細(xì)胞破碎與分離設(shè)備課件

1、細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第六章第六章 細(xì)胞細(xì)胞(xbo)(xbo)破碎與料液破碎與料液分離設(shè)備分離設(shè)備第一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 細(xì)胞破碎就是采用一定的方法細(xì)胞破碎就是采用一定的方法(fngf)(fngf)，在一定程度上破，在一定程度上破壞壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來(lái)的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的放出來(lái)的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型非分泌型生生化物質(zhì)（產(chǎn)品）的基礎(chǔ)?；镔|(zhì)（產(chǎn)品）的基礎(chǔ)。細(xì)胞破碎細(xì)胞破碎(p su)(p su)定義定義第二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備為了為了(wi le)(wi le)研究細(xì)胞

2、的破碎，提高其破碎率，有必要了解各種生物研究細(xì)胞的破碎，提高其破碎率，有必要了解各種生物細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)。生物類型生物類型G+G+細(xì)菌細(xì)菌G-G-細(xì)菌細(xì)菌酵母菌酵母菌霉菌霉菌植物細(xì)胞植物細(xì)胞主要組成主要組成肽聚糖肽聚糖（40-90%40-90%）多糖多糖胞壁酸胞壁酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂多糖脂多糖（1-4%1-4%）肽聚糖肽聚糖（5-10%5-10%）脂蛋白脂蛋白脂多糖脂多糖（11-22%11-22%）磷脂磷脂蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)葡聚糖葡聚糖（30-40%30-40%）甘露聚糖甘露聚糖（30%30%）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（6-8%6-8%）脂類脂類（8.5-8.5-13.5%13.5%）多聚糖（

3、幾多聚糖（幾丁質(zhì)）丁質(zhì)）（80-90%80-90%）脂類脂類蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)初生壁初生壁次生壁次生壁細(xì)胞壁的組成細(xì)胞壁的組成(z chn)和結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)第三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u 細(xì)菌細(xì)菌 破碎的主要阻力來(lái)自于破碎的主要阻力來(lái)自于肽聚糖肽聚糖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，破碎的難度越大，革蘭氏陰性細(xì)菌網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不及革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌破碎的難度越大，革蘭氏陰性細(xì)菌網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不及革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的堅(jiān)固；的堅(jiān)固；u 酵母酵母 葡聚糖葡聚糖的細(xì)纖維構(gòu)成了細(xì)胞壁的剛性骨架，甘露聚糖形成網(wǎng)的細(xì)纖維構(gòu)成了細(xì)胞壁的剛性骨架，甘露聚糖形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁破碎的阻力也主要決定于壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)的緊

4、密程度和狀結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁破碎的阻力也主要決定于壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)的緊密程度和它的厚度；它的厚度；u 霉菌霉菌 細(xì)胞壁中含有細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)或纖維素幾丁質(zhì)或纖維素的纖維狀結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度比的纖維狀結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度比細(xì)菌和酵母菌的細(xì)胞壁有所提高；細(xì)菌和酵母菌的細(xì)胞壁有所提高；u 植物細(xì)胞植物細(xì)胞 次生壁次生壁的形成提高的形成提高(t go)(t go)了細(xì)胞壁的堅(jiān)硬性，使植物細(xì)了細(xì)胞壁的堅(jiān)硬性，使植物細(xì)胞具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。胞具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。第四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備常用破碎常用破碎(p su)方法方法分分 類類作作 用用 機(jī)機(jī) 理理適適 應(yīng)應(yīng) 性性機(jī)機(jī)械械法法珠磨法珠磨法固體剪切作用固體剪切作用可

5、達(dá)較高破碎率，可較大規(guī)模操作，可達(dá)較高破碎率，可較大規(guī)模操作，大分子目的產(chǎn)物易失活，漿液分離困大分子目的產(chǎn)物易失活，漿液分離困難難高壓勻漿高壓勻漿法法液體剪切作用液體剪切作用可達(dá)較高破碎率，可大規(guī)模操作，不可達(dá)較高破碎率，可大規(guī)模操作，不適合絲狀菌和革蘭氏陽(yáng)性菌適合絲狀菌和革蘭氏陽(yáng)性菌超聲破碎超聲破碎法法液體剪切作用液體剪切作用對(duì)酵母菌效果較差，破碎過(guò)程升溫劇對(duì)酵母菌效果較差，破碎過(guò)程升溫劇烈，不適合大規(guī)模操作烈，不適合大規(guī)模操作X-pressX-press法法固體剪切作用固體剪切作用破碎率高，活性保留率高，對(duì)冷凍敏破碎率高，活性保留率高，對(duì)冷凍敏感目的產(chǎn)物不適合感目的產(chǎn)物不適合非非機(jī)機(jī)械械法

6、法酶溶法酶溶法酶分解作用酶分解作用具有高度專一性，條件溫和，漿液易具有高度專一性，條件溫和，漿液易分離，溶酶價(jià)格高，通用性差分離，溶酶價(jià)格高，通用性差化學(xué)滲透化學(xué)滲透法法改變細(xì)胞膜的滲透改變細(xì)胞膜的滲透性性具一定選擇性，漿液易分離，但釋放具一定選擇性，漿液易分離，但釋放率較低，通用性差率較低，通用性差滲透壓法滲透壓法滲透壓劇烈改變滲透壓劇烈改變破碎率較低，常與其他方法結(jié)合使用破碎率較低，常與其他方法結(jié)合使用凍結(jié)融化凍結(jié)融化法法反復(fù)凍結(jié)反復(fù)凍結(jié)- -融化融化破碎率較低，不適合對(duì)冷凍敏感目的破碎率較低，不適合對(duì)冷凍敏感目的產(chǎn)物產(chǎn)物干燥法干燥法改變細(xì)胞膜滲透性改變細(xì)胞膜滲透性條件變化劇烈，易引起大分

7、子物質(zhì)失條件變化劇烈，易引起大分子物質(zhì)失活活第五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備機(jī) 械 法第六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備進(jìn)入珠磨機(jī)的細(xì)胞懸浮液與極細(xì)的玻璃小珠、石英砂、進(jìn)入珠磨機(jī)的細(xì)胞懸浮液與極細(xì)的玻璃小珠、石英砂、氧化鋁等研磨劑（直徑小于氧化鋁等研磨劑（直徑小于1mm1mm）一起快速攪拌或研磨，）一起快速攪拌或研磨，研磨劑、珠子與細(xì)胞之間的互相剪切、碰撞研磨劑、珠子與細(xì)胞之間的互相剪切、碰撞(pn zhun)(pn zhun)，使細(xì)胞破碎，釋放出內(nèi)含物。在珠液分離器的協(xié)助下，使細(xì)胞破碎，釋放出內(nèi)含物。在珠液分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在破碎室內(nèi)，漿液流出從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。珠子被滯留在破碎

8、室內(nèi)，漿液流出從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。破碎中產(chǎn)生的熱量一般采用夾套冷卻的方式帶走。破碎中產(chǎn)生的熱量一般采用夾套冷卻的方式帶走。1.1.珠磨法（珠磨法（Bead millBead mill）原理原理(yunl)：第七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備n實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的細(xì)胞破碎實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的細(xì)胞破碎(p su)(p su)設(shè)備有設(shè)備有MickleMickle高速組織搗碎機(jī)、高速組織搗碎機(jī)、 BraunBraun勻漿器；勻漿器；n中試規(guī)模的細(xì)胞破碎可采用膠體磨處理；中試規(guī)模的細(xì)胞破碎可采用膠體磨處理；n在工業(yè)規(guī)模中，可采用高速珠磨機(jī)（瑞士在工業(yè)規(guī)模中，可采用高速珠磨機(jī)（瑞士WA

9、BWAB公司和德國(guó)西公司和德國(guó)西門子機(jī)械公司制造）。門子機(jī)械公司制造）。u珠磨法的破碎率一般控制在珠磨法的破碎率一般控制在80%80%以下。以下。u珠磨法適用于細(xì)胞珠磨法適用于細(xì)胞(xbo)(xbo)懸浮液和植物細(xì)胞懸浮液和植物細(xì)胞(xbo)(xbo)的大規(guī)模處理。的大規(guī)模處理。第九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備膠體磨膠體磨德國(guó)進(jìn)口珠磨機(jī)德國(guó)進(jìn)口珠磨機(jī)第十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備2.2.高壓高壓(goy)(goy)勻漿法（勻漿法（High-pressure homogenizationHigh-pressure homogenization）利用高壓使細(xì)胞懸浮液通過(guò)利用高壓使細(xì)胞懸浮

10、液通過(guò)(tnggu)針形閥，由于突然減壓和高速?zèng)_擊針形閥，由于突然減壓和高速?zèng)_擊撞擊環(huán)使細(xì)胞破碎，細(xì)胞懸浮液自高壓室針形閥噴出時(shí)，每秒速度高達(dá)幾撞擊環(huán)使細(xì)胞破碎，細(xì)胞懸浮液自高壓室針形閥噴出時(shí)，每秒速度高達(dá)幾百米，高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán)上，被迫改變方向從出口管流百米，高速噴出的漿液又射到靜止的撞擊環(huán)上，被迫改變方向從出口管流出。細(xì)胞在這一系列出。細(xì)胞在這一系列高速高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷了剪切、碰撞及由運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷了剪切、碰撞及由高壓到常高壓到常壓壓的變化，從而造成細(xì)胞破碎。的變化，從而造成細(xì)胞破碎。原理原理(yunl)：大規(guī)模細(xì)胞破碎的常用方法，在微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的大規(guī)大規(guī)模細(xì)胞破

11、碎的常用方法，在微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的大規(guī)模處理中常采用模處理中常采用第十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備高壓勻漿器的排出閥第十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備p易造成易造成(zo chn)堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌p較小的革蘭氏陽(yáng)性菌較小的革蘭氏陽(yáng)性菌p含有包含體的基因工程菌含有包含體的基因工程菌不宜采用高壓勻漿不宜采用高壓勻漿(yn jin)(yn jin)法的細(xì)胞類型。法的細(xì)胞類型。 第十三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備大、中、小型高壓勻漿器大、中、小型高壓勻漿器第十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備利用發(fā)射利用發(fā)射15-25kHz15-25kHz的超聲波探頭處理的超

12、聲波探頭處理(chl)(chl)細(xì)胞懸浮液。細(xì)胞懸浮液。一般認(rèn)為超聲波破碎的機(jī)理是：在超聲波作用下液體發(fā)生一般認(rèn)為超聲波破碎的機(jī)理是：在超聲波作用下液體發(fā)生空化作用，空穴的形成、增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和空化作用，空穴的形成、增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，使細(xì)胞破碎。剪切力，使細(xì)胞破碎。3.3.超聲破碎超聲破碎(p su)(p su)法（法（UltrasonicationUltrasonication）第十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 影響超聲波的細(xì)胞破碎效率因素：頻率影響超聲波的細(xì)胞破碎效率因素：頻率(pnl)(pnl)、液體溫、液體溫度和粘度、處理時(shí)間等。度和粘度、處理時(shí)間等

13、。 超聲波破碎法是很強(qiáng)烈的破碎方法，適用于多數(shù)微生超聲波破碎法是很強(qiáng)烈的破碎方法，適用于多數(shù)微生物的破碎。物的破碎。一般桿菌比球菌易破碎，一般桿菌比球菌易破碎，G-G-細(xì)菌比細(xì)菌比G+G+細(xì)菌細(xì)菌易破碎，對(duì)酵母菌的效果較差。易破碎，對(duì)酵母菌的效果較差。 該法在實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模細(xì)胞破碎中常用。該法在實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模細(xì)胞破碎中常用。第十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備非 機(jī) 械 法第十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備1.1.酶溶法（酶溶法（Enzymatic LysisEnzymatic Lysis）（1 1）外加）外加(wiji)(wiji)酶法酶法常用常用(c

14、hn yn)的溶酶的溶酶溶菌酶溶菌酶-1-1，3-3-葡聚糖酶葡聚糖酶-1-1，6-6-葡聚糖酶葡聚糖酶蛋白酶蛋白酶甘露甘露(gnl)(gnl)糖酶糖酶糖苷酶糖苷酶肽鍵內(nèi)切酶肽鍵內(nèi)切酶殼多糖酶等殼多糖酶等第十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u利用溶解利用溶解(rngji)細(xì)胞壁的酶處理菌體細(xì)胞，使細(xì)胞壁受細(xì)胞壁的酶處理菌體細(xì)胞，使細(xì)胞壁受到部分或完全破壞后，再利用滲透壓沖擊等方法破壞到部分或完全破壞后，再利用滲透壓沖擊等方法破壞細(xì)胞膜，進(jìn)一步增大胞內(nèi)產(chǎn)物的通透性。細(xì)胞膜，進(jìn)一步增大胞內(nèi)產(chǎn)物的通透性。u利用溶酶系統(tǒng)處理細(xì)胞時(shí)必須根據(jù)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和利用溶酶系統(tǒng)處理細(xì)胞時(shí)必須根據(jù)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和化學(xué)

15、組成選擇適當(dāng)?shù)拿?，并確定相應(yīng)的次序?；瘜W(xué)組成選擇適當(dāng)?shù)拿福⒋_定相應(yīng)的次序。第二十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u酶溶法的優(yōu)點(diǎn)：酶溶法的優(yōu)點(diǎn)：選擇性釋放產(chǎn)物，條件溫和，核酸泄出量少，細(xì)胞選擇性釋放產(chǎn)物，條件溫和，核酸泄出量少，細(xì)胞(xbo)外形外形完整。完整。u酶溶法的缺點(diǎn)：酶溶法的缺點(diǎn)：溶酶價(jià)格高，溶酶法通用性差，產(chǎn)物抑制溶酶價(jià)格高，溶酶法通用性差，產(chǎn)物抑制(yzh)(yzh)的存在。的存在。第二十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u誘發(fā)誘發(fā)(yuf)(yuf)微生物產(chǎn)生過(guò)剩的溶胞酶或激發(fā)自身溶胞酶微生物產(chǎn)生過(guò)剩的溶胞酶或激發(fā)自身溶胞酶的活力，以達(dá)到細(xì)胞自溶的目的。的活力，以達(dá)到細(xì)胞自溶的

16、目的。u影響自溶過(guò)程的主要因素有溫度、時(shí)間、影響自溶過(guò)程的主要因素有溫度、時(shí)間、pHpH值、激值、激活劑和細(xì)胞代謝途徑等?；顒┖图?xì)胞代謝途徑等。u缺點(diǎn)：對(duì)不穩(wěn)定的微生物，易引起所需蛋白質(zhì)的變?nèi)秉c(diǎn)：對(duì)不穩(wěn)定的微生物，易引起所需蛋白質(zhì)的變性，自溶后細(xì)胞懸浮液粘度增大，過(guò)濾速度下降。性，自溶后細(xì)胞懸浮液粘度增大，過(guò)濾速度下降。 （2 2）自溶法（）自溶法（AutolysisAutolysis）第二十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備某些化學(xué)試劑，如有機(jī)溶劑、變性劑、表面活性劑、抗生某些化學(xué)試劑，如有機(jī)溶劑、變性劑、表面活性劑、抗生素、金屬螯合劑等，可以改變細(xì)胞壁或膜的通透性（滲透素、金屬螯合劑等，可

17、以改變細(xì)胞壁或膜的通透性（滲透性），從而使胞內(nèi)物質(zhì)性），從而使胞內(nèi)物質(zhì)(wzh)有選擇地滲透出來(lái)。有選擇地滲透出來(lái)。2.2.化學(xué)化學(xué)(huxu)(huxu)滲透法（滲透法（Chemical permeationChemical permeation）第二十三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備Triton X-100Triton X-100牛黃牛黃(nihung)(nihung)膽酸鈉膽酸鈉十二烷基磺酸鈉十二烷基磺酸鈉（1 1）表面）表面(biomin)(biomin)活性劑活性劑表面表面(biomin)活性劑可促使細(xì)胞某些組分溶解，其活性劑可促使細(xì)胞某些組分溶解，其增溶增溶作用作用有助于細(xì)胞的破

18、碎。有助于細(xì)胞的破碎。第二十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u主要是處理主要是處理G-G-細(xì)菌細(xì)菌，對(duì)細(xì)胞外層膜有破壞作用。，對(duì)細(xì)胞外層膜有破壞作用。EDTAEDTA將將CaCa2+2+或或MgMg2+2+螯合，大量的脂多糖螯合，大量的脂多糖(du tn)(du tn)分子將脫落，使細(xì)胞分子將脫落，使細(xì)胞壁外層膜出現(xiàn)洞穴。這些區(qū)域由內(nèi)層膜的磷脂來(lái)填補(bǔ)，從而導(dǎo)致內(nèi)壁外層膜出現(xiàn)洞穴。這些區(qū)域由內(nèi)層膜的磷脂來(lái)填補(bǔ)，從而導(dǎo)致內(nèi)層膜通透性的增強(qiáng)。層膜通透性的增強(qiáng)。（2 2）EDTAEDTA螯合劑螯合劑第二十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u能分解細(xì)胞壁中的類脂，使胞壁膜溶脹，細(xì)胞破裂，胞內(nèi)物質(zhì)能分解

19、細(xì)胞壁中的類脂，使胞壁膜溶脹，細(xì)胞破裂，胞內(nèi)物質(zhì)被釋放出來(lái)。被釋放出來(lái)。乙醇乙醇(y chn)、異丙醇、甲苯、苯、氯仿、二甲苯及高級(jí)醇、異丙醇、甲苯、苯、氯仿、二甲苯及高級(jí)醇等。等。（3 3）有機(jī)溶劑）有機(jī)溶劑u與水中氫鍵作用，削弱溶質(zhì)與水中氫鍵作用，削弱溶質(zhì)(rngzh)(rngzh)分子間的疏水作用，從而使疏水性分子間的疏水作用，從而使疏水性化合物溶于水溶液?；衔锶苡谒芤?。鹽酸胍和脲鹽酸胍和脲是常用的變性劑。是常用的變性劑。第二十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u通用性差；通用性差；u時(shí)間長(zhǎng)，效率時(shí)間長(zhǎng)，效率(xio l)(xio l)低；低；u有些化學(xué)試劑有毒有些化學(xué)試劑有毒 。化

20、學(xué)化學(xué)(huxu)滲透法優(yōu)點(diǎn)：滲透法優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)缺點(diǎn)(qudin)：l對(duì)產(chǎn)物釋放有一定的選擇性，可使一些較小分子量的溶質(zhì)如多肽對(duì)產(chǎn)物釋放有一定的選擇性，可使一些較小分子量的溶質(zhì)如多肽和小分子的酶蛋白透過(guò)，而核酸等大分子量的物質(zhì)仍滯留在胞內(nèi)；和小分子的酶蛋白透過(guò)，而核酸等大分子量的物質(zhì)仍滯留在胞內(nèi)；l細(xì)胞外形完整，碎片少，漿液粘度低，易于固液分離和進(jìn)一步細(xì)胞外形完整，碎片少，漿液粘度低，易于固液分離和進(jìn)一步提取。提取。第二十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u將濃縮的菌體懸浮液冷卻至將濃縮的菌體懸浮液冷卻至-25-25形成形成冰晶體冰晶體，利用，利用(lyng)(lyng)500MPa500MPa

21、以上的高壓沖擊，使冷凍細(xì)胞從高壓閥小孔中以上的高壓沖擊，使冷凍細(xì)胞從高壓閥小孔中擠出。細(xì)胞破碎是由于擠出。細(xì)胞破碎是由于冰晶體的磨損冰晶體的磨損，使包埋在冰中的，使包埋在冰中的微生物變形而引起的。微生物變形而引起的。u此法主要用于實(shí)驗(yàn)室，適應(yīng)范圍廣、破碎率高、細(xì)胞此法主要用于實(shí)驗(yàn)室，適應(yīng)范圍廣、破碎率高、細(xì)胞碎片粉碎程度低及活性保留率高等優(yōu)點(diǎn)，但不適應(yīng)于對(duì)碎片粉碎程度低及活性保留率高等優(yōu)點(diǎn)，但不適應(yīng)于對(duì)冷凍敏感的生化物質(zhì)。冷凍敏感的生化物質(zhì)。 其他其他(qt)方法方法1. X-press1. X-press法法第二十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u將細(xì)胞放在高滲透壓的介質(zhì)中（如一定濃度的甘

22、油或蔗糖將細(xì)胞放在高滲透壓的介質(zhì)中（如一定濃度的甘油或蔗糖溶液），達(dá)平衡后，轉(zhuǎn)入到滲透壓低的緩沖液或純水中，由溶液），達(dá)平衡后，轉(zhuǎn)入到滲透壓低的緩沖液或純水中，由于滲透壓的突然變化，水迅速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞溶脹，于滲透壓的突然變化，水迅速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞溶脹，甚至破裂。甚至破裂。u僅適用于細(xì)胞壁較脆弱的細(xì)胞或細(xì)胞壁預(yù)先用酶處僅適用于細(xì)胞壁較脆弱的細(xì)胞或細(xì)胞壁預(yù)先用酶處理或在培養(yǎng)過(guò)程理或在培養(yǎng)過(guò)程(guchng)(guchng)中加入某些抑制劑（如抗生素中加入某些抑制劑（如抗生素等），使細(xì)胞壁有缺陷，強(qiáng)度減弱。等），使細(xì)胞壁有缺陷，強(qiáng)度減弱。 2. 2. 滲透壓法（滲透壓法（Osmotic

23、 pressureOsmotic pressure）第二十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u將細(xì)胞放在低溫下突然冷凍而在室溫下緩慢將細(xì)胞放在低溫下突然冷凍而在室溫下緩慢(hunmn)(hunmn)融化，融化，反復(fù)多次而達(dá)到破壁作用。反復(fù)多次而達(dá)到破壁作用。u一方面使細(xì)胞膜的疏水鍵結(jié)構(gòu)破裂，另一方面胞內(nèi)水一方面使細(xì)胞膜的疏水鍵結(jié)構(gòu)破裂，另一方面胞內(nèi)水結(jié)晶，使細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度變化，引起細(xì)胞膨脹而破裂。結(jié)晶，使細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度變化，引起細(xì)胞膨脹而破裂。u適用于細(xì)胞壁較脆弱的菌體，破碎率較低，需反復(fù)多次。適用于細(xì)胞壁較脆弱的菌體，破碎率較低，需反復(fù)多次。 3. 3. 反復(fù)凍結(jié)反復(fù)凍結(jié)(dngji)(

24、dngji)- -融化法融化法第三十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備此法使細(xì)胞結(jié)合水分喪失，從而改變細(xì)胞的滲透性。此法使細(xì)胞結(jié)合水分喪失，從而改變細(xì)胞的滲透性。氣流干燥氣流干燥(gnzo)(gnzo)主要適用于酵母菌，一般在主要適用于酵母菌，一般在25-3025-30的氣流中吹的氣流中吹干；干；真空干燥多用于細(xì)菌。真空干燥多用于細(xì)菌。 4.4.干燥干燥(gnzo)(gnzo)法法氣流干燥氣流干燥真空干燥真空干燥噴霧干燥噴霧干燥冷凍干燥冷凍干燥第三十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備破碎破碎(p su)(p su)率的測(cè)定與破碎率的測(cè)定與破碎(p su)(p su)技術(shù)的研究方技術(shù)的研究方向向

25、1. 1. 破碎率的測(cè)定破碎率的測(cè)定(cdng)(cdng) 直接直接(zhji)(zhji)測(cè)定法（革蘭氏染色法）測(cè)定法（革蘭氏染色法） 目的產(chǎn)物測(cè)定法目的產(chǎn)物測(cè)定法導(dǎo)電率測(cè)定法導(dǎo)電率測(cè)定法第三十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備2.2.破碎技術(shù)破碎技術(shù)(jsh)(jsh)的研究方向的研究方向 多種破碎多種破碎(p su)(p su)方法相結(jié)合方法相結(jié)合 與上游過(guò)程相結(jié)合與上游過(guò)程相結(jié)合 與下游工程相結(jié)合與下游工程相結(jié)合第三十三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備定定 義：義： 在一定的壓力在一定的壓力(yl)(yl)差下，差下，利用多孔性介質(zhì)截留固液懸利用多孔性介質(zhì)截留固液懸浮液中的固體粒子，

26、進(jìn)行固浮液中的固體粒子，進(jìn)行固液分離的方法稱為過(guò)濾。液分離的方法稱為過(guò)濾。一、過(guò)濾一、過(guò)濾(gul)(gul)固液分離固液分離(fnl)設(shè)備設(shè)備第三十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備過(guò)濾過(guò)濾(gul)介介質(zhì)質(zhì)無(wú)定形顆粒：無(wú)煙煤、砂、顆?；钚蕴俊㈣F礦砂等無(wú)定形顆粒：無(wú)煙煤、砂、顆?；钚蕴?、鐵礦砂等成形顆粒：燒結(jié)金屬、燒結(jié)塑料成形顆粒：燒結(jié)金屬、燒結(jié)塑料(slio)以及用合成樹脂以及用合成樹脂粘結(jié)的硅砂、塑料粘結(jié)的硅砂、塑料(slio)顆粒等，做成圓筒形或板狀。顆粒等，做成圓筒形或板狀。非金屬織補(bǔ)棉：化學(xué)纖維、玻璃纖維織品、長(zhǎng)纖維濾布、短非金屬織補(bǔ)棉：化學(xué)纖維、玻璃纖維織品、長(zhǎng)纖維濾布、短纖維濾

27、布。纖維濾布。金屬織布：不銹鋼絲或鐵絲等的織布。金屬織布：不銹鋼絲或鐵絲等的織布。無(wú)紡品：紙、氈、石棉板、合成纖維無(wú)紡布等。無(wú)紡品：紙、氈、石棉板、合成纖維無(wú)紡布等。第三十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾設(shè)備(shbi)的分類的分類u根據(jù)推動(dòng)力的不同可分為四類根據(jù)推動(dòng)力的不同可分為四類 重力過(guò)濾重力過(guò)濾自然自然(zrn)(zrn)過(guò)濾過(guò)濾 加壓過(guò)濾加壓過(guò)濾板框過(guò)濾板框過(guò)濾 真空過(guò)濾真空過(guò)濾真空過(guò)濾器真空過(guò)濾器 離心過(guò)濾離心過(guò)濾離心過(guò)濾器離心過(guò)濾器第三十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備過(guò)濾過(guò)濾(gul)設(shè)備設(shè)備u板框過(guò)濾機(jī)板框過(guò)濾機(jī)板框壓濾機(jī)由壓濾機(jī)濾板、液壓系統(tǒng)、壓濾機(jī)框、板框

28、壓濾機(jī)由壓濾機(jī)濾板、液壓系統(tǒng)、壓濾機(jī)框、濾板傳輸系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等五大部分組成。濾板傳輸系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等五大部分組成。板框壓濾機(jī)工作板框壓濾機(jī)工作(gngzu)(gngzu)運(yùn)行的原理：先由液壓施力運(yùn)行的原理：先由液壓施力壓緊板框組，料液由中間進(jìn)入，分布到各濾布之間，壓緊板框組，料液由中間進(jìn)入，分布到各濾布之間，通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)固、液分離的脫液方法。通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)固、液分離的脫液方法。第三十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u廣泛應(yīng)用于培養(yǎng)基制備的過(guò)濾及霉菌、放廣泛應(yīng)用于培養(yǎng)基制備的過(guò)濾及霉菌、放線菌、酵母菌和細(xì)菌線菌、酵母菌和細(xì)菌(xjn)(xjn)（需預(yù)處理）等多（需預(yù)處理）等多種發(fā)酵

29、液的固液分離。適合于固體含量種發(fā)酵液的固液分離。適合于固體含量1-1-10%10%的懸浮液的分離。的懸浮液的分離。 第三十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備濾板與濾框的工作濾板與濾框的工作(gngzu)情況情況第三十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：u結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配緊湊、過(guò)濾面積大、允許采用較大的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配緊湊、過(guò)濾面積大、允許采用較大的操作壓力，輔助設(shè)備少，動(dòng)力消耗小，過(guò)濾和洗滌質(zhì)量操作壓力，輔助設(shè)備少，動(dòng)力消耗小，過(guò)濾和洗滌質(zhì)量好，對(duì)固形物含量要求低，材料選擇范圍廣。好，對(duì)固形物含量要求低，材料選擇范圍廣。u缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：u設(shè)備笨重、占地面積多、輔助時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)設(shè)備笨重、占

30、地面積多、輔助時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)(shngchn)(shngchn)效率低。效率低。第四十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 板框過(guò)濾機(jī)板框過(guò)濾機(jī)第四十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第四十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備在濾板的外緣有一個(gè)鈕的稱為過(guò)濾板，三個(gè)鈕的稱為洗滌板，在濾板的外緣有一個(gè)鈕的稱為過(guò)濾板，三個(gè)鈕的稱為洗滌板，在濾框的外緣鑄有兩個(gè)鈕。從圖在濾框的外緣鑄有兩個(gè)鈕。從圖8-28-2可以看出，可以看出，1 1是過(guò)濾板，是過(guò)濾板，2 2是濾框，是濾框，3 3是洗滌板。板和框是按照鈕的記號(hào)是洗滌板。板和框是按照鈕的記號(hào)1-2-3-2-11-2-3-2-1的順序排列的。的順序排列的。 濾板和

31、濾框的構(gòu)造如圖所示。濾板表面上有棱狀溝槽，其邊緣略濾板和濾框的構(gòu)造如圖所示。濾板表面上有棱狀溝槽，其邊緣略微突起。在板、框和濾布的兩個(gè)角都有小孔，它們組合微突起。在板、框和濾布的兩個(gè)角都有小孔，它們組合(zh)(zh)并壓緊后并壓緊后即構(gòu)成了供濾液和洗滌水流通的孔道?？虻膬蓚?cè)覆以濾布，空框和濾布即構(gòu)成了供濾液和洗滌水流通的孔道?？虻膬蓚?cè)覆以濾布，空框和濾布圍成了容納濾漿和濾餅的空間。濾板的作用有二：一是支撐濾布；二是圍成了容納濾漿和濾餅的空間。濾板的作用有二：一是支撐濾布；二是濾液流出的通道。濾液流出的通道。第四十三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 操作前，應(yīng)將板、框和濾布按前述順序排列，并轉(zhuǎn)

32、動(dòng)機(jī)頭，將板、操作前，應(yīng)將板、框和濾布按前述順序排列，并轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)頭，將板、框和濾布?jí)壕o。操作時(shí)，懸浮液在壓力框和濾布?jí)壕o。操作時(shí)，懸浮液在壓力(yl)(yl)下經(jīng)懸浮液通道和濾框的下經(jīng)懸浮液通道和濾框的暗孔進(jìn)入框內(nèi)。濾液分別穿過(guò)兩側(cè)濾布，沿板上溝槽流下，匯集于下暗孔進(jìn)入框內(nèi)。濾液分別穿過(guò)兩側(cè)濾布，沿板上溝槽流下，匯集于下端，經(jīng)濾液出口閥流出。然后將濾框和濾布洗凈，重新裝合，準(zhǔn)備下端，經(jīng)濾液出口閥流出。然后將濾框和濾布洗凈，重新裝合，準(zhǔn)備下一次過(guò)濾操作。但是，多數(shù)情況濾餅裝滿后還需洗滌，有時(shí)還需壓縮一次過(guò)濾操作。但是，多數(shù)情況濾餅裝滿后還需洗滌，有時(shí)還需壓縮空氣吹干。所以，板框式過(guò)濾機(jī)的一個(gè)工作周

33、期包括裝合，過(guò)濾，洗空氣吹干。所以，板框式過(guò)濾機(jī)的一個(gè)工作周期包括裝合，過(guò)濾，洗滌（吹干），去餅，洗凈等過(guò)程。過(guò)濾和洗滌過(guò)程的情況見(jiàn)圖。滌（吹干），去餅，洗凈等過(guò)程。過(guò)濾和洗滌過(guò)程的情況見(jiàn)圖。 第四十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第四十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備真空(zhnkng)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)第四十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備（1 1）過(guò)濾區(qū)）過(guò)濾區(qū) 當(dāng)浸在懸浮液內(nèi)的各扇形格同真空管路當(dāng)浸在懸浮液內(nèi)的各扇形格同真空管路接通時(shí)，格內(nèi)為真空。在轉(zhuǎn)筒外壓力差的作用下，濾液透過(guò)濾接通時(shí)，格內(nèi)為真空。在轉(zhuǎn)筒外壓力差的作用下，濾液透過(guò)濾布，被壓入扇形格內(nèi)，經(jīng)分配頭被吸出。而固體顆粒在濾布上

34、布，被壓入扇形格內(nèi)，經(jīng)分配頭被吸出。而固體顆粒在濾布上則形成一層逐漸增厚的濾渣。則形成一層逐漸增厚的濾渣。（2 2）洗滌吸干區(qū)域）洗滌吸干區(qū)域 當(dāng)扇形格離開懸浮液進(jìn)入此區(qū)時(shí)，格內(nèi)仍當(dāng)扇形格離開懸浮液進(jìn)入此區(qū)時(shí)，格內(nèi)仍與真空管路相通。濾餅在此格內(nèi)將被洗滌并吸干，以進(jìn)一步降低濾餅中與真空管路相通。濾餅在此格內(nèi)將被洗滌并吸干，以進(jìn)一步降低濾餅中溶質(zhì)的含量。有些溶質(zhì)的含量。有些(yuxi)(yuxi)特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)上還設(shè)有繩索（或布）特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)上還設(shè)有繩索（或布）壓緊濾餅或用滾筒壓緊裝置，用以壓榨濾餅、降低液體含量并使濾餅厚壓緊濾餅或用滾筒壓緊裝置，用以壓榨濾餅、降低液體含量并使濾餅厚

35、薄均勻防止龜裂。薄均勻防止龜裂。第四十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備（3 3）卸渣區(qū)）卸渣區(qū) 這個(gè)區(qū)與分配頭的這個(gè)區(qū)與分配頭的室相接通，在室相接通，在室通入壓縮室通入壓縮空氣，壓縮空氣促使濾餅與濾布分離，然后將濾餅清除?？諝?，壓縮空氣促使濾餅與濾布分離，然后將濾餅清除。（4 4）濾布復(fù)原區(qū)）濾布復(fù)原區(qū) 濾渣被刮落后，為了除去堵塞在濾布濾渣被刮落后，為了除去堵塞在濾布孔隙中的細(xì)微顆粒，壓縮空氣通過(guò)分配頭的孔隙中的細(xì)微顆粒，壓縮空氣通過(guò)分配頭的室進(jìn)入復(fù)原區(qū)的室進(jìn)入復(fù)原區(qū)的濾室，吹落這些顆粒使濾布復(fù)原，重新開始下一循環(huán)的操作。濾室，吹落這些顆粒使濾布復(fù)原，重新開始下一循環(huán)的操作。因?yàn)檗D(zhuǎn)鼓不斷旋轉(zhuǎn)

36、，每個(gè)濾室相繼通過(guò)各區(qū)即構(gòu)成因?yàn)檗D(zhuǎn)鼓不斷旋轉(zhuǎn)，每個(gè)濾室相繼通過(guò)各區(qū)即構(gòu)成(guchng)(guchng)了了連續(xù)操作的工作循環(huán)。而且在各操作區(qū)域之間，都有不大的休止區(qū)連續(xù)操作的工作循環(huán)。而且在各操作區(qū)域之間，都有不大的休止區(qū)域。域。第四十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)具有自動(dòng)化程度高、操作連續(xù)、處理量真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)具有自動(dòng)化程度高、操作連續(xù)、處理量大。特別適合固體含量大（大。特別適合固體含量大（1010）的懸浮液的分離，在）的懸浮液的分離，在發(fā)酵工業(yè)中廣泛發(fā)酵工業(yè)中廣泛(gungfn)(gungfn)用于霉菌、放線菌和酵母發(fā)酵液或用于霉菌、放線菌和酵母發(fā)酵液或

37、細(xì)胞懸浮液的過(guò)濾分離。細(xì)胞懸浮液的過(guò)濾分離。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 由于受真空度的限制，不適于菌體較小和粘度較由于受真空度的限制，不適于菌體較小和粘度較大的細(xì)菌發(fā)酵液的過(guò)濾，且過(guò)濾所得固相的干度不大的細(xì)菌發(fā)酵液的過(guò)濾，且過(guò)濾所得固相的干度不如加壓過(guò)濾。如加壓過(guò)濾。第四十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 真空真空(zhnkng)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)第五十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備二、離二、離 心心定義定義(dngy)(dngy)： 基于固體顆粒和周圍液體密度存在差異，基于固體顆粒和周圍液體密度存在差異，在離心場(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降在離心場(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離過(guò)程。的分離

38、過(guò)程。第五十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備離心分離方法離心分離方法(fngf)1.1.差速離心差速離心工業(yè)工業(yè)(gngy)(gngy)上最常用的離心分離上最常用的離心分離方法方法u定義定義(dngy)：在密度均一的介質(zhì)中由低速到高速逐級(jí)離：在密度均一的介質(zhì)中由低速到高速逐級(jí)離心，用于分離不同大小的細(xì)胞和細(xì)胞器。心，用于分離不同大小的細(xì)胞和細(xì)胞器。u對(duì)象：混合樣品中各沉降系數(shù)差別較大的組分。對(duì)象：混合樣品中各沉降系數(shù)差別較大的組分。第五十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備速度逐漸提高(t go)，樣品按大小先后沉淀 第五十三頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備u原理：用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一

39、連續(xù)或不連原理：用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過(guò)通過(guò)(tnggu)(tnggu)重力或離心力場(chǎng)的作用使細(xì)胞分層、分離。重力或離心力場(chǎng)的作用使細(xì)胞分層、分離。u分類：分類：1 1）移動(dòng)區(qū)帶離心）移動(dòng)區(qū)帶離心 2 2）等密度離心）等密度離心u常用密度梯度物質(zhì)：蔗糖、甘油、常用密度梯度物質(zhì)：蔗糖、甘油、CsClCsCl、NaBrNaBr2. 2. 密度梯度離心密度梯度離心多用于生化多用于生化(shn hu)(shn hu)研究研究第五十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備1 1）移動(dòng)）移動(dòng)(ydn

40、g)(ydng)區(qū)帶離心區(qū)帶離心u用于分離密度相近而大小不等的細(xì)胞或細(xì)胞器。此法所采用于分離密度相近而大小不等的細(xì)胞或細(xì)胞器。此法所采用的介質(zhì)用的介質(zhì)(jizh)(jizh)密度較低，介質(zhì)密度較低，介質(zhì)(jizh)(jizh)的最大密度應(yīng)小于被的最大密度應(yīng)小于被分離生物顆粒的最小密度。分離生物顆粒的最小密度。第五十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備2 2）等密度）等密度(md)(md)離心離心u細(xì)胞或細(xì)胞器在連續(xù)梯度的介質(zhì)中經(jīng)足夠大離心力細(xì)胞或細(xì)胞器在連續(xù)梯度的介質(zhì)中經(jīng)足夠大離心力和夠長(zhǎng)時(shí)間則沉降或漂浮到與自身和夠長(zhǎng)時(shí)間則沉降或漂浮到與自身(zshn)(zshn)密度相等的密度相等的介質(zhì)處，并

41、停留在該層達(dá)到平衡，從而將不同密度介質(zhì)處，并停留在該層達(dá)到平衡，從而將不同密度的細(xì)胞或細(xì)胞器分離。的細(xì)胞或細(xì)胞器分離。 第五十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備A A移動(dòng)移動(dòng)(ydng)(ydng)區(qū)帶離心區(qū)帶離心 B B等密度離心等密度離心第五十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備離心機(jī)分類離心機(jī)分類(fn li)(fn li)制備制備(zhbi)性離心機(jī)性離心機(jī)分析分析(fnx)性離心機(jī)：超速離心機(jī)性離心機(jī)：超速離心機(jī)普通離心機(jī)普通離心機(jī)高速冷凍離心機(jī)高速冷凍離心機(jī)超速離心機(jī)超速離心機(jī)實(shí)驗(yàn)型離實(shí)驗(yàn)型離心機(jī)心機(jī)工業(yè)型工業(yè)型離心機(jī)離心機(jī)第五十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備碟片式離心機(jī)碟片式離

42、心機(jī)是傳統(tǒng)離心機(jī)，為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛是傳統(tǒng)離心機(jī)，為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛(gungfn)(gungfn)的離的離心機(jī)。分離因數(shù)可達(dá)心機(jī)。分離因數(shù)可達(dá)1000-200001000-20000，最大處理量達(dá)到，最大處理量達(dá)到300m300m3 3/h/h，常用于大規(guī)模的分離過(guò)程。，常用于大規(guī)模的分離過(guò)程。適用范圍適用范圍 細(xì)菌、酵母菌、放線菌、細(xì)胞碎片細(xì)菌、酵母菌、放線菌、細(xì)胞碎片第五十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第六十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備第六十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備管式離心機(jī)管式離心機(jī)管式離心機(jī)是一種分離效率很高的離心分離設(shè)備，其管式離心機(jī)是一種分離效率很高的離

43、心分離設(shè)備，其轉(zhuǎn)鼓細(xì)長(zhǎng)，可在轉(zhuǎn)鼓細(xì)長(zhǎng)，可在15000-5000015000-50000的高轉(zhuǎn)速下工作，分離因的高轉(zhuǎn)速下工作，分離因數(shù)可達(dá)數(shù)可達(dá)10104 4-6-610105 5。它設(shè)備簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定。它設(shè)備簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定。適用范圍適用范圍 細(xì)胞、細(xì)胞碎片、細(xì)胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸細(xì)胞、細(xì)胞碎片、細(xì)胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸(h sun)(h sun)等。特別適合一般分離機(jī)難以分離的固形物含量等。特別適合一般分離機(jī)難以分離的固形物含量1% 300300的電解質(zhì)、非電解質(zhì)都可有效的除去，其中分的電解質(zhì)、非電解質(zhì)都可有效的除去，其中分子量在子量在100100300300之間的去除率為之間的去除率為

44、9090以上。以上。反滲透工業(yè)反滲透工業(yè)(gngy)(gngy)應(yīng)用包括：應(yīng)用包括：海水和苦咸水脫鹽制飲用水；海水和苦咸水脫鹽制飲用水；制備醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)中所需的超純水；制備醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)中所需的超純水；用于處理重金屬?gòu)U水用于處理重金屬?gòu)U水用于濃縮過(guò)程，用于濃縮過(guò)程，不會(huì)破壞生物活性，不會(huì)改變風(fēng)味、香味。包括：食品工業(yè)中果汁、糖、咖啡的濃縮；電鍍和印染工業(yè)中包括：食品工業(yè)中果汁、糖、咖啡的濃縮；電鍍和印染工業(yè)中廢水的濃縮；奶品工業(yè)中牛奶的濃縮。廢水的濃縮；奶品工業(yè)中牛奶的濃縮。反滲透法第六十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備反滲透的分離反滲透的分離(fnl)機(jī)理機(jī)理 反滲透中溶劑和溶質(zhì)是如何透

45、過(guò)膜的，在膜中的遷移方反滲透中溶劑和溶質(zhì)是如何透過(guò)膜的，在膜中的遷移方式式(fngsh)(fngsh)如何？如何？ 溶解擴(kuò)散模型溶解擴(kuò)散模型 優(yōu)先吸附模型優(yōu)先吸附模型 溶解擴(kuò)散模型適用于均勻的膜，能適合無(wú)機(jī)鹽的反溶解擴(kuò)散模型適用于均勻的膜，能適合無(wú)機(jī)鹽的反滲透過(guò)程，滲透過(guò)程， 對(duì)有機(jī)物優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流動(dòng)模型比較優(yōu)越。對(duì)有機(jī)物優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流動(dòng)模型比較優(yōu)越。第六十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備膜過(guò)濾裝置膜過(guò)濾裝置(zhungzh)(zhungzh)u目前生產(chǎn)的膜過(guò)濾裝置目前生產(chǎn)的膜過(guò)濾裝置(zhungzh)(zhungzh)都由膜件都由膜件(Module)(Module)構(gòu)成，構(gòu)成，u膜組件

46、：有膜、固定膜的支撐體、間隔物以及容納這些部件膜組件：有膜、固定膜的支撐體、間隔物以及容納這些部件的容器構(gòu)成的一個(gè)單元。的容器構(gòu)成的一個(gè)單元。一個(gè)良好的模件應(yīng)具備下列條件：一個(gè)良好的模件應(yīng)具備下列條件：1.膜面切線方向速度快，有高剪切率，以減少濃差極化2.膜的裝載密度，即單位體積中所含膜面積比較大；3.拆洗和膜的更換比較方便，4.保留體積小，且無(wú)死角(sjio)。5.具有可靠的膜支撐裝置 第六十九頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備 膜過(guò)濾裝置膜過(guò)濾裝置(zhungzh)(zhungzh)的型式及其適用范圍的型式及其適用范圍常見(jiàn)的膜過(guò)濾裝置常見(jiàn)的膜過(guò)濾裝置(zhungzh)(zhungzh)有四種

47、類有四種類型：型： 管式管式 中空纖維式中空纖維式 平板式平板式 卷式（螺旋式）卷式（螺旋式）第七十頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備1) 1) 平板式膜組件平板式膜組件(z jin)(z jin) 這類膜器件的結(jié)構(gòu)與常用的板框壓濾機(jī)類似，由膜、支承板、隔板交這類膜器件的結(jié)構(gòu)與常用的板框壓濾機(jī)類似，由膜、支承板、隔板交替重疊組成替重疊組成(z chn)。濾膜復(fù)合在剛性多孔支撐板上，料液從膜面流過(guò)時(shí)，透過(guò)液從支撐板的濾膜復(fù)合在剛性多孔支撐板上，料液從膜面流過(guò)時(shí)，透過(guò)液從支撐板的下部孔道中匯集排出。下部孔道中匯集排出。為減小濃差極化，濾板的表面為凸凹形，以形成湍動(dòng)。濃縮液從另一孔道流為減小濃差極化，

48、濾板的表面為凸凹形，以形成湍動(dòng)。濃縮液從另一孔道流出收集。出收集。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 組裝方便，膜的清洗更換容易，料液流通截面較組裝方便，膜的清洗更換容易，料液流通截面較 大，不大，不易易(b y)(b y)堵塞，同一設(shè)備可視生產(chǎn)需要組裝不同數(shù)量的膜。堵塞，同一設(shè)備可視生產(chǎn)需要組裝不同數(shù)量的膜。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 需密封的邊界線長(zhǎng)需密封的邊界線長(zhǎng) 第七十一頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備截留截留(ji li)液液透透過(guò)過(guò)液液料液料液 膜支撐膜支撐(zh (zh chng)chng)板板隔板隔板( bn)平板式膜組件平板式膜組件第七十二頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備平板式構(gòu)造平板式構(gòu)造(guzo)第七十三頁(yè)，

49、共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備板式膜實(shí)驗(yàn)室設(shè)備板式膜實(shí)驗(yàn)室設(shè)備(shbi)(shbi)圖圖(millipore(millipore公公司司) )：第七十四頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備板式板式(bnsh)(bnsh)反滲透反滲透( (納濾納濾) )膜裝置膜裝置( (生產(chǎn)型生產(chǎn)型) ) 第七十五頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備板式膜超濾工業(yè)板式膜超濾工業(yè)(gngy)(gngy)設(shè)備圖設(shè)備圖: :第七十六頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備2) 2) 卷式膜組件卷式膜組件(z (z jin)jin)將膜、支撐材料、膜間隔材料依次疊好，圍繞一中心管卷緊將膜、支撐材料、膜間隔材料依次疊好，圍繞一中心管卷緊

50、即成一個(gè)即成一個(gè)(y )膜組。料液在膜表面通過(guò)間隔材料沿軸向流動(dòng)，膜組。料液在膜表面通過(guò)間隔材料沿軸向流動(dòng)，透過(guò)液沿螺旋形流向中心管。透過(guò)液沿螺旋形流向中心管。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 目前卷式膜組件應(yīng)用比較廣泛、與板框式相比，卷式組件目前卷式膜組件應(yīng)用比較廣泛、與板框式相比，卷式組件的設(shè)備比較緊湊、單位體積內(nèi)的膜面積大，湍流狀況好，適用于的設(shè)備比較緊湊、單位體積內(nèi)的膜面積大，湍流狀況好，適用于反滲透；反滲透； 缺點(diǎn)缺點(diǎn): :清洗不方便，尤其清洗不方便，尤其(yuq)(yuq)是易堵塞，因而限制了其發(fā)展。是易堵塞，因而限制了其發(fā)展。 第七十七頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備2) 2) 卷式膜組件卷式膜組件(z jin)(z jin)第七十八頁(yè)，共九十頁(yè)。細(xì)胞破碎與分離設(shè)備透析液透析液濃縮液濃縮液料液料液膜組件與外殼膜組件與外殼(wi k)之間的之間的密封密封多孔收集多孔收集(shuj)管管膜的保護(hù)層膜的保護(hù)層 隔離隔離(gl)網(wǎng)網(wǎng)透析液的收集系統(tǒng)透析液的收集系統(tǒng)膜膜螺旋卷式膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)螺旋卷式膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第七十九