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生物材料的破碎方法有哪些

发布时间:2023-07-13 03:34:33

① 细胞破碎时,物理方法和化学方法有什么区别

1,机械破碎处理量大、破碎效率高、速度快,主要靠均质作用和球磨碾磨作用;操作时,细胞遭受强大的机械剪切力而被破碎。采用机械法,发热是一个主要问题。
2,化学渗透法与机械破碎法相比:速度低,效率差,且化学或生化试剂的添加形成新的污染,给进一步的分离纯化增添麻烦。但化学渗透法选择性高,胞内产物的总释放率低,可有效抑制核酸的释放,料液粘度小,有利于后处理。

② 破碎酵母细胞的方法

酵母菌是真菌,他的细胞壁是由几丁质组成的,也含蛋白质,所以可以用钙离子改变其通透性,(用胰蛋白酶应该也可以除去)利用酵母菌的细胞壁的

③ 我想知道细胞破碎的方法及各种方法的原理和优缺点

机械法:主要通过机械切力的作用使组织细胞破碎的方法,常用的器械有组织捣碎机、匀浆器、研钵和研磨、压榨器等。
1. 组织捣碎机
将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等,转速可高达10000rpm/M以上。由于旋转刀片的机械切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少使用。
2. 匀浆器
先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎。匀浆器的研钵磨球和玻璃管内壁之间间隙保持在十分之几毫米距离。制作匀浆器的材料,除玻璃外,还可以用硬质塑料、不锈钢、人造荧光树脂等。此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。
存在的问题;较易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性首以及有些亚细胞器,质地坚硬,易损伤匀浆阀,也不适合用该法处理。
3. 研钵
多用于细菌或其他坚硬植物材料,研磨时常加入少量石英砂,玻璃粉或其他研磨剂,以提高研磨效果。
4. 细菌磨
是一种改良了的研磨器,比研钵具有更大的研磨面积,而且低部有出口。操作时先把细菌和研磨粉调成糊状,每次加入一小勺,研磨20-30秒即可将细菌细胞完全磨碎。

物理法:主要通过各种物理因素使组织细胞破碎的方法。在生化制备中常用的方法有:
1. 反复冻溶法
原理:因突然冷冻,细胞内冰晶的形成及 胞内外溶剂浓度的突然改变而破坏细胞。
方法:将待破碎的细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。
特点:此法适用于组织细胞,多用于动物性材料,对微生物细胞作用较差。
2. 急热骤冷法
将材料投入沸水中,维持85-90分钟,至水浴中急速冷却,此法可用于细菌及病毒材料。
3. 超声波处理
用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,频高于15~20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。其破碎机理:可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。
特点:操作简单,重复性较好,节省时间;多用于微生物和组织细胞的破碎。
存在问题:超声波破碎在实验室规模应用较普遍,处理少量样品时操作简便,液量损失少,但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。而且大容量装置声能传递,散热均有困难,应采取相应降温措施。对超声波敏感和核酸应慎用。空化作用是细胞破坏的直接原因,同时会产生活性氧,所以要加一些巯基保护剂。

化学及生物化学法:
1. 自溶法
在一定PH和适当的温度下,利用组织细胞内自身的酶系统将细胞破碎的方法。此过程需较长时间,常用少量防腐剂如甲苯、氯仿等防止细胞的污染。
2. 酶溶法
利用各种水解酶,如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶、半纤维素酶、脂酶等,将细胞壁分解,使细胞内含物释放出来。有些细菌对溶菌酶不敏感,加入少量巯基试剂或8摩尔尿素处理后,使之转为对溶菌酶敏感而溶解。
特点:
a) 此法适用多种微生物;
b) 具有作用条件温和;
c) 内含物成分不易受到破坏;
d) 细胞壁损坏的程度可以控制。
存在的问题:易造成产物抑制作用,这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。而且溶酶价格高,限制了大规模利用。若回收溶酶,则又增加百分离纯化溶酶的操作。另外酶溶法通用性差,不同菌种需选择不同的酶。有一定局限性,不适宜大量的蛋白质提取,给进一步纯化带来困难。
3. 化学渗透法
某些有机溶剂(如苯、甲苯)、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改变细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。其作用机理;化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的结构与组成。
特点:多用于破碎细菌,且作用比较温和;提取核酸时,常用此法破碎细胞。
存在的问题:时间长,效率低;化学试剂毒性较强,同时对产物也有毒害作用,进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂;通用性差:某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。
小结
无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解,导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸(DFP)可以抑制或减慢自溶作用;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,还可通过选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于目的物质的提取。

④ 超声破碎的原理及方法

超声波细胞破碎仪就是将电能通过换能器转换为声能,这种能量通过液体介质而变成一个个密集的小气泡,这些小气泡迅速炸裂,产生的象小炸弹一样的能量,从而起到破碎细胞等物质的作用。
超声波细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、孢子及其它细胞结构,匀质、乳化、混合、脱气、崩解和分散、浸出和提取,加速反应等功能,故广泛应用于生物、医学、化学、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产。
超声破碎,是用频率大于1.6千周1} (}fiICG/Sy #7声波破坏液体培养基中的微生物的方法。
定义
超声波是由声波发生器产生的。超声破碎在微生物酶学研究中,可用于破碎细胞。用广泛频率的声波测试了抗橄生物的活性,一般说来,频率越高,活性越大,但似乎不存在一个最适的杀微生物频率。超声破碎对革兰氏阴性菌的作用一般大于革兰氏阳性菌,而汗菌比球菌更敏感,抱子的抗性则比营养细胞大得多。处理病毒得到}1}果是不规律的,病毒粒子的形态可能影响处理效果(超声破碎一般并不认为是可靠的灭菌方法)。超声处理的致死效应似乎是由千,(1y空腔形成(cavitation),即在液体的一定时刻,声波传播稀琉区域中形成微小的、短暂的气泡或蒸汽泡。据悉,在空腔的形成和瓦解期间,微环境中发生巨大而突然的压力变化,使空腔内的或邻近空腔的细胞破裂(由于声能的吸收而恒定地产生的热效应与空腔效应不同)。(Z)在空腔形成期间,在通气培养中过氧化氢和(或》单线态氧的形成。

⑤ 细胞破碎的方法有哪些

博凌科为解答:1、高速组织捣碎
:将材料配成稀糊状液,放置于筒内约1/3体积,盖紧筒盖,将调速器先拨至最慢处,开动开关后,逐步加速至所需速度。此法适用于动物内脏组织、植物肉质种
子等。2、玻璃匀浆器匀浆
:先将剪碎的组织置于管中,再套入研杆来回研磨,上下移动,即可将细胞研碎,此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高,适用于量少和动物脏器组织。3、超声波处理法
:用一定功率的超声波处理细胞悬液,使细胞急剧震荡破裂,此法多适用于微生物材料,用大肠杆菌制备各种酶,常选用50-100毫克菌体/毫升浓度,在
1KG至10KG频率下处理10-15分钟,此法的缺点是在处理过程会产生大量的热,应采取相应降温措施。对超声波敏感和核酸应慎用。4、反复冻融法:
将细胞在-20度以下冰冻,室温融解,反复几次,由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀,使细胞结构破碎。5、化学处理法:
有些动物细胞,例如肿瘤细胞可采用十二烷基磺酸钠(SDS)、去氧胆酸钠等细胞膜破坏,细菌细胞壁较厚,可采用溶菌酶处理效果更好。无论用哪一种方法破碎组织细胞,都会使细胞内蛋白质或核酸水解酶释放到溶液中,使大分子生物降解,导致天然物质量的减少,加入二异丙基氟磷酸
(DFP)可以抑制或减慢自溶作用;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,还可通过选择pH、温度或离子强度等,使这些条件都要适合于目的物质的提取。

⑥ 实验室常用哪些细胞破碎方法

一般用物理或者化学方法来使得细胞裂解
物理法:
(1)反复冻融:将细胞反复放置于-20℃冷冻以及25-30℃环境下,反复冷冻溶解10次-20次。适用于例如血细胞等大部分哺乳动物细胞。
(2)煮沸法:与冻融法相反,将细胞放置于100℃沸水煮沸5-10分钟,适用于大部分微生物细胞。
(3)超声法:将细胞放置于超声破碎仪中,以一定频率的超声破碎细胞,适用于绝大部分微生物细胞。
(4)渗透压法:将血细胞等细胞膜较为薄弱的细胞放置于纯水等低渗溶液,细胞吸收大量水分破解。
(5)液氮法:植物细胞一般采用液氮捻磨的方法破解细胞。
化学法:
(1)强酸、强碱溶液:一般应用0.5N NaOH溶液可以裂解绝大部分动物细胞和微生物细胞。
(2)生物酶:一般用溶菌酶、蛋白酶K等酶裂解微生物细胞。

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