超聲波破碎細(xì)胞綜述

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1、超聲波破碎細(xì)胞綜述姓名：莊智慧學(xué)號：1102012037班級：11生工（2）班摘要：細(xì)胞破碎是指利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù)，是分離純化細(xì)胞內(nèi)合成的非分泌型生化物質(zhì)（產(chǎn)品）的基礎(chǔ)。結(jié)合重組DNA技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)上的重大進(jìn)展，以前認(rèn)為很難獲得的蛋白質(zhì)現(xiàn)在可以大規(guī)模生產(chǎn)。但是由于細(xì)菌、酵母、真菌、植物細(xì)胞壁的組成成分不同，且同類細(xì)胞結(jié)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也不同，所以其細(xì)胞壁的堅固程度不同。而動物細(xì)胞雖沒有細(xì)胞壁，但具有細(xì)胞膜，也需要一定的細(xì)胞破碎方法來破膜，達(dá)到提取產(chǎn)物的目的。關(guān)鍵詞：細(xì)胞破碎；超聲波機(jī)理；儀器應(yīng)用；優(yōu)缺點(diǎn)正

2、文一、細(xì)胞破碎方法1.機(jī)械法　　1.1組織搗碎　　將材料配成稀糊狀液，放置于筒內(nèi)約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調(diào)速器先撥至最慢處，開動開關(guān)后，逐步加速至所需速度。一般用于動物組織、植物肉質(zhì)種子、柔嫩的葉芽等，轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000rpm/M以上。由于旋轉(zhuǎn)刀片的機(jī)械切力很大,制備一些較大分子如核酸則很少使用。(C#j5_-l"]7J+[8k&Z(d1.2勻漿器+~.v9]0@+p'D:V　　先將剪碎的組織置于管中，再套入研桿來回研磨，上下移動，即可將細(xì)胞研碎。勻漿器的研缽磨球和玻璃管內(nèi)壁之間間隙保持在十分之幾毫米距離。制作勻漿器的材料，除玻璃外，還可以用硬質(zhì)塑料、

3、不銹鋼、人造熒光樹脂等。此法細(xì)胞破碎程度比高速組織搗碎機(jī)為高，適用于量少和動物臟器組織。存在的問題；較易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌，較小的革蘭氏陽性首以及有些亞細(xì)胞器，質(zhì)地堅硬，易損傷勻漿閥，也不適合用該法處理。1.31.31.1.111研缽5多用于細(xì)菌或其他堅硬植物材料，研磨時常加入少量石英砂，玻璃粉或其他研磨劑，以提高研磨效果。1.4細(xì)菌磨是一種改良了的研磨器，比研缽具有更大的研磨面積，而且低部有出口。操作時先把細(xì)菌和研磨粉調(diào)成糊狀，每次加入一小勺，研磨20-30秒即可將細(xì)菌細(xì)胞完全磨碎。2.化學(xué)及生物化學(xué)法2.1自溶法　　在一定PH和適當(dāng)?shù)臏囟认?，利?/p>

4、組織細(xì)胞內(nèi)自身的酶系統(tǒng)將細(xì)胞破碎的方法。此過程需較長時間，常用少量防腐劑如甲苯、氯仿等防止細(xì)胞的污染。"}??S9M7{5i;B0L/k$"]2.2酶溶法1e8~#a2N/T;L　　利用各種水解酶，如溶菌酶、纖維素酶、蝸牛酶、半纖維素酶、脂酶等，將細(xì)胞壁分解，使細(xì)胞內(nèi)含物釋放出來。有些細(xì)菌對溶菌酶不敏感，加入少量巰基試劑或8摩爾尿素處理后，使之轉(zhuǎn)為對溶菌酶敏感而溶解。　2.&S'p(})Z2Z&P;e%_3G:F3化學(xué)滲透法??$N3e7a8G)4L5z%a5C"E　　某些有機(jī)溶劑（如苯、甲苯）、抗生素、表面活性劑、金屬螯合劑、變性劑等化學(xué)藥品都可以改

5、變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來。其作用機(jī)理；化學(xué)滲透取決于化學(xué)試劑的類型以及細(xì)胞壁和膜的結(jié)構(gòu)與組成。3.物理法;j.O6@!](e8x)?!l　3.-~*z#U/t0l*c.

6、"?)L7b"R,G/E1反復(fù)凍溶法;{9W#W;m$}0h4B%B6]　　原理：因突然冷凍，細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成及??胞內(nèi)外溶劑濃度的突然改變而破壞細(xì)胞。方法：將待破碎的細(xì)胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復(fù)幾次，由于細(xì)胞內(nèi)冰粒形成和剩余細(xì)胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎。2T;R1Z8];a!R7z&R7g/C　　3.3w8B)V5c1f%y;t0p'}2急

7、熱驟冷法6S)q&X,q"g??^!h/I　將材料投入沸水中，維持85-90分鐘，至水浴中急速冷卻，此法可用于細(xì)菌及病毒材料。二、超聲波破碎機(jī)理5超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機(jī)械波，它是一種波動形式，因此它可以用于探測人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時，它又是一種能量形式，當(dāng)達(dá)到一定劑量的超聲在生物體內(nèi)傳播時，通過它們之間的相互作用,能引起生物體的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即超聲生物效應(yīng)。超聲對細(xì)胞的作用主要有熱效應(yīng)，空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。熱效應(yīng)是當(dāng)超聲在介質(zhì)中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，使部分能量轉(zhuǎn)化為局部高熱（42-43℃），因為正常組織的臨

8、界致死溫度為45.7℃，而腫瘤組織比正常組織敏感性高，故在此溫度下腫瘤細(xì)胞的代謝發(fā)生障礙，DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成受到影響，從而殺傷癌細(xì)胞而正常組織不受影響?？栈?yīng)是在超聲照射下，生物體內(nèi)形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產(chǎn)生出機(jī)械剪切壓力和動蕩，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產(chǎn)生瞬時高溫（約5000℃）、高壓（可達(dá)500×104Pa），可使水蒸氣熱解離產(chǎn)生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞殺傷。機(jī)械效應(yīng)是超聲的原發(fā)效應(yīng)，超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替地壓縮

9、與伸張構(gòu)成了壓力變化，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。殺傷作用的強(qiáng)弱與超聲的頻率