生物材料的预处理、细胞破碎和液固分离.ppt

高压匀浆器原理：进入高压室的细胞悬浮液被强迫通过一个狭窄的小孔，产生液相剪切力引起细胞破碎。01易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性菌，含有包含体的基因工程菌（因包含体坚硬，易损伤匀浆阀）02不宜采用高压匀浆法的微生物：定义—利用由高速转动的珠子所产生的剪切力而达到细胞破碎的过程工作原理：固－固剪切力、液－固剪切力等特点：适用对象较广工业化、实验室中应用细胞完全破碎需冷却高速珠磨法高速珠磨机原理：玻璃小珠与细胞悬液一起快速搅拌，研磨作用，细胞破碎。WSK卧式高效全能珠磨机ZM系列卧式密闭珠(砂)磨机定义—利用超频率声波（15-25kHz）在液体介质中传播所产生的剪切力而达到细胞破碎的过程工作原理：空穴现象特点：适用对象一般主要于实验室中应用细胞完全破碎需冷却，噪音超声波法超声波振荡器原理：利用超声波的空穴作用，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。影响因素：超声波的声强、频率、破碎时间、介质的离子强度、pH、菌体的浓度和种类。一般杆菌比球菌易破碎，G-细菌比G+细菌易破碎，对酵母菌的效果较差。超声破碎时细胞浓度一般在20％左右。超声波破碎法在实验室和小规模生产中应用较广。操作时常应把悬浮液预先冷却到0～5℃，并且还应在夹套中连续通入冷却剂进行冷却。物理法干燥法原理：干燥后，细胞膜渗透性变化，部分菌体自溶，溶剂抽提得胞内物质。分类:空气干燥，真空干燥，喷雾干燥，冷冻干燥气流干燥主要适用于酵母菌，一般在25～30℃的气流中吹干；真空干燥多用于细菌；冷冻干燥适用于较不稳定的物质。01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。反复冻融法02细胞膜疏水键结构破裂，增加细胞亲水性冰晶粒使细胞破裂适用于细胞壁较脆弱的菌体，破碎率较低，需反复多次，此外，在冻融过程中可能引起某些蛋白质变性。原理：原理：细胞在浓盐中平衡，再投入水中膨胀破裂。渗透压冲击法采用化学法处理可以溶解细胞或抽提胞内组分。碱：溶解除细胞壁外大部分组分，改变pH，改变蛋白质的电荷性质有机溶剂：溶解细胞膜上脂质，破坏细胞，但易引起变性表面活性剂：改变膜的通透性，细胞溶解胞内异淀粉酶：0.1%SDS，30℃振荡30h加入化学试剂三、化学法保存+破碎脱水脱脂，细胞结构松散01方法：组织或匀浆悬浮0.01mol/LpH6.5的磷酸缓冲溶液中，0℃一边搅拌，一边徐徐倒入10倍体积的-15℃丙酮内，10min后离心过滤取其沉淀，反复用冷丙酮洗几次，真空干燥得。02丙酮粉生物法1酶解法：机理：利用酶反应分解破坏细胞壁上特殊的化学键2常用的溶酶G+溶菌酶G-溶菌酶、EDTA放线菌溶菌酶酵母菌β-葡聚糖酶霉菌几丁质酶、植物纤维素酶、半纤维素酶细胞壁溶解酶是几种酶的复合物-加入酶：溶菌酶、蛋白酶、脂肪酶、核酸酶等发生酶解的条件温和01能选择性地释放产物02胞内核酸等泄出量少，细胞外形较完整，便于后步分离等03但酶水解价格高，故小规模应用较广04酶解法的优点絮凝剂是天然的或人工合成的有机高分子化合物，如壳聚糖、海藻酸钠、明胶及酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物和聚丙烯酸类等。絮凝剂具有长链线状的结构，易溶于水，其分子量可高达数万至一千万以上，在长的链上含有相当多的活性功能团。几种大肠杆菌分泌表达的胞内重组药物胰岛素人生长激素空气干燥、真空干燥、喷雾干燥、冷冻干燥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。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。先把细胞放在高渗溶液中，细胞发生收缩，然后将介质快速稀释或将细胞转入水或缓冲液中，细胞快速膨胀，使产物释放至溶液中一般动物组织和细胞可用电动捣碎机或匀浆器破碎或用超声波处理破碎。植物组织和细胞由于具有纤维素、半纤维素和果胶等物质组成的细胞壁，一般常用与石英砂和适当的提取液一起研磨的方法破碎或用纤维素酶处理也能达到目的。细菌细胞的破碎比较困难，因为整个细菌细胞壁的骨架实际上是一借共价键连接而成的肽聚糖囊状大分子，非常坚韧。破碎的方法常有超声波震荡、与石英砂研磨、高压挤压或溶菌酶处理（以分解肽聚糖）。第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液-固分离01第一节生物材料的预处理02第二节细胞破碎03第三节液-固分离生物材料组成非常复杂，有些