細胞破碎的方式

細胞破碎的方式
細胞破碎技術是指利用外力破壞細胞膜和細胞壁的樣品處理方式，使細胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術，是分離純化細胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質（產(chǎn)品）的基礎。 結合重組DNA技術和組織培養(yǎng)技術上的重大進展，以前認為很難獲得的蛋白質現(xiàn)在可以大規(guī)模生產(chǎn)。
細胞破碎阻力
細菌
幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖（peptidoglycan）組成，它是難溶性的聚糖鏈（glycan chain），藉助短肽交聯(lián)而成的網(wǎng)狀結構，包圍在細胞周圍，使細胞具有一定的形狀和強度。短肽一般由四或五個胺基酸組成，如L-丙氨酰-D-谷氨酰-L-賴氨酰-D-丙氨酸。而且短肽中常有D-胺基酸與二氨基庚二酸存在。破碎細菌的主要阻力是來自于肽聚糖的網(wǎng)狀結構，其網(wǎng)結構的致密程度和強度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數(shù)量和其交聯(lián)的程度，如果交聯(lián)程度大，則網(wǎng)結構就致密。
酵母菌
酵母細胞壁的最里層是由葡聚糖的細纖維組成，它構成了細胞壁的剛性骨架，使細胞具有一定的形狀，覆蓋在細纖維上面的是一層糖蛋白，最外層是甘露聚糖，由1,6一磷酸二酯鍵共價連接，形成網(wǎng)狀結構。在該層的內(nèi)部，有甘露聚糖-酶的復合物，它可以共價連接到網(wǎng)狀結構上的方式，也可以不連接。同細菌細胞壁一樣，破碎酵母細胞壁的阻力主要決定于壁結構交聯(lián)的緊密程度和它的厚度。酵母種類繁多，有部分很難破碎，對于超聲波破碎儀有更高的要求。基本上推薦Branson超聲波破碎儀中的大功率型號，或者引入Branson大功率發(fā)生器，根據(jù)要求專門設計使用方案。這樣可以保證最好的使用效果。
真菌
霉菌的細胞壁主要存在三種聚合物，葡聚糖（主要以β-1,3糖苷鍵連接，某些以β-1,6糖苷鍵連接），幾丁質（以微纖維狀態(tài)存在）以及糖蛋白。最外層是α-和β-葡聚糖的混合物，第2層是糖蛋白的網(wǎng)狀結構，葡聚糖與糖蛋白結合起來，第3層主要是蛋白質，最內(nèi)層主要是幾丁質，幾丁質的微纖維嵌入蛋白質結構中。與酵母和細菌的細胞壁一樣，真菌細胞壁的強度和聚合物的網(wǎng)狀結構有關，不僅如此，它還含有幾丁質或纖維素的纖維狀結構，所以強度有所提高。
植物細胞
對于已生長結束的植物細胞壁可分為初生壁和次生壁兩部分。 初生壁是細胞生長期形成的。 次生壁是細胞停止生長后，在初生壁內(nèi)部形成的結構。 目前，較流行的初生細胞壁結構是由Lampert等人提出的「經(jīng)緯」模型，依據(jù)這一模型，纖維素的微纖絲以平行于細胞壁平面的方向一層一層敷著在上面，同一層次上的微纖絲平行排列，而不同層次上則排列方向不同，互成一定角度，形成獨立的網(wǎng)絡，構成了細胞壁的「經(jīng)」，模型中的「緯」是結構蛋白（富含羥脯氨酸的蛋白），它由細胞質分泌，垂直于細胞壁平面排列，并由異二酪氨酸交聯(lián)成結構蛋白網(wǎng)，徑向的微纖絲網(wǎng)和緯向的結構蛋白網(wǎng)之間又相互交聯(lián)，構成更復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)。半纖維素和果膠等膠體則填充在網(wǎng)絡之中，從而使整個細胞壁既具有剛性又具有彈性。在次生壁中，纖維素和半纖維素含量比初生壁增加很多，纖維素的微纖絲排列得更緊密和有規(guī)則，而且存在木質素（酚類組分的聚合物）的沉積。因此次生壁的形成提高了細胞壁的堅硬性，使植物細胞具有很高的機械強度。由于植物細胞的相對壁厚，超聲波破碎產(chǎn)品的能量集中度會對處理結果有很大的影響。超聲波破碎儀一般來說會取得更好的表現(xiàn)。