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細(xì)胞破碎技術(shù)發(fā)展方向

現(xiàn)階段破碎技術(shù)的發(fā)展方向多采用組合破碎的方法，有多種破碎方法相結(jié)合、與上游過程相結(jié)合、與下游過程相結(jié)合等。

（一）多種破碎方法相結(jié)合

多種破碎方法相結(jié)合的方法有機械法與非機械法、化學(xué)法與酶法、多種化學(xué)試劑處理、多種酶制劑處理等。化學(xué)法與酶法取決于細(xì)胞壁膜的化學(xué)組成，機械法取決于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的機械強度，而化學(xué)組成又決定了結(jié)構(gòu)的機械強度，組成的變化必然影響到強度的差異，這就是化學(xué)法與機械法相結(jié)合的原理。

◆機械破碎前預(yù)先用硫醇培養(yǎng)酵母細(xì)胞，可以大大提高胞內(nèi)蛋白的收率。糖苷酶被激活，細(xì)胞壁中的糖被除去，使細(xì)胞壁的強度降低。

◆用蝸牛酶預(yù)處理面包酵母菌細(xì)胞，然后高壓均質(zhì)。在95Mpa壓力下高壓勻漿4次，總破碎率接近100%。而單獨用95Mpa壓力高壓均質(zhì)4次，破碎率只有32%。

（二）與上游過程相結(jié)合

1、寄主細(xì)胞的選擇：選擇較易破壁的菌種作為寄主細(xì)胞，如革蘭氏陰性細(xì)菌。

2、與發(fā)酵培養(yǎng)條件的結(jié)合：在發(fā)酵過程中，操作參數(shù)如PH、溫度、通氣量、攪拌轉(zhuǎn)速、稀釋率等；培養(yǎng)基；生長期等因素都對細(xì)胞壁膜的結(jié)構(gòu)與組成有一定的影響。調(diào)節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)參數(shù)，改變胞壁成分，提高細(xì)胞破壁率。

3、培養(yǎng)過程控制：在發(fā)酵培養(yǎng)過程中的細(xì)胞生長的后期，加入某些能抑制或阻止細(xì)胞壁物質(zhì)合成的抑制劑（如青霉素、環(huán)絲氨酸等），繼續(xù)培養(yǎng)一段時間后，新分裂的細(xì)胞其細(xì)胞壁存在缺陷，利于破碎，而有些胞內(nèi)產(chǎn)物不經(jīng)破碎即可直接滲透出來。

4、與基因改造的方法結(jié)合：用基因工程的方法對菌種進(jìn)行改造。

5、基因改造-克隆噬菌體溶解基因：在細(xì)胞內(nèi)引入引起噬菌體裂解的基因，培養(yǎng)結(jié)束后，控制一定條件（如溫度等），激活噬菌體基因，使細(xì)胞在一定條件下發(fā)生裂解，使細(xì)胞自內(nèi)向外溶解，釋放目的產(chǎn)物。

6、基因改造-通過融合表達(dá)使目的產(chǎn)物耐高溫：將目的產(chǎn)物表達(dá)成耐高溫型，雜蛋白仍然保持以原特性，那么在細(xì)胞破碎和分離過程中，不用低溫操作就可保持活性，那么就可在較高溫下將目的產(chǎn)物與雜蛋白分開，降低生產(chǎn)成本。

（三）與下游過程相結(jié)合

細(xì)胞破碎與固液分離和產(chǎn)品提取過程相結(jié)合，也即根據(jù)后處理過程的單元操作確定細(xì)胞破碎的方法和操作條件。在細(xì)胞破碎的同時要考慮產(chǎn)生的細(xì)胞碎片對后續(xù)純化工藝的影響?？紤]細(xì)胞破碎，要進(jìn)行整體優(yōu)化，采用最佳的工藝。如多次高壓勻漿，可以增加產(chǎn)物的釋放量，但經(jīng)碎片的逐級破碎，產(chǎn)生細(xì)小的碎片，對目標(biāo)產(chǎn)物分離增加難度。