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生物工程

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论述细胞壁破碎常用的五种方法。

正确答案: 细胞壁破碎常用的五种方法有珠磨法、高压匀浆法、超声波法、酶溶法和化学渗透法。
(1)珠磨法:利用进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的研磨剂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。
优点:珠磨机连续操作时兼具破碎和冷却双重功能,减少了产物失活的可能性,在适当条件下一次操作即可达到较高的破碎率,适合于各种微生物细胞的破碎。
缺点:操作参数多,一般凭经验估计,在大规模操作中,夹套冷却控温难度大。
(2)高压匀浆法: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裂。
优点:操作参数少,适合于大规模操作,
缺点:不适合于丝状真菌及含有包涵体的基因工程菌。破碎率较低,往往需循环2-4次才能达到较高的破碎率,容易引起产物的失活的可能性,需配备换热器进行级间冷却。
(3)超声破碎法:通常采用的超声破碎机在15—25kHz的频率下操作。
优点:操作简便,液量损失少,适合实验室规模。
缺点:易引起温度的剧烈上升,在大规模操作中,声能传递和散热困难,产生的化学自由基团能使某些敏感性活性物质失活。
(4)酶溶法:利用酶反应,分解破坏细胞壁上的特殊键,从而达到破壁的目的。
优点:选择性释放产物,条件温和,核酸泄漏量少,细胞外形完整。
不足:价格高,限制了大规模应用,通用性差,不同菌种需选择不同的酶,不易确定最佳的溶解条件;产物抑制的存在。
(5)化学渗透法:某些化学试剂如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、变性剂等通过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。化学渗透法取决于化学试剂的类型以及细胞壁的结构与组成。
优点:
(1)对产物释放具有一定选择性。
(2)细胞外形保持完整,碎片少,浆液粘度低,易于固液分离和进一步提取。
缺点:
(1)通用性差,某种试剂只能作用于某些特定类型的细胞。
(2)时间长,效率低,一般胞内物质释放率不超过50%。
(3)有些化学试剂有毒性,在其后的产物提取精制过程中需设法分离除去。
答案解析:
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