幾種常用的細胞破壁方法

2016年11月24日

隨著重組DNA技術得到廣泛應用以來,生物技術發生了質的飛躍。很多基因工程產物都是胞內物質,必須將細胞破壁,使產物得以釋放,才能進一步提取,因此細胞破碎是提取胞內產物的關鍵步驟,破碎方法的得當與否,直接影響到所提取產品的產量、質量和生產成本。現將近年來常用的幾種細胞破碎方法介紹一下。 
  1. 高壓勻漿法 
  設備是高壓勻漿器,它由高壓泵和勻漿間組成,美國Microfluidics公司和ATS公司均有產品出售。其破碎機理:細胞在一系列過程中經歷了高速造成的剪刀,碰撞以及由高壓到常壓的變化從而造成細胞的破碎。 
  存在的問題;較易造成堵塞的團狀或絲狀真菌,較小的革蘭氏陽性首以及有些亞細胞器,質地堅硬,易損傷勻漿閥,也不適合用該法處理。 
  2. 高速珠磨法 
  設備是珠后機,瑞士WBC公司和德國西門子機械公司均制造各種型號的珠磨機,其破碎機下:微生物細胞懸浮液與極細的研磨劑在攪拌漿作用下充分混合,珠子之間以及珠子和細胞之間和互相剪切、碰撞,促使細胞壁破碎,釋出內含物,在珠波分離器的協助下,珠子被滯留在破碎室內,漿液流出,從而實現連續操作,破碎中,生的熱量由夾套中的冷卻液帶走。 
  存在的問題:操作參數多,一般賃經驗估計并且珠子之間的液體損失30%左右。 
  3. 超聲破碎 
  頻高于15-20KHz的超聲波在高強度聲能輸入下可以進行細胞破碎。其破碎機理:可能與空化現象引起的沖擊波和剪切力有關。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、細胞濃度及首種類型等因素有關。 
  存在問題;超聲波破碎在實驗室規模應用較普遍,處理少量樣品時操作簡便,液量損失少,但是超聲波產生的化學自由基團能使某些敏感性活性物質變性失活。而且大容量裝置聲能傳遞,散熱均有困難。 
  4. 酶溶法 
  就是用生物酶將細胞壁和細胞臘消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-13-葡聚糖酶、蛋白酶等。 
  存在的問題;易造成產物抑制作用,這可能是導致胞內物質釋放率低的一個重要因素。而且溶酶價格高,限制了大規模利用。若回收溶酶,則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶港法通用性差,不同菌種需選擇不同的酶。 
  5. 化學滲透法 
  某些有機溶劑(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學藥品都可以改變細胞壁或膜的通透性從而使內合物有選擇地滲透出來。其作用機理;化學滲透取決于化學試劑的類型以及細胞壁和膜的結構與組成。 
  存在的問題;時間長,效率低;化學試劑毒性較強,同時對產物也有毒害作用,進一步分離時需要用透析等方法除去這些試劑;通用性差:某種試劑只能作用于某些特定類型的微生物細胞。 
  本文介紹了幾種細胞破碎的方法,可謂各有千秋,在實際應用中,應盡量考慮全面,選擇最科學、有效的方法。 

來源:上海思峻機械設備有限公司
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