超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)是指利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)的基礎(chǔ)，由于細(xì)菌、酵母、真菌、植物細(xì)胞壁的組成成分不同，且同類細(xì)胞竭誠(chéng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也不同，所以其細(xì)胞壁的堅(jiān)固程度不同。

　　而動(dòng)物細(xì)胞雖沒有細(xì)胞壁，但具有細(xì)胞膜，也需要一定的細(xì)胞破碎方法來破膜，以此達(dá)到提取產(chǎn)物的目的。下面就列舉了幾個(gè)重要的方法，可供參考：

　　1. 機(jī)械法

　　1.1 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，開動(dòng)開關(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

　　1.2 勻漿器

　　先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來回研磨，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。

　　1.3 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。

　　1.4 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。

　　2. 化學(xué)及生物化學(xué)法

　　2.1自溶法

　　在一定PH和適當(dāng)?shù)臏囟认?，利用組織細(xì)胞內(nèi)自身的酶系統(tǒng)將細(xì)胞破碎的方法。此過程需較長(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。

　　2.2 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。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。

　　2.3 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。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。

　　3. 物理法

　　3.1 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。

　　3.3 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。

　　就目前超聲波儀器主要有超聲波振蕩器以及超聲波粉碎儀等。

　　其優(yōu)點(diǎn)是保持細(xì)胞活性，省時(shí)，樣品損失少，可以處理大量樣品。因此超聲波細(xì)胞粉碎儀的不斷發(fā)展和改進(jìn)，對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的貢獻(xiàn)是十分可觀的。 超聲波細(xì)胞粉碎儀進(jìn)行超聲粉碎破碎是目前在生物生產(chǎn)中最常用的破碎方法。對(duì)不同菌種的發(fā)酵液。超聲破碎的效果差別較大。一般地，桿菌比球菌較易破碎，革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞比革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞較易破碎，對(duì)酵母菌的效果較差。

　　超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，液量損失少，適合實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。缺點(diǎn)：成本高;易引起溫度的劇烈上升;在大規(guī)模操作中，聲能傳遞和散熱困難，產(chǎn)生的化學(xué)自由基團(tuán)易使產(chǎn)物失活，所以其影響了其在大規(guī)模的工業(yè)上的應(yīng)用。

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