几种常用的细胞破壁方法

2016年11月24日

随着重组DNA技术得到广泛应用以来,生物技术发生了质的飞跃。很多基因工程产物都是胞内物质,必须将细胞破壁,使产物得以释放,才能进一步提取,因此细胞破碎是提取胞内产物的关键步骤,破碎方法的得当与否,直接影响到所提取产品的产量、质量和生产成本。现将近年来常用的几种细胞破碎方法介绍一下。 
  1. 高压匀浆法 
  设备是高压匀浆器,它由高压泵和匀浆间组成,美国Microfluidics公司和ATS公司均有产品出售。其破碎机理:细胞在一系列过程中经历了高速造成的剪刀,碰撞以及由高压到常压的变化从而造成细胞的破碎。 
  存在的问题;较易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性首以及有些亚细胞器,质地坚硬,易损伤匀浆阀,也不适合用该法处理。 
  2. 高速珠磨法 
  设备是珠后机,瑞士WBC公司和德国西门子机械公司均制造各种型号的珠磨机,其破碎机下:微生物细胞悬浮液与极细的研磨剂在搅拌浆作用下充分混合,珠子之间以及珠子和细胞之间和互相剪切、碰撞,促使细胞壁破碎,释出内含物,在珠波分离器的协助下,珠子被滞留在破碎室内,浆液流出,从而实现连续操作,破碎中,生的热量由夹套中的冷却液带走。 
  存在的问题:操作参数多,一般赁经验估计并且珠子之间的液体损失30%左右。 
  3. 超声破碎 
  频高于15-20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。其破碎机理:可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。 
  存在问题;超声波破碎在实验室规模应用较普遍,处理少量样品时操作简便,液量损失少,但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。而且大容量装置声能传递,散热均有困难。 
  4. 酶溶法 
  就是用生物酶将细胞壁和细胞腊消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-13-葡聚糖酶、蛋白酶等。 
  存在的问题;易造成产物抑制作用,这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。而且溶酶价格高,限制了大规模利用。若回收溶酶,则又增加百分离纯化溶酶的操作。另外酶港法通用性差,不同菌种需选择不同的酶。 
  5. 化学渗透法 
  某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改变细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。其作用机理;化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的结构与组成。 
  存在的问题;时间长,效率低;化学试剂毒性较强,同时对产物也有毒害作用,进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂;通用性差:某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。 
  本文介绍了几种细胞破碎的方法,可谓各有千秋,在实际应用中,应尽量考虑全面,选择最科学、有效的方法。 

来源:上海思峻机械设备有限公司
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