組織搗碎及細(xì)胞破碎課件

1.2.2組織搗碎及細(xì)胞破碎（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

（二）細(xì)胞破碎機(jī)理（三）細(xì)胞破碎方法1.2.2組織搗碎及細(xì)胞破碎（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（二1教育技術(shù)中心1.植物細(xì)胞2.微生物細(xì)胞G+細(xì)菌和G－酵母細(xì)胞真菌菌絲細(xì)胞壁

（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)教育技術(shù)中心1.植物細(xì)胞（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2組織搗碎及細(xì)胞破碎課件3

成

分

G+G-肽聚糖

磷壁酸

類脂質(zhì)

蛋白質(zhì)

含量很高（30～95）

含量較高（<50）

一般無（<2）

0含量很低（5～20）

0

含量較高（020）

含量較高

革蘭氏陽性細(xì)菌的和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁成分(占細(xì)胞壁干重的%)

成分G+G-肽聚糖

磷壁酸4組織搗碎及細(xì)胞破碎課件5組織搗碎及細(xì)胞破碎課件6（二）細(xì)胞破碎的機(jī)理壓縮力和剪切力改變細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，增大目標(biāo)產(chǎn)物的溶出率完全溶解細(xì)胞的保護(hù)屏障－細(xì)胞壁（二）細(xì)胞破碎的機(jī)理壓縮力和剪切力7組織搗碎及細(xì)胞破碎課件8（三）細(xì)胞破碎的方法（三）細(xì)胞破碎的方法91.物理破碎（1）高壓勻漿器1.物理破碎（1）高壓勻漿器10（1）高壓勻漿法工作原理：剪切，碰撞影響高壓勻漿器破碎效果的因素壓力：通常采用的壓力為55～70Mpa溫度：通過勻漿器的次數(shù)：1～2閥與閥座間距高壓勻漿器原理利用高壓迫使細(xì)胞懸浮液通過針形閥，由于突然減壓和高速沖擊撞擊環(huán)造成細(xì)胞破裂,從低壓環(huán)境釋放出來。（1）高壓勻漿法工作原理：剪切，碰撞高壓勻漿器原理利用高11組織搗碎及細(xì)胞破碎課件12（1）高壓勻漿法注意：易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌；較小的革蘭氏陽性菌；含有包含體的基因工程菌。（1）高壓勻漿法注意：13珠磨機(jī)工作筒（2）珠磨法珠磨機(jī)工作筒（2）珠磨法14攪拌器

攪拌器15原理：在膜腔中裝入小玻璃球或小鋼球，在攪拌漿的作用下，它將使細(xì)胞懸浮液與細(xì)胞懸浮液，細(xì)胞懸浮液與玻璃小珠、石英砂或氧化鋁一起發(fā)生碰撞、剪切，使細(xì)胞在某種程度上破碎，再由液珠分離器分開、排出。（這些裝置的主要缺點(diǎn)是在破碎期間樣品溫度迅速升高，通過用二氧化碳來冷卻容器可得到部分解決。）構(gòu)件：微珠、冷卻裝置、攪拌漿、液珠分離器、物料進(jìn)出口。見圖原理：在膜腔中裝入小玻璃球或小鋼球，在攪拌漿的作用下，它將使16高速珠磨機(jī)高速珠磨機(jī)17工作原理：剪切，碰撞工作原理：剪切，碰撞18（2）珠磨法影響因素珠磨效率的因素珠體的大?。簩?shí)驗(yàn)室規(guī)模，珠徑為0.2mm較好，工業(yè)規(guī)模，不得＜0.4mm珠體在磨室中的裝量：控制在80%～90%；攪拌速度：操作溫度：操作溫度在5～40℃范圍內(nèi)被處理細(xì)胞的特性：（2）珠磨法影響因素珠磨效率的因素19（3）超聲波破碎法工作原理

空穴現(xiàn)象引起工作液局部區(qū)域壓力差，從而產(chǎn)生一個極為強(qiáng)烈的沖擊波壓力，由它引起的粘滯性旋渦在介質(zhì)中的懸浮細(xì)胞上造成了剪切應(yīng)力，促使細(xì)胞內(nèi)液體發(fā)生流動，從而使細(xì)胞破碎。影響因素儀器的功率介質(zhì)的離子強(qiáng)度pH值菌體的種類和濃度（3）超聲波破碎法工作原理20電聲超聲波發(fā)生器電聲超聲波發(fā)生器21（4）滲透壓沖擊法細(xì)胞高滲溶液脫水低滲溶液吸水破裂反復(fù)凍融法干燥法X-press法（凍結(jié)-撞擊法）

（4）滲透壓沖擊法細(xì)胞高滲溶液脫水222.化學(xué)法（1）酶法原理：外加酶法細(xì)菌類：溶菌酶，G+需配合EDTA放線菌：溶菌酶2.化學(xué)法（1）酶法23外加酶法酵母和真菌：蝸牛酶、纖維素酶、多糖酶等植物細(xì)胞壁：纖維素酶，果膠酶；

外加酶法酵母和真菌：蝸牛酶、纖維素酶、多糖酶等24外加酶法注意事項(xiàng)

需要選擇適宜的酶、酶系統(tǒng)和特定的反應(yīng)條件；在選擇酶系統(tǒng)時，須根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成來選擇；常結(jié)合其他方法預(yù)先處理；外加酶法注意事項(xiàng)25外加酶法外加酶法的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：選擇性釋放產(chǎn)物；條件溫和；核酸泄出量少；細(xì)胞外形完整。不足溶酶價格高通用性差產(chǎn)物抑制的存在；如甘露糖對蛋白酶有抑制作用，葡聚糖抑制葡聚糖酶。外加酶法外加酶法的特點(diǎn)26酶自溶法（2）酶自溶法

常采用加熱法或干燥法比如谷氨酸產(chǎn)生菌，加入0.028mol/LNa2CO3和0.018mol/LNaHCO3配成pH10.0的緩沖液，使成3%的懸浮液加熱至70℃，保溫?cái)嚢?0min，菌體即自溶。又如：酵母自溶需在45～50℃下保溫12～24h。酶自溶法（2）酶自溶法27化學(xué)試劑法（3）化學(xué)試劑破碎法

表面活性物質(zhì)EDTA螯合劑有機(jī)溶劑變性劑化學(xué)試劑法（3）化學(xué)試劑破碎法28五、選擇破碎方法的依據(jù)1．處理量的大?。?．細(xì)胞壁的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)；3．目標(biāo)產(chǎn)物對破碎條件的敏感性；4．破碎后固液分離的難易程度；5.選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物。

五、選擇破碎方法的依據(jù)1．處理量的大??；29選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物僅破壞或破碎存在目標(biāo)產(chǎn)物的位置周圍細(xì)胞膜附近，采用溫和的破碎方法如酶溶法、滲透壓沖擊法、凍融法；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，機(jī)械破碎選擇性溶解目標(biāo)產(chǎn)物當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物與膜或壁結(jié)合時，調(diào)整溶液pH值、離子強(qiáng)度、添加與目標(biāo)產(chǎn)物具有親和性的試劑如螯合劑、表面活性劑等，使目標(biāo)產(chǎn)物容易釋放出來選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物僅破壞或破碎存在目標(biāo)產(chǎn)物的位置周圍30六、細(xì)胞破碎效果的檢查1.直接測定法檢測破碎前后的完整細(xì)胞數(shù)量2.目的產(chǎn)物測定法細(xì)胞破碎后，通過測定破碎液中目的產(chǎn)物的釋放量來估算破碎率。3.測定導(dǎo)電率六、細(xì)胞破碎效果的檢查1.直接測定法319、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。12月-2212月-22Saturday,December3,202210、人的志向通常和他們的能力成正比例。10:28:3210:28:3210:2812/3/202210:28:32AM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。12月-2210:28:3210:28Dec-2203-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:28:3210:28:3210:28Saturday,December3,202213、志不立，天下無可成之事。12月-2212月-2210:28:3210:28:32December3,202214、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。03十二月202210:28:32上午10:28:3212月-2215、會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。十二月2210:28上午12月-2210:28December3,202216、如果一個人不知道他要駛向哪頭，那么任何風(fēng)都不是順風(fēng)。2022/12/310:28:3210:28:3203December202217、一個人如果不到最高峰，他就沒有片刻的安寧，他也就不會感到生命的恬靜和光榮。10:28:32上午10:28上午10:28:3212月-22謝謝觀看THEEND9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳321.2.2組織搗碎及細(xì)胞破碎（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

（二）細(xì)胞破碎機(jī)理（三）細(xì)胞破碎方法1.2.2組織搗碎及細(xì)胞破碎（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（二33教育技術(shù)中心1.植物細(xì)胞2.微生物細(xì)胞G+細(xì)菌和G－酵母細(xì)胞真菌菌絲細(xì)胞壁

（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)教育技術(shù)中心1.植物細(xì)胞（一）細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)34組織搗碎及細(xì)胞破碎課件35

成

分

G+G-肽聚糖

磷壁酸

類脂質(zhì)

蛋白質(zhì)

含量很高（30～95）

含量較高（<50）

一般無（<2）

0含量很低（5～20）

0

含量較高（020）

含量較高

革蘭氏陽性細(xì)菌的和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造革蘭氏陽性細(xì)菌與陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁成分(占細(xì)胞壁干重的%)

成分G+G-肽聚糖

磷壁酸36組織搗碎及細(xì)胞破碎課件37組織搗碎及細(xì)胞破碎課件38（二）細(xì)胞破碎的機(jī)理壓縮力和剪切力改變細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，增大目標(biāo)產(chǎn)物的溶出率完全溶解細(xì)胞的保護(hù)屏障－細(xì)胞壁（二）細(xì)胞破碎的機(jī)理壓縮力和剪切力39組織搗碎及細(xì)胞破碎課件40（三）細(xì)胞破碎的方法（三）細(xì)胞破碎的方法411.物理破碎（1）高壓勻漿器1.物理破碎（1）高壓勻漿器42（1）高壓勻漿法工作原理：剪切，碰撞影響高壓勻漿器破碎效果的因素壓力：通常采用的壓力為55～70Mpa溫度：通過勻漿器的次數(shù)：1～2閥與閥座間距高壓勻漿器原理利用高壓迫使細(xì)胞懸浮液通過針形閥，由于突然減壓和高速沖擊撞擊環(huán)造成細(xì)胞破裂,從低壓環(huán)境釋放出來。（1）高壓勻漿法工作原理：剪切，碰撞高壓勻漿器原理利用高43組織搗碎及細(xì)胞破碎課件44（1）高壓勻漿法注意：易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌；較小的革蘭氏陽性菌；含有包含體的基因工程菌。（1）高壓勻漿法注意：45珠磨機(jī)工作筒（2）珠磨法珠磨機(jī)工作筒（2）珠磨法46攪拌器

攪拌器47原理：在膜腔中裝入小玻璃球或小鋼球，在攪拌漿的作用下，它將使細(xì)胞懸浮液與細(xì)胞懸浮液，細(xì)胞懸浮液與玻璃小珠、石英砂或氧化鋁一起發(fā)生碰撞、剪切，使細(xì)胞在某種程度上破碎，再由液珠分離器分開、排出。（這些裝置的主要缺點(diǎn)是在破碎期間樣品溫度迅速升高，通過用二氧化碳來冷卻容器可得到部分解決。）構(gòu)件：微珠、冷卻裝置、攪拌漿、液珠分離器、物料進(jìn)出口。見圖原理：在膜腔中裝入小玻璃球或小鋼球，在攪拌漿的作用下，它將使48高速珠磨機(jī)高速珠磨機(jī)49工作原理：剪切，碰撞工作原理：剪切，碰撞50（2）珠磨法影響因素珠磨效率的因素珠體的大小：實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，珠徑為0.2mm較好，工業(yè)規(guī)模，不得＜0.4mm珠體在磨室中的裝量：控制在80%～90%；攪拌速度：操作溫度：操作溫度在5～40℃范圍內(nèi)被處理細(xì)胞的特性：（2）珠磨法影響因素珠磨效率的因素51（3）超聲波破碎法工作原理

空穴現(xiàn)象引起工作液局部區(qū)域壓力差，從而產(chǎn)生一個極為強(qiáng)烈的沖擊波壓力，由它引起的粘滯性旋渦在介質(zhì)中的懸浮細(xì)胞上造成了剪切應(yīng)力，促使細(xì)胞內(nèi)液體發(fā)生流動，從而使細(xì)胞破碎。影響因素儀器的功率介質(zhì)的離子強(qiáng)度pH值菌體的種類和濃度（3）超聲波破碎法工作原理52電聲超聲波發(fā)生器電聲超聲波發(fā)生器53（4）滲透壓沖擊法細(xì)胞高滲溶液脫水低滲溶液吸水破裂反復(fù)凍融法干燥法X-press法（凍結(jié)-撞擊法）

（4）滲透壓沖擊法細(xì)胞高滲溶液脫水542.化學(xué)法（1）酶法原理：外加酶法細(xì)菌類：溶菌酶，G+需配合EDTA放線菌：溶菌酶2.化學(xué)法（1）酶法55外加酶法酵母和真菌：蝸牛酶、纖維素酶、多糖酶等植物細(xì)胞壁：纖維素酶，果膠酶；

外加酶法酵母和真菌：蝸牛酶、纖維素酶、多糖酶等56外加酶法注意事項(xiàng)

需要選擇適宜的酶、酶系統(tǒng)和特定的反應(yīng)條件；在選擇酶系統(tǒng)時，須根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成來選擇；常結(jié)合其他方法預(yù)先處理；外加酶法注意事項(xiàng)57外加酶法外加酶法的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：選擇性釋放產(chǎn)物；條件溫和；核酸泄出量少；細(xì)胞外形完整。不足溶酶價格高通用性差產(chǎn)物抑制的存在；如甘露糖對蛋白酶有抑制作用，葡聚糖抑制葡聚糖酶。外加酶法外加酶法的特點(diǎn)58酶自溶法（2）酶自溶法

常采用加熱法或干燥法比如谷氨酸產(chǎn)生菌，加入0.028mol/LNa2CO3和0.018mol/LNaHCO3配成pH10.0的緩沖液，使成3%的懸浮液加熱至70℃，保溫?cái)嚢?0min，菌體即自溶。又如：酵母自溶需在45～50℃下保溫12～24h。酶自溶法（2）酶自溶法59化學(xué)試劑法（3）化學(xué)試劑破碎法

表面活性物質(zhì)EDTA螯合劑有機(jī)溶劑變性劑化學(xué)試劑法（3）化學(xué)試劑破碎法60五、選擇破碎方法的依據(jù)1．處理量的大??；2．細(xì)胞壁的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)；3．目標(biāo)產(chǎn)物對破碎條件的敏感性；4．破碎后固液分離的難易程度；5.選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物。

五、選擇破碎方法的依據(jù)1．處理量的大小；61選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物僅破壞或破碎存在目標(biāo)產(chǎn)物的位置周圍細(xì)胞膜附近，采用溫和的破碎方法如酶溶法、滲透壓沖擊法、凍融法；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，機(jī)械破碎選擇性溶解目標(biāo)產(chǎn)物當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物與膜或壁結(jié)合時，調(diào)整溶液pH值、離子強(qiáng)度、添加與目標(biāo)產(chǎn)物具有親和性的試劑如螯合劑、表面活性劑等，使目標(biāo)產(chǎn)物容易釋放出來選擇性地釋放目標(biāo)產(chǎn)物僅破壞或破碎存在目標(biāo)產(chǎn)物的位置周圍62六、細(xì)胞破碎效果的檢查1.直接測定法檢測破碎前后的完整細(xì)胞數(shù)量2.目的產(chǎn)物測定法細(xì)胞破碎后，通過測定破碎液中目的產(chǎn)物的釋放量來估算破碎率。3.測定導(dǎo)電率六、細(xì)胞破碎效果的檢查1.直接測定法639、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。12月-2212月-22Saturday,December3,202210、人的志向通常和他們的能力成正比例。10:28:3210:28:3210:2812/3/202210:28:32AM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。12月-2210:28:3210:28Dec-2203-Dec-22