南京納通 | 高壓細(xì)胞破碎技術(shù)
發(fā)布日期:2023-08-29 瀏覽次數(shù):444次
隨著基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、代謝工程等高新生物技術(shù)的發(fā)展,許多高附加值的生物新產(chǎn)品,如酶、蛋白質(zhì)和高附加值的多不飽和脂肪酸等,主要從微生物中獲得,但大部分的微生物代謝產(chǎn)物是胞內(nèi)物質(zhì)。為回收胞內(nèi)產(chǎn)物,需要利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁,使細(xì)胞內(nèi)含物釋放出來,用于提取分離。細(xì)胞破碎是一種將細(xì)胞完全或部分破壞以獲取其中的細(xì)胞器、蛋白質(zhì)、基因等生物學(xué)成分的過程。在許多研究中,細(xì)胞破碎是必不可少的步驟,因?yàn)檠芯咳藛T需要研究細(xì)胞內(nèi)的分子機(jī)制和代謝路徑。
細(xì)胞破壁的方法很多,按照是否存在外加作用力,可分為機(jī)械法和非機(jī)械法。按照物理和非物理方法可分為物理法和化學(xué)法。物理方法主要有:根據(jù)破壁溫度可分為低溫物理破壁,超低溫物理破壁;根據(jù)用力情況可分為高速撞擊破壁,剪切力破壁等,非物理方法主要有化學(xué)試劑法及生物酶解法。
物理破碎法的缺點(diǎn)是高能、高溫、高噪音、高剪切力,易使產(chǎn)品變形失活;非專一性,胞內(nèi)產(chǎn)物均釋放,分離純化困難;細(xì)胞碎片大小不一,難分離?;瘜W(xué)破碎法缺點(diǎn)是費(fèi)用高;引起新的污染,尤其是其他化學(xué)方法;一般只有有限的破碎,常需與其他物理法連用。酶解需要選擇適宜的酶和酶系統(tǒng),并要決定特定的反應(yīng)條件,還常附加其他的處理,如輻照、加高濃度鹽及EDTA,或者利用生物因素等促使微生物對酶解作用敏感,以獲得一定的效果。
破碎方法選擇的一般原則是提取產(chǎn)物在細(xì)胞質(zhì)內(nèi),用機(jī)械法破碎;提取產(chǎn)物在細(xì)胞膜附近,用化學(xué)法;提取產(chǎn)物與細(xì)胞膜和細(xì)胞壁結(jié)合,可采用化學(xué)法和機(jī)械法結(jié)合的方法。選擇合適的破碎方法需要考慮細(xì)胞的數(shù)量、目的產(chǎn)物對破碎條件(溫度、化學(xué)試劑、酶等)的敏感性;破碎程度及破碎速度;細(xì)胞壁的堅(jiān)韌長度;產(chǎn)物的性質(zhì)如耐酸、耐熱等。每一步應(yīng)注意全面考慮操作度、對細(xì)胞的剪切程度、蛋白酶的失活作用等。
高壓細(xì)胞破碎技術(shù)是一種應(yīng)用于生物工程產(chǎn)品的細(xì)胞破碎技術(shù);胞內(nèi)物質(zhì)(蛋白質(zhì)、酶、核酸、DNA/RNA)的提取和均質(zhì)主要的樣品制備手段,可用于蛋白質(zhì)研究、核酸萃取、破碎不同prokaryotic(原核)、eurkaryotic細(xì)胞等。細(xì)胞破碎是為目標(biāo)產(chǎn)物的釋放創(chuàng)造條件,為了最大程度的獲得活性產(chǎn)物,而不是最終目的。采用高壓細(xì)胞破碎法,處理量大、破碎速度較快。此過程中只發(fā)生物質(zhì)狀態(tài)的變化,而無化學(xué)反應(yīng)變化;是物質(zhì)量的分配,而不是質(zhì)的飛躍。