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細(xì)胞破碎是指利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù),是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)(產(chǎn)品)的基礎(chǔ)。結(jié)合重組DNA技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)上的重大進(jìn)展,以前認(rèn)為很難獲得的蛋白質(zhì)現(xiàn)在可以大規(guī)模生產(chǎn)。
但是由于細(xì)菌、酵母、真菌、植物細(xì)胞壁的組成成分不同,且同類細(xì)胞結(jié)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也不同,所以其細(xì)胞壁的堅(jiān)固程度不同。而動(dòng)物細(xì)胞雖沒有細(xì)胞壁,但具有細(xì)胞膜,也需要一定的細(xì)胞破碎方法來破膜,達(dá)到提取產(chǎn)物的目的。
在目前的細(xì)胞破碎方法中常用的有:
1. 高剪切均質(zhì)乳化破碎細(xì)胞
方法:高剪切均質(zhì)機(jī)主要是由于了轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高速線速度,還有頻率*的機(jī)械的效應(yīng),伴隨著強(qiáng)勁的動(dòng)能,讓組織或細(xì)胞可以在定子、轉(zhuǎn)子之間非常狹窄的空隙之中受到了非常的強(qiáng)烈的機(jī)械還有液力的剪切、液層的摩擦、離心的擠壓、撞擊的撕裂還有湍流等多種綜合性的效果,造成細(xì)胞破碎。
說明:均質(zhì)乳化機(jī)可用于 細(xì)胞破碎、酵母細(xì)胞破碎(畢赤酵母、釀酒酵母、漢遜酵母等)、大腸桿菌破碎、結(jié)核桿菌破壁、絲狀真菌破碎、人工倍體細(xì)胞破壁、動(dòng)物細(xì)胞破碎、動(dòng)物組織細(xì)胞破碎、Vero細(xì)胞破碎、花粉破碎、植物細(xì)胞、藻類破碎提取胞內(nèi)蛋白及核酸等動(dòng)物組織的細(xì)胞破碎。
2. 組織搗碎機(jī)破碎細(xì)胞
方法:將材料配成稀糊狀液,放置于筒內(nèi)約 1/3體積,蓋緊筒蓋,將調(diào)速器先撥至最慢處,開動(dòng)開關(guān)后, 逐步加速至所需速度。
說明:一般用于動(dòng)物組織、植物肉質(zhì)種子、柔嫩的葉芽等,轉(zhuǎn)速可高達(dá) 10000rpm以上。適合單次細(xì)胞破碎量在 50-1000mL之間。由于旋轉(zhuǎn)刀片的機(jī)械切力很大,制備一些較大分子如核酸則很少使用。
3. 超聲波破碎細(xì)胞
方法:用一定功率的超聲波處理細(xì)胞懸液,使細(xì)胞急劇震蕩破裂,超聲對細(xì)胞的作用主要有熱效應(yīng),空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。
說明:處理少量樣本,操作簡單,重復(fù)性較好,節(jié)省時(shí)間;多用于微生物和組織細(xì)胞的破碎,如用大腸桿菌制備各種酶。因?yàn)槌暡óa(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)能使某些敏感性活性物質(zhì)變性失活;大容量裝置聲能傳遞,散熱均有困難,應(yīng)采取相應(yīng)降溫措施;對超聲波敏感和核酸應(yīng)慎用。
4. 組織勻漿器破碎細(xì)胞
方法:先將剪碎的組織置于管中,再套入研桿來回研磨,上下移動(dòng),即可將細(xì)胞研碎。勻漿器的研缽磨球和玻璃管內(nèi)壁之間間隙保持在十分之幾毫米距離。
說明:此法細(xì)胞破碎程度高,適用于量少和動(dòng)物臟器組織。較易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌,較小的革蘭氏陽性菌以及有些亞細(xì)胞器,質(zhì)地堅(jiān)硬,易損傷勻漿閥者,不適合用該法處理。
5. 液氮研磨破碎細(xì)胞
方法:將液氮預(yù)凍的樣本放入研缽內(nèi)研磨
說明:操作時(shí)所有接觸實(shí)驗(yàn)樣品的器具均需要使用液氮預(yù)冷。因?yàn)槭堑蜏貤l件下操作,需要操作者做好防護(hù)措施。
除了以上介紹的幾種常用細(xì)胞破碎方法之外,還有磁珠法,反復(fù)凍融法,酶溶法,滲透壓法,高壓勻漿破碎等細(xì)胞破碎方法。
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