热冻,细胞内冰晶的产死及胞内中溶剂浓度的突然改变而益害细胞.要领:将待破碎的细胞正在-20度以下冰冻,室温融解,反复频频,由于细胞内冰粒产死战结余细胞液的盐浓度删下引起溶胀,使细胞结构破碎.特性:此法适用于构制细胞,多用于动物性资料,对于微死物细胞效用较好.2. 慢热骤热法将资料加进沸火中,保护85-90分钟,至火浴中缓慢热却,此法可用于细菌及病毒资料.3. 超声波处理用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞慢遽震荡破裂,此法多适用于微死物资料,用大肠杆菌制备百般酶,常采用50-100毫克菌体/毫降浓度,频下于15~20KHz的超声波正在下强度声能输进下不妨举止细胞破碎.其破碎机理:大概与空化局里引起的冲打波战剪切力有闭.超声破碎的效用与声频、声能、处理时间、细胞浓度及尾种典型等果素有闭. 特性:支配简朴,沉复性较佳,节省时间;多用于微死物战构制细胞的破碎.存留问题:超声波破碎正在真验室规模应用较一致,处理少量样品时支配烦琐,液量益坏少,然而是超声波爆收的化教自由基团能使某些敏感性活性物量变性得活.而且大容量拆置声能传播,集热均有艰易,应采与相映落温步伐.对于超声波敏感战核酸应慎用.空化效用是细胞益害的曲交本果,共时会爆收计性氧,所以要加一些巯基呵护剂.化教及死物化教法1. 自溶法正在一定PH战符合的温度下,利用构制细胞内自己的酶系统将细胞破碎的要领.此历程需较万古间,常常使用少量防腐剂如甲苯、氯仿等预防细胞的传染.2. 酶溶法利用百般火解酶,如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶、半纤维素酶、脂酶等,将细胞壁领会,使细胞内含物释搁出去.有些细菌对于溶菌酶不敏感,加进少量巯基试剂或者8摩我尿素处理后,使之转为对于溶菌酶敏感而溶解.特性:a) 此法适用多种微死物;b) 具备效用条件温战;c) 内含物身分阻挡易受到益害;d) 细胞壁益坏的程度不妨统制.存留的问题:易制成产品压制效用,那大概是引导胞内物量释搁率矮的一个要害果素.而且溶酶代价下,节制了大规模利用.若回支溶酶,则又减少百分散杂化溶酶的支配.其余酶溶法通用性好,分歧菌种需采用分歧的酶.有一定限制性,不相宜洪量的蛋黑量提与,给进一步杂化戴去艰易.3. 化教渗透法某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗死素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化教药品皆不妨改变细胞壁或者膜的通透性进而使内合物有采用天渗透出去.其效用机理;化教渗透与决于化教试剂的典型以及细胞壁战膜的结构与组成. 特性:多用于破碎细菌,且效用比较温战;提与核酸时,常常使用此法破碎细胞.存留的问题:时间少,效用矮;化教试剂毒性较强,共时对于产品也有毒害效用,进一步分散时需要用透析等要领与消那些试剂;通用性好:某种试剂只可效用于某些特定典型的微死物细胞. 小结无论用哪一种要领破碎构制细胞,皆市使细胞内蛋黑量或者核酸火解酶释搁到溶液中,使大分子死物落解,引导天然物品量的缩小,加进两同丙基氟磷酸(DFP)不妨压制或者减缓自溶效用;加进碘乙酸不妨压制那些活性核心需要有疏基的蛋黑火解酶的活性,加进苯甲磺酰氟化物(PMSF)也能扫除蛋黑火解酶活力,然而不是局部,还可通过采用pH、温度或者离子强度等,使那些条件皆要符合于手段物量的提与.介绍的几种细胞破碎的要领,可谓各有千春,正在本量应用中,应尽管思量周到,采用最科教、灵验的要领.|||逆便提个问题:闭于反复冻融有很多资料,然而是皆不敷仔细,念请教干过那圆里的酷友们:1、沉悬缓冲液(裂解液?,PBS?)2、冻溶温度(液氮?,-20?,-80?)3、解冻温度(37?,40?)4、反复次数(3次以上?)反复冻融本量上最佳与超声波破碎或者酶解所有使用,可则冻融后黏度很大,蛋黑量简单汇集,常常皆是反复冻融后超声波处理,那样效验比较佳<br />您问的几个问题本去皆不简曲问案,缓冲液,温度等皆与简曲蛋黑量,简曲真验央供有闭,次数是基础达到您的央供即可。
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
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 。
XY0904细胞破碎
超声破碎法
X-press法 非 机 械 法 酶溶法 化学渗透法 渗透压法 冻结融化法 干燥法
液体剪切作用
固体剪切作用 酶分解作用 改变细胞膜的渗透性 渗透压剧烈改变 反复冻结-融化 改变细胞膜渗透性
对酵母菌效果较差,破碎过程升温剧烈,不 适合大规模操作
破碎率高,活性保留率高,对冷冻敏感目的 产物不适合 具有高度专一性,条件温和,浆液易分离, 溶酶价格高,通用性差 具一定选择性,浆液易分离,但释放率较低, 通用性差 破碎率较低,常与其他方法结合使用 破碎率较低,不适合对冷冻敏感目的产物 条件变化剧烈,易引起大分子物质失活
高压匀浆器的种类
• 高压匀浆器的种类较多 • WAB公司的AVP Gaulin 31MR型,最大操作压力 为24MPa,最大处理量 为100L/h • Bran and luebbe 公司 SHL40型,最大操作压 力为20-63MPa,最大处 理量为为2.6-34 m3/h
影响破碎的主要因素
• 压力、温度、通过均浆器阀的次数 • 升高压力有利于破碎,它表明可以减少细胞的 循环次数,在不明显增加通过量的情况下,甚 至一次通过匀浆阀就可达到几乎完全的破碎, 这样就可避免细胞碎片不至过小,从而给随后 细胞碎片的分离工作带来好处。Brokman等人已 研究了能适应于高压操作的匀浆阀,试验表明 在约175 MPa的压力下,破碎率可达100%,但 是也有试验表明当压力超过一定的值后,破碎 率增长得很慢,在工业生产中,通常采用的压 力为55-70Mpa。
3、细菌细胞壁的结构
细胞膜的结构
(1)细菌肽聚糖结构示意图
• 几乎所有细菌的细胞壁都是由 肽聚糖(peptidoglycan)组 成,它是难溶性的聚糖链 (glycan chain),借助短肽 交联而成的网状结构,包围在 细胞周围,使细胞具有一定的 形状和强度。 • 短肽一般由四或五个氨基酸组 成,如L-Ala-D-Glu-L-Lys-DAla。而且短肽中常有D-氨基 酸与二氨基庚二酸存在。
细胞破碎方法
破碎技术除了某些细胞外的多肽激素和某些蛋白质与酶以外,对于细胞内或多细胞生物组织中的各种生物大分子的分离纯化,都需要事先将细胞和组织破碎,使生物大分子充分释放到溶液中,并不丢失生物活性。
不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织,其细胞破碎的难易不一,使用的方法也不相同,如动物脏器的细胞膜较脆弱,容易破碎,植物和微生物由于具有较坚固的纤维素、半纤维素组成的细胞壁,要采取专门的细胞破碎方法。
1.机械破碎(1)研磨研磨是将剪碎的动物组织置于研钵或匀浆器中,加入少量石英砂研磨或匀浆,即可将动物细胞破碎,这种方法比较温和,适宜实验室使用。
工业生产中可用电磨研磨。
细菌和植物组织细胞的破碎也可用此法。
(2)匀浆匀浆这是一种较剧烈的破碎细胞的方法,通常可先用家用食品加工机将组织打碎,然后再用10000r/min-20000r/min 的内刀式组织捣碎机(即高速分散器)将组织的细胞打碎,为了防止发热和升温过高,通常是转10秒-20秒,停10秒-20秒,可反复多次。
(3)胶体磨胶体磨的基本原理是流体或半流体物料在离心力的作用下,强制通过高速相对运动的定齿与动齿之间,使物料受到强大的剪切力,磨擦力、高频振动和高速旋涡等复杂力等作用,有效地被粉碎、乳化、均质、混合,从而达到精细超微的效果。
定转子间的高速相对运动是使胶体磨工作获得物理微细度的主要条件,只有提高磨盘的精密度与线速度,才能达到良好的加工效果。
2. 物理破碎(1)压榨压榨是一种温和的、彻底破碎细胞的方法。
在1000×105Pa-2000×105Pa 的高压下使几十毫升的细胞悬液通过一个小孔突然释放至常压,细胞将彻底破碎。
这是一种较理想的破碎细胞的方法,但仪器费用较高。
(2)冷热交替冷热交替是在90℃左右维持数分钟,立即放入冰浴中使之冷却,如此反复多次,绝大部分细胞可以被破碎,细菌或病毒中提取蛋白质和核酸时可用此技术。
(3)反复冻融反复冻融是将待破碎的细胞冷至15℃-20℃,然后放于室温(或40℃)迅速融化,如此反复冻融多次,由于细胞内形成冰粒使剩余胞液的盐浓度增高而引起细胞破碎。
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。
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。
细胞破碎方法综述
细胞破碎方法综述大家好呀!今天咱就来好好唠唠细胞破碎方法这事儿。
细胞破碎在生物领域那可是相当重要的一环,好多研究和应用都得靠它呢。
下面咱就来看看都有哪些常见的细胞破碎方法哈。
一、机械破碎法。
这机械破碎法就像是给细胞来个“暴力拆解”,哈哈。
1、研磨法。
2、匀浆法。
匀浆法就像是用搅拌机把细胞打成“糊糊”,哈哈。
把细胞悬浮液放到匀浆器里,通过高速旋转的刀片或者其他装置,把细胞给搅碎。
这种方法破碎的效果还挺不错的,能把细胞打得比较均匀。
在实验室里,如果要处理一些比较软的细胞,像动物细胞啦,就经常会用匀浆法。
但是呢,它也有个麻烦的地方,就是在匀浆过程中可能会产生局部过热的情况,而且还可能会混入一些杂质哦。
3、超声波破碎法。
超声波破碎法那就更有趣啦,就像是给细胞来一场“声波攻击”。
通过超声波发生器发出高频的声波,让细胞在声波的作用下不停地振动,最后把自己给“震碎”咯。
这种方法的优点可不少呢,它不会产生很多热量,对那些对温度敏感的细胞成分比较友好。
而且它还能在短时间内把细胞破碎得很彻底。
不过呢,超声波破碎的时候会产生一些空化效应,可能会对细胞里的一些成分造成一定的破坏哦。
二、物理破碎法。
物理破碎法就像是利用一些物理手段来“巧妙地”打开细胞的大门。
1、渗透压冲击法。
渗透压冲击法就像是给细胞玩了个“水压游戏”。
先把细胞放在高渗溶液里,让细胞里的水分都跑出来,细胞就会变得皱巴巴的。
然后再突然把它放到低渗溶液里,这时候大量的水分就会冲进细胞里,把细胞给撑破啦。
这种方法对细胞的损伤相对比较小,能比较好地保持细胞内成分的活性。
不过呢,它只对一些有细胞壁的细胞不太适用哦,因为细胞壁比较坚固,不容易被撑破。
2、冻融法。
冻融法就像是让细胞经历了一场“冰火两重天”。
先把细胞冷冻起来,让细胞里的水分都变成冰,把细胞给撑大。
然后再把它解冻,这一冻一融的过程中,细胞就会因为受不了这种温度的变化而破裂咯。
这种方法操作起来比较简单,成本也低。
细胞破碎方法
细胞破碎(clasmatosis)的方法2010-02-20 21:00:42 来源:易生物实验浏览次数:615 网友评论0 条不同的细胞器分离的方法是不同的,因此随之而然的破碎细胞的方法也是有差异的。
关键词:细胞细胞破碎clasmatosis不同的细胞器分离的方法是不同的,因此随之而然的破碎细胞的方法也是有差异的。
具体如下:一、细胞器的分离:制备某种生物大分子时,往往需要采用细胞中某一部分为材料;或者为了纯化某一特定细胞器上的生物大分子,通常破碎细胞后,先分离各组分,以防干扰,这对制备—些高难度和高纯度的生物大分子是必要的,细胞器的分离,一般采用差速离心法,此法是利用细胞各组分质量大小不同,在离心管不同区域沉降的原理,分离出所需组分,分离得到的细胞器,其纯度可采用电子显微镜法、免疫学法或测定标志酶活力法进行鉴定。
二、细胞器的分离有时需要将组织细胞破碎,然后根据待分离的细胞器的理化特性,选择适当的分离方法。
一般采用差速离心或密度梯度离心的方法达到分离细胞器的目的。
三、破碎方法:(1)杆状玻璃匀浆器法:该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,用力使玻杆移动使组织细胞破碎。
(2)高速组织捣碎机法:使用时将4℃预冷的组织碎块或细胞悬液加入捣碎机的梅花玻璃杯中,至杯体积的1/3即可盖好玻璃杯盖,固定好带杆叶片刀,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叶片刀破碎。
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,用冷却水降温更好。
(3)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,动物组织肝、肾、胸腺、淋巴结、腹水细胞、红细胞、体外培养的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。
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
细胞破碎-------综述摘要:细胞破碎,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。
细胞破碎分离提纯某一种蛋白质时,首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来的天然状态,不丧失活性。
所以要采用适当的方法将组织和细胞破碎。
不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织,其细胞破碎的难易不一,使用的方法也不相同,如动物脏器的细胞膜较脆弱,容易破碎,植物和微生物由于具有较坚固的纤维素、半纤维素组成的细胞壁细胞破碎方法有:高压匀浆破碎法振荡珠击破碎法高速搅拌珠研磨破碎法超声波破碎法渗透压冲击破碎法酶溶破碎法等等,这篇综述主要讲的是超声波破碎法。
关键词:细胞破碎超声波破碎法原理应用超声波细胞破碎仪又叫超声波细胞粉碎仪是一种利用强超声在液体中产生空化效应,对物质进行超声处理的多功能、多用途的仪器。
能用于多种动植物细胞、病毒细胞的破碎,同时超声波细胞破碎仪可用来乳化、分离、匀化、提取、消泡、清洗及加速化学反应等。
仪器原理: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。
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。
微生物细胞的破碎技术共37页文档
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6、黄金时代是在我们的前面,而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性,但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法,不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧,便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为,请 记住, 除了在 脑海中 ,恐惧 无处藏 身。-- 戴尔. 卡耐基 。
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!பைடு நூலகம்
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
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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。