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细胞破碎仪的机械破碎技术
点击次数:2053 发布时间:2014-07-07

细胞破碎仪的破碎技术是怎样的?

在生物产物的分离提取中,如果目标物质为胞外产物(如霉菌产生的糖化酶等),其提取过程较简单,只需直接进行固液分离,获得澄清的滤液,再进行分离纯化操作;如果目标物质为胞内产物或多细胞生物组织中的各种生物分子(如碱性磷酸酶等胞内酶、部分外源基因表达产业或植物细胞产物等),都需要事先将细胞或组织破碎,使目标物质充分释放到溶液中而且不失去生物活性。

不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织,其细胞破碎的难易程序不一,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。

细胞破碎仪的破碎方法

按照是否存在外加作用力,细胞破碎仪的破碎方法可分为机械法和非机械法两大类。机械破碎中细胞所受的机械作用力主要有压缩力和剪切力,非机械破碎主要利用化学或生化试剂(如酶)改变细胞壁或细胞膜的结构而释放胞内物质。

细胞破碎仪机械破碎法

通过机械运动所产生的剪切力的作用,使细胞破碎的方法称为机械破碎法。机械破碎法是工业规模细胞破碎的主要手段,具有处理量大,破碎效率高,速度快等特点,适用于植物材料和细菌细胞的破碎。按照所使用的破碎机械的不同,可以分为捣碎法,珠磨法,匀浆法和超声波破碎法等。

1,细胞破碎仪捣碎法。利用捣碎机高速旋转叶片锁产生的剪切力将组织细胞破碎,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10000~20000r/min的内刀式组织捣碎机(即高速分散器)将组织的细胞打碎,为了防止发热或升温过高,通常是转10~20s,停10~20s,可反复多次。

捣碎法适用于动物组织,内脏,植物种子,嫩菜叶,较柔软的果蔬等材料的破碎。但由于旋转刀片的机械剪切力较大且破碎过程中温度易迅速上升,不适于核酸等生物大分子的提取。

2,细胞破碎仪琢磨法。琢磨是一种常用的机械破碎细胞的方法,将玻璃小珠与细胞悬浮液一起快速搅拌。由于研磨作用,使细胞获得破碎,常用的工业设备是高速珠磨机。该法适用于绝大多数微生物细胞的破碎。如采用高速湿法珠磨分离纯化重组人肿瘤坏死因子时,菌体经间歇式珠磨机破碎3min,玻璃珠直径为0.25~0.50mm,装珠量为破碎室总体积的85%,搅拌转速1500r/min,破碎液于4摄氏度,15000r/min离心15min后去除细胞碎片。本条件下,目标蛋白回收率可达90.3%,活性回收率为85.8%。

3,细胞破碎仪高压匀浆法。高压匀浆破碎又称高压剪切破碎法。其破碎原理是:细胞悬浮液在高压作用下从阀座与阀之间的环隙高速喷出后撞击到碰撞环上,细胞在受到高速撞击作用后,急剧释放到低压环境,从而在撞击力和剪切力等的综合作用下破碎。

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