第三章細胞破碎

1、生物分離工程 Bioseparation Engineering 第三章 細胞破碎 生物分離過程的一般流程生物分離過程的一般流程 不同類型的細胞分泌目標(biāo)產(chǎn)物的類型：不同類型的細胞分泌目標(biāo)產(chǎn)物的類型： n動物細胞：大多無細胞壁，其培養(yǎng)產(chǎn)物大多分泌動物細胞：大多無細胞壁，其培養(yǎng)產(chǎn)物大多分泌 在培養(yǎng)液中。在培養(yǎng)液中。 n植物細胞：多為胞內(nèi)產(chǎn)物。植物細胞：多為胞內(nèi)產(chǎn)物。 n微生物：大多數(shù)小分子代謝產(chǎn)物分泌在胞外；微生物：大多數(shù)小分子代謝產(chǎn)物分泌在胞外； 大多數(shù)大分子產(chǎn)物和基因重組產(chǎn)物為大多數(shù)大分子產(chǎn)物和基因重組產(chǎn)物為 胞內(nèi)產(chǎn)物，胞內(nèi)產(chǎn)物，如胰島素、干擾素、白細如胰島素、干擾素、白細 胞介素胞介素-2等

2、等均為胞內(nèi)產(chǎn)物。均為胞內(nèi)產(chǎn)物。 對于胞內(nèi)產(chǎn)物，對于胞內(nèi)產(chǎn)物，首先必須將細胞破碎，使產(chǎn)物得首先必須將細胞破碎，使產(chǎn)物得 以釋放，才能進一步提取。以釋放，才能進一步提取。 第三章 細胞破碎 3.1 細胞壁的組成與結(jié)構(gòu) 3.2 細胞破碎技術(shù)的分類 3.3 常用破碎技術(shù) 3.4 破碎率的測定 3.5 破碎技術(shù)的發(fā)展方向 n細胞破碎細胞破碎（cell rupture）技術(shù)是指利用外力破壞）技術(shù)是指利用外力破壞 細胞膜和細胞壁，使細胞內(nèi)物質(zhì)包括目的產(chǎn)物成細胞膜和細胞壁，使細胞內(nèi)物質(zhì)包括目的產(chǎn)物成 分釋放出來的技術(shù)。分釋放出來的技術(shù)。 n為了研究細胞破碎，提高其破碎率，有必要了解為了研究細胞破碎，提高其破碎

3、率，有必要了解 細胞壁細胞壁的組成和結(jié)構(gòu)。的組成和結(jié)構(gòu)。 3.1 細胞壁的組成與結(jié)構(gòu) n微生物細胞的外圍通常包括細胞壁和細胞膜。微生物細胞的外圍通常包括細胞壁和細胞膜。 細胞膜（內(nèi)壁）：具有高度選擇性的半透膜，控細胞膜（內(nèi)壁）：具有高度選擇性的半透膜，控 制胞內(nèi)外一些物質(zhì)的交換滲透作用；制胞內(nèi)外一些物質(zhì)的交換滲透作用； 細胞壁（外壁）：具有固定細胞外形和保護細胞細胞壁（外壁）：具有固定細胞外形和保護細胞 免受機械損傷的功能。免受機械損傷的功能。 n細胞破碎的主要阻力來自于細胞壁細胞破碎的主要阻力來自于細胞壁，不同類型的微，不同類型的微 生物其細胞壁的結(jié)構(gòu)特性是不同的，取決于遺傳和生物其細胞壁的

4、結(jié)構(gòu)特性是不同的，取決于遺傳和 環(huán)境因素。環(huán)境因素。 3.1 細胞壁的組成與結(jié)構(gòu) 革蘭氏革蘭氏 陽性細菌陽性細菌 革蘭氏革蘭氏 陰性細菌陰性細菌 酵酵 母母 霉霉 菌菌 植物細胞植物細胞 壁厚壁厚(nm) 2080 1013 100300 100250 27 m 層次層次 單層單層多層多層多層多層多層多層多層多層 主要組成主要組成 肽聚糖肽聚糖 磷壁酸磷壁酸 肽聚糖肽聚糖 脂蛋白脂蛋白 脂多糖脂多糖 磷磷 脂脂 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 葡聚糖葡聚糖 甘露聚糖甘露聚糖 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂脂 類類 多聚糖多聚糖 脂脂 類類 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 纖維素纖維素 半纖維素半纖維素 果膠物質(zhì)果膠物質(zhì) 木質(zhì)素木質(zhì)素 蛋白質(zhì)蛋

5、白質(zhì) 破碎破碎 難易程度難易程度 較難破碎較難破碎較易破碎較易破碎較難破碎較難破碎難破碎難破碎很難破碎很難破碎 3.2 細胞破碎技術(shù)的分類 分分 類類破碎原理破碎原理破碎技術(shù)舉例破碎技術(shù)舉例 機械法機械法 固體剪切作用固體剪切作用珠磨法珠磨法 、x-press法法 液體剪切作用液體剪切作用高壓勻漿高壓勻漿 、超聲破碎、超聲破碎 非機械法非機械法 溶胞作用溶胞作用酶溶法酶溶法 、物理法、物理法、化學(xué)法化學(xué)法 膜失水作用膜失水作用干燥處理干燥處理 機械破碎機械破碎 珠磨法 擠壓法 勻漿法 超聲法 物理破碎物理破碎 溫度差破碎法 壓力差破碎法 化學(xué)破碎化學(xué)破碎 有機溶劑 表面活性劑 酸堿 酶促破碎酶

6、促破碎 自溶法 外加酶制劑法 通過機械運動產(chǎn)生的剪切通過機械運動產(chǎn)生的剪切 力，使組織、細胞破碎。力，使組織、細胞破碎。 通過各種物理因素的作用，通過各種物理因素的作用， 使組織、細胞的外層結(jié)構(gòu)破使組織、細胞的外層結(jié)構(gòu)破 壞，而使細胞破碎。壞，而使細胞破碎。 通過各種化學(xué)試劑對細胞膜通過各種化學(xué)試劑對細胞膜 的作用，而使細胞破碎。的作用，而使細胞破碎。 通過細胞本身的酶系或外加通過細胞本身的酶系或外加 酶制劑的催化作用，使細胞酶制劑的催化作用，使細胞 外層結(jié)構(gòu)受到破壞，而達到外層結(jié)構(gòu)受到破壞，而達到 細胞破碎。細胞破碎。 幾種細胞破碎方式的比較幾種細胞破碎方式的比較 影響破碎難易程度的重要因素

7、：影響破碎難易程度的重要因素： n機械法機械法細胞的大小和形狀、細胞的大小和形狀、細胞壁厚度細胞壁厚度、聚、聚 合物交聯(lián)程度。顯然，細胞個體小、球形、壁厚、合物交聯(lián)程度。顯然，細胞個體小、球形、壁厚、 聚合物交聯(lián)程度高是最難破碎的。（聚合物交聯(lián)程度高是最難破碎的。（破碎細胞破碎細胞） n非機械法非機械法細胞壁、膜的組成和結(jié)構(gòu)細胞壁、膜的組成和結(jié)構(gòu)。了解細。了解細 胞壁的組成和結(jié)構(gòu)，就可選擇合適的溶菌酶和化胞壁的組成和結(jié)構(gòu)，就可選擇合適的溶菌酶和化 學(xué)試劑，以及在使用多種酶或化學(xué)試劑相結(jié)合時學(xué)試劑，以及在使用多種酶或化學(xué)試劑相結(jié)合時 確定其使用的順序確定其使用的順序 。（。（溶解壁膜上的某些組成

8、溶解壁膜上的某些組成 打洞打洞） 3.3常用破碎技術(shù) 3.3.1珠磨法（珠磨法（bead millbead mill）實驗常用實驗常用 n工作原理：工作原理：細胞懸浮液與極細的珠子細胞懸浮液與極細的珠子( (玻璃、石英玻璃、石英 砂、氧化鋁等研磨劑，直徑砂、氧化鋁等研磨劑，直徑1mm)1mm)一起一起快速攪拌快速攪拌 或或研磨研磨，研磨劑珠子與細胞之間的互相剪切、碰，研磨劑珠子與細胞之間的互相剪切、碰 撞，使細胞破碎，釋放出內(nèi)含物。撞，使細胞破碎，釋放出內(nèi)含物。 n實驗室規(guī)模：實驗室規(guī)模：MickleMickle高速組織搗碎機、高速組織搗碎機、BraunBraun勻漿勻漿 器；器； n中試規(guī)模

9、：膠質(zhì)磨；中試規(guī)模：膠質(zhì)磨； n工業(yè)規(guī)模：高速珠磨機工業(yè)規(guī)模：高速珠磨機(High-speed bead mill)(High-speed bead mill)。 3.3.1 珠磨法 n細胞破碎率可用一級反應(yīng)動力學(xué)表示細胞破碎率可用一級反應(yīng)動力學(xué)表示 ： 間歇操作：間歇操作： ln1/(1-ln1/(1-R R)=)=KtKt 連續(xù)操作：連續(xù)操作： ln1/(1-ln1/(1-R R)=)=KK 其中其中 = =V V/ /F F 式中：式中： R R破碎率（破碎率（g/gg/g） K K反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)(1/s)(1/s) t t破碎時間破碎時間(s)(s) 平均停留時間平均停留時間

10、(s)(s) V V破碎室懸浮液體積（破碎室懸浮液體積（L L） F F進料速率進料速率(L/s) (L/s) 操作條件的選擇：操作條件的選擇： n珠體大小珠體大小根據(jù)細胞大小、濃根據(jù)細胞大小、濃 度以及連續(xù)操作時不使珠體帶出度以及連續(xù)操作時不使珠體帶出 來選擇。來選擇。 n珠體裝量珠體裝量裝量少時，細胞不裝量少時，細胞不 易破碎；裝量大時，能量消耗大，易破碎；裝量大時，能量消耗大， 研磨室熱擴散性能降低，引起溫研磨室熱擴散性能降低，引起溫 度升高。度升高。 n溫度溫度溫度高時細胞較易破碎，溫度高時細胞較易破碎， 但要考慮目的產(chǎn)物不受破壞。一但要考慮目的產(chǎn)物不受破壞。一 般溫度控制在般溫度控制

11、在5 54040內(nèi)時影響內(nèi)時影響 較小。較小。 攪拌轉(zhuǎn)速攪拌轉(zhuǎn)速過高將過高將 使能量消耗大增，而使能量消耗大增，而 破碎率破碎率上升不明顯上升不明顯。 R n 能耗 破碎率的控制：破碎率的控制： n破碎率高時，單位破碎細胞的能耗明顯上升破碎率高時，單位破碎細胞的能耗明顯上升 ； n高破碎率高破碎率產(chǎn)生較多的熱能，增大了冷卻控溫的難產(chǎn)生較多的熱能，增大了冷卻控溫的難 度；度； n破碎率破碎率越越高，細胞碎片高，細胞碎片越越小，分離碎片小，分離碎片越越困難困難； n高破碎率下，高破碎率下，目的產(chǎn)物的失活損失增加。目的產(chǎn)物的失活損失增加。 珠磨法的珠磨法的破碎率一般控制在破碎率一般控制在80%80%

12、以下以下，并兼顧下游，并兼顧下游 過程。過程。 3.3.2 高壓勻漿法 ( (High-pressure homogenization) ) 大規(guī)模細胞破碎的常用方法大規(guī)模細胞破碎的常用方法 n工作原理：利用高壓使細工作原理：利用高壓使細 胞懸浮液通過針形閥，由胞懸浮液通過針形閥，由 于突然減壓和高速沖擊撞于突然減壓和高速沖擊撞 擊環(huán)使細胞破裂。在高壓擊環(huán)使細胞破裂。在高壓 勻漿器中，高壓室的壓力勻漿器中，高壓室的壓力 高達幾百個大氣壓，細胞高達幾百個大氣壓，細胞 懸浮液自高壓室針形閥噴懸浮液自高壓室針形閥噴 出時，速度可達每秒幾百出時，速度可達每秒幾百 米。米。 破碎的動力學(xué)方程：破碎的動力

13、學(xué)方程： 式中：式中：KT與溫度等有關(guān)的破碎常數(shù)與溫度等有關(guān)的破碎常數(shù) N懸浮液通過勻漿器的次數(shù)懸浮液通過勻漿器的次數(shù) P操作壓力操作壓力 aa微生物種類常數(shù)，對于酵母菌微生物種類常數(shù)，對于酵母菌a a值可取值可取2.22.2 a T NPKR)1/(1ln 破碎壓力的選擇：破碎壓力的選擇： n增大壓力和增加破碎次數(shù)都可以提高破碎增大壓力和增加破碎次數(shù)都可以提高破碎 率，但當(dāng)壓力增大到一定程度后對勻漿器率，但當(dāng)壓力增大到一定程度后對勻漿器 的磨損較大，此外當(dāng)壓力超過一定值后，的磨損較大，此外當(dāng)壓力超過一定值后， 破碎率的增加很慢。破碎率的增加很慢。 n在工業(yè)生產(chǎn)中，通常采用的壓力為在工業(yè)生產(chǎn)中

14、，通常采用的壓力為5555 70MPa70MPa。 破碎一般規(guī)律：破碎一般規(guī)律： （1）酵母較細菌難破碎；酵母較細菌難破碎； （2 2）處于靜止?fàn)顟B(tài)的細胞較處于快速生長狀態(tài)的細胞難）處于靜止?fàn)顟B(tài)的細胞較處于快速生長狀態(tài)的細胞難 破碎；破碎； （3 3）在復(fù)合培養(yǎng)基上培養(yǎng)的細胞比在簡單合成培養(yǎng)基上）在復(fù)合培養(yǎng)基上培養(yǎng)的細胞比在簡單合成培養(yǎng)基上 培養(yǎng)的細胞較難破碎。培養(yǎng)的細胞較難破碎。 n不宜采用高壓勻漿法破碎的有：不宜采用高壓勻漿法破碎的有： （1 1）易造成堵塞的團狀或絲狀真菌，）易造成堵塞的團狀或絲狀真菌， （2 2）較小的革蘭氏陽性菌，）較小的革蘭氏陽性菌， （3 3）某些質(zhì)地堅硬的亞細胞

15、如包含體）某些質(zhì)地堅硬的亞細胞如包含體（inclusion body）。 3.3.3 超聲破碎（超聲破碎（UltrasonicationUltrasonication） 主要用于實驗室主要用于實驗室 n破碎機理：可能與空化現(xiàn)象（破碎機理：可能與空化現(xiàn)象（Cavitation Cavitation phenomenaphenomena）引起的沖擊波和剪切作用有關(guān)。）引起的沖擊波和剪切作用有關(guān)。 n通常采用的超聲破碎機在通常采用的超聲破碎機在151525KHz25KHz的頻率的頻率 下操作。下操作。 n超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時間、 細胞濃度及菌種類型

16、等因素有關(guān)。細胞濃度及菌種類型等因素有關(guān)。 超聲破碎的適用性：超聲破碎的適用性： n細胞種類：細胞種類：桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細 胞比革蘭氏陽性細胞較易破碎，對酵母菌的效果胞比革蘭氏陽性細胞較易破碎，對酵母菌的效果 較差。較差。 n超聲波振蕩易引起超聲波振蕩易引起溫度的劇烈上升溫度的劇烈上升，操作時常在，操作時常在 冷卻條件下進行。小規(guī)模實驗常采用間歇操作，冷卻條件下進行。小規(guī)模實驗常采用間歇操作， 大規(guī)模生產(chǎn)受限制。大規(guī)模生產(chǎn)受限制。 n超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團能使超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團能使某些敏感性活性某些敏感性活性 物質(zhì)失活物質(zhì)失活，因而有一定的

17、局限性。，因而有一定的局限性。 3.3.4 酶溶法酶溶法研究較廣的一種方法研究較廣的一種方法 n原理：利用酶反應(yīng)，分解破壞細胞壁上的特殊鍵，原理：利用酶反應(yīng)，分解破壞細胞壁上的特殊鍵， 從而達到破壁的目的。從而達到破壁的目的。 n自溶法自溶法控制一定條件，誘發(fā)細胞自溶酶使細控制一定條件，誘發(fā)細胞自溶酶使細 胞破碎。胞破碎。自溶法常采用加熱法或干燥法。自溶法常采用加熱法或干燥法。 n外加酶法外加酶法根據(jù)細胞壁膜的結(jié)構(gòu)及組成選擇合根據(jù)細胞壁膜的結(jié)構(gòu)及組成選擇合 適的酶。適的酶。 細菌大多用細菌大多用溶菌酶溶菌酶(lysozyme)(lysozyme) 酵母菌常用溶酶有：酵母菌常用溶酶有： -1,3

18、-1,3-葡聚糖酶葡聚糖酶 (glucanase)(glucanase)、-1,6-1,6-葡聚糖酶、蛋白酶葡聚糖酶、蛋白酶 (protease)(protease)、甘露糖酶、甘露糖酶(mannanase)(mannanase)、糖苷酶、糖苷酶 (glycosidase)(glycosidase)、肽鍵內(nèi)切酶、肽鍵內(nèi)切酶(endopeptidase)(endopeptidase)、 殼多糖酶等殼多糖酶等 。 酶溶法的特點（外加酶）：酶溶法的特點（外加酶）： （1）酶溶法需要特定的反應(yīng)條件。）酶溶法需要特定的反應(yīng)條件。 （2）酶具有高度專一性，必須根據(jù)細胞壁的結(jié)構(gòu)和酶具有高度專一性，必須根據(jù)細

19、胞壁的結(jié)構(gòu)和 化學(xué)組成選擇適當(dāng)?shù)拿富蛉苊赶到y(tǒng)，并確定相應(yīng)化學(xué)組成選擇適當(dāng)?shù)拿富蛉苊赶到y(tǒng)，并確定相應(yīng) 的次序。的次序。 （3）酶溶法的優(yōu)點是：具有選擇性釋放產(chǎn)物，條件酶溶法的優(yōu)點是：具有選擇性釋放產(chǎn)物，條件 溫和，核酸泄出量少，細胞外形完整。溫和，核酸泄出量少，細胞外形完整。 （4）酶溶法的不足：一是溶酶價格高；二是酶溶法酶溶法的不足：一是溶酶價格高；二是酶溶法 通用性差，且不易確定最佳的溶解條件；三是存通用性差，且不易確定最佳的溶解條件；三是存 在產(chǎn)物抑制，在溶酶系統(tǒng)中，甘露糖對蛋白酶有在產(chǎn)物抑制，在溶酶系統(tǒng)中，甘露糖對蛋白酶有 抑制作用。抑制作用。 3.3.5 化學(xué)滲透法化學(xué)滲透法 n某些化

20、學(xué)試劑，可以改變細胞壁或膜的通某些化學(xué)試劑，可以改變細胞壁或膜的通 透性（滲透性），從而使胞內(nèi)物質(zhì)有選擇透性（滲透性），從而使胞內(nèi)物質(zhì)有選擇 地滲透出來，這種處理方式稱為化學(xué)滲透地滲透出來，這種處理方式稱為化學(xué)滲透 法法(Chemical permeation)(Chemical permeation)。 n常用化學(xué)試劑有：有機溶劑、變性劑、表常用化學(xué)試劑有：有機溶劑、變性劑、表 面活性劑、抗生素、金屬螯合劑等。面活性劑、抗生素、金屬螯合劑等。 作用原理：作用原理： n化學(xué)滲透法取決于化學(xué)試劑的類型以及細胞壁膜的化學(xué)滲透法取決于化學(xué)試劑的類型以及細胞壁膜的 結(jié)構(gòu)與組成，不同化學(xué)試劑作用的部位和

21、方式有所結(jié)構(gòu)與組成，不同化學(xué)試劑作用的部位和方式有所 不同，現(xiàn)舉例如下。不同，現(xiàn)舉例如下。 （1 1）表面活性物質(zhì)：）表面活性物質(zhì)：可促使細胞某些組分溶解可促使細胞某些組分溶解，其增，其增 溶作用有助于細胞的破碎。如溶作用有助于細胞的破碎。如TritonX-100TritonX-100能結(jié)合并能結(jié)合并 溶解磷脂，破壞內(nèi)膜的磷脂雙分子層，從而使某些溶解磷脂，破壞內(nèi)膜的磷脂雙分子層，從而使某些 胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來。胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來。 （2 2）EDTAEDTA螯合劑：可用于處理革蘭氏陰性菌（如螯合劑：可用于處理革蘭氏陰性菌（如 E.coliE.coli）, ,它對其它對其細胞外層膜有破壞作用細胞外層

22、膜有破壞作用。 （3 3）有機溶劑：能分解細胞壁中的類脂。）有機溶劑：能分解細胞壁中的類脂。 （4 4）變性劑：）變性劑：如如鹽酸胍鹽酸胍(Guanidin HCl)(Guanidin HCl)和脲（和脲（UreaUrea） 與水中氫鍵作用，削弱溶質(zhì)分子間的疏水作用，與水中氫鍵作用，削弱溶質(zhì)分子間的疏水作用， 從而使疏水性化合物溶于水溶液。從而使疏水性化合物溶于水溶液。 各種試劑的不同作用機理，將幾種試劑合理地搭各種試劑的不同作用機理，將幾種試劑合理地搭 配使用能有效地提高胞內(nèi)物質(zhì)的釋放率。配使用能有效地提高胞內(nèi)物質(zhì)的釋放率。 例：例：單獨用單獨用0.1mol/L0.1mol/L鹽酸胍處理鹽酸

23、胍處理E.coliE.coli僅釋放約僅釋放約1%1%的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì) 0.5% TritonX-1000.5% TritonX-100處理蛋白質(zhì)釋放率為處理蛋白質(zhì)釋放率為4%4% 二者合用，蛋白質(zhì)釋放率可達二者合用，蛋白質(zhì)釋放率可達53%53%左右左右 化學(xué)滲透法的優(yōu)點：化學(xué)滲透法的優(yōu)點： 對產(chǎn)物釋放具有一定選擇性。可使一些較對產(chǎn)物釋放具有一定選擇性?？墒挂恍┹^ 小分子量的溶質(zhì)如多肽和小分子的酶蛋白小分子量的溶質(zhì)如多肽和小分子的酶蛋白 透過，而核酸等大分子量的物質(zhì)仍滯留在透過，而核酸等大分子量的物質(zhì)仍滯留在 胞內(nèi)。胞內(nèi)。 細胞外形保持完整，碎片少，漿液粘度低，細胞外形保持完整，碎片少，漿液粘

24、度低， 易于固液分離和進一步提取。易于固液分離和進一步提取。 化學(xué)滲透法的缺點化學(xué)滲透法的缺點 ： （1）通用性差，某種試劑只能作用于某些特通用性差，某種試劑只能作用于某些特 定類型的細胞。定類型的細胞。 （2）時間長，效率低，一般胞內(nèi)物質(zhì)釋放率時間長，效率低，一般胞內(nèi)物質(zhì)釋放率 不超過不超過50%50%。 （3）有些化學(xué)試劑有毒性有些化學(xué)試劑有毒性 。 3.3.6 選擇破碎方法的依據(jù)選擇破碎方法的依據(jù) （1）細胞處理量：大規(guī)模生產(chǎn)多采用機械法（通用）細胞處理量：大規(guī)模生產(chǎn)多采用機械法（通用 性強，破碎效率高），實驗室規(guī)模多選用非機械性強，破碎效率高），實驗室規(guī)模多選用非機械 法（選擇性好，固

25、液易分離）。法（選擇性好，固液易分離）。 （2）細胞壁的強度與結(jié)構(gòu)：見）細胞壁的強度與結(jié)構(gòu)：見3.2。 （3）目標(biāo)產(chǎn)物對破碎條件的敏感性：對活性物質(zhì)產(chǎn)）目標(biāo)產(chǎn)物對破碎條件的敏感性：對活性物質(zhì)產(chǎn) 品，要兼顧效率與穩(wěn)定性。品，要兼顧效率與穩(wěn)定性。 （4）破碎程度：操作條件要兼顧產(chǎn)物釋放率、能耗）破碎程度：操作條件要兼顧產(chǎn)物釋放率、能耗 和便于后提取。和便于后提取。 3.4 破碎率的測定 （1 1）直接測定法）直接測定法利用顯微鏡或電子微粒計數(shù)器利用顯微鏡或電子微粒計數(shù)器 直接計數(shù)破碎前后的細胞數(shù)直接計數(shù)破碎前后的細胞數(shù)。（僅適合于機械法）。（僅適合于機械法） （2 2）目的產(chǎn)物測定法目的產(chǎn)物測定法

26、 通過測定破碎液中目的通過測定破碎液中目的 產(chǎn)物的釋放量來估算破碎率。產(chǎn)物的釋放量來估算破碎率。（多用于生產(chǎn)，必（多用于生產(chǎn)，必 須有須有100%100%破碎率破碎率作作標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值比較標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值比較） （3 3）導(dǎo)電率測定法導(dǎo)電率測定法 細胞破碎后，大量帶電荷細胞破碎后，大量帶電荷 的內(nèi)含物被釋放到水相，使導(dǎo)電率上升。（的內(nèi)含物被釋放到水相，使導(dǎo)電率上升。（是一是一 種快速測定法，種快速測定法，應(yīng)預(yù)先采用其他方法制定標(biāo)準(zhǔn)曲應(yīng)預(yù)先采用其他方法制定標(biāo)準(zhǔn)曲 線線 ） 3.5 破碎技術(shù)的發(fā)展方向 3.5.1 多種破碎方法相結(jié)合多種破碎方法相結(jié)合 機械法與非機械法機械法與非機械法 化學(xué)法與酶法化學(xué)法與酶法

27、多種化學(xué)試劑處理多種化學(xué)試劑處理 多種酶制劑處理多種酶制劑處理 機械法與非機械法：機械法與非機械法： 化學(xué)法與酶法取決于細胞壁膜的化學(xué)組成，化學(xué)法與酶法取決于細胞壁膜的化學(xué)組成， 機械法取決于細胞結(jié)構(gòu)的機械強度，而化學(xué)組成機械法取決于細胞結(jié)構(gòu)的機械強度，而化學(xué)組成 又決定了結(jié)構(gòu)的機械強度，組成的變化必然影響又決定了結(jié)構(gòu)的機械強度，組成的變化必然影響 到強度的差異，這就是化學(xué)法與機械法相結(jié)合的到強度的差異，這就是化學(xué)法與機械法相結(jié)合的 原理。原理。 細胞細胞酶法或化學(xué)法處理 酶法或化學(xué)法處理破壞細胞壁某些物質(zhì)組成 破壞細胞壁某些物質(zhì)組成壁的壁的 機械強度機械強度機械法處理 機械法處理細胞破碎率 細胞破碎率 例：面包酵母細胞的破碎例：面包酵母細胞的破碎 用溶解酶（用溶解酶（Zymolyas