預處理和固液分離

1、生物反應過程示意圖生物反應過程示意圖概述發(fā)酵液的預處理和固液分離發(fā)酵液的預處理和固液分離概述微生物或動植物細胞微生物或動植物細胞在合適的培養(yǎng)基在合適的培養(yǎng)基，值，溫度和通氣攪拌（或厭氣）等值，溫度和通氣攪拌（或厭氣）等發(fā)酵發(fā)酵條件下進行生長和合成生物活性物質，因條件下進行生長和合成生物活性物質，因為在其培養(yǎng)（發(fā)酵）液中為在其培養(yǎng)（發(fā)酵）液中包含包含了了菌（細胞）菌（細胞）體，胞內外代謝產(chǎn)物，胞內的細胞物質及體，胞內外代謝產(chǎn)物，胞內的細胞物質及剩余的培養(yǎng)基殘分等。剩余的培養(yǎng)基殘分等。不管人們所需要的產(chǎn)物是胞內的還是胞外不管人們所需要的產(chǎn)物是胞內的還是胞外的或是菌體本身，都首先要進行的或是菌體本身

2、，都首先要進行培養(yǎng)液的培養(yǎng)液的預處理預處理和菌體回收，只有將固，液分離開，和菌體回收，只有將固，液分離開，才能才能從澄清的濾液中采用物理、化學的方從澄清的濾液中采用物理、化學的方法法提取代謝產(chǎn)物提取代謝產(chǎn)物，或從細胞出發(fā)進行破碎、，或從細胞出發(fā)進行破碎、碎片分離和提取胞內產(chǎn)物。碎片分離和提取胞內產(chǎn)物。生物分離過程的一般流程生物分離過程的一般流程概述1.原料液的預處理和固液分離原料液的預處理和固液分離2.初步純化（除去性質初步純化（除去性質相差大相差大的雜質）的雜質）3.精制精制 （除去性質（除去性質相差小相差小的）的）4.成品加工成品加工一、懸浮液的預處理懸浮液的基本特性懸浮液的基本特性濃度低

3、濃度低顆粒小，相對密度與培養(yǎng)液相似顆粒小，相對密度與培養(yǎng)液相似可壓縮性大，粘稠，可壓縮性大，粘稠，性質不穩(wěn)定、易氧化、降解等性質不穩(wěn)定、易氧化、降解等預處理的目的預處理的目的預處理的目的主要有三個：預處理的目的主要有三個：改變發(fā)酵液的物理性質，促進從懸浮改變發(fā)酵液的物理性質，促進從懸浮液中分離固形物的速度，提高固液分離液中分離固形物的速度，提高固液分離器的效率；器的效率；盡可能使產(chǎn)物轉入便于后處理的一相盡可能使產(chǎn)物轉入便于后處理的一相中（多數(shù)是液相）；中（多數(shù)是液相）；去除發(fā)酵液中的部分雜質，以利于后去除發(fā)酵液中的部分雜質，以利于后續(xù)各步操作。續(xù)各步操作。預處理的方法預處理的方法降低液體粘度（

4、加熱法、稀釋法）降低液體粘度（加熱法、稀釋法）調節(jié)懸浮液的調節(jié)懸浮液的PHPH值值凝聚和絮凝，或者是混凝凝聚和絮凝，或者是混凝加入助濾劑加入助濾劑加入反應劑加入反應劑凝聚與絮凝凝聚與絮凝凝聚與絮凝其處理過程就是將化學藥凝聚與絮凝其處理過程就是將化學藥劑預先投加到懸浮液中，改變細胞、劑預先投加到懸浮液中，改變細胞、菌體和蛋白質等膠體粒子的分散狀態(tài)，菌體和蛋白質等膠體粒子的分散狀態(tài)，破壞其穩(wěn)定性，使它們聚集成可分離破壞其穩(wěn)定性，使它們聚集成可分離的絮凝體，再進行分離。的絮凝體，再進行分離。凝聚凝聚凝聚和絮凝是兩種方法，兩個概念。凝聚和絮凝是兩種方法，兩個概念。凝聚：指在投加的電解質（鋁、鐵的鹽類凝

5、聚：指在投加的電解質（鋁、鐵的鹽類或石灰等）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相或石灰等）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成互聚集成 mm mm 大小塊狀凝聚體的過程。大小塊狀凝聚體的過程。 發(fā)酵液的帶電現(xiàn)象發(fā)酵液的帶電現(xiàn)象發(fā)酵液中的細胞、菌體或蛋白質等膠體粒子發(fā)酵液中的細胞、菌體或蛋白質等膠體粒子的表面，一般都帶有電荷，帶電的原因很多，的表面，一般都帶有電荷，帶電的原因很多，主要是吸附溶液中的離子或自身基團的電離。主要是吸附溶液中的離子或自身基團的電離。通常發(fā)酵液中細胞或菌體帶有負電荷，由于通常發(fā)酵液中細胞或菌體帶有負電荷，由于靜電引力的作用使溶液中帶相反電荷的粒于靜電引力的作用使溶液中帶相反電荷的粒

6、于（即正離子）被吸附在其周圍，在界面上形（即正離子）被吸附在其周圍，在界面上形成了成了雙電層雙電層。凝聚凝聚凝聚凝聚凝聚：凝聚：膠體粒子膠體粒子(10-100nm)(10-100nm)在中性鹽在中性鹽促進下脫穩(wěn)相互聚集成大粒子（促進下脫穩(wěn)相互聚集成大粒子（1mm1mm）機理：機理：a a 中和粒子表面電荷中和粒子表面電荷 b b 消除雙電層結構消除雙電層結構 絮凝絮凝絮凝：絮凝：指使用絮凝劑（天然的和合成的大指使用絮凝劑（天然的和合成的大分子量聚電解質）將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)，分子量聚電解質）將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)，形成形成10mm大小絮凝團的過程。其中絮凝大小絮凝團的過程。其中絮凝劑主要起架橋作用。

7、劑主要起架橋作用。機理：架橋作用機理：架橋作用凝聚和絮凝在發(fā)酵液預處理中的應用凝聚和絮凝在發(fā)酵液預處理中的應用 凝聚和絮凝技術能有效的改變細凝聚和絮凝技術能有效的改變細胞菌體和蛋白質等膠體粒子的分散胞菌體和蛋白質等膠體粒子的分散狀態(tài)狀態(tài), ,使其聚集起來使其聚集起來, ,增大體積以便增大體積以便固液分離固液分離, ,常用于菌體細小而且黏度常用于菌體細小而且黏度大的發(fā)酵液的預處理中大的發(fā)酵液的預處理中. .高分子絮凝劑的吸附架橋作用高分子絮凝劑的吸附架橋作用 常用的絮凝劑常用的絮凝劑有機高分子聚合物，有機高分子聚合物，如聚丙烯酰胺類和聚如聚丙烯酰胺類和聚乙烯亞胺衍生物、聚苯乙烯類衍生物乙烯亞胺衍

8、生物、聚苯乙烯類衍生物無機高分子聚合物，無機高分子聚合物，如聚合鋁鹽和聚合鐵如聚合鋁鹽和聚合鐵鹽等。鹽等。天然有機高分子絮凝劑天然有機高分子絮凝劑，如殼聚糖和葡聚，如殼聚糖和葡聚糖等聚糖類，還有明膠、骨膠、海藻酸鈉糖等聚糖類，還有明膠、骨膠、海藻酸鈉等。等。加入助濾劑加入助濾劑一種不可壓縮的多孔微粒，能使濾餅疏松、濾速增大常用的助濾劑有硅藻土、纖維素、石棉粉、珍珠巖等加入方法：過濾介質表面預涂助濾劑 直接加入發(fā)酵液 兩法兼用加入反應劑加入反應劑加入某些不影響目的產(chǎn)物的反應劑，可消除發(fā)酵液中某些雜質對過濾的影響，提高濾速。如CaSO4、AlPO4等可與某些鹽類發(fā)生反應生成不溶性沉淀，生成的沉淀能

9、防止菌絲體粘結，使菌絲具有塊狀結構，沉淀本身可作為助濾劑，并能使膠狀物和懸浮物凝固，改善過濾性能。1.1.雜蛋白質的去除雜蛋白質的去除 ？可溶性蛋白質的存在，在用離子交換和吸可溶性蛋白質的存在，在用離子交換和吸附法提取時會降低交換容量和吸附能力；用附法提取時會降低交換容量和吸附能力；用有機溶劑和雙水相萃取時易產(chǎn)生乳化；并且有機溶劑和雙水相萃取時易產(chǎn)生乳化；并且過濾時易使過濾介質堵塞或受污染過濾時易使過濾介質堵塞或受污染二、發(fā)酵液的相對純化二、發(fā)酵液的相對純化1 1）沉淀）沉淀蛋白質為兩性物質，可與陰離子或陽離子蛋白質為兩性物質，可與陰離子或陽離子形成沉淀形成沉淀或者等電點沉淀或者等電點沉淀2

10、2）變性）變性蛋白質從有規(guī)則的排列變成不規(guī)則結構的蛋白質從有規(guī)則的排列變成不規(guī)則結構的過程稱為過程稱為變性變性。變性蛋白質溶解度較小。變性蛋白質溶解度較小。最常用最常用加熱加熱。加熱還能使液體粘度降低，。加熱還能使液體粘度降低，加快過濾速度。加快過濾速度。有機溶劑等電點沉淀有機溶劑等電點沉淀鏈霉素生產(chǎn)中，采用鏈霉素生產(chǎn)中，采用調調pH至酸性（至酸性（pH3.0），），加熱至加熱至70，維持半個小時的方法來去除蛋，維持半個小時的方法來去除蛋白質，能使過濾速度增大白質，能使過濾速度增大10-100倍，濾液粘倍，濾液粘度可降低度可降低1/6。檸檬酸發(fā)酵液，采用加熱至檸檬酸發(fā)酵液，采用加熱至80以上，

11、使蛋以上，使蛋白質變性凝固和降低發(fā)酵液粘度，從而大大提白質變性凝固和降低發(fā)酵液粘度，從而大大提高了過濾速度。高了過濾速度。3 3）吸附作用）吸附作用 利用吸附作用也可除去蛋白質。利用吸附作用也可除去蛋白質。四環(huán)類抗生素生產(chǎn)中，采用黃血鹽和硫酸鋅四環(huán)類抗生素生產(chǎn)中，采用黃血鹽和硫酸鋅的協(xié)同作用生成亞鐵氰化鋅鉀的協(xié)同作用生成亞鐵氰化鋅鉀K K2 2ZnZn3 3Fe(CN)Fe(CN)5 5 2 2的膠狀沉淀來吸附蛋白質，的膠狀沉淀來吸附蛋白質，利用此法除蛋白質已取得很好的效果。利用此法除蛋白質已取得很好的效果。在枯草桿菌發(fā)酵液中，常加入氯化鈣和磷酸在枯草桿菌發(fā)酵液中，常加入氯化鈣和磷酸氫二鈉，這

12、兩者本身生成龐大的凝膠，把蛋氫二鈉，這兩者本身生成龐大的凝膠，把蛋白質、菌體及其它不溶性粒子吸附并包裹在白質、菌體及其它不溶性粒子吸附并包裹在其中而除去，從而加快了過濾速度。其中而除去，從而加快了過濾速度。2.2.高價無機離子的去除高價無機離子的去除？在用離子交換提取時，會影響樹脂對目的在用離子交換提取時，會影響樹脂對目的產(chǎn)物的交換容量。產(chǎn)物的交換容量。去除去除鈣鈣離子，加入離子，加入草酸草酸。用量大時，可用。用量大時，可用其可溶性鹽，如其可溶性鹽，如草酸鈉草酸鈉。反應生成的草酸。反應生成的草酸鈣還能促使蛋白質凝固，提高濾液（也稱鈣還能促使蛋白質凝固，提高濾液（也稱為原液）質量。為原液）質量。

13、草酸鎂的溶解度較大，故加入草酸不能除草酸鎂的溶解度較大，故加入草酸不能除盡盡鎂鎂離子。要除去鎂離子，可以加入離子。要除去鎂離子，可以加入三聚三聚磷酸鈉磷酸鈉，它和鎂離子形成可溶性絡合物：，它和鎂離子形成可溶性絡合物：用磷酸鹽處理，也能大大降低鈣離子用磷酸鹽處理，也能大大降低鈣離子和鎂離子的濃度。如環(huán)絲氨酸的提取和鎂離子的濃度。如環(huán)絲氨酸的提取要除去鐵離子，可加入黃血鹽，使形要除去鐵離子，可加入黃血鹽，使形成普魯士藍沉淀成普魯士藍沉淀 三、發(fā)酵液的固液分離三、發(fā)酵液的固液分離固液分離的固液分離的目的目的包括兩方面包括兩方面：收集收集胞內產(chǎn)物的胞內產(chǎn)物的細胞細胞或菌體，分離除去或菌體，分離除去液相

14、，液相，或者是或者是收集收集含生化物質的含生化物質的液相液相，分離除，分離除去固體懸浮物，如細胞、菌體、細胞碎去固體懸浮物，如細胞、菌體、細胞碎片、蛋白質的沉淀物和它們的絮凝體等。片、蛋白質的沉淀物和它們的絮凝體等。常用的方法為常用的方法為沉降、離心分離沉降、離心分離和和過濾過濾等等化工單元操作?；卧僮鳌?.離心分離離心分離所用設備使離心機，其是利用轉鼓高速轉動所產(chǎn)生的離心力，來實現(xiàn)懸浮液、乳濁液分離或濃縮的分離機械。離心力場所產(chǎn)生的離心力可以比重力高幾千至幾十萬倍，其可分離懸浮液中極小的固體微粒和大分子物質。過濾式離心機和沉降式離心機傳統(tǒng)的化工單元操作，其操作是借助于過其操作是借助于過

15、濾介質，在一定的壓力差濾介質，在一定的壓力差PP作用下，將懸作用下，將懸浮液中的固體粒子截留，而與液體分離的浮液中的固體粒子截留，而與液體分離的技術。衡量過濾特性的主要指標是濾餅的技術。衡量過濾特性的主要指標是濾餅的重量比阻重量比阻rBrB，它，它表示單位濾餅厚度的阻力表示單位濾餅厚度的阻力系數(shù)系數(shù)，與濾餅的結構特性有關。對于不可，與濾餅的結構特性有關。對于不可壓縮性濾餅，比阻值為常數(shù)，但對于可壓壓縮性濾餅，比阻值為常數(shù)，但對于可壓縮性濾餅，比阻縮性濾餅，比阻rBrB，是操作壓力差的函數(shù)，是操作壓力差的函數(shù)2.過濾過濾根據(jù)濾餅的重量比阻值，可衡量各種不同根據(jù)濾餅的重量比阻值，可衡量各種不同發(fā)酵

16、液過濾的難易程度。一般，真菌的菌發(fā)酵液過濾的難易程度。一般，真菌的菌絲比較粗大，如青霉素的重量比阻為絲比較粗大，如青霉素的重量比阻為（0.150.15一一0.200.20） l012 m l012 mkgkg左右，發(fā)酵左右，發(fā)酵液容易過濾，常不需特殊處理。放線菌發(fā)液容易過濾，常不需特殊處理。放線菌發(fā)酵液菌絲細而分枝，交織左右，過濾較困酵液菌絲細而分枝，交織左右，過濾較困難，一般需經(jīng)預處理成網(wǎng)絡狀，如鏈霉素難，一般需經(jīng)預處理成網(wǎng)絡狀，如鏈霉素重量比阻為重量比阻為200020001012m/kg 1012m/kg 。根據(jù)過濾機理的不同，可分為澄清過濾和濾餅過濾。澄清過濾中，所用介質為硅藻土、砂、顆

17、?；钚蕴俊⒉Ａе榈?，過濾介質起主要過濾作用。濾餅過濾中，過濾介質為濾布，固體顆粒被濾餅所阻攔而形成的濾餅起主要的過濾作用按濾液的流動方向不同，分為封頭過濾（常規(guī)過濾）和錯流過濾（切向流過濾、交叉過濾、十字流過濾）常規(guī)過濾中濾液流動方向與濾餅垂直錯流錯流過濾過濾中懸浮液在過濾介質表面作中懸浮液在過濾介質表面作切向切向流動流動微濾過程示意圖微濾過程示意圖, ,料液快速經(jīng)過薄膜料液快速經(jīng)過薄膜, ,以減少形成濾餅以減少形成濾餅錯流過濾錯流過濾常用過濾設備常用過濾設備板框過濾機板框過濾機，傳統(tǒng)過濾設備，傳統(tǒng)過濾設備板框壓濾機的過濾推動力來自泵產(chǎn)生的液壓或進板框壓濾機的過濾推動力來自泵產(chǎn)生的液壓或進料貯

18、槽中的氣壓。料貯槽中的氣壓。它最重要的特征是通過過濾介質時產(chǎn)生的壓力降它最重要的特征是通過過濾介質時產(chǎn)生的壓力降可以超過可以超過0.1MPa,0.1MPa,這是真空過濾器無法達到的。這是真空過濾器無法達到的。板框壓濾機已有很長歷史。板框壓濾機已有很長歷史。真空轉鼓過濾機真空轉鼓過濾機 大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，廣泛用于霉菌、放線菌和酵母大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，廣泛用于霉菌、放線菌和酵母菌發(fā)酵液或細胞懸浮液的過濾分離。一般不適于菌發(fā)酵液或細胞懸浮液的過濾分離。一般不適于菌體較小和粘度較大的細菌發(fā)酵液的過濾。菌體較小和粘度較大的細菌發(fā)酵液的過濾。硅藻土過濾機硅藻土過濾機板框壓濾機板框壓濾機擴張床吸附技術擴張床吸附技

19、術 擴張床（擴張床（Expanded bedExpanded bed）亦稱膨脹床是發(fā)）亦稱膨脹床是發(fā)展中的吸附分離技術。九十年代初，英國劍橋大學展中的吸附分離技術。九十年代初，英國劍橋大學的的H.A.ChaseH.A.Chase等通過對吸附劑本身物理性質的改進及等通過對吸附劑本身物理性質的改進及對層析柱和流體分布器的精心設計，得到了穩(wěn)定、對層析柱和流體分布器的精心設計，得到了穩(wěn)定、返混小的擴張床。返混小的擴張床。 擴張床吸附集澄清、濃縮和初步純化于一體的擴張床吸附集澄清、濃縮和初步純化于一體的分離純化技術?？梢詼p少離心或過濾等單元操作步分離純化技術?？梢詼p少離心或過濾等單元操作步驟，節(jié)約操作周

20、期。提高目標產(chǎn)物的收率，降低了驟，節(jié)約操作周期。提高目標產(chǎn)物的收率，降低了分離純化的成本，被稱為近幾十年來出現(xiàn)的第一個分離純化的成本，被稱為近幾十年來出現(xiàn)的第一個新的單元操作。隨著商業(yè)化吸附劑和裝置的出現(xiàn)，新的單元操作。隨著商業(yè)化吸附劑和裝置的出現(xiàn)，愈來愈多地引起人們的興趣和關注。愈來愈多地引起人們的興趣和關注。 http:/ 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 細胞破碎細胞破碎http:/ 概述分離的對象：動物細胞培養(yǎng)液、植物細胞培養(yǎng)液、微分離的對象：動物細胞培養(yǎng)液、植物細胞培養(yǎng)液、微生物發(fā)酵液、動物血液、乳液、動物植物組織提取液生物發(fā)酵液、動物血液、乳液、動物植物組織提取液等。有共同的性質：等。有共同的

21、性質： 濃度低 組分復雜 易失活 不穩(wěn)定 短時、溫和http:/ disruption)，使目標產(chǎn)物釋放到液相中。除去細胞碎片后，再進行后續(xù)分離純化操作。http:/ 用一定方法（機械法、物理法、化學法、酶法等）用一定方法（機械法、物理法、化學法、酶法等）打開細胞壁或膜，使細胞的內含物有效地釋放出來。打開細胞壁或膜，使細胞的內含物有效地釋放出來。提取提?。?目的物從胞內轉移到外界溶液中。目的物從胞內轉移到外界溶液中。 http:/ 細胞細胞 （提取劑）（提取劑） 提取液（液體目的物）提取液（液體目的物） 沉淀沉淀 洗滌洗滌 提取物（固體目的物）提取物（固體目的物） 破碎破碎（提取劑）（提取劑）

22、勻漿勻漿離心離心http:/ 細胞破碎一、細胞壁的組成和結構一、細胞壁的組成和結構二、破碎率的評價二、破碎率的評價三、細胞破碎三、細胞破碎 破碎方法 選擇依據(jù) 發(fā)展方向http:/ 1、細菌的細胞壁、細菌的細胞壁圖圖2.1 革蘭菌細胞壁的結構圖革蘭菌細胞壁的結構圖(a) G+(b) G-http:/ 酵母細胞壁的結構圖酵母細胞壁的結構圖http:/ 紅面包霉菌紅面包霉菌細胞壁的結構圖細胞壁的結構圖http:/ 直接測定法 目的產(chǎn)物測定法 導電率測定法100/ )(%)00NNNYhttp:/ (一一) ) 細胞破碎細胞破碎的方法的方法http:/ 幾種常用的破碎方法幾種常用的破碎方法1.1.高

23、壓勻漿法高壓勻漿法2.2.高速珠磨法高速珠磨法3.3.超聲破碎法超聲破碎法4.4.化學滲透法化學滲透法5.5.酶溶法酶溶法http:/ 原理：機械運動產(chǎn)生剪切力的作用破碎細胞具體方法：具體方法：1 1組織搗碎組織搗碎：利用高速旋轉的葉片所產(chǎn)生的剪利用高速旋轉的葉片所產(chǎn)生的剪切力將組織細胞破碎。切力將組織細胞破碎。(1(1萬萬2 2萬萬r/minr/min） 適用：動植物組織適用：動植物組織 http:/ 2勻漿器勻漿器-高壓勻漿法高壓勻漿法 破碎程度比上法高，而其機械剪切力對生物大分子的破壞較少，處理量大。 適用：較柔軟、易分散的組織細胞http:/ 影響因素：主要有壓力、循環(huán)操作次數(shù)和溫度等

24、。baNkpS11ln其中：S為細胞破碎率；p為操作壓力；N為循環(huán)操作次數(shù)； k為破碎速率常數(shù)，與細胞種類和操作溫度有關。 特點：適用于酵母和大多數(shù)細菌細胞的破碎，不宜用于團狀或絲狀菌的破碎；由于操作中溫度會升高，需對料液作冷卻處理，保護目的產(chǎn)物活性。http:/ 3研磨研磨 由陶瓷的研缽和研桿組成。加入少量研磨劑（如精制石英砂、玻璃粉、硅藻土） 適用：微生物（細菌）與植物細胞 http:/ t在間歇操作時為破碎操作時間，連續(xù)操作時t=V/Q(V為破碎室有效體積；Q為細胞懸液的流量）。 特點：適用范圍較廣；但有效能量利用率很低，設計操作時應充分考慮冷卻系統(tǒng)的熱交換能力；影響破碎率的操作參數(shù)較多

25、，過程優(yōu)化設計較復雜。http:/ 高壓勻漿法 高速球磨法1 操作參數(shù)少，易于確定 1 操作參數(shù)多，一般憑經(jīng)驗估計2 需配備換熱器進行級間冷卻 2 兼?zhèn)淦扑楹屠鋮s雙重功能，減 少了產(chǎn)物失活的可能性3 往往需要循環(huán)2-4次才能冷卻 3 在適當條件下，一次操作就能 達到較高的破碎4 團狀和絲狀真菌，較小的革 4 幾乎所有種類的微生物細胞都 蘭氏陽性菌不易使用此法破 可破碎，包括基因工程菌的包 壞，工程菌的包含體常常磨 含體 損高壓勻漿閥兩種細胞破碎方法的比較http:/ 4擠壓擠壓微生物細胞在高壓下通過一個狹窄的孔微生物細胞在高壓下通過一個狹窄的孔道高速沖出，因突然減壓而引起一種空道高速沖出，因突

26、然減壓而引起一種空穴效應，使細胞破碎。穴效應，使細胞破碎。適用：細菌（革蘭氏陰性菌）適用：細菌（革蘭氏陰性菌） http:/ 物理法物理法1 1超聲波破碎超聲波破碎頻率為20kHZ以上的超聲波，超過人耳可聽范圍。其對細胞的破碎與空穴的形成有關。 破碎原理：超聲波作用下液體發(fā)生破碎原理：超聲波作用下液體發(fā)生空化作用，產(chǎn)生極，產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，使細胞破碎。大的沖擊波和剪切力，使細胞破碎。影響因素：細胞種類、濃度、處理時間和超聲波的影響因素：細胞種類、濃度、處理時間和超聲波的能量能量( (聲頻、聲能聲頻、聲能) )等。等。特點：它是很強烈的破碎方法；適用范圍廣；但有特點：它是很強烈的破碎方法

27、；適用范圍廣；但有效能量利用率極低，對冷卻的要求相當苛刻，故不效能量利用率極低，對冷卻的要求相當苛刻，故不易放大，多在實驗室使用。易放大，多在實驗室使用。http:/ 2滲透壓沖擊法滲透壓沖擊法 破碎原理：細胞在高滲透壓介質中平衡后，破碎原理：細胞在高滲透壓介質中平衡后，再突然將其轉至低滲透壓環(huán)境中，水會大量再突然將其轉至低滲透壓環(huán)境中，水會大量進入細胞，使細胞壁和膜脹破。進入細胞，使細胞壁和膜脹破。 特點：最溫和的細胞破碎法；適用于易于破特點：最溫和的細胞破碎法；適用于易于破碎的細胞，如動物細胞和革蘭氏陰性菌。碎的細胞，如動物細胞和革蘭氏陰性菌。http:/ 3反復凍融法反復凍融法 將材料深

28、冷（將材料深冷（-15-15-20-20），形成水晶，），形成水晶，破壞胞膜疏水鍵，增加親水性，反復可破細破壞胞膜疏水鍵，增加親水性，反復可破細胞。胞。 破碎原理：利用細胞在快速冷凍時，細胞內破碎原理：利用細胞在快速冷凍時，細胞內水很快結晶，形成大量晶核，體積增大，將水很快結晶，形成大量晶核，體積增大，將細胞脹破，細胞脹破， 經(jīng)凍結融化反復多次操作，經(jīng)凍結融化反復多次操作，即可達到所需的破碎率。即可達到所需的破碎率。http:/ 特點：此法主要適用于動物材料、大腸桿菌特點：此法主要適用于動物材料、大腸桿菌和細胞壁較薄的細胞，特別適用于位于細胞和細胞壁較薄的細胞，特別適用于位于細胞間質的酶的釋放；操作方便，但耗時、耗能，間質的酶的釋放；操作方便，但耗時、耗能，大規(guī)模應用困難。大規(guī)模應用困難。4 4急熱驟冷法急熱驟冷法 將材料投入沸水，維持8590數(shù)分鐘，冰浴中急速冷卻，使胞壁結構破壞。 適用：細菌及病毒http:/ 1溶劑處理法溶劑處理法 丙酮、氯仿、甲苯等脂溶性溶劑可溶解胞膜上脂質化合物，使細胞結構破壞。2 2表面活性劑法表面活性劑法 添加如十二烷基磺酸鈉、去氧膽酸鈉等，通過破壞細胞膜而破碎細胞，釋放目的物。http:/ 酶溶法