隨著重組DNA技術(shù)得到廣泛應(yīng)用以來，生物技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。很多基因工程產(chǎn)物都是胞內(nèi)物質(zhì)，必須將細胞破壁，使產(chǎn)物得以釋放，才能進一步提取，因此細胞破碎是提取胞內(nèi)產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟，破碎方法的得當與否，直接影響到所提取產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。現(xiàn)將近年來常用的幾種細胞破碎方法先介紹一下。
1.高壓勻漿法
設(shè)備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿間組成。其破碎機理：細胞在一系列過程中經(jīng)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(zhì)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(shè)備是珠后機，其破碎機理：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(nèi)含物，在珠波分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實現(xiàn)連續(xù)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(shù)多，一般賃經(jīng)驗估計并且珠子之間的液體損失30％左右。
3.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-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。
存在的問題；易造成產(chǎn)物抑制作用，這可能是導致胞內(nèi)物質(zhì)釋放率低的一個重要因素。而且溶酶價格高，限制了大規(guī)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。
4.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(nèi)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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。
最后一種就是超聲破碎，它是頻高于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(xiàn)象引起的沖擊波和剪切力有關(guān)。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(guān)。超聲波破碎在實驗室規(guī)模應(yīng)用較普遍，處理少量樣品時操作簡便，液量損失少。
超聲波細胞破碎儀基于超聲波在液體中的空化作用，換能器將電能量通過變幅桿在工具頭頂部液體中產(chǎn)生高強度剪切力，形成高頻的交變水壓強，使空腔膨脹、爆炸將細胞擊碎。另一方面由于超聲波在液體中傳播時產(chǎn)生劇烈地擾動作用，使顆粒產(chǎn)生很大的加速度，從而互相碰撞或與器壁互相碰撞而擊碎。
廣泛應(yīng)用在生物化學、醫(yī)學制藥、食品檢測、環(huán)保監(jiān)測等領(lǐng)域的破碎動植物組織、病毒、細菌和其它細胞結(jié)構(gòu)以及在乳化、分離、均質(zhì)等化學反應(yīng)過程中。
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