浙江工业大学：《生化分离工程》课程教学资源（PPT课件）第三章 细胞破碎

第三章细胞破碎方法 细胞壁的组成和结构 1.细菌类 组成肽聚糖(多糖、氨基酸)、脂类 肽聚糖是细菌细胞壁的主要成份,它是由N-乙酰胞壁酸(NAM)、N乙酰葡 萄糖胺(NAG和肽“尾”(一般是4个氨基酸)组成,NAM与NAG通过β-1.4 糖苷键相连,肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在NAM的第3位碳原子上 肽尾之间通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接,NAM、NAG、肽 “尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构 结构多层三维网状结构 革兰氏阴性和阳性的差别(厚度、紧密度、是否有外膜)

第三章 细胞破碎方法 一、细胞壁的组成和结构 1. 细菌类 ◼ 组成—肽聚糖（多糖、氨基酸）、脂类 肽聚糖是细菌细胞壁的主要成份，它是由N-乙酰胞壁酸(NAM)、N-乙酰葡 萄糖胺(NAG)和肽“尾”(一般是4个氨基酸)组成，NAM与NAG通过β-1.4 糖苷键相连，肽“尾”则是通过D-乳酰羧基连在NAM的第3位碳原子上， 肽尾之间通过肽“桥”(肽键或少数几个氨基酸)连接，NAM、NAG、肽 “尾”与肽“桥”共同组成了肽聚糖的多层网状结构 ◼ 结构—多层三维网状结构 ◼ 革兰氏阴性和阳性的差别（厚度、紧密度、是否有外膜）

2、霉菌类 组成一几丁质(N-乙酰葡聚糖胺的聚合 物)、葡聚糖、蛋白质、脂类等 ■结构四层三维网状结构 3、酵母菌类 ε组成—甘露聚醇、葡聚糖、蛋白质、脂类 等 8结构一三层三维网状结构

2、霉菌类 ◼ 组成—几丁质（N-乙酰葡聚糖胺的聚合 物）、葡聚糖、蛋白质、脂类等 ◼ 结构—四层三维网状结构 一、 细 胞 壁 的 组 成 和 结 构 3、酵母菌类 组成—甘露聚醇、葡聚糖、蛋白质、脂类 等 结构—三层三维网状结构

、细胞破碎方法 1、细胞破碎方法分类 1)机械破碎法〔高压匀浆法、高速珠磨法、超声波 法等) 2)非机械破碎法(化学法、酶解法、渗透压法、冻 融法、干燥法等)

二、细胞破碎方法 1、细胞破碎方法分类 1) 机械破碎法（高压匀浆法、高速珠磨法、超声波 法等 ） 2) 非机械破碎法（化学法、酶解法、渗透压法、冻 融法、干燥法等 ）

2、机械破碎法 21高压匀浆法 1)定义一利用高压细胞悬浮液因减压所产生的剪 切力而达到细胞破碎的过程 工作原理:液-液剪切力、压力差等 3)特点: 适用对象广 工业化、实验室中应用 细胞完全破碎

2、机械破碎法 2.1 高压匀浆法 1) 定义—利用高压细胞悬浮液因减压所产生的剪 切力而达到细胞破碎的过程 2) 工作原理：液－液剪切力、压力差等 3) 特点：  适用对象广  工业化、实验室中应用  细胞完全破碎

22高速珠磨法 1)定义—利用由高速转动的珠子所产生的剪切力 而达到细胞破碎的过程 2)工作原理:固-固剪切力、液-固剪切力等 特点 适用对象较广 工业化、实验室中应用 细胞完全破碎 需冷却

2.2 高速珠磨法 1) 定义—利用由高速转动的珠子所产生的剪切力 而达到细胞破碎的过程 2) 工作原理：固－固剪切力、液－固剪切力等 3) 特点：  适用对象较广  工业化、实验室中应用  细胞完全破碎  需冷却

23超声波法 1)定义—利用超频率声波(15-25kHz)在液体 介质中传播所产生的剪切力而达到细胞破碎 的过程 2)工作原理:空穴现象 3)特点: 适用对象一般 仅实验室中应用 细胞完全破碎 需冷却,噪音

2.3 超声波法 1) 定义—利用超频率声波（15-25kHz）在液体 介质中传播所产生的剪切力而达到细胞破碎 的过程 2) 工作原理：空穴现象 3) 特点： ❖ 适用对象一般 ❖ 仅实验室中应用 ❖ 细胞完全破碎 ❖ 需冷却，噪音

3、非机械破碎法 3.1化学(脂溶)法 定义—采用某些化学试剂改变细胞壁和膜的通透性 使内含物有选择性地释放出来的过程 原理 酸碱 有机溶剂 x表面活性剂 螯合剂

3、非机械破碎法 3.1 化学（脂溶）法 1) 定 义——采用某些化学试剂改变细胞壁和膜的通透性， 使内含物有选择性地释放出来的过程 2) 原 理：  酸碱  有机溶剂  表面活性剂  螯合剂

3.2酶解法 定义—利用酶促反应分解细胞壁上的键而达到 细胞破碎的过程 2)原理 κ外源性酶解溶菌酶、糖苷酶(β-1,4、β-1,6) 葡聚糖酶、甘露聚糖酶、蛋白水解酶、α-淀粉酶、纤 维素酶、脂酶等 κ内源性酶解(自溶)—温度、pH、时间、缓冲液 浓度、激活剂等

3.2 酶解法 1) 定义—利用酶促反应分解细胞壁上的键而达到 细胞破碎的过程 2) 原理  外源性酶解—溶菌酶、糖苷酶（β-1,4、β –1,6）、 葡聚糖酶、甘露聚糖酶、蛋白水解酶、α-淀粉酶、纤 维素酶、脂酶等  内源性酶解（自溶）——温度、pH、时间、缓冲液 浓度、激活剂等

3.3渗透压法 34冻融法 35千燥法

3.3 渗透压法 3.4 冻融法 3.5 干燥法

机械法与非机械法破碎的比较 项目 机械法 非机械法 机理 切碎细胞 溶解局部壁膜 内含物释放 全部 部分(有选择) 碎片大小 细小 较大 粘度 高 低 设备 专用 无 应用范围 工业化、实验 实验研究

三、机械法与非机械法破碎的比较 项目 机械法 非机械法 机理 切碎细胞 溶解局部壁膜 内含物释放 全部 部分（有选择） 碎片大小 细小 较大 粘度 高 低 设备 专用 无 应用范围 工业化、实验 实验研究