南京納通 | 高壓細胞破碎技術
發布日期:2023-08-29 瀏覽次數:363次
隨著基因工程、蛋白質工程、細胞工程、代謝工程等高新生物技術的發展,許多高附加值的生物新產品,如酶、蛋白質和高附加值的多不飽和脂肪酸等,主要從微生物中獲得,但大部分的微生物代謝產物是胞內物質。為回收胞內產物,需要利用外力破壞細胞膜和細胞壁,使細胞內含物釋放出來,用于提取分離。細胞破碎是一種將細胞完全或部分破壞以獲取其中的細胞器、蛋白質、基因等生物學成分的過程。在許多研究中,細胞破碎是必不可少的步驟,因為研究人員需要研究細胞內的分子機制和代謝路徑。
細胞破壁的方法很多,按照是否存在外加作用力,可分為機械法和非機械法。按照物理和非物理方法可分為物理法和化學法。物理方法主要有:根據破壁溫度可分為低溫物理破壁,超低溫物理破壁;根據用力情況可分為高速撞擊破壁,剪切力破壁等,非物理方法主要有化學試劑法及生物酶解法。
物理破碎法的缺點是高能、高溫、高噪音、高剪切力,易使產品變形失活;非專一性,胞內產物均釋放,分離純化困難;細胞碎片大小不一,難分離?;瘜W破碎法缺點是費用高;引起新的污染,尤其是其他化學方法;一般只有有限的破碎,常需與其他物理法連用。酶解需要選擇適宜的酶和酶系統,并要決定特定的反應條件,還常附加其他的處理,如輻照、加高濃度鹽及EDTA,或者利用生物因素等促使微生物對酶解作用敏感,以獲得一定的效果。
破碎方法選擇的一般原則是提取產物在細胞質內,用機械法破碎;提取產物在細胞膜附近,用化學法;提取產物與細胞膜和細胞壁結合,可采用化學法和機械法結合的方法。選擇合適的破碎方法需要考慮細胞的數量、目的產物對破碎條件(溫度、化學試劑、酶等)的敏感性;破碎程度及破碎速度;細胞壁的堅韌長度;產物的性質如耐酸、耐熱等。每一步應注意全面考慮操作度、對細胞的剪切程度、蛋白酶的失活作用等。
高壓細胞破碎技術是一種應用于生物工程產品的細胞破碎技術;胞內物質(蛋白質、酶、核酸、DNA/RNA)的提取和均質主要的樣品制備手段,可用于蛋白質研究、核酸萃取、破碎不同prokaryotic(原核)、eurkaryotic細胞等。細胞破碎是為目標產物的釋放創造條件,為了最大程度的獲得活性產物,而不是最終目的。采用高壓細胞破碎法,處理量大、破碎速度較快。此過程中只發生物質狀態的變化,而無化學反應變化;是物質量的分配,而不是質的飛躍。