第三章-生物材料的預處理細胞破碎和液固分離

第三章生物材料的預處理、細胞破碎和液-固分離第一節(jié)生物材料的預處理第二節(jié)細胞破碎第三節(jié)液-固分離

生物活性物質的存在特點（1）生物材料組成非常復雜，有些化合物在生物材料中含量極微，分離操作步驟多，不易獲得高收率。（2）生物分子對環(huán)境反應十分敏感，結構與功能關系比較復雜，生物活性物質離開生物體后，易變性，破壞，必須十分小心的保護這些化合物的生理活性。（3）操作過程中受到影響因素多第一節(jié)生物材料的預處理一、預處理的目的和要求

生物材料中的生化組成數量大、種類多，目的物與雜質的理化性質十分接近，分離純化較困難目的——改變料液的流變特性，以及除去對后面純化有影響的雜質

要求——防止目的物的失活根據生物活性物質存在方式與特點—胞外：由細胞產生再釋放出來的無活性的酶原需活化：先活化再提取先提取再活化二、確定預處理方法的依據—胞內：需先破碎細胞后提取膜上的需先溶解下來2.后續(xù)操作的要求一般要求：澄清、pH、一定的濃度不同后續(xù)操作有不同的要求離子交換---高價無機離子、澄清度等嚴格控制溶劑萃取---蛋白質含量較低，防乳化3.目的物穩(wěn)定性不穩(wěn)定的：要防失活青霉素，低溫蛋白類---高級結構穩(wěn)定的：可采用較劇烈的變性和處理條件，沉淀雜質蛋白三、動物材料的預處理絞肉機絞碎勻漿和組織搗碎四、細胞培養(yǎng)液的預處理為什么需要預處理？可溶性粘膠狀物質：雜蛋白、不溶性多糖等粘度增加、影響提取操作無機鹽在采用離子交換提取時，會影響樹脂對生化物質的交換容量。（1粘）加隆入凝釋聚劑凝聚泉作用：指在虧某些電解滑質作用鳳下，怖使膠洽體粒廊子的撒擴散喇雙電頓層的嘉排斥御電位擔降低懷，破場壞了窗膠體荷系統(tǒng)獻的分敗散狀駕態(tài)，從而使拆膠體權粒子賴聚集渣的過割程。1.扮細胞埋及蛋績白質大的處蜘理膠體僅粒子聯(lián)穩(wěn)定蹦的原繳因：帶同否種電筑荷靜寒電排押斥作僻用表面卻水化逗作用壘，形攏成水惱化層無機旦鹽促除凝聚弓作用覽：加入球相反促電性陸電解筑質，廁中和執(zhí)膠體導表面伶電荷陳，降涼低了堅雙電鬧層的頌排斥晴力無機棋鹽在康水中組的水奧化作撫用，蛋破壞沈了膠土粒水付化層影響本凝聚遮作用筑的主擦要因轟素有朵無機水鹽的默種類稀、化小合價兔以及靜無機竟鹽的包用量識等。通常沖培養(yǎng)刪液中信細胞州或菌伐體帶獅負電晴荷，挖常采么用高累價陽霧離子據促其胳凝固唉。陽離狗子對繳帶負亦電荷嚇的膠傍粒凝莊聚能錄力的圣次序酸為：縮慧Al3+>F立e3+>H+>C利a2+>M謠g2+>K+>N滾a+>L效i+常用啞的凝可聚劑沸有：宇Al2(S啊O4)3·1從8H2O、瀉Al般Cl3·6朝H2O、映Fe蜓Cl3、Z大nS已O4、M跌gC棕O3等。（2冷）加懶入絮練凝劑絮凝碎劑：再有機斤高分沸子，袍易溶估，鏈聰長，礦活性基功能暑基團城多絮凝喚作用盈：當往仁膠體戶懸浮屈液中泰加入杏絮凝蠶劑時充，膠速?？蓾檹娏曳鹞焦谛趸啬齽╋湵砻鎸毜墓︸R能團抱上，筍而且勿一個織高分掛子聚曠合物灣的許衫多鏈腸節(jié)分巷別吸栽附在附不同英的顆床粒的據表面灶上，幟形成衡架橋形聯(lián)接栗，形松成粗磁大的帥絮凝諒團沉態(tài)淀出石來，躺有助播于過良濾。影響辯因素玩：分子芒量：步大，鞏效果須好；逗過大衡，溶俗解度修↓用量特：低市濃度比增加盜用量乒有助左架橋關，濃巴度過睜高吸罪附飽窗和失立去架歲橋作飽用，析降低娘了效蜻果。pH香：影伙響功仍能團蝦電離哀度，界電離烈度↑餃，鏈鳴伸展姥，鑒效果改↑操作者條件手：攪拌絡：初驅期，嬌快好儲；后走期，瞇會破拘壞絮黎凝團（3母）變擱性作利用天然智蛋白數質分莖子受對到某躺些物順理因堆素（廈如熱形、紫厘外線瞞照射旗、高撫壓和常表面支張力牽等）擱、化學萌因素經（如有簡機溶肥劑、迫脲、心胍、唯酸、內堿等個）影斷響時常，生物國活性晌喪失寨，溶案解度撒降低王，不鼠對稱棕性增倍高以叢及其凍他的尿物理楚化學秋常數繡發(fā)生君改變。用途娛：雜蛋湖白質臉變性儉沉淀綱析出方法歷：加熱擁、大序幅度插改變蠻pH島，加番有機竭溶劑旅、重耗金屬怕鹽或須表面犬活性如劑（4壓）吸考附方法塞：—察加入劫吸附灘劑：浩活性滋碳除劈燕熱原—加入撞反應只劑：相色互作職用形決成沉貸淀吸史附蛋蜓白質四環(huán)抓素發(fā)聯(lián)酵液乎：黃肢血鹽元+硫疼酸鋅趨亞鐵窯氰化兇鋅鉀K2Zn3[F奮e(己CN粉)6]2的膠籮狀沉胸淀，拾能將蜘雜蛋執(zhí)白質惹和菌蘿體等始黏附旁在其際中而堆除去克?？莶荼P桿菌犧的堿荒性蛋傻白酶污發(fā)酵展液：氯化蒜鈣+鑄磷酸坦鹽脅磷何酸鈣惑鹽沉葵淀（測吸附蓄、助拋濾）（5跪）等刪電沉油淀—慌常與析其他謠方法糊合用（6便）加為各種避沉淀撕劑沉蘆淀—燙沉淀蘋劑與芳蛋白轉質形紐奉成復雪合物耗沉淀2.抄多糖偶的去察除酶：轉化攝為單雷糖如發(fā)班酵液之中殘愛留的委淀粉椅：淀釘粉酶粘多嘉糖與態(tài)一些鎮(zhèn)陽離圣子表春面活名性劑如十研六烷治基溴侮化銨善（C塞TA娛B）形成海沉淀Ca2+——利草酸脹、草酸召鈉→形蜘成草謙酸鈣作沉淀（注霸意回詞收草潔酸）Mg2+——莖三聚剪磷酸埋鈉(妹Na5P3P10)→形難成三亡聚磷這酸鈉舟鎂可側溶性欺絡合協(xié)物Fe2+——獎黃血屯鹽(靈K4胳Fe薯(C肉N)寬6)→普升魯士舞藍沉獵淀Ca2＋，M舟g2＋，另Fe3＋等（1娃）離腔子交懷換法（2顯）沉翠淀法3.羅高價蠻金屬案離子還的去炊除微生斜物細蜓胞和和植物地細胞滴外層沙均為義細胞惠壁，論細胞母壁里鏟面是跑細胞所膜動物紗細胞翻沒有晨細胞盤壁，橡僅有昏細胞擱膜。通常域細胞我壁較級堅韌雜，細冠胞膜擠脆弱楚，易躺受滲悅透壓魔沖擊吐而破伏碎，獎因此罩細胞笑破碎松的阻威力主銹要來氏自于銳細胞瘦壁。第二幕節(jié)沈細堡胞破生碎一、機械朱法1、虛勻漿肆法2、撿珠磨拾法3、呆超聲扔波三、化學穗法1.柄化學鹽試劑2.短制成凡丙酮祖粉二、物理頃法1.臂干燥2.辯凍融3.毀滲透鈴壓沖俘擊四、生物貞法1.麥酶解疊法2.魚自溶一、瞧機械匠法1講高壓深勻漿翻法定義—利用壓高壓角細胞香懸浮筋液因碧減壓耐所產萬生的長剪切丹力而長達到寇細胞酷破碎挺的過忠程工作吸原理喚：液葵－液辣剪切艇力、罪壓力徒差等特點釘：適用緩對象霧廣工業(yè)沿化、貓實驗某室中端應用細胞蹲完全陵破碎1.陪高壓勵勻漿樓器原理獨：進溝入高監(jiān)壓室鍛的細禮胞懸魂浮液賤被強奔迫通噸過一潮個狹擇窄的議小孔轉，產傅生液公相剪疲切力轉引起烘細胞初破碎揉。易造總成堵浩塞的高團狀傘或絲羞狀真汪菌，較小帝的革印蘭氏赤陽性憶菌，含有柔包含步體的刃基因宿工程肥菌（鳳因包扭含體埋堅硬群，易引損傷宗勻漿萌閥）不宜皂采用斬高壓橋勻漿論法的軌微生夸物：2茄高速促珠磨尚法定義—利用修由高抄速轉散動的脈珠子室所產蘆生的簡剪切霞力而演達到膀細胞嫂破碎村的過面程工作枝原理奧：固?。特埣羟芯徚ΑⅢH液－秧固剪良切力右等特點剝：適用懼對象糞較廣工業(yè)或化、河實驗紅室中匹應用細胞少完全擋破碎需冷醒卻2.趣高速郵珠磨勁機原理濕：玻敢璃小繁珠與瞇細胞郵懸液火一起脖快速紐奉攪拌孩，研瘡磨作益用，愁細胞惕破碎報。WS賭K臥腫式高拴效全抗能珠膏磨機ZM僅系列臥式鳴密閉源珠(血砂)希磨機3戀超聲咐波法定義—利用鄉(xiāng)豐超頻慕率聲惱波（15噴-2我5k避Hz）在剃液體證介質臨中傳顛播所引產生晶的剪圣切力字而達叮到細滴胞破扣碎的揀過程工作嘗原理腫：空足穴現(xiàn)汁象特點烈：適用曲對象舌一般主要鉗于實員驗室影中應特用細胞紫完全廉破碎需冷言卻，貓噪音3.廁超聲勉波振示蕩器原理牛：利類用超河聲波雄的空棕穴作以用，濟空穴但的形步成、鍛增大冒和閉傍合產飾生極釣大的摩沖擊畢波和奴剪切頸力，柴使細擺胞破破碎。影響勞因素扶：超導聲波返的聲迷強、鞏頻率而、破愧碎時繳間、痛介質襯的離竿子強奸度、娘pH么、菌合體的桿濃度谷和種襪類。一般橡桿菌界比球姿菌易詢破碎女，G姜-細片菌比由G+籮細菌隨易破吸碎，蠅對酵愧母菌壟的效軟果較撿差。善超聲錯破碎缸時細繞胞濃世度一浩般在蛋20患％左莖右。超聲拘波破毛碎法豎在實梅驗室匯和小徐規(guī)模怎生產臥中應惹用較帝廣。仆操作普時常印應把槽懸浮叨液預朗先冷王卻到絨0～皂5℃鬧，并詠且還稿應在浩夾套雪中連瘡續(xù)通次入冷副卻劑謀進行周冷卻很。二、悠物理殲法1.熄干燥搬法原理叫：干排燥后掩，細拔胞膜所滲透塵性變禮化，貞部分鳥菌體補自溶霧，溶多劑抽刊提得闊胞內蠢物質昆。分類滅:空愧氣干駱燥，真空雖干燥喜，噴李霧干溝燥，速冷凍佩干燥氣流測干燥主要遇適用傍于酵門母菌，一般旗在2欄5～岸30懂℃的禁氣流酷中吹昌干；真空廉干燥多用主于細衡菌；冷椅凍干規(guī)燥適用罪于較單不穩(wěn)棉定的宜物質。2.佳反復弱凍融惰法將細推胞放版在低綱溫下像冷凍宗（約匪-1減5℃劃），陪然后盤在室申溫中伍融化驕，反孔復多四次而姨達到莫破壁衰作用少。原理頌：細胞識膜疏袋水鍵事結構擾破裂伶，增韻加細撓胞親仗水性冰晶踏粒使吃細胞劣破裂適用暖于細特胞壁誕較脆樓弱的眼菌體徹，破店碎率坦較低歸，需樹反復懇多次喚，此夢外，除在凍鈴融過溪程中踏可能粘引起貝某些阿蛋白惜質變即性。3.薪滲透疫壓沖熱擊法原理名：細胞予在濃驕鹽中杜平衡尾，再凍投入抹水中敵膨脹挽破裂茄。三、果化學肝法1.見加入機化學毅試劑采用潤化學惹法處謀理可啦以溶夸解細響胞或何抽提雞胞內主組分廳。堿：博溶解洞除細紗胞壁蠢外大孝部分膚組分映，改鬧變p冷H，耗改變古蛋白葬質的街電荷碎性質有機葬溶劑桶：溶使解細易胞膜融上脂門質，殊破壞晉細胞藍，但螺易引趕起變飄性表面績活性捏劑：汽改變軌膜的恐通透吧性，伍細胞抹溶解胞內鑄異淀聲粉酶餐：0酸.1孤%S情DS遺，3止0℃語振蕩終30祝h2.對丙酮敏粉保存熱+破海碎脫水心脫脂照，細吉胞結煙構松最散方法喬：組織交或勻曠漿懸祝浮0匆.0樸1m疤ol你/L詳pH敘6.忽5的詳磷酸亞緩沖團溶液府中，精0℃健一銳邊攪尤拌，消一邊僑徐徐疫倒入鵝10惠倍體丙積的扇-1移5骨℃獸丙酮響內，裁10眼mi止n后品離心腸過濾申取其淡沉淀維，反且復用百冷丙備酮洗胃幾次弓，真把空干獄燥得廊。四、斬生物秋法1.此酶解慎法：機理捏：利兄用酶莊反應粱分解漏破壞始細胞句壁上草特殊繁的化少學鍵常用剝的溶序酶G+溶菌刺酶G-溶菌齡酶、頁ED電TA放線甘菌億溶菌典酶酵母辯菌承β房誠-葡始聚糖臨酶霉菌降幾丙丁質隸酶、植物莖纖懶維素師酶、役半纖辱維素搬酶細胞絨壁溶四解酶陪是幾希種酶笨的復煩合物-加岡入酶筐：溶瀉菌酶鑄、蛋蝕白酶義、脂阻肪酶寸、核脖酸酶擱等酶解匆法的厚優(yōu)點發(fā)生合酶解晚的條某件溫惱和能選律擇性員地釋升放產你物胞內漲核酸班等泄置出量博少，溫細胞缺外形約較完逃整，阿便于國后步液分離洞等但酶販水解娃價格贈高，觀故小脖規(guī)模調應用疲較廣2.創(chuàng)自殼溶：誘發(fā)拖微生醫(yī)物產嘗生過煙剩的富溶胞校酶或客激發(fā)形自身挎溶胞笑酶的厲活力載，以時達到秩細胞甚自溶恩的目乎的。微生賊物細害胞的臘自溶法常采源用加貫熱法立和干抵燥法找。酵母且細胞醬：45～50呆℃，12毅-2反4h1.伯規(guī)模裙及成材本大規(guī)溜模：羊高壓呆勻漿笑、珠菊磨實驗咸室規(guī)襲模：社超聲庫波振乒蕩2.掙目的半物的疾穩(wěn)定皆性干燥鉗法、譽有機禾溶劑歲對活夢性影腹響大保護耽性措盤施3.精破碎錦效果議和產刑物釋悼放率動物竿細胞漆：滲匹透壓問沖擊答、凍頁融法微生影物細梨胞：庫結合陶酶法高釋災放率擦又不逃能使唉細胞殺碎片尋太小適宜鐮的操誰作條疲件應枯從高的壞產物駛釋放址率、低的馬能耗和便于氏后步宿提取這三鎖方面梁權衡堂。五、芝選擇膽破碎棒方法撇的依圣據機械找法與遍非機鳴械法脖破碎鮮的比疑較項目機械法非機械法機理切碎細胞溶解局部壁膜內含物釋放全部部分（有選擇）碎片大小細小較大粘度高低設備專用無應用范圍工業(yè)化、實驗實驗研究第三餐節(jié)液－齒固分交離過濾定義——在一矛定的擺壓力懷差下秤，將舞固液殊懸浮兵液通咳過一隸多孔悔性介果質而民實現(xiàn)編固液橫分離摘的過虜程原理——篩分過濾烏類型——常規(guī)能過濾池、錯乞流過盼濾常規(guī)泛過濾撐：料局液流線動方芒向和不過濾悄介質僅垂直錯流薪過濾翻：濾申液給輛過濾混介質顆表面法一個旱平行屠的大勵流量沖熱刷，阿多用親薄而更多孔壩的膜優(yōu)點逝：收外率高享，質懇量好精，減憤少處化理步幕驟—席錯流庭過濾誦：料液多與過評濾介匠質表哥面平煉行的險大流枯量沖核刷過濾堂收率造高濾液給質量宵好減少路處理色步驟2.弊過濾牲設備板框隱過濾霉機真空悔鼓式忽過濾襯機3.盡過濾匠介質往和助血濾劑（1擇）過疼濾介稼質濾布體或膜耐酸亦堿、自高溫莫、化嬸學試級劑、牧抗拉偏性能麥好、因有一崗定的處機械剪強度皆和孔共隙度改等（2報）助吸濾劑要求罪為惰箱性物衛(wèi)質、潑無毒漢、有械一定民細度艦及硬險度，議成本云低廉塔。加入糕方法訓：—預美鋪法烏：預設鋪在悅過濾栽機上—隔混合岔法：著與發(fā)下酵液末一起鵲加入—臺生成循法：血反應冊中生匹成沉間淀新生麗霉素卻發(fā)酵溝液：常用熱有：殿硅藻岡土、恐紙漿淋、石斗棉、誼纖維揉素等二.且離送心分鵲離定義吳——忘在離居心場怎作用誰下，彎料液革中固美體依拋據其攝與介登質密襲度的躬不同剪達到繼固液襪分離