第三章-生物材料的预处理细胞破碎和液固分离

第三章生物材料的预处理、细胞破碎和液-固分离第一节生物材料的预处理第二节细胞破碎第三节液-固分离

生物活性物质的存在特点（1）生物材料组成非常复杂，有些化合物在生物材料中含量极微，分离操作步骤多，不易获得高收率。（2）生物分子对环境反应十分敏感，结构与功能关系比较复杂，生物活性物质离开生物体后，易变性，破坏，必须十分小心的保护这些化合物的生理活性。（3）操作过程中受到影响因素多第一节生物材料的预处理一、预处理的目的和要求

生物材料中的生化组成数量大、种类多，目的物与杂质的理化性质十分接近，分离纯化较困难目的——改变料液的流变特性，以及除去对后面纯化有影响的杂质

要求——防止目的物的失活根据生物活性物质存在方式与特点—胞外：由细胞产生再释放出来的无活性的酶原需活化：先活化再提取先提取再活化二、确定预处理方法的依据—胞内：需先破碎细胞后提取膜上的需先溶解下来2.后续操作的要求一般要求：澄清、pH、一定的浓度不同后续操作有不同的要求离子交换---高价无机离子、澄清度等严格控制溶剂萃取---蛋白质含量较低，防乳化3.目的物稳定性不稳定的：要防失活青霉素，低温蛋白类---高级结构稳定的：可采用较剧烈的变性和处理条件，沉淀杂质蛋白三、动物材料的预处理绞肉机绞碎匀浆和组织捣碎四、细胞培养液的预处理为什么需要预处理？可溶性粘胶状物质：杂蛋白、不溶性多糖等粘度增加、影响提取操作无机盐在采用离子交换提取时，会影响树脂对生化物质的交换容量。（1粘）加隆入凝释聚剂凝聚泉作用：指在亏某些电解滑质作用凤下，怖使胶洽体粒廊子的撒扩散喇双电顿层的嘉排斥御电位担降低怀，破场坏了窗胶体荷系统献的分败散状驾态，从而使拆胶体权粒子赖聚集渣的过割程。1.扮细胞埋及蛋绩白质大的处蜘理胶体仅粒子联稳定蹦的原缴因：带同否种电筑荷静寒电排押斥作僻用表面却水化逗作用垒，形拢成水恼化层无机旦盐促除凝聚弓作用览：加入球相反促电性陆电解筑质，厕中和执胶体导表面伶电荷陈，降凉低了坚双电闹层的颂排斥晴力无机棋盐在康水中组的水奥化作抚用，蛋破坏沈了胶土粒水付化层影响本凝聚遮作用筑的主擦要因轰素有朵无机水盐的默种类稀、化小合价兔以及静无机竟盐的包用量识等。通常冲培养删液中信细胞州或菌伐体带狮负电晴荷，挖常采么用高累价阳雾离子据促其胳凝固唉。阳离狗子对缴带负亦电荷吓的胶傍粒凝庄聚能录力的圣次序酸为：缩慧Al3+>F立e3+>H+>C利a2+>M谣g2+>K+>N滚a+>L效i+常用哑的凝可聚剂沸有：宇Al2(S啊O4)3·1从8H2O、泻Al般Cl3·6朝H2O、映Fe蜓Cl3、Z大nS已O4、M跌gC棕O3等。（2冷）加懒入絮练凝剂絮凝碎剂：再有机斤高分沸子，袍易溶估，链聪长，矿活性基功能暑基团城多絮凝唤作用盈：当往仁胶体户悬浮屈液中泰加入杏絮凝蚕剂时充，胶速粒可润强烈佛吸附弓在絮回凝剂饺表面宝的功马能团抱上，笋而且勿一个织高分挂子聚旷合物湾的许衫多链肠节分巷别吸栽附在附不同英的颗床粒的据表面灶上，帜形成衡架桥形联接栗，形松成粗磁大的帅絮凝谅团沉态淀出石来，躺有助播于过良滤。影响辩因素玩：分子芒量：步大，巩效果须好；逗过大衡，溶俗解度修↓用量特：低市浓度比增加盗用量乒有助左架桥关，浓巴度过睁高吸罪附饱窗和失立去架岁桥作饱用，析降低娘了效蜻果。pH香：影伙响功仍能团虾电离哀度，界电离烈度↑饺，链鸣伸展姥，鉴效果改↑操作者条件手：搅拌络：初驱期，娇快好储；后走期，眯会破拘坏絮黎凝团（3母）变搁性作利用天然智蛋白数质分茎子受对到某躺些物顺理因堆素（厦如热形、紫厘外线瞒照射旗、高抚压和常表面支张力牵等）搁、化学萌因素经（如有简机溶肥剂、迫脲、心胍、唯酸、内碱等个）影断响时常，生物国活性晌丧失寨，溶案解度撒降低王，不鼠对称棕性增倍高以丛及其冻他的尿物理楚化学秋常数绣发生君改变。用途娱：杂蛋湖白质脸变性俭沉淀纲析出方法历：加热拥、大序幅度插改变蛮pH岛，加番有机竭溶剂旅、重耗金属怕盐或须表面犬活性如剂（4压）吸考附方法塞：—察加入劫吸附滩剂：浩活性滋碳除劈燕热原—加入撞反应只剂：相色互作职用形决成沉贷淀吸史附蛋蜓白质四环抓素发联酵液乎：黄肢血盐元+硫疼酸锌趋亚铁窑氰化凶锌钾K2Zn3[F奋e(己CN粉)6]2的胶箩状沉胸淀，拾能将蜘杂蛋执白质惹和菌萝体等始黏附旁在其际中而堆除去克。枯草盘杆菌牺的碱荒性蛋傻白酶污发酵展液：氯化蒜钙+铸磷酸坦盐胁磷何酸钙惑盐沉葵淀（测吸附蓄、助抛滤）（5跪）等删电沉油淀—慌常与析其他谣方法糊合用（6便）加为各种避沉淀撕剂沉芦淀—烫沉淀苹剂与芳蛋白转质形纽奉成复雪合物耗沉淀2.抄多糖偶的去察除酶：转化摄为单雷糖如发班酵液之中残爱留的委淀粉椅：淀钉粉酶粘多嘉糖与态一些镇阳离圣子表春面活名性剂如十研六烷治基溴侮化铵善（C塞TA娱B）形成海沉淀Ca2+——利草酸胀、草酸召钠→形蜘成草谦酸钙作沉淀（注霸意回词收草洁酸）Mg2+——茎三聚剪磷酸埋钠(妹Na5P3P10)→形难成三亡聚磷这酸钠舟镁可侧溶性欺络合协物Fe2+——奖黄血屯盐(灵K4胳Fe薯(C肉N)宽6)→普升鲁士舞蓝沉猎淀Ca2＋，M舟g2＋，另Fe3＋等（1娃）离腔子交怀换法（2显）沉翠淀法3.罗高价蛮金属案离子还的去炊除微生斜物细蜓胞和和植物地细胞滴外层沙均为义细胞惠壁，论细胞母壁里铲面是跑细胞所膜动物纱细胞翻没有晨细胞盘壁，橡仅有昏细胞搁膜。通常域细胞我壁较级坚韧杂，细冠胞膜挤脆弱楚，易躺受渗悦透压魔冲击吐而破伏碎，奖因此罩细胞笑破碎松的阻威力主锈要来氏自于锐细胞瘦壁。第二幕节沈细堡胞破生碎一、机械朱法1、虚匀浆肆法2、捡珠磨拾法3、呆超声扔波三、化学穗法1.柄化学盐试剂2.短制成凡丙酮祖粉二、物理顷法1.臂干燥2.辩冻融3.毁渗透铃压冲俘击四、生物贞法1.麦酶解叠法2.鱼自溶一、瞧机械匠法1讲高压深匀浆翻法定义—利用压高压角细胞香悬浮筋液因碧减压耐所产万生的长剪切丹力而长达到寇细胞酷破碎挺的过忠程工作吸原理唤：液葵－液辣剪切艇力、罪压力徒差等特点钉：适用缓对象雾广工业沿化、猫实验某室中端应用细胞蹲完全陵破碎1.陪高压励匀浆楼器原理独：进沟入高监压室锻的细礼胞悬魂浮液贱被强奔迫通吨过一潮个狭择窄的议小孔转，产傅生液公相剪疲切力转引起烘细胞初破碎揉。易造总成堵浩塞的高团状伞或丝羞状真汪菌，较小帝的革印兰氏赤阳性忆菌，含有柔包含步体的刃基因宿工程肥菌（凤因包扭含体埋坚硬群，易引损伤宗匀浆萌阀）不宜皂采用斩高压桥匀浆论法的轨微生夸物：2茄高速促珠磨尚法定义—利用修由高抄速转散动的脉珠子室所产芦生的简剪切霞力而演达到膀细胞嫂破碎村的过面程工作枝原理奥：固印－固猫剪切缓力、驴液－秧固剪良切力右等特点剥：适用惧对象粪较广工业或化、河实验红室中匹应用细胞少完全挡破碎需冷醒却2.趣高速邮珠磨劲机原理湿：玻敢璃小繁珠与眯细胞邮悬液火一起脖快速纽奉搅拌孩，研疮磨作益用，愁细胞惕破碎报。WS赌K卧肿式高拴效全抗能珠膏磨机ZM仅系列卧式鸣密闭源珠(血砂)希磨机3恋超声咐波法定义—利用乡丰超频慕率声恼波（15喷-2我5k避Hz）在剃液体证介质临中传颠播所引产生晶的剪圣切力字而达叮到细滴胞破扣碎的拣过程工作尝原理肿：空足穴现汁象特点烈：适用曲对象舌一般主要钳于实员验室影中应特用细胞紫完全廉破碎需冷言却，猫噪音3.厕超声勉波振示荡器原理牛：利类用超河声波雄的空棕穴作以用，济空穴但的形步成、锻增大冒和闭傍合产饰生极钓大的摩冲击毕波和奴剪切颈力，柴使细摆胞破破碎。影响劳因素扶：超导声波返的声迷强、巩频率而、破愧碎时缴间、痛介质衬的离竿子强奸度、娘pH么、菌合体的杆浓度谷和种袜类。一般橡杆菌界比球姿菌易询破碎女，G姜-细片菌比由G+箩细菌随易破吸碎，蝇对酵愧母菌垄的效软果较捡差。善超声错破碎缸时细绕胞浓世度一浩般在蛋20患％左茎右。超声拘波破毛碎法竖在实梅验室汇和小徐规模怎生产卧中应惹用较帝广。仆操作普时常印应把槽悬浮叨液预朗先冷王却到绒0～皂5℃闹，并咏且还稿应在浩夹套雪中连疮续通次入冷副却剂谋进行周冷却很。二、悠物理歼法1.熄干燥搬法原理叫：干排燥后掩，细拔胞膜所渗透尘性变礼化，贞部分鸟菌体补自溶雾，溶多剂抽刊提得阔胞内蠢物质昆。分类灭:空愧气干骆燥，真空虽干燥喜，喷李雾干沟燥，速冷冻佩干燥气流测干燥主要遇适用傍于酵门母菌，一般旗在2栏5～岸30懂℃的禁气流酷中吹昌干；真空廉干燥多用主于细衡菌；冷椅冻干规燥适用罪于较单不稳棉定的宜物质。2.佳反复弱冻融惰法将细推胞放版在低纲温下像冷冻宗（约匪-1减5℃划），陪然后盘在室申温中伍融化骄，反孔复多四次而姨达到莫破壁衰作用少。原理颂：细胞识膜疏袋水键事结构扰破裂伶，增韵加细挠胞亲仗水性冰晶踏粒使吃细胞劣破裂适用暖于细特胞壁诞较脆楼弱的眼菌体彻，破店碎率坦较低归，需树反复恳多次唤，此梦外，除在冻铃融过溪程中踏可能粘引起贝某些阿蛋白惜质变即性。3.薪渗透疫压冲热击法原理名：细胞予在浓骄盐中杜平衡尾，再冻投入抹水中敌膨胀挽破裂茄。三、果化学肝法1.见加入机化学毅试剂采用润化学惹法处谋理可啦以溶夸解细响胞或何抽提鸡胞内主组分厅。碱：博溶解洞除细纱胞壁蠢外大孝部分肤组分映，改闹变p冷H，耗改变古蛋白葬质的街电荷碎性质有机葬溶剂桶：溶使解细易胞膜融上脂门质，殊破坏晋细胞蓝，但螺易引赶起变飘性表面绩活性捏剂：汽改变轨膜的恐通透吧性，伍细胞抹溶解胞内铸异淀声粉酶餐：0酸.1孤%S情DS遗，3止0℃语振荡终30祝h2.对丙酮敏粉保存热+破海碎脱水心脱脂照，细吉胞结烟构松最散方法乔：组织交或匀旷浆悬祝浮0匆.0朴1m疤ol你/L详pH叙6.忽5的详磷酸亚缓冲团溶液府中，精0℃健一锐边搅尤拌，消一边侨徐徐疫倒入鹅10惠倍体丙积的扇-1移5骨℃兽丙酮响内，裁10眼mi止n后品离心肠过滤申取其淡沉淀维，反且复用百冷丙备酮洗胃几次弓，真把空干狱燥得廊。四、斩生物秋法1.此酶解慎法：机理捏：利兄用酶庄反应粱分解漏破坏始细胞句壁上草特殊繁的化少学键常用剥的溶序酶G+溶菌刺酶G-溶菌龄酶、页ED电TA放线甘菌亿溶菌典酶酵母辩菌承β房诚-葡始聚糖临酶霉菌降几丙丁质隶酶、植物茎纤懒维素师酶、役半纤辱维素搬酶细胞绒壁溶四解酶陪是几希种酶笨的复烦合物-加冈入酶筐：溶泻菌酶铸、蛋蚀白酶义、脂阻肪酶寸、核脖酸酶搁等酶解匆法的厚优点发生合酶解晚的条某件温恼和能选律择性员地释升放产你物胞内涨核酸班等泄置出量博少，温细胞缺外形约较完逃整，阿便于国后步液分离洞等但酶贩水解娃价格赠高，观故小脖规模调应用疲较广2.创自壳溶：诱发拖微生医物产尝生过烟剩的富溶胞校酶或客激发形自身挎溶胞笑酶的厉活力载，以时达到秩细胞甚自溶恩的目乎的。微生贼物细害胞的腊自溶法常采源用加贯热法立和干抵燥法找。酵母且细胞酱：45～50呆℃，12毅-2反4h1.伯规模裙及成材本大规溜模：羊高压呆匀浆笑、珠菊磨实验咸室规袭模：社超声库波振乒荡2.挣目的半物的疾稳定皆性干燥钳法、誉有机禾溶剂岁对活梦性影腹响大保护耽性措盘施3.精破碎锦效果议和产刑物释悼放率动物竿细胞漆：渗匹透压问冲击答、冻页融法微生影物细梨胞：库结合陶酶法高释灾放率擦又不逃能使唉细胞杀碎片寻太小适宜镰的操谁作条疲件应枯从高的坏产物驶释放址率、低的马能耗和便于氏后步宿提取这三锁方面梁权衡堂。五、芝选择胆破碎棒方法撇的依圣据机械找法与遍非机鸣械法脖破碎鲜的比疑较项目机械法非机械法机理切碎细胞溶解局部壁膜内含物释放全部部分（有选择）碎片大小细小较大粘度高低设备专用无应用范围工业化、实验实验研究第三餐节液－齿固分交离过滤定义——在一矛定的摆压力怀差下秤，将舞固液殊悬浮兵液通咳过一隶多孔悔性介果质而民实现编固液横分离摘的过虏程原理——筛分过滤乌类型——常规能过滤池、错乞流过盼滤常规泛过滤撑：料局液流线动方芒向和不过滤悄介质仅垂直错流薪过滤翻：滤申液给辆过滤混介质颗表面法一个旱平行屠的大励流量冲热刷，阿多用亲薄而更多孔坝的膜优点逝：收外率高享，质恳量好精，减愤少处化理步幕骤—席错流庭过滤诵：料液多与过评滤介匠质表哥面平炼行的险大流枯量冲核刷过滤堂收率造高滤液给质量宵好减少路处理色步骤2.弊过滤牲设备板框隐过滤霉机真空悔鼓式忽过滤衬机3.尽过滤匠介质往和助血滤剂（1择）过疼滤介稼质滤布体或膜耐酸亦碱、自高温莫、化婶学试级剂、牧抗拉偏性能麦好、因有一岗定的处机械剪强度皆和孔共隙度改等（2报）助吸滤剂要求罪为惰箱性物卫质、泼无毒汉、有械一定民细度舰及硬险度，议成本云低廉塔。加入糕方法训：—预美铺法乌：预设铺在悦过滤栽机上—隔混合岔法：着与发下酵液末一起鹊加入—台生成循法：血反应册中生匹成沉间淀新生丽霉素却发酵沟液：常用热有：殿硅藻冈土、恐纸浆淋、石斗棉、谊纤维揉素等二.且离送心分鹊离定义吴——忘在离居心场怎作用谁下，弯料液革中固美体依抛据其摄与介登质密袭度的躬不同剪达到继固液袜分离