微生物細(xì)胞的破碎省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

15微生物細(xì)胞破碎第1頁(yè)胞內(nèi)產(chǎn)物，要首先進(jìn)行細(xì)胞破碎，使代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)入液相中，然后，再進(jìn)行細(xì)胞碎片分離。

15微生物細(xì)胞破碎第2頁(yè)一、細(xì)胞壁組成和結(jié)構(gòu)細(xì)胞破碎主要阻力來(lái)自于細(xì)胞壁。第3頁(yè)（一）、細(xì)菌細(xì)胞壁幾乎全部細(xì)菌細(xì)胞壁都是由堅(jiān)固骨架肽聚糖組成。

G+細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與G-有很大不一樣。破碎細(xì)菌主要阻力是來(lái)自于肽聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)結(jié)構(gòu)致密程度和強(qiáng)度取決于肽聚糖上所存在肽鍵數(shù)量和其交聯(lián)程度，假如交聯(lián)程度大，則網(wǎng)結(jié)構(gòu)就致密。第4頁(yè)（二）、酵母菌細(xì)胞壁

主要成份：葡聚糖與甘露聚糖以及蛋白質(zhì)等，比革蘭氏陽(yáng)性菌稍厚，面包酵母細(xì)胞壁厚度約為70nm，而且其厚度隨菌齡增加而增加。有可能僅有一部分厚度對(duì)酵母細(xì)胞壁剛性和強(qiáng)度起主要作用。第5頁(yè)結(jié)構(gòu)：最里層是由葡聚糖細(xì)纖維組成，它組成了細(xì)胞壁剛性骨架，使細(xì)胞含有一定形狀，中間是一層糖蛋白，再外面是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)甘露聚糖。破碎阻力主要決定于壁結(jié)構(gòu)交聯(lián)緊密度和壁厚度。第6頁(yè)大多數(shù)真菌細(xì)胞壁主要由多糖組成，其次還含有較少許蛋白質(zhì)和脂類。不一樣真菌，細(xì)胞壁組成有很大不一樣，其中大多數(shù)真菌多糖壁是由幾丁質(zhì)和葡聚糖組成。真菌細(xì)胞壁強(qiáng)度和聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相關(guān)，不但如此，它還含有幾丁質(zhì)或纖維素纖維狀結(jié)構(gòu)，所以強(qiáng)度有所提升。（三）、其它真菌細(xì)胞壁第7頁(yè)紅面包霉菌細(xì)胞壁含有同心圓層狀結(jié)構(gòu)，主要存在三種聚合物，葡聚糖，幾丁質(zhì)以及糖蛋白。第8頁(yè)（四）、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和細(xì)胞破碎破碎時(shí)必須克服主要阻力是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵。

細(xì)胞大小和形狀以及聚合物交聯(lián)程度都是影響破碎難易程度主要原因。

壁結(jié)構(gòu)不但取決于遺傳信息也取決于生長(zhǎng)環(huán)境，真菌壁結(jié)構(gòu)還隨發(fā)酵罐中混合機(jī)械作用而改變。第9頁(yè)即使經(jīng)過(guò)改變遺傳密碼或環(huán)境原因能夠改變細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，但當(dāng)前沒(méi)有足夠資料表明該法能提升對(duì)機(jī)械破碎敏感性，也沒(méi)有足夠資料能用來(lái)頂測(cè)各種微生物對(duì)機(jī)械破碎相對(duì)阻力。

在用酶法或化學(xué)法來(lái)溶解細(xì)胞壁時(shí)，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成顯得尤其主要，可用來(lái)作為選擇溶菌酶和化學(xué)方法依據(jù)。第10頁(yè)二、微生物細(xì)胞破碎技術(shù)第11頁(yè)第12頁(yè)（一）、機(jī)械方法

優(yōu)點(diǎn)：處理量大，破碎速度較快。細(xì)胞受到由高壓產(chǎn)生高剪切力，與玻璃珠一起高速攪拌或超聲波。

第13頁(yè)機(jī)械法缺點(diǎn):①、需高能量，產(chǎn)生高溫和高剪切力，易使產(chǎn)品變性失活;需冷卻卻辦法。②、就被破碎有機(jī)體或釋放產(chǎn)物而論，它們是非專一。③、產(chǎn)生碎片微粒尺寸大范圍細(xì)分布，大量細(xì)顆粒給分離帶來(lái)了困難。第14頁(yè)A珠磨機(jī)(Beadmill)

研磨：將細(xì)胞懸液與玻璃珠、石英砂或氧化鋁一起快速攪拌或研磨，使細(xì)胞破碎。

試驗(yàn)室設(shè)備：Mickle高速組織搗碎機(jī)和Braun勻漿器，利用玻璃小珠撞擊微生物細(xì)胞而破碎。

主要缺點(diǎn)：溫度快速升高，需冷卻。另外，較大量細(xì)胞可用膠質(zhì)磨來(lái)處理。第15頁(yè)工業(yè)規(guī)模：高速珠磨機(jī)。圓盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，使細(xì)胞懸液和玻璃珠相互攪動(dòng)，細(xì)胞破碎是由剪切力層之間碰撞和磨料滾動(dòng)而引發(fā)。第16頁(yè)

瑞士：DynoMill。

磨室具夾套，可冷卻。在料液出口處有一旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)和出口平板(出口位于平板中部)很靠近，可預(yù)防珠體隨料液帶出。經(jīng)典珠磨機(jī)結(jié)構(gòu)：第17頁(yè)除磨室以?shī)A套冷卻外，攪拌軸和圓盤(pán)也能夠冷卻，圓盤(pán)交織地裝在軸上，一個(gè)處于徑向，另一個(gè)和軸傾斜，徑向圓盤(pán)使磨料沿徑向運(yùn)動(dòng)，而傾斜圓盤(pán)使產(chǎn)生鈾內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這種交織運(yùn)動(dòng)，提升了破碎效率。西德生產(chǎn)容量為20LLM—20型珠磨機(jī)。第18頁(yè)

破碎作用是相對(duì)于時(shí)間一級(jí)反應(yīng)速度過(guò)程，符合以下公式：破碎作用動(dòng)力學(xué)第19頁(yè)影響速度常數(shù)K原因：

珠體直徑，細(xì)胞濃度和負(fù)荷，料液流速，攪拌器轉(zhuǎn)速和構(gòu)型，溫度等。不但影響破碎程度，也影響所需能量。

第20頁(yè)珠體大小應(yīng)依據(jù)細(xì)胞大小、濃度以及在連續(xù)流動(dòng)操作過(guò)程中不使珠體帶出來(lái)選擇，珠體在磨室中裝量影響破碎程度和所需能量。增加攪拌速度能提升破碎效率，但過(guò)高會(huì)使破碎率降低，能耗增大。

操作溫度在5—40℃范圍內(nèi)對(duì)破碎物影響較小，但操作過(guò)程中，磨室溫度很輕易升高，較小設(shè)備可采取冷卻夾套，但大型設(shè)備中熱量除去是必需考慮一個(gè)問(wèn)題。第21頁(yè)B高壓均質(zhì)器

大規(guī)模破碎細(xì)胞慣用，利用高壓迫使細(xì)胞懸浮液經(jīng)過(guò)針形閥，因?yàn)橥蝗粶p壓和高速?zèng)_擊撞擊環(huán)造成細(xì)胞破碎。第22頁(yè)對(duì)酵母菌等難破碎及濃度高或處于靜止期細(xì)胞，常采取屢次循環(huán)。其破碎屬于一級(jí)反應(yīng)速度過(guò)程，被破碎細(xì)胞分率符合下式公式：屢次循環(huán)第23頁(yè)影響破碎主要原因：壓力、溫度和經(jīng)過(guò)勻漿器閥次數(shù)。壓力：升高壓力有利于破碎，Brokman研究了能適應(yīng)于高壓操作勻漿器，試驗(yàn)表明在約175MPa壓力下，破碎率可達(dá)100％，不過(guò)也有試驗(yàn)表明當(dāng)壓力超出一定值后，破碎率增加得很慢。工業(yè)上常采取55—70MPa。第24頁(yè)

破碎性能隨菌體種類和生長(zhǎng)環(huán)境不一樣而不一樣。

Gray報(bào)導(dǎo)生長(zhǎng)在簡(jiǎn)單合成培養(yǎng)基上大腸桿菌比生長(zhǎng)在復(fù)合培養(yǎng)基上易破碎。

高壓勻漿器中閥門(mén)設(shè)計(jì)也影響破碎，閥座呈刀口狀比平面閥座破碎效率高。第25頁(yè)第26頁(yè)C.X-Press法原理：

將濃縮菌體懸浮液冷卻至－25℃至－30℃形成冰晶體，利用500MPa以上高壓沖擊，冷凍細(xì)胞從高壓閥小孔中擠出。細(xì)胞破碎是因?yàn)楸w磨損，包埋在冰中微生物變形所引發(fā)。此法稱為X—Press法或Hughespress法，主要用于試驗(yàn)室中。第27頁(yè)影響原因：

高濃度細(xì)胞、低溫、高平均壓力能促進(jìn)破碎。優(yōu)缺點(diǎn)：

適用范圍廣，破碎率高，細(xì)胞碎片粉碎程度低、活性保留率高，不過(guò)，該法對(duì)冷凍—融解敏感生化物質(zhì)不適用。第28頁(yè)頻率超出15-20kHz超聲波可使懸浮液中微生物細(xì)胞失活，在較高輸人功率下，可破碎微生物細(xì)胞。試驗(yàn)表明，在聲能高達(dá)200聲瓦20kHz聲頻下，經(jīng)超聲波處理釀酒酵母蛋白質(zhì)釋放量在細(xì)胞濃度到達(dá)600kg(濕重)/m3之前，與細(xì)胞濃度無(wú)關(guān)，而幾乎與輸入聲能成正比。D.超聲波法第29頁(yè)

原理：

破碎原理是超聲波空穴作用。在相當(dāng)高輸入聲能下，液體各個(gè)成核部位會(huì)形成許多小氣泡。在聲波膨脹相中，這些氣泡會(huì)增大，而在壓縮相中氣泡會(huì)被壓縮，直到不能再壓縮時(shí)，氣泡破裂，釋放出猛烈震波。這種震波經(jīng)過(guò)介質(zhì)傳輸。在氣泡發(fā)生空穴現(xiàn)象破碎期間，大量聲能被轉(zhuǎn)化成彈性波形式機(jī)械能，引發(fā)局部剪切梯度使細(xì)胞破碎。液體對(duì)聲能吸收是由總壓力決定，在到達(dá)某一限值之前，提升環(huán)境壓力能夠提升聲能對(duì)震波能轉(zhuǎn)化率。第30頁(yè)缺點(diǎn)：溫度猛烈上升，需冷卻。不適于大規(guī)模操作，因?yàn)榉糯蠛螅斎牒芨吣芰縼?lái)提供必要冷卻。第31頁(yè)不一樣菌種、超聲波處理效果不一樣。

桿菌比球菌易破碎、革蘭氏陰性菌比革蘭氏陽(yáng)性菌輕易破碎，對(duì)酵母菌效果極差。第32頁(yè)超聲波破碎時(shí)，影響生物產(chǎn)品收率原因：1、溫度上升當(dāng)氣泡破裂時(shí)，絕大部分釋放出來(lái)能都以熱形式為液體所吸收，為了防止高溫，懸浮液應(yīng)預(yù)先冷卻到0－5C，而且還應(yīng)用冷卻液連續(xù)通入容器夾套，即短期聲波破碎與短期冷卻交替操作，聲波破碎/冷卻時(shí)間比率稱為“負(fù)載原因”。第33頁(yè)2、化學(xué)效應(yīng)超聲處理會(huì)引發(fā)諸如生成游離基這么化學(xué)效應(yīng)，它可能對(duì)一些需要分子帶來(lái)破壞性影響，但對(duì)破碎細(xì)胞毫無(wú)影響?？山?jīng)過(guò)添加游離基去除劑如胱氨酸或谷胱甘肽，或者用氫氣預(yù)吹細(xì)胞懸浮液來(lái)緩解。第34頁(yè)由一個(gè)帶夾套燒杯組成，其形狀和尺寸會(huì)影響懸浮液流體動(dòng)力學(xué)。對(duì)于剛性細(xì)胞能夠添加細(xì)小珠粒，產(chǎn)生輔助研磨效應(yīng)。超聲波反應(yīng)器內(nèi)，有四根內(nèi)環(huán)管，因?yàn)槁暡ㄕ袷幠芰繒?huì)泵送懸浮液循環(huán)，用插入進(jìn)出口管到內(nèi)部燒杯去方法，就能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)操作。連續(xù)超聲波破碎試驗(yàn)室裝置第35頁(yè)影響超聲波破碎效率參數(shù):(1)、振幅振幅直接與聲能相關(guān)，影響蛋白質(zhì)釋放比速度k。(2)、細(xì)胞懸浮液粘度粘度影響能耗并會(huì)抑制空穴現(xiàn)象。第36頁(yè)(3)、表面張力添加表面活性劑或從細(xì)胞中釋放出表面活性物質(zhì)(如蛋白質(zhì))，能顯著地影響聲波破碎效率。因?yàn)閺?qiáng)烈起泡在氣一液界面上會(huì)促使蛋白質(zhì)變性和空穴去除，尤其是應(yīng)用高功率時(shí)。(4)、被處理懸浮液體積大致積需要高聲能引發(fā)強(qiáng)烈渦流和大氣泡形成。第37頁(yè)(5)、珠粒體積和直徑

添加細(xì)小珠粒，玻璃或者鋼制，不但對(duì)空穴形成有幫助，而且產(chǎn)生輔助“研磨”效應(yīng)，從而提升破碎效率。在相同珠粒填充密度下，伴隨珠粒直徑改變，k存在最大值。第38頁(yè)(6)、探頭形狀和材料

對(duì)于一個(gè)能級(jí)恒定功率，探頭振幅與其面積成反比，然而對(duì)于小直徑探頭，聲能限制在較小區(qū)域而且效率低。尤其是當(dāng)懸浮液體積小時(shí)候，能量在探頭嘴附近被懸浮液吸收，強(qiáng)烈渦流會(huì)變小。對(duì)于大探頭，聲能消耗在大范圍上，結(jié)果則使振幅更小。探頭嘴通慣用鈦制造，因?yàn)殁伜辛己寐晫W(xué)和機(jī)械特征以及對(duì)生物活性產(chǎn)物低毒性。為了維修和替換，通常探頭能夠拆卸。除鈦以外，還可使用其它材料如不銹鋼或硬質(zhì)鋼，不過(guò)其聲學(xué)和機(jī)械特征都不如鈦，破碎速度也大幅度降低。第39頁(yè)(7)、細(xì)胞懸浮液流速在連續(xù)操作中，流速取決于細(xì)胞在反應(yīng)器中停留時(shí)間，并影響破碎總收率。聲波破碎在試驗(yàn)室廣泛應(yīng)用，但在工業(yè)范圍中還未采取這種方法，因?yàn)橐虼罅考?xì)胞懸浮液中通入足夠能量是很困難。

第40頁(yè)（二）、非機(jī)械方法酶解滲透壓沖擊，凍結(jié)和融化熱處理、化學(xué)法溶胞第41頁(yè)原理：利用酶反應(yīng)，分解破壞細(xì)胞壁上特殊鍵，從而到達(dá)破壁目標(biāo)。

A.酶解法第42頁(yè)優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品釋放選擇性高;抽提速率和收率高;產(chǎn)品破壞最少;對(duì)pH值和溫度等外界條件要求低;不殘留細(xì)胞碎片。缺點(diǎn)：廣泛應(yīng)用受酶費(fèi)用限制。若在超濾反應(yīng)器中使用可溶性固定化酶可望處理酶費(fèi)用問(wèn)題。第43頁(yè)單一酶不易降解細(xì)胞壁，需要選擇適宜酶及酶反應(yīng)系統(tǒng)，確定特定反應(yīng)條件，并結(jié)合其它處理方法，如輻照、加入高濃度鹽及EDTA，或利用生物原因促使生物對(duì)酶解作用敏感等第44頁(yè)假如是酵母細(xì)胞破壁，最少有兩種酶是必需，即細(xì)胞壁－溶解蛋白酶和β(1-3)葡萄糖酶，不過(guò)β(1-6)葡萄糖酶，甘露糖酶和甲殼素酶將加速這一溶解過(guò)程。對(duì)于細(xì)菌，糖苷酶、N一乙酞胞壁酰-L一丙氨酸酰胺酶和多肽酶混合物將加速肽聚糖溶解。在破碎革蘭氏陰性菌時(shí)，為了去除外部雙層脂質(zhì)需要用表面活性劑進(jìn)行預(yù)處理。第45頁(yè)除上述外，可采取酶還有其它類型蛋白酶、脂肪酶、溶菌酶、核酸酶、透明質(zhì)酸酶等。第46頁(yè)應(yīng)用最多，專一地分解肽聚糖?－1，4糖苷鍵，經(jīng)溶菌酶處理后細(xì)胞移至低滲溶液中使細(xì)胞破裂。溶菌酶：第47頁(yè)

原理：微生物代謝能產(chǎn)生一個(gè)能水解細(xì)胞壁上聚合結(jié)構(gòu)酶，方便使生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行下去?？墒?，改變微生物環(huán)境能夠誘發(fā)產(chǎn)生過(guò)剩這種酶或激發(fā)產(chǎn)生其它自溶酶，以到達(dá)自溶目標(biāo)。影響原因：有溫度、時(shí)間、pH緩沖液濃度、細(xì)胞代謝路徑等。方法：微生物自溶常采取加熱法或干燥法。B.自溶法第48頁(yè)舉例：1、谷氨酸產(chǎn)生菌，可加入0.028mol／LNa2CO3和0.018mol／LNaHCO3，pH10緩沖液，使成3％懸浮液，加熱至70C，保溫?cái)嚢?0分鐘，菌體即自溶。2、酵母自溶溫度需在45—50C下保持12—二十四小時(shí)。

第49頁(yè)自溶法在一定程度上能用于工業(yè)規(guī)模，不過(guò)，對(duì)不穩(wěn)定微生物輕易引發(fā)所需蛋白質(zhì)變性，自溶后細(xì)胞培養(yǎng)液過(guò)濾速度也會(huì)降低。第50頁(yè)采取抑制細(xì)胞壁合成方法能造成類似于酶解結(jié)果。一些抗生素如青霉素或環(huán)絲氨酸，能阻止新細(xì)胞壁物質(zhì)合成。抑制劑應(yīng)在發(fā)酵過(guò)程細(xì)胞生長(zhǎng)久后期加入。只有當(dāng)抑制劑加入后，生物合成和再生還在繼續(xù)進(jìn)行，溶胞條件才是有利。這么在細(xì)胞分裂階段存在細(xì)胞壁有缺點(diǎn)，故能到達(dá)溶胞作用。此法費(fèi)用很貴。C.抑制細(xì)胞壁合成第51頁(yè)

原理：滲透壓沖擊是較溫和一個(gè)破碎方法，將細(xì)胞放在高滲透壓介質(zhì)中(如一定濃度甘油或蔗糖溶液）到達(dá)平衡后，介質(zhì)被突然稀釋，或者將細(xì)胞轉(zhuǎn)入水或緩沖液中，因?yàn)闈B透壓突然改變，水快速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引發(fā)細(xì)胞壁破裂。

D.滲透壓沖擊第52頁(yè)比如，從大腸桿菌中制備親水性酶時(shí)，首先將細(xì)胞用30mmo1／LTris－HCl緩沖液洗滌。然后，將菌體置于30mmol／LTris－HCl，0.1mmo1／LEDTA,pH7.220%蔗糖溶液中攪動(dòng)，待菌體內(nèi)外平衡后離心，菌體在4C冷卻后，快速投入冷水中，猛烈攪拌10分鐘，即有水溶性酶被釋放出來(lái)。滲透壓沖擊方法僅對(duì)細(xì)胞壁較脆弱菌，或者細(xì)胞壁預(yù)先用酶處理，或合成受抑制而強(qiáng)度減弱時(shí)才是適當(dāng)。第53頁(yè)

原理：重復(fù)凍結(jié)—融化法系將細(xì)胞放在低溫下突然冷凍和室溫下融化，重復(fù)屢次而到達(dá)破壁作用。因?yàn)槔鋬?，首先能使?xì)胞膜疏水鍵結(jié)構(gòu)破壞，從而增加了細(xì)胞親水性能，另首先胞內(nèi)水結(jié)晶，使細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度改變，引發(fā)細(xì)胞突然膨脹而破裂。對(duì)于細(xì)胞壁較脆弱菌體，可采取此法。

缺點(diǎn)：但通常破碎率很低，即使重復(fù)循環(huán)屢次也不能提升收率。另外，還可能引發(fā)對(duì)凍融敏感一些蛋白質(zhì)變性。E.重復(fù)凍結(jié)—融化第54頁(yè)

原理：干燥法可采取空氣干燥，真空干燥，噴霧干燥和冷凍干燥等。它使細(xì)胞膜滲透性改變，當(dāng)用丙酮、丁醇或緩沖液等溶劑處理時(shí)，胞內(nèi)物質(zhì)就輕易被抽提出來(lái)。

空氣干燥主要適合用于酵母菌，普通在25—30℃氣流中吹干，然后用水、緩沖液或其它溶劑抽提。空氣干燥時(shí)，部分酵母可能產(chǎn)生自溶，所以較冷凍干燥、噴霧干燥輕易抽提。

真空干燥適合用于細(xì)菌干燥。F.干燥法第55頁(yè)

冷凍干燥適合用于較不穩(wěn)定生化物質(zhì)，將冷凍干燥后菌體在冷凍條件下磨成粉，然后用緩沖液抽提。

有機(jī)溶劑脫水：比如，丙酮等使細(xì)胞脫水，即可將菌體懸浮液慢慢倒入10倍體積預(yù)冷至－20℃丙酮中攪拌使之脫水，丙酮除能脫水外，還能溶解除去膜上部分脂肪，所以更輕易抽提。

缺點(diǎn)：干燥法條件改變較猛烈，輕易引發(fā)蛋白質(zhì)或其它組織變性。第56頁(yè)G.化學(xué)法處理用一些化學(xué)試劑溶解細(xì)胞壁或抽提細(xì)胞中一些組分方法稱為化學(xué)滲透法。比如酸、堿、一些表面活性劑及脂溶性有機(jī)溶劑(如丁醇、丙酮、氯仿等)，都能夠改變細(xì)胞壁或膜通透性，從而使內(nèi)含物有選擇性地滲透出來(lái)。第57頁(yè)①、酸堿用來(lái)調(diào)整溶液pH值，改變細(xì)胞所處環(huán)境，從而改變兩性產(chǎn)物－蛋白質(zhì)電荷性質(zhì)，使蛋白質(zhì)之間或蛋白質(zhì)與其它物質(zhì)之間作用力降低而易于溶解到液相中去，便于后面提取。第58頁(yè)②有機(jī)溶劑慣用是甲苯，它被細(xì)胞壁脂質(zhì)層吸收后會(huì)造成胞壁膨脹，最終造成細(xì)胞壁破裂，可處理菌體有沒(méi)有色桿菌、芽孢桿菌、梭菌、假單胞桿菌等菌體。但甲苯含有致癌性，普通選取含有與細(xì)胞壁中脂質(zhì)類似溶解度參數(shù)溶劑作為細(xì)胞破碎用溶劑。一些脂溶性溶劑也能作為化學(xué)處理方法，如丁醇、丙酮、氯仿及尿素等。不過(guò)，這些試劑輕易引發(fā)生化物質(zhì)破壞，還會(huì)帶來(lái)分離和回收化學(xué)物質(zhì)問(wèn)題。第59頁(yè)③表面活性劑

都是兩性化合物，分子中有一個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)疏水基團(tuán)，在適當(dāng)pH值和離子強(qiáng)度下，它們凝集在一起形成微膠束，疏水基團(tuán)聚集在膠束內(nèi)部將溶解脂蛋白包在中心，而親水基團(tuán)則向外層，這么使膜通透性改變或使之溶解，該法尤其適合用于膜結(jié)合酶溶解。第60頁(yè)表面活性劑有天然(如膽酸鹽及磷脂)和合成(陰離子型如十二烷基磺酸鈉;非離子型如吐溫(Tween)，陽(yáng)離子型如二乙氨基十六烷基溴)兩類。普通來(lái)說(shuō)離子型比非離子型更有效，但也輕易使蛋白質(zhì)變性。經(jīng)典例子是用表面活性劑Triton(非離子型)，從一個(gè)諾卡氏菌中選擇性地提取膽固醇氧化酶。這種表面活性劑比較昂貴而且易污染產(chǎn)物，所以難以大規(guī)模應(yīng)用。第61頁(yè)

舉例：對(duì)于胞內(nèi)異淀粉酶，可加入0.1％十二烷基硫酸鈉或0.4％TritonX—100于酶液中作為表面活性劑，30℃振蕩30h，異淀粉酶就能較完全地被抽提出來(lái)，所得比活性較機(jī)械破碎為高。

第62頁(yè)任何破壁方法都有不足和不足，應(yīng)依據(jù)破壁目標(biāo)、產(chǎn)物類型和位置，選取適當(dāng)方法，到達(dá)選擇性地分步釋放目標(biāo)產(chǎn)物要求。其普通標(biāo)準(zhǔn)為:若提取產(chǎn)物在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，需用機(jī)械破碎法。若在細(xì)胞膜附近則可用較溫和非機(jī)械法。若提取產(chǎn)物與細(xì)胞膜或壁相結(jié)合時(shí)，可采取機(jī)械法和化學(xué)法相結(jié)合方法，以促進(jìn)產(chǎn)物溶解度提升或緩解操作條件，但保持產(chǎn)物釋放率不變。

總結(jié)第63頁(yè)選擇破碎方法要考慮原因：

細(xì)胞數(shù)量，產(chǎn)物對(duì)破碎條件(溫度、化學(xué)試劑、酶等)敏感性，破碎程度及破碎速度，希望盡可能采取最溫和方法。含有大規(guī)模應(yīng)用潛力生化產(chǎn)品還要選擇適合于放大破碎技術(shù)。

第64頁(yè)①各種破碎方法相結(jié)合。即機(jī)械方法與非機(jī)械方法結(jié)合等，如用細(xì)胞壁溶解酶預(yù)處理面包酵母，然后高壓勻漿，在95MPa壓力下勻漿4次，總破碎率可靠近100%,而單獨(dú)高壓勻漿法破碎率只有32%②與下游過(guò)程相結(jié)合。必須從后分離過(guò)程整體來(lái)考慮破碎操作，即破碎過(guò)程要易于細(xì)胞碎片除凈;③與上游過(guò)程相結(jié)合。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程及其環(huán)境