細胞破碎技術的基本概念及其基本方法3

（6）凍結-融化法

將細胞放在低溫（-150C），然后在室溫中融化，反復多次，細胞壁破裂。

（7）干燥法

經干燥后的菌體，其細胞膜的滲透性發生變化，同時部分菌體會產生自溶，然后用丙酮、丁醇或緩沖液等溶劑處理時，胞內物質就會被抽提出來。

破碎率定義為被破碎細胞的數量占原始細胞數量的百分比數，即： Y(%)=[(N0-N)/N0]×100
N0－原始細胞數量

N－經t時間操作后保留下來的未損害完整細胞數量

目前N0和N主要通過下面的方法獲得 ： 直接計數法在血球計數板用顯微鏡觀察，直接對適當稀釋后的樣品進行計數。

間接計數法間接計數法是在細胞破碎后，測定懸浮液中細胞釋放出來的化合物的量（例如可溶性蛋白、酶等）。通過做法是將破碎后的細胞懸浮液離心分離掉固體（完整細胞和碎片），然后用Lowry法測量上清中的蛋白質含量。

在眾多的細胞破碎方法中 高壓均漿和珠磨兩種機械破碎方法，處理量大，速度非常快，目前在工業生長上應用最廣泛。但在機械法破碎過程中，容易產生大量的熱量，使料液溫度升高，而易造成生化物質的破壞，特別是在超聲波處理時。因此，超聲波振蕩法主要適用于實驗室或小規模的細胞破碎。 非機械法一般僅適用于小規模應用。滲透壓沖擊和凍結－融解法都屬于較溫和的方法，但破碎作用較弱它們常與酶解法結合起來使用，提高破碎效果。干燥法屬于較激烈的一種破碎方法，容易引起蛋白質或其它組分變性。 在具有特異結合甘露糖基的雪花蓮外源凝集素 (Galanthusnivalisagglutinin,GNA)具有多種生物活性 ,在糖蛋白分離、逆轉錄病毒病和害蟲防治等方面有廣泛的應用價值。該試驗分別采用超聲破碎法、凍融裂解法和溶菌酶法破碎重組大腸桿菌細胞后 ,經尿素或SKL(十二烷基肌氨酸鈉水溶液 )溶解后 ,再透析復性獲得了在大腸桿菌 (E .coli)中高效表達的重組GNA蛋白 ,并經SDS -PAGE電泳檢測GNA的大小、濃度及表達量。通過對誘導表達時間、超聲處理的功率、時間、模式、尿素和SKL洗滌濃度 ,透析條件的優化組合 ,建立了一套從大腸桿菌細胞中分離重組GNA蛋白的有效方法 ,為進一步的重組GNA生物活性試驗提供了物質基礎。

破碎方法的選擇對于破碎結果和破碎的質量有很大的影響。方法的選擇依據一般主要有（１）處理量

（２）產物對破碎條件（溫度、化學試劑、酶等）的敏感性以及產物在細胞中的位置

（３）生化物質的穩定性

（４）細胞的數量和細胞壁的強度

（５）破碎程度

（６）提取分離的難易。適宜的細胞破碎條件應該從高的產物釋放率、低的能耗和便于后續提取這三方面進行考濾。抗氧化劑對根瘤土壤桿菌細胞破碎的研究中考察了研磨法、有機溶劑法和超聲波破碎法對根瘤土壤桿菌細胞破碎的影響。結果表明，在有機溶劑破碎條件下，最佳攪拌時間為3．5h，此時CoQ10的含量為 5．703mg／L；由正交實驗分析得出，菌體濃度為40mg／mL，作用時間為12min，破碎功率為250W時，超聲波破碎的效果最佳；與上述兩種常規破碎方法比較，在研磨的條件下，加入抗氧化劑BHT（2，6-二叔丁基對甲酚）的細胞破碎效果最好，CoQ10的含量為8．012mg／L，比不加抗氧化劑BHT研磨時提高了約38％，抗氧化劑BHT的最佳質量分數為20％。

細胞破碎技術廣泛應用于各個領域之中，全面系統的認識細胞破碎技術對于生產實踐有著更深遠的意義。基因工程近幾年發展更是迅速，更好的選擇細胞破碎技術對于基因工程的研究有很大的幫助。醫學中新產品的發現造福于人類。工農業中對提高生產質量有不可估量的潛在作用。

（1）《生物技術通報》　１９９１年０８期

（2）《生物技術》　　　1997年05期

（3）《生物技術》 2004年02期

（4）《釀酒科技 》 2006[11]21-23

（5）《北京化工大學報：自然科學版》 06年33卷第5期

（7）《生物工程下游技術》