五種細(xì)胞破碎的方法(細(xì)胞破碎的方法)
1.細(xì)胞破碎的方法有哪些
(1)酸堿處理：調(diào)節(jié)pH值，改變蛋白質(zhì)的荷電性質(zhì)，提高產(chǎn)物的溶解度。
（2）化學(xué)試劑處理：用表面活性劑或有機(jī)溶劑（甲苯）處理細(xì)胞，增大細(xì)胞壁的通透性，降低胞內(nèi)產(chǎn)物的相互作用，使之容易釋放。 （3）酶溶：利用溶解細(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細(xì)胞膜，進(jìn)一步增大胞內(nèi)產(chǎn)物的通透性。
酶溶的優(yōu)點(diǎn)：操作溫和，選擇性強(qiáng)，酶能快速地破壞細(xì)胞壁，而不影響細(xì)胞內(nèi)含物的質(zhì)量，但缺點(diǎn)是酶的費(fèi)用高，因而限制了它在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。 化學(xué)滲透法與機(jī)械破碎法相比：速度低，效率差，且化學(xué)或生化試劑的添加形成新的污染，給進(jìn)一步的分離純化增添麻煩。
但化學(xué)滲透法選擇性高，胞內(nèi)產(chǎn)物的總釋放率低，可有效抑制核酸的釋放，料液粘度小，有利于后處理。
2.常用的細(xì)胞破碎方法有哪些
1、高速組織搗碎 ：將材料配成稀糊狀液，放置于筒內(nèi)約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調(diào)速器先撥至最慢處，開(kāi)動(dòng)開(kāi)關(guān)后，逐步加速至所需速度。
此法適用于動(dòng)物內(nèi)臟組織、植物肉質(zhì)種 子等。2、玻璃勻漿器勻漿 ：先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來(lái)回研磨，上下移動(dòng)，即可將細(xì)胞研碎，此法細(xì)胞破碎程度比高速組織搗碎機(jī)為高，適用于量少和動(dòng)物臟器組織。
3、超聲波處理法 ：用一定功率的超聲波處理細(xì)胞懸液，使細(xì)胞急劇震蕩破裂，此法多適用于微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，在 1KG至10KG頻率下處理10-15分鐘，此法的缺點(diǎn)是在處理過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱，應(yīng)采取相應(yīng)降溫措施。對(duì)超聲波敏感和核酸應(yīng)慎用。
4、反復(fù)凍融法： 將細(xì)胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復(fù)幾次，由于細(xì)胞內(nèi)冰粒形成和剩余細(xì)胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎。5、化學(xué)處理法： 有些動(dòng)物細(xì)胞，例如腫瘤細(xì)胞可采用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細(xì)胞膜破壞，細(xì)菌細(xì)胞壁較厚，可采用溶菌酶處理效果更好。
無(wú)論用哪一種方法破碎組織細(xì)胞，都會(huì)使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導(dǎo)致天然物質(zhì)量的減少，加入二異丙基氟磷酸 （DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺酰氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活 力，但不是全部，還可通過(guò)選擇pH、溫度或離子強(qiáng)度等，使這些條件都要適合于目的物質(zhì)的提取。
3.細(xì)胞破碎的方法有哪些
(1)酸堿處理：調(diào)節(jié)pH值，改變蛋白質(zhì)的荷電性質(zhì)，提高產(chǎn)物的溶解度。
（2）化學(xué)試劑處理：用表面活性劑或有機(jī)溶劑（甲苯）處理細(xì)胞，增大細(xì)胞壁的通透性，降低胞內(nèi)產(chǎn)物的相互作用，使之容易釋放。 （3）酶溶：利用溶解細(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細(xì)胞膜，進(jìn)一步增大胞內(nèi)產(chǎn)物的通透性。
酶溶的優(yōu)點(diǎn)：操作溫和，選擇性強(qiáng)，酶能快速地破壞細(xì)胞壁，而不影響細(xì)胞內(nèi)含物的質(zhì)量，但缺點(diǎn)是酶的費(fèi)用高，因而限制了它在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。 化學(xué)滲透法與機(jī)械破碎法相比：速度低，效率差，且化學(xué)或生化試劑的添加形成新的污染，給進(jìn)一步的分離純化增添麻煩。
但化學(xué)滲透法選擇性高，胞內(nèi)產(chǎn)物的總釋放率低，可有效抑制核酸的釋放，料液粘度小，有利于后處理。
4.常見(jiàn)力的作用方式
機(jī)械法：主要通過(guò)機(jī)械切力的作用使組織細(xì)胞破碎的方法，常用的器械有組織搗碎機(jī)、勻漿器、研缽和研磨、壓榨器等。
1。 組織搗碎機(jī) 將材料配成稀糊狀液，放置于筒內(nèi)約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調(diào)速器先撥至最慢處，開(kāi)動(dòng)開(kāi)關(guān)后，逐步加速至所需速度。
一般用于動(dòng)物組織、植物肉質(zhì)種子、柔嫩的葉芽等，轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000rpm/M以上。由于旋轉(zhuǎn)刀片的機(jī)械切力很大，制備一些較大分子如核酸則很少使用。
2。 勻漿器 先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來(lái)回研磨，上下移動(dòng)，即可將細(xì)胞研碎。
勻漿器的研缽磨球和玻璃管內(nèi)壁之間間隙保持在十分之幾毫米距離。 制作勻漿器的材料，除玻璃外，還可以用硬質(zhì)塑料、不銹鋼、人造熒光樹(shù)脂等。
此法細(xì)胞破碎程度比高速組織搗碎機(jī)為高，適用于量少和動(dòng)物臟器組織。 存在的問(wèn)題；較易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽(yáng)性首以及有些亞細(xì)胞器，質(zhì)地堅(jiān)硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。
3。 研缽 多用于細(xì)菌或其他堅(jiān)硬植物材料，研磨時(shí)常加入少量石英砂，玻璃粉或其他研磨劑，以提高研磨效果。
4。 細(xì)菌磨 是一種改良了的研磨器，比研缽具有更大的研磨面積，而且低部有出口。
操作時(shí)先把細(xì)菌和研磨粉調(diào)成糊狀，每次加入一小勺，研磨20-30秒即可將細(xì)菌細(xì)胞完全磨碎。 物理法：主要通過(guò)各種物理因素使組織細(xì)胞破碎的方法。
在生化制備中常用的方法有： 1。 反復(fù)凍溶法 原理：因突然冷凍，細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成及 胞內(nèi)外溶劑濃度的突然改變而破壞細(xì)胞。
方法：將待破碎的細(xì)胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復(fù)幾次，由于細(xì)胞內(nèi)冰粒形成和剩余細(xì)胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎。 特點(diǎn)：此法適用于組織細(xì)胞，多用于動(dòng)物性材料，對(duì)微生物細(xì)胞作用較差。
2。 急熱驟冷法 將材料投入沸水中，維持85-90分鐘，至水浴中急速冷卻，此法可用于細(xì)菌及病毒材料。
3。 超聲波處理 用一定功率的超聲波處理細(xì)胞懸液，使細(xì)胞急劇震蕩破裂，此法多適用于微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，頻高于15~20KHz的超聲波在高強(qiáng)度聲能輸入下可以進(jìn)行細(xì)胞破碎。
其破碎機(jī)理：可能與空化現(xiàn)象引起的沖擊波和剪切力有關(guān)。超聲破碎的效率與聲頻、聲能、處理時(shí)間、細(xì)胞濃度及首種類型等因素有關(guān)。
特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性較好，節(jié)省時(shí)間；多用于微生物和組織細(xì)胞的破碎。 存在問(wèn)題：超聲波破碎在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模應(yīng)用較普遍，處理少量樣品時(shí)操作簡(jiǎn)便，液量損失少，但是超聲波產(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)能使某些敏感性活性物質(zhì)變性失活。
而且大容量裝置聲能傳遞，散熱均有困難，應(yīng)采取相應(yīng)降溫措施。對(duì)超聲波敏感和核酸應(yīng)慎用。
空化作用是細(xì)胞破壞的直接原因，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生活性氧，所以要加一些巰基保護(hù)劑。 化學(xué)及生物化學(xué)法： 1。
自溶法 在一定PH和適當(dāng)?shù)臏囟认拢媒M織細(xì)胞內(nèi)自身的酶系統(tǒng)將細(xì)胞破碎的方法。 此過(guò)程需較長(zhǎng)時(shí)間，常用少量防腐劑如甲苯、氯仿等防止細(xì)胞的污染。
2。 酶溶法 利用各種水解酶，如溶菌酶、纖維素酶、蝸牛酶、半纖維素酶、脂酶等，將細(xì)胞壁分解，使細(xì)胞內(nèi)含物釋放出來(lái)。
有些細(xì)菌對(duì)溶菌酶不敏感，加入少量巰基試劑或8摩爾尿素處理后，使之轉(zhuǎn)為對(duì)溶菌酶敏感而溶解。 特點(diǎn)： a） 此法適用多種微生物； b） 具有作用條件溫和； c） 內(nèi)含物成分不易受到破壞； d） 細(xì)胞壁損壞的程度可以控制。
存在的問(wèn)題：易造成產(chǎn)物抑制作用，這可能是導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放率低的一個(gè)重要因素。而且溶酶價(jià)格高，限制了大規(guī)模利用。
若回收溶酶，則又增加百分離純化溶酶的操作。另外酶溶法通用性差，不同菌種需選擇不同的酶。
有一定局限性，不適宜大量的蛋白質(zhì)提取，給進(jìn)一步純化帶來(lái)困難。 3。
化學(xué)滲透法 某些有機(jī)溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來(lái)。 其作用機(jī)理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類型以及細(xì)胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。
特點(diǎn)：多用于破碎細(xì)菌，且作用比較溫和；提取核酸時(shí)，常用此法破碎細(xì)胞。 存在的問(wèn)題：時(shí)間長(zhǎng)，效率低；化學(xué)試劑毒性較強(qiáng)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)物也有毒害作用，進(jìn)一步分離時(shí)需要用透析等方法除去這些試劑；通用性差：某種試劑只能作用于某些特定類型的微生物細(xì)胞。
小結(jié) 無(wú)論用哪一種方法破碎組織細(xì)胞，都會(huì)使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導(dǎo)致天然物質(zhì)量的減少，加入二異丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺酰氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酶活力，但不是全部，還可通過(guò)選擇pH、溫度或離子強(qiáng)度等，使這些條件都要適合于目的物質(zhì)的提取。
5.2、簡(jiǎn)述主要的破碎方法有哪些
細(xì)胞的破碎方法可分為：機(jī)械法，包括（1）搗碎法（2）研磨法（3）勻漿法 物理法，包括（1）反復(fù)凍融法（2）超聲波處理法（3）壓榨法 化學(xué)與生物化學(xué)方法，包括（1）酶解法（2）化學(xué)法
目的意義：除了某些細(xì)胞外的多肽激素和某些蛋白質(zhì)與酶之外，對(duì)于細(xì)胞內(nèi)或多細(xì)胞生物組織中的各種生物大分子的分離純化，都需要事先將細(xì)胞和組織破碎，使生物大分子充分釋放到溶液中，并不丟失生物活性。不同的生物體或同一生物體不同部位的組織，其組織破碎的難易不一，使用的方法也不相同。
