超声波破碎细胞综述

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1、超声波破碎细胞综述姓名：庄智慧学号：1102012037班级：11生工（2）班摘要：细胞破碎是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术，是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质（产品）的基础。结合重组DNA技术和组织培养技术上的重大进展，以前认为很难获得的蛋白质现在可以大规模生产。但是由于细菌、酵母、真菌、植物细胞壁的组成成分不同，且同类细胞结成的网状结构也不同，所以其细胞壁的坚固程度不同。而动物细胞虽没有细胞壁，但具有细胞膜，也需要一定的细胞破碎方法来破膜，达到提取产物的目的。关键词：细胞破碎；超声波机理；仪器应用；优缺点正

2、文一、细胞破碎方法1.机械法　　1.1组织捣碎　　将材料配成稀糊状液，放置于筒内约1/3体积，盖紧筒盖，将调速器先拨至最慢处，开动开关后，逐步加速至所需速度。一般用于动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等，转速可高达10000rpm/M以上。由于旋转刀片的机械切力很大,制备一些较大分子如核酸则很少使用。(C#j5_-l"]7J+[8k&Z(d1.2匀浆器+~.v9]0@+p'D:V　　先将剪碎的组织置于管中，再套入研杆来回研磨，上下移动，即可将细胞研碎。匀浆器的研钵磨球和玻璃管内壁之间间隙保持在十分之几毫米距离。制作匀浆器的材料，除玻璃外，还可以用硬质塑料、

3、不锈钢、人造荧光树脂等。此法细胞破碎程度比高速组织捣碎机为高，适用于量少和动物脏器组织。存在的问题；较易造成堵塞的团状或丝状真菌，较小的革兰氏阳性首以及有些亚细胞器，质地坚硬，易损伤匀浆阀，也不适合用该法处理。1.31.31.1.111研钵5多用于细菌或其他坚硬植物材料，研磨时常加入少量石英砂，玻璃粉或其他研磨剂，以提高研磨效果。1.4细菌磨是一种改良了的研磨器，比研钵具有更大的研磨面积，而且低部有出口。操作时先把细菌和研磨粉调成糊状，每次加入一小勺，研磨20-30秒即可将细菌细胞完全磨碎。2.化学及生物化学法2.1自溶法　　在一定PH和适当的温度下，利用

4、组织细胞内自身的酶系统将细胞破碎的方法。此过程需较长时间，常用少量防腐剂如甲苯、氯仿等防止细胞的污染。"}  S9M7{5i;B0L/k$"]2.2酶溶法1e8~#a2N/T;L　　利用各种水解酶，如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶、半纤维素酶、脂酶等，将细胞壁分解，使细胞内含物释放出来。有些细菌对溶菌酶不敏感，加入少量巯基试剂或8摩尔尿素处理后，使之转为对溶菌酶敏感而溶解。　2.&S'p(})Z2Z&P;e%_3G:F3化学渗透法  $N3e7a8G)4L5z%a5C"E　　某些有机溶剂（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性剂、金属螯合剂、变性剂等化学药品都可以改

5、变细胞壁或膜的通透性从而使内合物有选择地渗透出来。其作用机理；化学渗透取决于化学试剂的类型以及细胞壁和膜的结构与组成。3.物理法;j.O6@!](e8x)?!l　3.-~*z#U/t0l*c.

6、"?)L7b"R,G/E1反复冻溶法;{9W#W;m$}0h4B%B6]　　原理：因突然冷冻，细胞内冰晶的形成及  胞内外溶剂浓度的突然改变而破坏细胞。方法：将待破碎的细胞在-20度以下冰冻，室温融解，反复几次，由于细胞内冰粒形成和剩余细胞液的盐浓度增高引起溶胀，使细胞结构破碎。2T;R1Z8];a!R7z&R7g/C　　3.3w8B)V5c1f%y;t0p'}2急

7、热骤冷法6S)q&X,q"g  ^!h/I　将材料投入沸水中，维持85-90分钟，至水浴中急速冷却，此法可用于细菌及病毒材料。二、超声波破碎机理5超声波是物质介质中的一种弹性机械波，它是一种波动形式，因此它可以用于探测人体的生理及病理信息，既诊断超声。同时，它又是一种能量形式，当达到一定剂量的超声在生物体内传播时，通过它们之间的相互作用,能引起生物体的功能和结构发生变化，即超声生物效应。超声对细胞的作用主要有热效应，空化效应和机械效应。热效应是当超声在介质中传播时，摩擦力阻碍了由超声引起的分子震动，使部分能量转化为局部高热（42-43℃），因为正常组织的临

8、界致死温度为45.7℃，而肿瘤组织比正常组织敏感性高，故在此温度下肿瘤细胞的代谢发生障碍，DNA、RNA、蛋白质合成受到影响，从而杀伤癌细胞而正常组织不受影响。空化效应是在超声照射下，生物体内形成空泡，随着空泡震动和其猛烈的聚爆而产生出机械剪切压力和动荡，使肿瘤出血、组织瓦解以致坏死。另外，空化泡破裂时产生瞬时高温（约5000℃）、高压（可达500×104Pa），可使水蒸气热解离产生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化还原反应可导致多聚物降解、酶失活、脂质过氧化和细胞杀伤。机械效应是超声的原发效应，超声波在传播过程中介质质点交替地压缩

9、与伸张构成了压力变化，引起细胞结构损伤。杀伤作用的强弱与超声的频率