细胞破碎与分离设备
常用的几种细胞破碎方法介绍
随着重组DNA技术得到广泛应用以来，生物技术发生了质的飞跃。很多基因工程产物都是胞内物质，必须将细胞破壁，使产物得以释放，才能进一步提取，因此细胞破碎是提取胞内产物的关键步骤，破碎方法的得当与否，直接影响到所提取产品的产量、质量和生产成本。现将近年来常用的几种细胞破碎方法介绍一下。 1. 高压匀浆法 设备是高压匀浆器，它由高压泵和匀浆间组成，美国Microfluidics公司和ATS公司均有产品出售。其破碎机理：细胞在一系列过程中经历了高速造成的剪刀，碰撞以及由高压到常压的变化从而造成细胞的破碎。 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。 2. 高速珠磨法 设备是珠后机，瑞士WBC公司和德国西门子机械公司均制造各种型号的珠磨机，其破碎机下：微生物细胞悬浮液与极细的研磨剂在搅拌浆作用下充分混合，珠子之间以及珠子和细胞之间和互相剪切、碰撞，促使细胞壁破碎，释出内含物，在珠波分离器的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出，从而实现连续操作，破碎中，生的热量由夹套中的冷却液带走。 存在的问题：操作参数多，一般赁经验估计并且珠子之间的液体损失30％左右。 3. 超声破碎 频高于15-20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。其破碎机理：可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。 存在问题；超声波破碎在实验室规模应用较普遍，处理少量样品时操作简便，液量损失少，但是超声波产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质变性失活。而且大容量装置声能传递，散热均有困难。 4. 酶溶法 就是用生物酶将细胞壁和细胞腊消化溶解的方法。常用的溶酶有溶菌酶β-1．3-葡聚糖酶、蛋白酶等。 存在的问题；易造成产物抑制作用，这可能是导致胞内物质释放率低的一个重要因素。而且溶酶价格高，限制了大规模利用。若回收溶酶，则又增加百分离纯化溶酶的操作。另外酶港法通用性差，不同菌种需选择不同的酶。 5. 化学渗透法 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。 存在的问题；时间长，效率低；化学试剂毒性较强，同时对产物也有毒害作用，进一步分离时需要用透析等方法除去这些试剂；通用性差：某种试剂只能作用于某些特定类型的微生物细胞。 本文介绍了几种细胞破碎的方法，可谓各有千秋，在实际应用中，应尽量考虑全面，选择最科学、有效的方法。
细胞破碎技术与设备
缺点：溶酶价格高，溶酶法通用性差（不同菌种需 选择不同的酶），产物抑制的存在。 在溶酶系统中，甘露糖对蛋白酶有抑制作用，葡聚 糖抑制葡物产生过剩的溶胞酶或激发自身溶 胞酶的活力，以达到细胞自溶的目的。
影响自溶过程的主要因素有温度、时间、pH 值、激活剂和细胞代谢途径等。
缺点是：对不稳定的微生物，易引起所需蛋 白质的变性，自溶后细胞悬浮液粘度增大，过 滤速度下降。
2、化学渗透法（Chemical permeation）
某些化学试剂，如有机溶剂、变性剂、 表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等，可 以改变细胞壁或膜的通透性（渗透性）， 从而使胞内物质有选择地渗透出来。
• 特点：主要用于实验室中。该法对冷冻 －融解敏感的生化物质不适用。
5、超声破碎法
• 工作原理：利用超声波振荡器发射的1525kHz的超声波处理细胞悬浮液，由于超 声波的空化作用而使细胞破碎。
• 特点：超声波振荡容易引起温度的剧烈 上升，操作时可以在细胞悬浮液中投入 冰或在夹套中通入冷却剂进行冷却。
细胞破碎技术与设备
1 Summary 概述 2 Cell Wall 细胞壁
3 Methods and Machines 细胞破碎方法与设备
1 Summary 概述
• 生物分离的第一步是将生物机体从发酵液 中分离，通常使用过滤和离心等方法。
• 发酵细胞的代谢产物有的分泌到细胞或组 织之外，还有许多是存在于细胞内部。
• 超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、 细胞浓度及首种类型等因素有关。
• 超声波振荡器以可分为槽式和探头直接插 入介质两种型式。
• 结构组成：超声波发生器、探头、机架、 液槽、控制系统等。
细胞破碎和生化分离技术-PPT
机械破碎法总结
• 以上几种机械破碎法得作用机理不尽相同,有各自得适用范围 (包括菌体细胞、细胞发酵液得特性)和处理规模(实验室或工 业用)
碟片式离心机
• 就是在管式离心机得基础上发展起来得,在转鼓中加入了 许多重迭得碟片,缩短了颗粒得沉降距离,提高了分离效 率。
• 就是生物工业中应用最为广泛得一种离心机 • 有一个密封得转鼓,内装十至上百个锥顶角为60-100゜锥
形碟片。 • 碟片间得距离一般为0、5-2、5mm。
碟片式离心机工作原理
浓度。 • 微滤技术有着广泛应用和众多得优点。
微滤得操作模式
• 无流动操作模式和错流过滤操作模式
微滤设备
• 板框式膜过滤器 • 管式膜过滤器 • 中空纤维式膜分离器 • 螺旋卷式膜分离器
离心技术
• 一、离心分离得基本原理 • 二、离心机得类型 • 三、离心方法 • 四、离心条件得确定 • 五、影响离心效果得主要因素与控制
心机 • 据设备结构特点分:管式、蝶式、螺旋式……
离心机得种类与用途
按速度和离心力: 1、常速离心机 最大转速8000rpm(r/min),相对离心力(RCF)104g 以下,用于细胞、菌体和培养基残渣等分离; 2、高速(冷冻)离心机 1×104～2、5×104rpm,相对离心力104～ 105g,用于细胞碎片、较大细胞器、大分子沉淀物等分离; 3、超速离心机 转速2、5～8×104rpm,相对离心力5×105g;用于 DNA、RNA蛋白质、细胞器、病毒分离纯化;检测纯度;沉降系数 和相对分子量测定等。
超声波破碎仪器对生物细胞破碎的使用方法
超声波破碎仪器可以用来破碎细胞壁和细胞膜，释放细胞内部的分子和物质。
其使用方法如下：1. 准备样本：取出需要破碎的细胞样本，如细菌、酵母或哺乳动物细胞等。
2. 将细胞样本加入破碎管中：将细胞样本加入到破碎管中，可以选择使用不同的缓冲液来保护样本中的蛋白质和核酸等。
3. 将破碎管置于破碎仪器中：将破碎管放入超声波破碎仪器中，注意管口要紧密封闭，以避免样本泄露。
4. 调整超声波破碎仪器参数：超声波破碎仪器具有不同的参数可以调整，如功率、振幅和时间等，不同细胞类型可能需要不同的参数设置。
5. 开始破碎：按下超声波破碎仪器的启动按钮，开始进行样本的破碎，根据需要可以进行多次破碎，直到获取所需的细胞内部分子。
6. 处理样本：经过破碎后，可以将样本放入离心管中进行离心，以分离出各种细胞内部成分，如蛋白质、核酸和酶等。
需要注意的是，超声波破碎仪器可以对细胞样本造成一定的热损伤，因此要注意控制破碎时间和功率等参数，避免对样本造成不良影响。
同时，为了保证实验的准确性和可重复性，要按照标准化方法进行超声波破碎操作。
分离细胞中细胞器的常用方法
分离细胞中细胞器的常用方法
嘿，你知道不？分离细胞中细胞器那可是个超厉害的事儿！咱先说说步骤哈。
首先得把细胞给破碎了，这就好比把一个大城堡给拆了，露出里面的各种小房间，也就是细胞器。
可以用超声波破碎法、匀浆法啥的，把细胞弄破，让细胞器跑出来。
然后呢，根据不同细胞器的大小、密度啥的，用离心法把它们分离开来。
就像在游乐场玩旋转木马，不同重量的小朋友会被甩到不同的位置。
注意事项可不少呢！破碎细胞的时候可不能太用力，不然细胞器都给弄坏了，那可就悲催啦！离心的时候速度和时间也得把握好，不然也分不好。
这过程安全不？那肯定得小心啊！就像走钢丝一样，稍微不注意就可能掉下去。
不过只要严格按照步骤来，还是挺安全稳定的。
那这分离细胞器有啥用呢？应用场景可多啦！可以研究细胞器的功能啊，好比探索一个个神秘的小王国。
还能分析疾病的发生机制，为治疗疾病找到新办法，哇塞，这多棒啊！优势也很明显啊，能让我们更清楚地了解细胞的内部结构和功能，就像有了一把神奇的钥匙，可以打开细胞这个神秘宝库的大门。
举个实际案例吧，科学家们分离出线粒体来研究能量代谢，就像找到了一个超级发电机，搞清楚了它是怎么工作的。
这效果杠杠的！
分离细胞中细胞器真的超赞，能让我们更好地了解生命的奥秘。
这绝对是个超厉害的技术，大家都应该重视起来。
超声细胞粉碎机使用方法
超声细胞粉碎机使用方法超声细胞粉碎机是一种广泛应用于生物学、化学和医学等领域的实验设备，用于将细胞、组织或其他生物样品分解成细胞器、蛋白质和核酸等组分。
本文将详细介绍超声细胞粉碎机的使用方法，包括设备准备、样品处理、超声处理和后续操作。
一、设备准备1.将超声细胞粉碎机取出，并确保设备完好无损。
2.准备所需的超声探头、试管、研钵等样品容器。
3.准备所需的缓冲液和其他辅助试剂，并按照实验设计准备好。
二、样品处理1.根据实验需要选择合适的样品容器，并将样品添加到容器中。
注意样品的数量和浓度应根据实验要求进行调整。
2.添加适量的缓冲液或其他试剂，以保持样品在超声处理过程中的稳定性和活性。
3.将样品容器放置在超声细胞粉碎机的样品架中，并确保样品能够充分暴露在超声波中。
三、超声处理1.打开超声细胞粉碎机的电源开关，并选择合适的超声功率和处理时间。
这些参数应根据实验要求和样品特性进行调整。
2.通过调节超声细胞粉碎机上的控制面板，设置好超声波的频率和振幅参数。
3.将超声探头放入样品容器中，确保探头与样品充分接触。
4.避免超声波对样品产生过热，可将样品容器放入冰水浴中进行处理。
四、后续操作1.完成超声处理后，将样品从超声细胞粉碎机中取出，并进行必要的离心或过滤等操作，以分离目标物质。
2.根据实验要求，处理样品中可能存在的残余细胞碎片或其他杂质。
3.样品处理后，可以进行下一步的实验操作，如蛋白质鉴定、核酸提取等。
总结：使用超声细胞粉碎机进行样品处理需要注意以下几点：1.样品的处理参数应根据实验要求进行调整，包括样品的数量、浓度和处理时间等。
2.在使用过程中，应注意超声波对样品的加热情况，避免样品损失活性或产生其他不良影响。
3.使用合适的样品容器和辅助试剂，以保持样品的稳定性和活性。
4.在进行后续操作前，应对样品进行必要的处理和分离，以获取目标物质。
通过以上方法和注意事项，可以有效使用超声细胞粉碎机进行样品处理，为后续实验提供高质量的细胞组分。
流式细胞分选仪原理
流式细胞分选仪原理流式细胞分选仪是一种高级技术，通过对细胞进行分选，可以实现对生物学样品的复杂分析及细胞实验。
流式细胞分选仪的原理是分离，分析和获取单个细胞的鉴定信息。
本文将深入探讨流式细胞分选仪的原理及其工作原理。
流式细胞分选仪的原理流式细胞分选仪原理的核心是细胞的流式分析和分离，这是通过激光与细胞进行交互作用和光电学传感器进行反应实现的。
以下是流式细胞分选仪的核心原理：1.细胞磨灭和单个细胞的过滤细胞需要经过破碎和过滤的过程才能进入到流式细胞分选仪中，这样可以使细胞变成单个的、均匀的微小物体，从而方便流式细胞的分析和识别。
2.荧光染色在采样之前，需要将生物学样品进行荧光染色。
荧光染色增加可视性和如下的优点：荧光染色标记可以匹配基因表达谱，特异性标记具有相对高的突破性和稳定性；荧光染色活化荧光蛋白和其他化学染料（例如溶菌酶和邻苯二甲酸Rhodamine）的荧光，这可以用于进一步分析和控制细胞的生物学活性和行为。
3.激光照射与细胞交互作用激光照射是流式细胞分选仪原理的核心。
激光的作用是产生一个非常强的电场，它可以对荧光标记的分子发生选通作用。
经过激光照射后，荧光标记分子的光学特性发生改变，这可以使分子获得比荧光标记分子原样更多的信息。
4.光电增益器的检测光电增益器是流式细胞分选仪中的重要元件。
它可以将信号放大，从而提高光敏感度和信号的确性。
光电增益器会检测通过采样单个细胞的荧光信号并进行放大，而这些信号将转换为可视化、可读取的数据，所以它可以通过检测荧光信号并将这些信号转换为数字信号的方法，高效地对细胞进行定量建模。
5.流式细胞的参数排序流式细胞在此阶段被参数排序，将荧光强度以及其他参数作为依据，对细胞进行排序。
结果是通过细胞表面上的多个参数，包括在有机反应体系中人工合成的色素、化学标记物及其他添加的成分，来将细胞进行分离并识别。
6.细胞的收集最后，流式细胞分选仪将过滤、破碎的单个分离的细胞分离出来。
生物分离工程 第4章-细胞的破碎-
细胞壁的组成与结构
微生物 壁厚/nm 层次 主要组成 革兰氏阳性 细菌 20~80 单层 肽聚糖（40 ％～90％）、 多糖、胞壁 酸、蛋白质、 脂多糖（1 ％～4％） 革兰氏阴性 细菌 10~13 多层 酵母菌 100~300 多层 霉菌 100~250 多层
肽聚糖（5 葡聚糖（30 多聚糖（80 ％～10％） ％～40％） ％～90％） 脂类、蛋白质 脂蛋白、脂 甘露聚糖 多糖（11 （30％）、 ％～22％） 蛋白质（6 磷脂、蛋白 ％～8％）、 质 脂类（8.5 ％～13.5）
n
为了研究细胞的破碎，提高其破碎率，有必要了解各种微 生物细胞壁的组成和结构。
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第一节 细胞壁的组成与结构
微生物细胞和植物细胞外层均为细胞壁，细胞 壁里面是细胞膜，动物细胞没有细胞壁，仅有 细胞膜。 通常细胞壁较坚韧，细胞膜脆弱，易受渗透压 冲击而破碎，因此细胞破碎的阻力主要来自于 细胞壁。 不同细胞壁的结构和组成不完全相同，故细胞 壁的机械强度不同，细胞破碎的难易程度也就 不同。
在细胞内沉积。 脂类物质和一些抗生素包含在生物体中。
对于胞内产物需要收集菌体或细胞进行破碎。
5
细胞破碎的必要性
表1 胞内酶举例
酶 L-天冬酰氨酶 过氧化氢酶 胆固醇氧化酶 β-半乳糖苷酶 葡萄糖氧化酶 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 来源 Eruinia Caratovora Escherichia Coli Aspergillus niger Nocardia hodochrous Kluyveromyces fragilis Saccharomyces lactis Aspergillus niger Penicilluim notatum Yeast 应用范围 治疗急性淋巴癌 牛奶灭菌后H2O2的清除 胆固醇浆液分析 在牛奶/乳清中乳糖的水解 作用 葡萄糖浆液分析 食品中氧的清除 临床分析
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细菌
破碎的主要阻力来自于肽聚糖的网状结构，网状结
构越致密，破碎的难度越大，革兰氏阴性细菌网状结构不
及革兰氏阳性细菌的坚固； 酵母
葡聚糖的细纤维构成了细胞壁的刚性骨架，甘露聚
糖形成网状结构，细胞壁破碎的阻力也主要决定于壁结构 交联的紧密程度和它的厚度；
霉菌
细胞壁中含有几丁质或纤维素的纤维状结构，其强
操作前，应将板、框和滤布按前述顺序排列，并转动机
头，将板、框和滤布压紧。操作时，悬浮液在压力下经悬浮 液通道和滤框的暗孔进入框内。滤液分别穿过两侧滤布，沿 板上沟槽流下，汇集于下端，经滤液出口阀流出。然后将滤 框和滤布洗净，重新装合，准备下一次过滤操作。但是，多 数情况滤饼装满后还需洗涤，有时还需压缩空气吹干。所以， 板框式过滤机的一个工作周期包括装合，过滤，洗涤（吹 干），去饼，洗净等过程。过滤和洗涤过程的情况见图。
2.破碎技术的研究方向
1)多种破碎方法相结合
2)与上游过程相结合3ຫໍສະໝຸດ 与下游工程相结合固液分离设备
一、过滤
定 义：
在一定的压力差下，利用
多孔性介质截留固液悬浮液
中的固体粒子，进行固液分
离的方法称为过滤。
过滤介质
无定形颗粒：无烟煤、砂、颗粒活性炭、铁矿砂等
成形颗粒：烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂粘
化学渗透法优点：
对产物释放有一定的选择性，可使一些较小分子量的溶
质如多肽和小分子的酶蛋白透过，而核酸等大分子量的物 质仍滞留在胞内； 细胞外形完整，碎片少，浆液粘度低，易于固液分离和 进一步提取。
缺点：
通用性差； 时间长，效率低；
有些化学试剂有毒 。
其他方法
1. X-press法 将浓缩的菌体悬浮液冷却至-25℃形成冰晶体，利 用500MPa以上的高压冲击，使冷冻细胞从高压阀小 孔中挤出。细胞破碎是由于冰晶体的磨损，使包埋 在冰中的微生物变形而引起的。
真空转鼓过滤机
（1）过滤区Ⅰ 当浸在悬浮液内的各扇形格同真空管 路接通时，格内为真空。在转筒外压力差的作用下，滤液 透过滤布，被压入扇形格内，经分配头被吸出。而固体颗 粒在滤布上则形成一层逐渐增厚的滤渣。 （2）洗涤吸干区域Ⅱ 当扇形格离开悬浮液进入此区 时，格内仍与真空管路相通。滤饼在此格内将被洗涤并吸 干，以进一步降低滤饼中溶质的含量。有些特殊设计的转 鼓过滤机上还设有绳索（或布）压紧滤饼或用滚筒压紧装 臵，用以压榨滤饼、降低液体含量并使滤饼厚薄均匀防止 龟裂。
4.干燥法 气流干燥 真空干燥 喷雾干燥 冷冻干燥
此法使细胞结合水分丧失，从而改变细胞的渗透性。 气流干燥主要适用于酵母菌，一般在25-30℃的气流中吹干； 真空干燥多用于细菌。
破碎率的测定与破碎技术的研究方向
1. 破碎率的测定
1) 直接测定法（革兰氏染色法）
2) 目的产物测定法
3) 导电率测定法
此法主要用于实验室，适应范围广、破碎率高、 细胞碎片粉碎程度低及活性保留率高等优点，但不 适应于对冷冻敏感的生化物质。
2. 渗透压法（Osmotic pressure） 将细胞放在高渗透压的介质中（如一定浓度的甘 油或蔗糖溶液），达平衡后，转入到渗透压低的缓 冲液或纯水中，由于渗透压的突然变化，水迅速进 入细胞内，引起细胞溶胀，甚至破裂。
度比细菌和酵母菌的细胞壁有所提高； 植物细胞
次生壁的形成提高了细胞壁的坚硬性，使植物
细胞具有很高的机械强度。
常用破碎方法
分 类 珠磨法 作 用 机 理 固体剪切作用 适 应 性 可达较高破碎率，可较大规模操作， 大分子目的产物易失活，浆液分离困 难 可达较高破碎率，可大规模操作，不 适合丝状菌和革兰氏阳性菌 对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧 烈，不适合大规模操作 破碎率高，活性保留率高，对冷冻敏 感目的产物不适合 具有高度专一性，条件温和，浆液易 分离，溶酶价格高，通用性差 具一定选择性，浆液易分离，但释放 率较低，通用性差 破碎率较低，常与其他方法结合使用 破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的 产物 条件变化剧烈，易引起大分子物质失 活
优点： 真空转鼓过滤机具有自动化程度高、操作连续、 处理量大。特别适合固体含量大（>10％）的悬浮 液的分离，在发酵工业中广泛用于霉菌、放线菌 和酵母发酵液或细胞悬浮液的过滤分离。 缺点： 由于受真空度的限制，不适于菌体较小和粘度 较大的细菌发酵液的过滤，且过滤所得固相的干 度不如加压过滤。
（3）卸渣区Ⅲ 这个区与分配头的Ⅲ室相接通，在Ⅲ 室通入压缩空气，压缩空气促使滤饼与滤布分离，然后将滤 饼清除。 （4）滤布复原区Ⅳ 滤渣被刮落后，为了除去堵塞在 滤布孔隙中的细微颗粒，压缩空气通过分配头的Ⅳ室进入复 原区的滤室，吹落这些颗粒使滤布复原，重新开始下一循环 的操作。 因为转鼓不断旋转，每个滤室相继通过各区即构成了连 续操作的工作循环。而且在各操作区域之间，都有不大的休 止区域。
高压匀浆器的排出阀
影响匀浆破碎的主要因素： 压力、温度、通过匀浆器阀的次数
不宜采用高压匀浆法的细胞类型。 易造成堵塞的团状或丝状真菌 较小的革兰氏阳性菌
含有包含体的基因工程菌
大、中、小型高压匀浆器
3.超声破碎法（Ultrasonication）
利用发射15-25kHz的超声波探头处理细胞悬浮液。 一般认为超声波破碎的机理是：在超声波作用下液 体发生空化作用，空穴的形成、增大和闭合产生极 大的冲击波和剪切力，使细胞破碎。
结的硅砂、塑料颗粒等，做成圆筒形或板状。
非金属织补棉：化学纤维、玻璃纤维织品、长纤维 滤布、短纤维滤布。 金属织布：不锈钢丝或铁丝等的织布。 无纺品：纸、毡、石棉板、合成纤维无纺布等。
过滤设备的分类
根据推动力的不同可分为四类 • 重力过滤 • 加压过滤 • 真空过滤 • 离心过滤 自然过滤 板框过滤 真空过滤器 离心过滤器
2.高压匀浆法（High-pressure homogenization）
——大规模细胞破碎的常用方法，在微生物细胞和植物 细胞的大规模处理中常采用
原理：
利用高压使细胞悬浮液通过针形阀，由于突然减压和高速冲 击撞击环使细胞破碎，细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时， 每秒速度高达几百米，高速喷出的浆液又射到静止的撞击环 上，被迫改变方向从出口管流出。细胞在这一系列高速运动 过程中经历了剪切、碰撞及由高压到常压的变化，从而造成 细胞破碎。
实验室规模的细胞破碎设备有Mickle高速组织捣碎机、
Braun匀浆器；
中试规模的细胞破碎可采用胶体磨处理； 在工业规模中，可采用高速珠磨机（瑞士WAB公司和德国 西门子机械公司制造）。
珠磨法的破碎率一般控制在80%以下。
珠磨法适用于细胞悬浮液和植物细胞的大规模处理。
胶体磨
德国进口珠磨机
酶溶法的优点：
选择性释放产物，条件温和，核酸泄出量少，细胞外
形完整。 酶溶法的缺点： 溶酶价格高，溶酶法通用性差，产物抑制的存在。
（2）自溶法（Autolysis） 诱发微生物产生过剩的溶胞酶或激发自身溶胞 酶的活力，以达到细胞自溶的目的。 影响自溶过程的主要因素有温度、时间、pH值、 激活剂和细胞代谢途径等。 缺点：对不稳定的微生物，易引起所需蛋白质 的变性，自溶后细胞悬浮液粘度增大，过滤速度 下降。
机 械 法
高压匀浆 法 超声破碎 法 X-press法
酶溶法
液体剪切作用
液体剪切作用
固体剪切作用
酶分解作用 改变细胞膜的渗透 性 渗透压剧烈改变 反复冻结-融化 改变细胞膜渗透性
非 机 械 法
化学渗透 法 渗透压法 冻结融化 法 干燥法
机 械
法
1.珠磨法（Bead mill）
原理： 进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英 砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm）一起快速搅 拌或研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、 碰撞，使细胞破碎，释放出内含物。在珠液分离器 的协助下，珠子被滞留在破碎室内，浆液流出从而 实现连续操作。破碎中产生的热量一般采用夹套冷 却的方式带走。
生物类型 G+细菌 G-细菌 酵母菌 霉菌 植物细胞 初生壁 次生壁 肽聚糖 肽聚糖 葡聚糖 多聚糖（几 （40-90%） （5-10%） （30-40%） 丁质） 多糖 脂蛋白 甘露聚糖 （80-90%） 主要组成 胞壁酸 脂多糖 （30%） 脂类 蛋白质 （11-22%） 蛋白质 蛋白质 脂多糖 磷脂 （6-8%） （1-4%） 蛋白质 脂类 （8.513.5%）
影响超声波的细胞破碎效率因素：频率、液体温 度和粘度、处理时间等。 超声波破碎法是很强烈的破碎方法，适用于多数 微生物的破碎。一般杆菌比球菌易破碎，G-细菌
比G+细菌易破碎，对酵母菌的效果较差。
该法在实验室小规模细胞破碎中常用。
非 机 械 法
1.酶溶法（Enzymatic Lysis）
2.化学渗透法（Chemical permeation）
某些化学试剂，如有机溶剂、变性剂、表面活性
剂、抗生素、金属螯合剂等，可以改变细胞壁或
膜的通透性（渗透性），从而使胞内物质有选择
地渗透出来。
（1）表面活性剂
表面活性剂可促使细胞某些组分溶解，其增溶作 用有助于细胞的破碎。 Triton X-100 牛黄胆酸钠
滤板与滤框的工作情况
优点： 结构简单、装配紧凑、过滤面积大、允许采用较 大的操作压力，辅助设备少，动力消耗小，过滤和 洗涤质量好，对固形物含量要求低，材料选择范围
广。
缺点：
设备笨重、占地面积多、辅助时间长、生产效率
低。
板框过滤机
在滤板的外缘有一个钮的称为过滤板，三个钮的称为洗 涤板，在滤框的外缘铸有两个钮。从图8-2可以看出，1是过 滤板，2是滤框，3是洗涤板。板和框是按照钮的记号1-2-32-1····的顺序排列的。 滤板和滤框的构造如图所示。滤板表面上有棱状沟槽， 其边缘略微突起。在板、框和滤布的两个角都有小孔，它们 组合并压紧后即构成了供滤液和洗涤水流通的孔道。框的两 侧覆以滤布，空框和滤布围成了容纳滤浆和滤饼的空间。滤 板的作用有二：一是支撑滤布；二是滤液流出的通道。