细胞破碎方法简述

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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》
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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。

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新型分离技术。

膜分离过程的共同优点是成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离，因而在某些应用中能代替蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元操作。

实践证明，当不能经济地用常规的分离方法得到较好的分离时，膜分离作为一种分离技术往往是非常有用的。

并且膜技术还可以和常规的分离方法结合起来使用，使技术投资更为经济。

膜分离过程没有相的变化(渗透蒸发膜除外)，常温下即可操作；由于避免了高温操作，所浓缩和富集物质的性质不容易发生变化，因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点；膜分离装置简单、操作容易，对无机物、有机物及生物制品均可适用，并且不产生二次污染。

由于上述优点，近二三十年来，膜科学和膜技术发展极为迅速，目前已成为工农业生产、国防、科技和人民日常生活中不可缺少的分离方法，越来越广泛地应用于化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化等领域
细胞破碎方法简述随着重组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，英国 ADV公司和美国Microfluidics公司均有产品出售。

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。

2 高速珠磨法设备是珠后机，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。

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。

4 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。

5 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。

本文介绍了几种细胞破碎的方法，可谓各有千秋，在实际应用中，应尽量考虑全面，选择最科学、有效的方法。

（哈药集团技术中心，李宏君，尹际彤） } 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。

3、超声波处理法：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，在1KG至10KG频率下处理10-15分钟，此法的缺点是在处理过程会产生大量的热，应采取相应降温措施。

对超声波敏感和核酸应慎用。

4、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。

5、化学处理法：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，细菌细胞壁较厚，可采用溶菌酶处理效果更好。

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）也能清除蛋白水解酥活力，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。