細胞破碎介紹

定義:
細胞破碎就是采用一定的方法，在一定程度上破壞細胞壁和細胞膜，設法使胞內產物最大程度地釋放到液相中，破碎后的細胞漿液經固液分離除去細胞碎片后，再采用不同的分離手段進一步純化.

1細胞壁的組成和結構
微生物細胞壁的化學組成和結構
細菌，肽聚糖的網狀結構
酵母菌：葡聚糖，甘露聚糖，蛋白質
真菌：細胞壁更厚
植物細胞壁的化學組成和結構
初生壁，次生壁
具有很高的機械強度

2 細胞破碎技術
機械法和非機械法
2.1機械法
機械法主要是利用高壓、研磨或超聲波等手段在細胞壁上產生的剪切力達到破碎目的.
包括高壓勻漿法,珠磨法和超聲破碎法
高壓勻漿器
影響勻漿破碎的主要因素是壓力、溫度和通過勻漿器閥的次數。
高壓勻漿法的適用范圍較廣，在微生物細胞和植物細胞的大規模處理中常采用.
高速珠磨機(high spced bead mill) 研磨是常用的一種方法，它將細胞懸浮液與玻璃小珠、石英砂或氧化鋁等研磨劑一起快速攪拌，使細胞獲得破碎。
在工業規模的破碎中常采用高速珠磨機
超聲波破碎器
超聲波處理細胞懸浮液時，破碎作用受許多因素的影響，通常聲強和振幅影響很大，但強度太高易使蛋白質變性，頻率的變化影響不明顯：此外介質的離子強度、pH值、菌體的種類和濃度也有很大的影響.
超聲波振蕩過程中遇到的最大問題就是產生的熱量不容易驅散，所以影響了它在大規模工業上的應用，但在實驗室和小規模生產中是一種很好的方法

2.2 非機械法
非機械方法很多，包括酶解、滲透壓沖擊、凍結和融化、干燥法和化學法溶胞等.
1)酶解法 是利用酶反應，分解破壞細胞壁上特殊的鍵，從而達到破碎目的。酶解法可以在細胞懸浮液中加入特定的酶，也可以采用自溶作用。
酶解法的優點是發生酶解的條件溫和、能選擇性地釋放產物、胞內核酸等泄出量少、細胞外形較完整、便于后步分離等；但酶水解價格高，故小規模應用較廣.

滲透壓沖擊法
凍融法
干燥法
化學法:采用化學法處理可以溶解細胞或抽提胞內組分。常用酸、堿、表面活性劑和有機溶劑等化學試劑。

2.3 選擇破碎方法的依據
(1)細胞的處理量
(2)細胞壁的強度和結構
(3)目標產物對破碎條件的敏感性
(4) 破碎程度
適宜的操作條件應從高的產物釋放率，低的能耗和便于后步提取這二方面進行權衡
2.4 破碎技術研究的方向
(1)多種破碎法的結合
(2)與上游技術結合
(3)與下游操作技術結合
3 破碎率的測定
破碎率R:細胞破碎的程度.
常用的方法是測定目的產物的釋放量: 釋放的蛋白的量或酶的量.

4 基因工程包涵體的純化方法
包涵體的洗滌和目標蛋白的變性溶解

目標蛋白的復性