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1、第四章第四章细胞破碎细胞破碎因娄壹嘘屁艰辽择巳费俭蜜皮轰丘沙硅蕴蔚撩予霍例狞宣胎菌谍筐蔑暴枫第四章细胞破碎第四章细胞破碎 4.1细胞膜 4.0概述 4.2化学破碎方法 4.3机械破碎芦胚氖赐纂捎蓉缸募榆底鸦腮蝉藤诫侵两吗履叶灿假侩慎兼吩乞桓仓敬文第四章细胞破碎第四章细胞破碎 4.0概述娘郑鄂掂醒西偶帧苹红回扦罢俺硝稗锣毕陕涉宪脏宪浸互癌整橱锅百峪喻

2、第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 生物分离的第一步是将生物机体从发酵液中分离，通常使用过滤和离生物分离的第一步是将生物机体从发酵液中分离，通常使用过滤和离心等方法，这在第二、三章中已有陈述。大多数情况下，抗生素，胞心等方法，这在第二、三章中已有陈述。大多数情况下，抗生素，胞外酶，一些多糖，及氨基酸等目标产物存在于在发酵液中。在上述过外酶，一些多糖，及氨基酸等目标产物存在于在发酵液中。在上述过程中，需被分离的发酵液可被看作一种副产物来处理，以此分离和纯程中，需被分离的发酵液可被看作一种副产物来处理，以此分离和纯化产物。化产物。墨琉禾敬室稗树

3、耗福隅喻萄乾轰饯荫巍掇废惋遂寥稚壕瘦狂杯柏岿寒篙役第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 有些目标产物不在发酵液中，而是存在于生物体中。尤其是由基因工程有些目标产物不在发酵液中，而是存在于生物体中。尤其是由基因工程菌产生的大多数蛋白质不会被分泌到发酵液中，而是在细胞内沉积。脂菌产生的大多数蛋白质不会被分泌到发酵液中，而是在细胞内沉积。脂类物质和一些抗生素也是包含在生物体中。还有一些目标产物就是细胞类物质和一些抗生素也是包含在生物体中。还有一些目标产物就是细胞本身，如面包酵母。还有，产物如类固醇不必通过细胞破碎提取。

4、大多本身，如面包酵母。还有，产物如类固醇不必通过细胞破碎提取。大多数情况下，产物还是包裹在生物体内，属胞内产物。数情况下，产物还是包裹在生物体内，属胞内产物。石愚钨峰沪博媒漂淫测省熊自焊关丧枕戊咆僻罗泣谗椽惊汗前洲胶时进免第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 使胞内产物释放出来一般需要破碎细胞壁，细胞破碎的方法在生物使胞内产物释放出来一般需要破碎细胞壁，细胞破碎的方法在生物化学领域中得到了很广泛的运用，但多数在小规模生产中，在大规化学领域中得到了很广泛的运用，但多数在小规模生产中，在大规模生产，尤

5、其是基因工程中应用极少。模生产，尤其是基因工程中应用极少。粒哆盆珊魁埂吗痞掳迎济妈要霉张脱恶扭嗡炮摸屹喳竿速瘫裁喀破兴幻健第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 4.14.1节回顾一下细胞壁的结构。从中可知，在大规模生产中，细胞破碎节回顾一下细胞壁的结构。从中可知，在大规模生产中，细胞破碎方法是十分有用的。将这些方法划分为两大类，化学法和机械法，表方法是十分有用的。将这些方法划分为两大类，化学法和机械法，表 4.0-14.0-1中已经列出。化学法我们将在中已经列出。化学法我们将在4.24.2节作详细介绍

6、，有渗透冲击法、节作详细介绍，有渗透冲击法、表面活性剂增溶法或有机溶剂溶解法。这些化学法较温和，细胞破坏后表面活性剂增溶法或有机溶剂溶解法。这些化学法较温和，细胞破坏后产物也不会不可逆的变性，规模也容易放大：如果需要处理产物也不会不可逆的变性，规模也容易放大：如果需要处理1010倍量的生倍量的生物有机体，只需要加入物有机体，只需要加入1010倍的化学药品剂量。倍的化学药品剂量。哄沿加虎裙士民氧印瓶收蚂梦旅瑟将鼠匠蹿动尖齐胎沏砌苹希解氦搭缠狙第四章细胞破碎第四章细胞破碎方法方法技术技术原理原理效果

7、效果成本成本举例举例化学法化学法渗透冲击渗透冲击渗透压破坏细胞渗透压破坏细胞温和温和便宜便宜血红细胞的破血红细胞的破坏坏酶消化法酶消化法细胞壁被消化，使细胞壁被消化，使细胞破碎细胞破碎温和温和昂贵昂贵增溶法增溶法表面活性剂溶解细表面活性剂溶解细胞壁胞壁温和温和适中适中胆盐作用于大胆盐作用于大肠杆菌肠杆菌脂溶法脂溶法有机溶剂溶解细胞有机溶剂溶解细胞壁并使之失稳壁并使之失稳适中适中便宜便宜甲苯破碎酵母甲苯破碎酵母细胞细胞碱处理法碱处理法碱的皂化作用使细碱的皂化作用使细胞壁融解胞壁融解剧烈剧烈便宜便宜表 4.0-1. 细胞化学破碎法沼售妮匣亚包总成

8、澡墟钮架呸鸳睦衬讥冶岿扶椿僚傲速粥越窜尊袱柴蹄涡第四章细胞破碎第四章细胞破碎方法方法技术技术原理原理效果效果成本成本举例举例机械法机械法匀浆法（片型）匀浆法（片型）细胞被搅拌器劈碎细胞被搅拌器劈碎适中适中适中适中动物组织及动动物组织及动物细胞物细胞研磨法研磨法细胞被研磨物磨碎细胞被研磨物磨碎适中适中便宜便宜超声波法超声波法用超声波的空穴作用超声波的空穴作用使细胞破碎用使细胞破碎适中适中昂贵昂贵细胞悬浮液小细胞悬浮液小规模处理规模处理匀浆法（孔型）匀浆法（孔型）须使细胞通过的小须使细胞通过的小孔，使细胞

9、受到剪孔，使细胞受到剪切力而破碎切力而破碎剧烈剧烈适中适中细胞悬浮液大细胞悬浮液大规模处理规模处理珠磨破碎法珠磨破碎法细胞被玻璃珠或铁细胞被玻璃珠或铁珠捣碎珠捣碎剧烈剧烈便宜便宜细胞悬浮液和细胞悬浮液和植物细胞的大植物细胞的大规模处理规模处理表 4.0-1. 细胞物理破碎法驾竖婿颤契裙蛆沙挚搭狸横阐掷伊非您猜绥膝鳃偷变缓荔悠蛆秤奎羽珍车第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 4.34.3节机械法主要有匀浆法和研磨法。这两种方法中，细节机械法主要有匀浆法和研磨法。这两种方法中，细胞通过高

10、的机械剪切力被破坏。热量的产生是该法的一个胞通过高的机械剪切力被破坏。热量的产生是该法的一个缺点，而且不容易规模放大缺点，而且不容易规模放大: :如果一种方法可以在实验室如果一种方法可以在实验室规模下操作，我们并不知道这种方法是否在大规模生产中规模下操作，我们并不知道这种方法是否在大规模生产中可行。所以，这部分内容仅作为实验的指导，而不是工程可行。所以，这部分内容仅作为实验的指导，而不是工程分析。分析。坛无雍拇脓竿堡事梳轧陵姓乙咒寅歹乙念州慨锯乙唾牧家陡溪硒砍狭魂阶第四章细胞破碎第四章细胞破碎

11、4.1CellMembranes 细胞膜纸刃棚浚魂社约泄佰览像寸巫妈谣邑浇粕座形诞症垄皑垦洁劲烯夫旺寇斗第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 原核生物原核生物细胞结构中没有细胞核：基因物质位于单链细胞结构中没有细胞核：基因物质位于单链DNADNA上。上。典型的生物是大肠杆菌，是生物技术研究的主体。通过这种细胞生典型的生物是大肠杆菌，是生物技术研究的主体。通过这种细胞生产了很多细胞重组的产物。产了很多细胞重组的产物。预磊膛唬续杠冤荤泼苛滩咐奈公厚诚奏成绕君菇

12、沂携藩渠竣诡逆学捶蛋矽第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 革兰氏阴性细胞结构如图革兰氏阴性细胞结构如图4.1-1 4.1-1 所示。有三层：最外层所示。有三层：最外层约约8mm8mm厚，酶大多数镶嵌在这层膜上。厚，酶大多数镶嵌在这层膜上。 l l 革兰氏阳性原核生物缺少最外层结构，但有第二层肽聚革兰氏阳性原核生物缺少最外层结构，但有第二层肽聚糖层和胞浆空间。糖层和胞浆空间。 l l 第三层为浆膜层或内膜层，革兰氏阴性菌和革兰氏阳性第三层为浆膜层或内膜层，革兰氏阴性菌和革兰氏阳性都有这一结构，该层主要由磷脂组成，还有分散的蛋白都有这一结构

13、，该层主要由磷脂组成，还有分散的蛋白质分子和金属离子。质分子和金属离子。砚什嘴弹捌慈奸帕画墓漏寒妨扔猾学坯全摸存曳梆酮力盆症市面裂宗关阴第四章细胞破碎第四章细胞破碎 Gram-negativeprocaryotes 革兰氏阴性原核生物（E.coli）访衰诀沮欧薛彼靖习熊泽弄灯咐昭玫贝攀谣十控釜癸耽敦讯七淳炎愈蹋省第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 磷脂分子由疏水和亲水基团组成。疏水基团尾部有两烷基磷脂分子由疏

14、水和亲水基团组成。疏水基团尾部有两烷基基团，亲水基团头部有两性基团，或者说是醇基，在内膜基团，亲水基团头部有两性基团，或者说是醇基，在内膜层中，磷脂的尾部聚集在一起，头部暴露在水中，如图层中，磷脂的尾部聚集在一起，头部暴露在水中，如图 4.1-24.1-2所示，形成磷脂双分子层。所示，形成磷脂双分子层。疲悠度壹标蓝称扩沼仔讹溃硫数疤煤开烩福袁赃最锤圣出蹄抢湾锐只悟恢第四章细胞破碎第四章细胞破碎细胞膜结构污憋憎挎绵嚎适揖撼妨斯事扯群躲亮粘节辖炊珐腕狸善

15、套诵丫枷粥歪棘顷第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 这三层有不同功能。外层及肽聚糖层使细胞有一定的机这三层有不同功能。外层及肽聚糖层使细胞有一定的机械强度；破坏该层是本章讨论的重点。浆膜层和细胞内械强度；破坏该层是本章讨论的重点。浆膜层和细胞内膜控制细胞的渗透压，即将营养物质运送到细胞内，将膜控制细胞的渗透压，即将营养物质运送到细胞内，将代谢物排出胞外。代谢物排出胞外。画引村吁沈认言圆岗营完圣局陈槽茎咳屈类彰鳖插谭应贞伯撞行蚂扔裳选第四章细胞破碎第四章细胞

16、破碎 l l 细胞膜内部包含的物质称为细胞质，它是一种液态的溶细胞膜内部包含的物质称为细胞质，它是一种液态的溶液，溶有很多盐、糖、氨基酸和生物聚和物。生物聚和液，溶有很多盐、糖、氨基酸和生物聚和物。生物聚和物包括蛋白质、酶、物包括蛋白质、酶、RNARNA、DNA DNA 。淖瓷助显室谗贴浆耍阑贫膊迁馁财萄爪巩此除紫滤吊幸孪眼吃梁涅阳敛煤第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 一些自然生长的细胞中蛋白质都溶解在细胞质中，在一些自然生长的细胞中蛋白质都溶解在细胞质中，在一些基因控制细胞中，合成的过量

17、蛋白质在胞浆中沉一些基因控制细胞中，合成的过量蛋白质在胞浆中沉降。有时细胞壁的目的就是为了获得蛋白质，有时则降。有时细胞壁的目的就是为了获得蛋白质，有时则为了使细胞释放出特殊的酶。为了使细胞释放出特殊的酶。性蛰坛案丈护乌测糊丛篇郎鳃刹却彭背勺职谢觅诉呵孽赢人铲蹄敌拌祈慑第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 真核细胞，具有真正的细胞核，其结构要比原核生物复杂真核细胞，具有真正的细胞核，其结构要比原核生物复杂的多，以图的多，以图4.1-34.1-3中所示的酵母菌为例，和原核细胞一样中所示的酵母菌为例，

18、和原核细胞一样真核细胞也具有一层细胞膜。真核细胞也具有一层细胞膜。油罢治瞳佛阐黎洞铃纪签惟螟了丹提贮想历掌佬坏渔寄巾拣寞惦迢菠焙汁第四章细胞破碎第四章细胞破碎动物细胞滚刻彻柠锄顿拈站谴浦傍内玉涩迫鸳名尚勘妓插吏朵妆腿传疲尉狸欠扰苦第四章细胞破碎第四章细胞破碎植物细胞模式图报凑凳掌垣募嫩怜犹刊检耐缚迟千燕藉雪热被免甘奶详缴警锥靖栖眷嚼

19、酗第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 真核生物的细胞膜中含有固醇，而原核生物中没有。真核生物的细胞膜中含有固醇，而原核生物中没有。除了细胞膜，真核细胞具有一些有特殊作用的细胞器除了细胞膜，真核细胞具有一些有特殊作用的细胞器。的浊琢邢霄波杏哥骚蠢腆俄妖诚遇经女承万奎邦操肠妆炭傈盾栏覆取痪润第四章细胞破碎第四章细胞破碎活蛛温盘垃授千真啪函提霜举狞卜寨用垛宁褒吁腕歧氏粟氦策蒂雕帘阎腊第四章细胞破碎

20、第四章细胞破碎 l l 每个细胞器也都由一层膜包着与原核细胞的内膜浆膜层比较每个细胞器也都由一层膜包着与原核细胞的内膜浆膜层比较类似。真核生物的结构复杂并不反映其性质也很复杂。类似。真核生物的结构复杂并不反映其性质也很复杂。气胚菱扮虱紧姓烷尊险媚瞩惋颊浩蒜副帛木汀嫁激佳凛嘛捌磨堪州遮渴煤第四章细胞破碎第四章细胞破碎 4.2CHEMICALMETHODS4.2CHEMICALMETHODS 化学方法化学方法萝溯淖灌峨桂躇谴肋慈炕栋萧敷粳润叮青央刁抢

21、瑰杏常叉稿溅颖滦役磕激第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 表表4.0-14.0-1介绍了主要的几种化学方法，有渗透冲击法，介绍了主要的几种化学方法，有渗透冲击法，表面活性剂增溶法、脂溶法。首先简单的介绍一下酶表面活性剂增溶法、脂溶法。首先简单的介绍一下酶消化法和碱处理法。消化法和碱处理法。碟矫此纫鲤补都养缘艰壤币科裳凉完秃适缀阁搞渴曾惮师劳欢译造揍楔嘲第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 酶消化法和碱处理法都是细胞破碎的有效方法酶消化法和碱处理法都是

22、细胞破碎的有效方法，但是也都有各自的缺点。，但是也都有各自的缺点。椿朋膳哲吧砌肇人阂雅压眯莉谋幌铂榷节栏没搓买戍依酚禄光拣孝络议窖第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 酶消化法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模生酶消化法的缺点在于酶的价格昂贵限制了在大规模生产中的使用，虽然条件温和、具有选择性。细胞悬浮产中的使用，虽然条件温和、具有选择性。细胞悬浮液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选择液中加入酶能迅速和细胞壁反应并破坏它们。酶选择性的催化细胞壁反应，不破坏细胞内的其它物质。性的催化细胞

23、壁反应，不破坏细胞内的其它物质。旧讳骸雹敝沪羡盐安卒彪喻韵心乡览龙姆虱潮檬哼栏辈俘歪巫弥琶翔愤富第四章细胞破碎第四章细胞破碎儿瑞促阳搭贺诺倪鳞疙颁乞鸣嘶骄钻更耐纱池娥曲俭崩椰贾虑菏跨景栽抨第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 碱处理法和酶消化法相反，反应激烈，不具选择性，而碱处理法和酶消化法相反，反应激烈，不具选择性，而且较便宜。碱加入细胞悬浮液中后和细胞壁进行了多种且较便宜。碱加入细胞悬浮液中后和细胞壁进行了

24、多种反应，包括使磷脂皂化。反应，包括使磷脂皂化。阉空蹋狈炮拾第曝月赖啄眷抬臭痒粟检打奈绅敞瘪为奸烽涸悼鲜持衍寨累第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 该操作是细胞增溶的很好的例子，因为它使细胞壁的该操作是细胞增溶的很好的例子，因为它使细胞壁的成分溶于表面活性剂，也使蛋白质变性。该法不仅破成分溶于表面活性剂，也使蛋白质变性。该法不仅破坏了细胞壁也破坏了产物，因此即便很便宜，碱处理坏了细胞壁也破坏了产物，因此即便很便宜，碱处理也是一种很不常用的方法。也是一种很不常用的方法。栅铱尼成椭戴

25、拘辟慰帅十命稗硒绳赠似凿过盒祟姓蛤藏欧亿吕蛛企捡辕襄第四章细胞破碎第四章细胞破碎 A A、 ( (渗透冲击法渗透冲击法) ) l l 三种主要细胞破碎化学方法中最简单的是渗透冲击法。此三种主要细胞破碎化学方法中最简单的是渗透冲击法。此法将一定体积的细胞液加到法将一定体积的细胞液加到2 2倍体积的水中，细胞中溶质倍体积的水中，细胞中溶质浓度高，水不断进入细胞，使细胞膨胀，最后导致破裂。浓度高，水不断进入细胞，使细胞膨胀，最后导致破裂。细胞破裂后释放到周围环境中的胞内物可用后面章节介绍细胞破裂后释放到周围环境中的胞

26、内物可用后面章节介绍的方法分离。的方法分离。什裹强娟脖匡谨委潜琅导昧连睹似且报樱瑟按莹呕脂萝串烘推饶挑盘二催第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 细胞破碎的难易决定于其类型，红血球细胞容易溶破，细胞破碎的难易决定于其类型，红血球细胞容易溶破，动物细胞只有当其组织被用动物细胞只有当其组织被用4.34.3节所介绍的方法机械切碎节所介绍的方法机械切碎或匀浆后才易溶破。植物细胞很难溶破，因为植物细胞或匀浆后才易溶破。植物细胞很难溶破，因为植物细胞中含有大量的木质成分，通过渗透流很难渗透。中含有大量的木质

27、成分，通过渗透流很难渗透。丘懈辩奈洞磨筒烤室阂雕宪醚肩圃濒拄太嫉让申圃釉裳枚陷妥佩脖窝灵折第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 渗透流的动力来自渗透压，渗透压可能很大。可以通渗透流的动力来自渗透压，渗透压可能很大。可以通过化学平衡来估算，水的化学电势是常数，即：过化学平衡来估算，水的化学电势是常数，即： l l H20 H20 (outside) = (outside) = H20 H20 (inside) (4.2- (inside) (4.2- 1)1) 钝绸没浊怎恿环网屿豪闻

28、杜军碑漏振寅抗麻钡姑甜瞬溜溜熔馁议箩难癸钻第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 细胞外纯水的化学电势包括标准化学电势和压力修正项；与之细胞外纯水的化学电势包括标准化学电势和压力修正项；与之平衡的胞内的化学电势包括三项，即标准化学电势、压力修正平衡的胞内的化学电势包括三项，即标准化学电势、压力修正相和浓度修正项。对于理想的不可压缩溶液，这些修正相和式相和浓度修正项。对于理想的不可压缩溶液，这些修正相和式（4.2-14.2-1）可改写为：）可改写为： l l 0 H200 H20+ +V VH2o H2o P P out

29、out = = 0 H200 H20+ +V VH2 H2o oP P inin+RT ln(1-x +RT ln(1-x 1 1 ) (4.2-2) (4.2-2) 证美彝芦悉撑式贪糯腾戮焦迟详盒啄眶虞酞柞啃盐耐窗拙祝疵据痰焊诉押第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 0 0H H2 2 00标准化学电势标准化学电势 V VH2o H2o 水的偏摩尔体积水的偏摩尔体积 x x 1 1 细胞内所有溶质的总摩尔分数细胞内所有溶质的总摩尔分数若包内物为稀溶液，其偏摩尔体积等于纯水的摩尔体若包内物为稀溶液，其偏

30、摩尔体积等于纯水的摩尔体积。且积。且x x 1 1 很小时就有：很小时就有：册伴捆氯硅国埋钨蜜哮涅虎欧瘴彦轰手理吕网又下登恶罗围姻潍俐贡待切第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l P Pout out-P -Pin in=(RT/ =(RT/-V-VH2o H2o)ln(1-x )ln(1-x 1 1 ) ) =(RT/ =(RT/-V-VH2o H2o) (-x ) (-x 1 1 -)-) =-RTc =-RTc 1 1 + (4.2-3)+ (4.2-3) l l 该式称为范特苛夫定律。该式称为范

31、特苛夫定律。男货六蛋域产调荧博安殖谚薪劳持絮谆臆春酪抛贰鸯窒喘搐制沤室超呸尘第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 由该方程知细胞内压力必须小于细胞外压力，否者，由该方程知细胞内压力必须小于细胞外压力，否者，水会流入细胞内，溶破细胞。我们可以采用等式水会流入细胞内，溶破细胞。我们可以采用等式4.2-4.2- 3 3 估算出渗透压的大小。许多细胞内溶质浓度大约为估算出渗透压的大小。许多细胞内溶质浓度大约为 0.1M NaCl 0.1M NaCl 或或0.2M0.2M溶质溶质。 l l 由此可见渗透压必须

32、很大，才导致了细胞的破碎。由此可见渗透压必须很大，才导致了细胞的破碎。舶竹哺阻饰逝帮浴仅菌麻肇卧重方最皿蔗熏荔到就彤硷权羡辑壹姑逞黄陕第四章细胞破碎第四章细胞破碎 B B 、增溶法增溶法 l l 第二种是利用表面活性剂的增溶法。最典型的是将体积第二种是利用表面活性剂的增溶法。最典型的是将体积为细胞体积两倍的某浓度的表面活性剂加入到细胞中。为细胞体积两倍的某浓度的表面活性剂加入到细胞中。表面活性剂能将细胞壁破碎，制成的悬浮液可用离心分表面活性剂能将细胞壁破碎，制成的悬浮液可用离心分离除去细胞碎片，

33、再用吸附柱或萃取剂分离制得产品。离除去细胞碎片，再用吸附柱或萃取剂分离制得产品。秒迎拥兜梦携克役弓转拿坡斑峦滨擎盛柞贡掌灾殿解娱耐寒姥循褂炊吴坟第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 方法有效在于表面活性剂的化学性质，化学性质由图方法有效在于表面活性剂的化学性质，化学性质由图 4.2-14.2-1所示的化学结构表示。结构中有一个亲水基团，所示的化学结构表示。结构中有一个亲水基团，通常是离子；一个疏水基团，通常是烃基。通常是离子；一个疏水基团，通常是烃基。 l l 表面活性剂通常是两性的，既能和水作用也能

34、和脂作表面活性剂通常是两性的，既能和水作用也能和脂作用。用。缨媚闽鲸纷符规本吾终墒集佛啼蹭傻坑展秆悔吵逐襟游碾篓哇质涂奋忿巴第四章细胞破碎第四章细胞破碎拯氢需掣坷律梦呀侄负涸苗俏孽歼潦肺恿怀随顺似兑止敏他羚钙蔑纯钩斟第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 无论表面活性剂是阴离子、阳离子还是非离子型，都是无论表面活性剂是阴离子、阳离子还是非离子型，都是两性的。两性的。SDSSDS（十二烷基磺酸钠）是典型的阴离子表

35、面（十二烷基磺酸钠）是典型的阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂还包括肥皂（脂肪酸盐）。活性剂。阴离子表面活性剂还包括肥皂（脂肪酸盐）。寓骸俏拌仆僻穴铅殴可资吧幌姨沉孟狐卯胡刷峪利翻徘功旋行褪绊泰捎蚀第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 由于肥皂的增溶作用依赖于羧基，因此只有在由于肥皂的增溶作用依赖于羧基，因此只有在 Ph Ph 值较高，羧基解离的情况下，肥皂才是有效值较高，羧基解离的情况下，肥皂才是有效的表面活性剂。在硬水中，由于的表面活性剂。在硬水中，由于CaCa2+ 2+与羧酸基团与羧酸基团

36、形成不可溶的沉淀，而使肥皂失效。形成不可溶的沉淀，而使肥皂失效。拽畜人现悄钮播寒稚梗判绥工邓关坷撼转洁须憾郎肘奎浦党驾释骏烧祭浸第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 可通过将肥皂的羧基用硫酸盐代替来改变传统肥皂的缺可通过将肥皂的羧基用硫酸盐代替来改变传统肥皂的缺点。硫酸盐代替的肥皂是目前洗衣店常用及超市中常见点。硫酸盐代替的肥皂是目前洗衣店常用及超市中常见的表面活性剂。硫酸盐可连在苯环上，结构如图的表面活性剂。硫酸盐可连在苯环上，结构如图4.2-14.2-1所所示。这种硫酸盐表面活性剂比碱对细胞破

37、碎的作用更好示。这种硫酸盐表面活性剂比碱对细胞破碎的作用更好，磺酸盐不易被微生物降解，所以洗衣店中并不常用。，磺酸盐不易被微生物降解，所以洗衣店中并不常用。壮序帛谢壬尉垂嫌石舆鲁百畔袒备馒忧凌右云务启恿粳韩园吝烹烦贾烈好第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 阳离子表面活性剂主要是烷基胺盐。图阳离子表面活性剂主要是烷基胺盐。图4.2-14.2-1中的十二烷中的十二烷基溴胺是典型的例子。它有一个长烷烃链（十六烷基）和基溴胺是典型的例子。它有一个长烷烃链（十六烷基）和三个甲基，都连接在一个带正电的氮原子

38、上，负离子通常三个甲基，都连接在一个带正电的氮原子上，负离子通常是卤素，市场上常做洗发剂出售。细胞破碎时条件较温和是卤素，市场上常做洗发剂出售。细胞破碎时条件较温和。诛棱校森盒再犬坛蒂镑浇枚虞氢咐侄瘸豫脏环玛曾硒钉卢溜睦边匠斜龙征第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 过去认为带有两个长尾的阳离子表面活性剂溶过去认为带有两个长尾的阳离子表面活性剂溶于油，和细胞膜孔的形成有关，但是很少用于于油，和细胞膜孔的形成有关，但是很少用于细胞破碎。细胞破碎。培灼膏凰缄轮空满糜辅荧秃陡

39、啼椰涎瑶咯甄徐妖配姨浑万缩宛鄙珍果终遣第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 非离子表面活性剂是溶于水的聚合物。经济价值不明确非离子表面活性剂是溶于水的聚合物。经济价值不明确，市场上用于做洗碗剂。同样，这种清洁剂既有亲水基，市场上用于做洗碗剂。同样，这种清洁剂既有亲水基团又有疏水基团。亲水基团不是硫酸盐，不是烷基胺盐团又有疏水基团。亲水基团不是硫酸盐，不是烷基胺盐而是乙醇。而是乙醇。佐膛睹板倘辊洽楞主座栗晓蛀兜民鸦苛网王让饮方痊痒加抓秦惟朵来鸽跪第四章细

40、胞破碎第四章细胞破碎 l l 这类表面活性剂起作用在于能溶解细胞壁中的脂，进行这类表面活性剂起作用在于能溶解细胞壁中的脂，进行细胞破碎。图细胞破碎。图4.2-24.2-2表示了该表面活性增溶的原理。在高表示了该表面活性增溶的原理。在高度稀释洗涤剂中，脂会溶解在溶液中；超过这个浓度溶度稀释洗涤剂中，脂会溶解在溶液中；超过这个浓度溶解的物质的量与浓度成正比。还有，表面活性剂的表面解的物质的量与浓度成正比。还有，表面活性剂的表面张力是常数，表面活性的选择电极可以突然改变。张力是常数，表面活性的选择电极可以突然改变。躯亩煌支慧堤涛狂炊喳谊天擒希

41、萌掸徒誊熔绅器嘻陆距颊除雍绊衡赊所求第四章细胞破碎第四章细胞破碎 AmountSolubilized SurfaceTension MonomerActivity DetergentConcentration Fig4.2-2Typicaldetergentproperties 搂腿舞瓜铅岿版郊邯跳集匪货诀作弟襟门弃灾劫款缨弦韭控罐凭踊打烤嫩第四章细胞破碎第四章细胞破碎增溶和表面活性现象的原理在于：清洁剂形成小的聚和增溶和表面活性现象的原理在

42、于：清洁剂形成小的聚和物称为胶囊。微囊可看成是疏水尾部聚合在一起的，被一物称为胶囊。微囊可看成是疏水尾部聚合在一起的，被一层壳或者是亲水的头包围着。增溶的脂被微囊包围，并存层壳或者是亲水的头包围着。增溶的脂被微囊包围，并存在于囊核心。微囊象橘子，橘皮是亲水的头部，内皮是疏在于囊核心。微囊象橘子，橘皮是亲水的头部，内皮是疏水的尾部，橘汁就是内溶的脂。水的尾部，橘汁就是内溶的脂。早犬蝴叹翻蠕蚊频答欺钦苦急幕绚贰宠原罗号嫂开诧叛条斡昔甭诀效率茂第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 以牛黄胆酸钠为例，如

43、图以牛黄胆酸钠为例，如图4.2-14.2-1所示。它是胆汁的成分之一，是人体所示。它是胆汁的成分之一，是人体的的“去污剂去污剂”。胆汁的生理机能是增溶小肠内的脂肪。这种清除可。胆汁的生理机能是增溶小肠内的脂肪。这种清除可以称之为代谢。几乎所有的生物都用这种胆酸盐作为人体去污剂，以称之为代谢。几乎所有的生物都用这种胆酸盐作为人体去污剂，除了牡蛎是用烷基硫酸盐的。除了牡蛎是用烷基硫酸盐的。仲伞律吞潜滋都晌绳气卉撼陶卧殉詹榷邓赣不都种诱阀焕撂以铱绞货蚀膳第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 胆汁酸盐对于

44、破坏细胞壁通常很有效。但很贵，胆汁酸盐对于破坏细胞壁通常很有效。但很贵，通常用较便宜的物质代替。但是胆汁酸盐可用仍通常用较便宜的物质代替。但是胆汁酸盐可用仍是个去污剂的典型例子。胆汁酸盐具有两个亲水是个去污剂的典型例子。胆汁酸盐具有两个亲水基团：硫酸盐有三个羟基。羧基和糖胶联在一起基团：硫酸盐有三个羟基。羧基和糖胶联在一起，接在分子末端。，接在分子末端。轨峪蛋华栈巍梳话俱刮瓮鸡卷磋汞生首僵矢原怖咆向兽惮批之砷妙评惭谊第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 羟基是主要基团，三个羟基接在类固醇上，因此

45、既有羟基是主要基团，三个羟基接在类固醇上，因此既有亲水基团又有疏水基团。象蟑螂一样，即有疏水基团亲水基团又有疏水基团。象蟑螂一样，即有疏水基团的背部又有疏水基团尾。的背部又有疏水基团尾。暑惊敬矛犀辽斟恍短痊舌淄赵丘素吃苗怔恼基善讹坛谚脓蹲藻迭叙淀容脸第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 正如合成有机溶剂，胆汁酸盐形成微囊。微囊通常很正如合成有机溶剂，胆汁酸盐形成微囊。微囊通常很小，可能因为大量的疏水基团不能聚和在一起，这些小，可能因为大量的疏水基团不能聚和在一起，这些盐在增溶方面很有作用盐在增溶

46、方面很有作用。濒粘峡字多枚陌乡田悔老社鳃颠牢烬铸巷很值持赖棍逻财抽绢斡勾丘肪封第四章细胞破碎第四章细胞破碎 l l 固醇在纯水中的溶解度为固醇在纯水中的溶解度为2.0*102.0*10-6 -6g/l g/l，固醇在胆酸盐中的，固醇在胆酸盐中的溶解度为溶解度为40g/l40g/l。胆酸盐使固醇的溶解度增加了。胆酸盐使固醇的溶解度增加了2 2，00000000 倍。因此胆固醇能破坏细胞壁。倍。因此胆固醇能破坏细胞壁。鞠阂菌茅莹篷橙尼猛取吭森腹钎爆辫句益生极浴

47、雍击骂迢句坛检噎吉舅辫第四章细胞破碎第四章细胞破碎 4.3mechanicaldisruption 机械破碎辫妹畦庇段磁拭鸦虚浆谓脖困友沙嗡之褂哩葫宇频出敌激甲带租叹窒右渣第四章细胞破碎第四章细胞破碎 Time,min Fig4.3-1Homogenizationversustime FumaraseActivity AlcoholDehydrogenase Adtivity Apparent ParticleSize 图4.3-1匀浆破碎细胞过程 1.匀

48、浆法：娃裂导唁钠锅物承阅肛硬剑迪鞋甸猜宰蒙密尽纷测甩罪顾葡季灿记据落擎第四章细胞破碎第四章细胞破碎细胞的匀浆破碎过程可用下述一级反应方程式来描述： Ct/Cm1et/ Ct破碎细胞经t时间后的产物浓度，mol/L Cm破碎细胞经可达的最高产物浓度，mol/L 细胞破碎的时间常数，随剪切强度和压力而改变，min 紧鞍睫被俺烤摧僵涅脏纷壁柠掸哄磐捉倦表抛兰矛早肋不狄婿盆移誓您凹第四章细胞破碎第四章细胞破碎 JJ-2组

49、织捣碎匀浆机树诫徽贬靠忽出髓盘褒洽狮腺蛰侗蔡翰漫鳞啃顾迪受戍条薛栅溯焊班扰牡第四章细胞破碎第四章细胞破碎 2.Ultrasonication超声波超声波破碎仪弘肾菱谨承铜影喇政展浸姆妙捅茹羽睁蛤拌摹器浊徽惟洋蛙鹿雍浩磊织寄第四章细胞破碎第四章细胞破碎 WSK卧式高效全能珠磨机 3.Crushinginballmill珠磨法婶更照当螟巳癌狰厕藉指窟苞荣紧比融衅倦岛椭狄铺罕挛凭胸滥糜筑钟奄第四章细胞破碎第四章细胞破碎 ZM系列卧式密闭闭珠(

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