五種細胞破碎的方法(細胞破碎的方法)
1.細胞破碎的方法有哪些
(1)酸堿處理：調節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溶劑（甲苯）處理細胞，增大細胞壁的通透性，降低胞內產(chǎn)物的相互作用，使之容易釋放。 （3）酶溶：利用溶解細胞壁的酶處理菌體細胞，使細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胞膜，進(jìn)一步增大胞內產(chǎn)物的通透性。
酶溶的優(yōu)點(diǎn)：操作溫和，選擇性強，酶能快速地破壞細胞壁，而不影響細胞內含物的質(zhì)量，但缺點(diǎn)是酶的費用高，因而限制了它在大規模生產(chǎn)中的應用。 化學(xué)滲透法與機械破碎法相比：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，放置于筒內約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調速器先撥至最慢處，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)，即可將細胞研碎，此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，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胞懸液，使細胞急劇震蕩破裂，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，應采取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。
4、反復凍融法： 將細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復幾次，由于細胞內冰粒形成和剩余細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結構破碎。5、化學(xué)處理法： 有些動(dòng)物細胞，例如腫瘤細胞可采用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞，細菌細胞壁較厚，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胞，都會(huì )使細胞內蛋白質(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、溫度或離子強度等，使這些條件都要適合于目的物質(zhì)的提取。
3.細胞破碎的方法有哪些
(1)酸堿處理：調節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溶劑（甲苯）處理細胞，增大細胞壁的通透性，降低胞內產(chǎn)物的相互作用，使之容易釋放。 （3）酶溶：利用溶解細胞壁的酶處理菌體細胞，使細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胞膜，進(jìn)一步增大胞內產(chǎn)物的通透性。
酶溶的優(yōu)點(diǎn)：操作溫和，選擇性強，酶能快速地破壞細胞壁，而不影響細胞內含物的質(zhì)量，但缺點(diǎn)是酶的費用高，因而限制了它在大規模生產(chǎn)中的應用。 化學(xué)滲透法與機械破碎法相比：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
機械法：主要通過(guò)機械切力的作用使組織細胞破碎的方法，常用的器械有組織搗碎機、勻漿器、研缽和研磨、壓榨器等。
1。 組織搗碎機 將材料配成稀糊狀液，放置于筒內約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調速器先撥至最慢處，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，轉速可高達10000rpm/M以上。由于旋轉刀片的機械切力很大，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)，即可將細胞研碎。
勻漿器的研缽磨球和玻璃管內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。
此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，適用于量少和動(dòng)物臟器組織。 存在的問(wèn)題；較易造成堵塞的團狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽(yáng)性首以及有些亞細胞器，質(zhì)地堅硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。
3。 研缽 多用于細菌或其他堅硬植物材料，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)先把細菌和研磨粉調成糊狀，每次加入一小勺，研磨20-30秒即可將細菌細胞完全磨碎。 物理法：主要通過(guò)各種物理因素使組織細胞破碎的方法。
在生化制備中常用的方法有： 1。 反復凍溶法 原理：因突然冷凍，細胞內冰晶的形成及 胞內外溶劑濃度的突然改變而破壞細胞。
方法：將待破碎的細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復幾次，由于細胞內冰粒形成和剩余細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結構破碎。 特點(diǎn)：此法適用于組織細胞，多用于動(dòng)物性材料，對微生物細胞作用較差。
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，此法可用于細菌及病毒材料。
3。 超聲波處理 用一定功率的超聲波處理細胞懸液，使細胞急劇震蕩破裂，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的超聲波在高強度聲能輸入下可以進(jìn)行細胞破碎。
其破碎機理：可能與空化現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、細胞濃度及首種類(lèi)型等因素有關(guān)。
特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，重復性較好，節省時(shí)間；多用于微生物和組織細胞的破碎。 存在問(wèn)題：超聲波破碎在實(shí)驗室規模應用較普遍，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，應采取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。
空化作用是細胞破壞的直接原因，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生活性氧，所以要加一些巰基保護劑。 化學(xué)及生物化學(xué)法： 1。
自溶法 在一定PH和適當的溫度下，利用組織細胞內自身的酶系統將細胞破碎的方法。 此過(guò)程需較長(cháng)時(shí)間，常用少量防腐劑如甲苯、氯仿等防止細胞的污染。
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，將細胞壁分解，使細胞內含物釋放出來(lái)。
有些細菌對溶菌酶不敏感，加入少量巰基試劑或8摩爾尿素處理后，使之轉為對溶菌酶敏感而溶解。 特點(diǎn)： a） 此法適用多種微生物； b） 具有作用條件溫和； c） 內含物成分不易受到破壞； d） 細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，這可能是導致胞內物質(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)藥品都可以改變細胞壁或膜的通透性從而使內合物有選擇地滲透出來(lái)。 其作用機理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類(lèi)型以及細胞壁和膜的結構與組成。
特點(diǎn)：多用于破碎細菌，且作用比較溫和；提取核酸時(shí)，常用此法破碎細胞。 存在的問(wèn)題：時(shí)間長(cháng)，效率低；化學(xué)試劑毒性較強，同時(shí)對產(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(lèi)型的微生物細胞。
小結 無(wú)論用哪一種方法破碎組織細胞，都會(huì )使細胞內蛋白質(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
細胞的破碎方法可分為：機械法，包括（1）搗碎法（2）研磨法（3）勻漿法 物理法，包括（1）反復凍融法（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：除了某些細胞外的多肽激素和某些蛋白質(zhì)與酶之外，對于細胞內或多細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。
