组织捣碎及细胞破碎课件

1.2.2组织捣碎及细胞破碎（一）细胞壁的结构和特点

（二）细胞破碎机理（三）细胞破碎方法1.2.2组织捣碎及细胞破碎（一）细胞壁的结构和特点（二1教育技术中心1.植物细胞2.微生物细胞G+细菌和G－酵母细胞真菌菌丝细胞壁

（一）细胞壁的结构和特点教育技术中心1.植物细胞（一）细胞壁的结构和特点2组织捣碎及细胞破碎课件3

成

分

G+G-肽聚糖

磷壁酸

类脂质

蛋白质

含量很高（30～95）

含量较高（<50）

一般无（<2）

0含量很低（5～20）

0

含量较高（020）

含量较高

革兰氏阳性细菌的和革兰氏阴性细菌细胞壁构造革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分(占细胞壁干重的%)

成分G+G-肽聚糖

磷壁酸4组织捣碎及细胞破碎课件5组织捣碎及细胞破碎课件6（二）细胞破碎的机理压缩力和剪切力改变细胞壁或细胞膜的结构，增大目标产物的溶出率完全溶解细胞的保护屏障－细胞壁（二）细胞破碎的机理压缩力和剪切力7组织捣碎及细胞破碎课件8（三）细胞破碎的方法（三）细胞破碎的方法91.物理破碎（1）高压匀浆器1.物理破碎（1）高压匀浆器10（1）高压匀浆法工作原理：剪切，碰撞影响高压匀浆器破碎效果的因素压力：通常采用的压力为55～70Mpa温度：通过匀浆器的次数：1～2阀与阀座间距高压匀浆器原理利用高压迫使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环造成细胞破裂,从低压环境释放出来。（1）高压匀浆法工作原理：剪切，碰撞高压匀浆器原理利用高11组织捣碎及细胞破碎课件12（1）高压匀浆法注意：易造成堵塞的团状或丝状真菌；较小的革兰氏阳性菌；含有包含体的基因工程菌。（1）高压匀浆法注意：13珠磨机工作筒（2）珠磨法珠磨机工作筒（2）珠磨法14搅拌器

搅拌器15原理：在膜腔中装入小玻璃球或小钢球，在搅拌浆的作用下，它将使细胞悬浮液与细胞悬浮液，细胞悬浮液与玻璃小珠、石英砂或氧化铝一起发生碰撞、剪切，使细胞在某种程度上破碎，再由液珠分离器分开、排出。（这些装置的主要缺点是在破碎期间样品温度迅速升高，通过用二氧化碳来冷却容器可得到部分解决。）构件：微珠、冷却装置、搅拌浆、液珠分离器、物料进出口。见图原理：在膜腔中装入小玻璃球或小钢球，在搅拌浆的作用下，它将使16高速珠磨机高速珠磨机17工作原理：剪切，碰撞工作原理：剪切，碰撞18（2）珠磨法影响因素珠磨效率的因素珠体的大小：实验室规模，珠径为0.2mm较好，工业规模，不得＜0.4mm珠体在磨室中的装量：控制在80%～90%；搅拌速度：操作温度：操作温度在5～40℃范围内被处理细胞的特性：（2）珠磨法影响因素珠磨效率的因素19（3）超声波破碎法工作原理

空穴现象引起工作液局部区域压力差，从而产生一个极为强烈的冲击波压力，由它引起的粘滞性旋涡在介质中的悬浮细胞上造成了剪切应力，促使细胞内液体发生流动，从而使细胞破碎。影响因素仪器的功率介质的离子强度pH值菌体的种类和浓度（3）超声波破碎法工作原理20电声超声波发生器电声超声波发生器21（4）渗透压冲击法细胞高渗溶液脱水低渗溶液吸水破裂反复冻融法干燥法X-press法（冻结-撞击法）

（4）渗透压冲击法细胞高渗溶液脱水222.化学法（1）酶法原理：外加酶法细菌类：溶菌酶，G+需配合EDTA放线菌：溶菌酶2.化学法（1）酶法23外加酶法酵母和真菌：蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等植物细胞壁：纤维素酶，果胶酶；

外加酶法酵母和真菌：蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等24外加酶法注意事项

需要选择适宜的酶、酶系统和特定的反应条件；在选择酶系统时，须根据细胞的结构和化学组成来选择；常结合其他方法预先处理；外加酶法注意事项25外加酶法外加酶法的特点

优点：选择性释放产物；条件温和；核酸泄出量少；细胞外形完整。不足溶酶价格高通用性差产物抑制的存在；如甘露糖对蛋白酶有抑制作用，葡聚糖抑制葡聚糖酶。外加酶法外加酶法的特点26酶自溶法（2）酶自溶法

常采用加热法或干燥法比如谷氨酸产生菌，加入0.028mol/LNa2CO3和0.018mol/LNaHCO3配成pH10.0的缓冲液，使成3%的悬浮液加热至70℃，保温搅拌20min，菌体即自溶。又如：酵母自溶需在45～50℃下保温12～24h。酶自溶法（2）酶自溶法27化学试剂法（3）化学试剂破碎法

表面活性物质EDTA螯合剂有机溶剂变性剂化学试剂法（3）化学试剂破碎法28五、选择破碎方法的依据1．处理量的大小；2．细胞壁的强度和结构；3．目标产物对破碎条件的敏感性；4．破碎后固液分离的难易程度；5.选择性地释放目标产物。

五、选择破碎方法的依据1．处理量的大小；29选择性地释放目标产物仅破坏或破碎存在目标产物的位置周围细胞膜附近，采用温和的破碎方法如酶溶法、渗透压冲击法、冻融法；细胞质内，机械破碎选择性溶解目标产物当目标产物与膜或壁结合时，调整溶液pH值、离子强度、添加与目标产物具有亲和性的试剂如螯合剂、表面活性剂等，使目标产物容易释放出来选择性地释放目标产物仅破坏或破碎存在目标产物的位置周围30六、细胞破碎效果的检查1.直接测定法检测破碎前后的完整细胞数量2.目的产物测定法细胞破碎后，通过测定破碎液中目的产物的释放量来估算破碎率。3.测定导电率六、细胞破碎效果的检查1.直接测定法319、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。12月-2212月-22Saturday,December3,202210、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:28:3210:28:3210:2812/3/202210:28:32AM11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。12月-2210:28:3210:28Dec-2203-Dec-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。10:28:3210:28:3210:28Saturday,December3,202213、志不立，天下无可成之事。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、会当凌绝顶，一览众山小。十二月2210:28上午12月-2210:28December3,202216、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2022/12/310:28:3210:28:3203December202217、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。10:28:32上午10:28上午10:28:3212月-22谢谢观看THEEND9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳321.2.2组织捣碎及细胞破碎（一）细胞壁的结构和特点

（二）细胞破碎机理（三）细胞破碎方法1.2.2组织捣碎及细胞破碎（一）细胞壁的结构和特点（二33教育技术中心1.植物细胞2.微生物细胞G+细菌和G－酵母细胞真菌菌丝细胞壁

（一）细胞壁的结构和特点教育技术中心1.植物细胞（一）细胞壁的结构和特点34组织捣碎及细胞破碎课件35

成

分

G+G-肽聚糖

磷壁酸

类脂质

蛋白质

含量很高（30～95）

含量较高（<50）

一般无（<2）

0含量很低（5～20）

0

含量较高（020）

含量较高

革兰氏阳性细菌的和革兰氏阴性细菌细胞壁构造革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分(占细胞壁干重的%)

成分G+G-肽聚糖

磷壁酸36组织捣碎及细胞破碎课件37组织捣碎及细胞破碎课件38（二）细胞破碎的机理压缩力和剪切力改变细胞壁或细胞膜的结构，增大目标产物的溶出率完全溶解细胞的保护屏障－细胞壁（二）细胞破碎的机理压缩力和剪切力39组织捣碎及细胞破碎课件40（三）细胞破碎的方法（三）细胞破碎的方法411.物理破碎（1）高压匀浆器1.物理破碎（1）高压匀浆器42（1）高压匀浆法工作原理：剪切，碰撞影响高压匀浆器破碎效果的因素压力：通常采用的压力为55～70Mpa温度：通过匀浆器的次数：1～2阀与阀座间距高压匀浆器原理利用高压迫使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲击撞击环造成细胞破裂,从低压环境释放出来。（1）高压匀浆法工作原理：剪切，碰撞高压匀浆器原理利用高43组织捣碎及细胞破碎课件44（1）高压匀浆法注意：易造成堵塞的团状或丝状真菌；较小的革兰氏阳性菌；含有包含体的基因工程菌。（1）高压匀浆法注意：45珠磨机工作筒（2）珠磨法珠磨机工作筒（2）珠磨法46搅拌器

搅拌器47原理：在膜腔中装入小玻璃球或小钢球，在搅拌浆的作用下，它将使细胞悬浮液与细胞悬浮液，细胞悬浮液与玻璃小珠、石英砂或氧化铝一起发生碰撞、剪切，使细胞在某种程度上破碎，再由液珠分离器分开、排出。（这些装置的主要缺点是在破碎期间样品温度迅速升高，通过用二氧化碳来冷却容器可得到部分解决。）构件：微珠、冷却装置、搅拌浆、液珠分离器、物料进出口。见图原理：在膜腔中装入小玻璃球或小钢球，在搅拌浆的作用下，它将使48高速珠磨机高速珠磨机49工作原理：剪切，碰撞工作原理：剪切，碰撞50（2）珠磨法影响因素珠磨效率的因素珠体的大小：实验室规模，珠径为0.2mm较好，工业规模，不得＜0.4mm珠体在磨室中的装量：控制在80%～90%；搅拌速度：操作温度：操作温度在5～40℃范围内被处理细胞的特性：（2）珠磨法影响因素珠磨效率的因素51（3）超声波破碎法工作原理

空穴现象引起工作液局部区域压力差，从而产生一个极为强烈的冲击波压力，由它引起的粘滞性旋涡在介质中的悬浮细胞上造成了剪切应力，促使细胞内液体发生流动，从而使细胞破碎。影响因素仪器的功率介质的离子强度pH值菌体的种类和浓度（3）超声波破碎法工作原理52电声超声波发生器电声超声波发生器53（4）渗透压冲击法细胞高渗溶液脱水低渗溶液吸水破裂反复冻融法干燥法X-press法（冻结-撞击法）

（4）渗透压冲击法细胞高渗溶液脱水542.化学法（1）酶法原理：外加酶法细菌类：溶菌酶，G+需配合EDTA放线菌：溶菌酶2.化学法（1）酶法55外加酶法酵母和真菌：蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等植物细胞壁：纤维素酶，果胶酶；

外加酶法酵母和真菌：蜗牛酶、纤维素酶、多糖酶等56外加酶法注意事项

需要选择适宜的酶、酶系统和特定的反应条件；在选择酶系统时，须根据细胞的结构和化学组成来选择；常结合其他方法预先处理；外加酶法注意事项57外加酶法外加酶法的特点

优点：选择性释放产物；条件温和；核酸泄出量少；细胞外形完整。不足溶酶价格高通用性差产物抑制的存在；如甘露糖对蛋白酶有抑制作用，葡聚糖抑制葡聚糖酶。外加酶法外加酶法的特点58酶自溶法（2）酶自溶法

常采用加热法或干燥法比如谷氨酸产生菌，加入0.028mol/LNa2CO3和0.018mol/LNaHCO3配成pH10.0的缓冲液，使成3%的悬浮液加热至70℃，保温搅拌20min，菌体即自溶。又如：酵母自溶需在45～50℃下保温12～24h。酶自溶法（2）酶自溶法59化学试剂法（3）化学试剂破碎法

表面活性物质EDTA螯合剂有机溶剂变性剂化学试剂法（3）化学试剂破碎法60五、选择破碎方法的依据1．处理量的大小；2．细胞壁的强度和结构；3．目标产物对破碎条件的敏感性；4．破碎后固液分离的难易程度；5.选择性地释放目标产物。

五、选择破碎方法的依据1．处理量的大小；61选择性地释放目标产物仅破坏或破碎存在目标产物的位置周围细胞膜附近，采用温和的破碎方法如酶溶法、渗透压冲击法、冻融法；细胞质内，机械破碎选择性溶解目标产物当目标产物与膜或壁结合时，调整溶液pH值、离子强度、添加与目标产物具有亲和性的试剂如螯合剂、表面活性剂等，使目标产物容易释放出来选择性地释放目标产物仅破坏或破碎存在目标产物的位置周围62六、细胞破碎效果的检查1.直接测定法检测破碎前后的完整细胞数量2.目的产物测定法细胞破碎后，通过测定破碎液中目的产物的释放量来估算破碎率。3.测定导电率六、细胞破碎效果的检查1.直接测定法639、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。12月-2212月-22Saturday,December3,202210、人的志向通常和他们的能力成正比例。10:28:3210:28:3210:2812/3/202210:28:32AM11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。12月-2210:28:3210:28Dec-2203-Dec-22