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细胞破壁机

时间:2018-03-23   点击次数:1889次
    细胞破壁机是一种专业的生化实验设备,被广泛应用于生物学、药学、食品科学、农业、化工等领域。其主要功能是将细胞膜破坏,释放出细胞内物质,方便进行分离、纯化、检测等后续实验。相较于传统的破壁方法,它能够提高破壁的效率和效果。本文将重点探讨细胞破壁机的优势和应用场景。
  一、工作原理
  采用高速冲击、高压剪切和摩擦等原理,将细胞膜和细胞壁破坏,使细胞内物质释放出来。其主要分为机械破壁和化学破壁两种方式。
  机械破壁是利用机械力量将细胞破坏。比如高压均质器、超声波破碎器等。其中高压均质器可用于细胞破壁、DNA、RNA等核酸的提取等。而超声波破碎器则适用于生物样品的分散、分离、破碎、合成等,其优点在于操作简便、时间短、效率高。
  化学破壁是利用化学诱导剂将细胞破坏。比如甘油、Tween-20、胰酶等。甘油可用于脂质的破壁,胰酶可用于蛋白质的破壁。化学破壁常常会对细胞内部的生物分子产生一定程度的损伤,从而影响后续的实验结果。
  二、优势
  1、提高粉碎效率
  能够将细胞膜和细胞壁破坏得更加好,从而能够提高粉碎效率,使细胞内的生物分子得到更好的释放。尤其是在分离、提取大分子物质(如DNA、RNA、蛋白质等)时,传统的破壁方法往往效率较低,需要进行多次破碎才能达到理想的效果。而该设备通过高速冲击、高压剪切等方式对细胞进行粉碎,提高了粉碎效率,减少了操作时间。
  2、提高粉碎效果
  传统的破壁方法对不同类型的细胞,其效果差异较大,在一定程度上影响了后续实验结果的准确性。而细胞破壁机能够实现不同细胞类型的精确破壁,保证了其释放出的生物分子数量和质量的稳定性。此外,它也可以根据细胞的硬度、形态等特点进行调整,提高了破壁效果的可控性。
  3、适用范围广
  适用于不同类型的细胞和生物材料的破壁和提取。无论是细胞壁硬度高的藻类、真菌、植物细胞,还是细胞膜脆弱的动物细胞,细胞破壁机都可以实现较好的破壁效果,满足不同实验需要。
  4、操作简单
  以高压均质器为例,只需将样品放入样品管中,选择不同的工作参数(如功率、速度、时间等),就可以开始操作。且不需要大量的操作人员,减少了实验中的难度和误差,提高了实验效率。
  三、应用场景
  1、DNA/RNA纯化
  DNA/RNA的提取是生化实验中的基础步骤,该设备可以快速有效地破坏细胞膜和细胞壁,释放细胞内的DNA/RNA。高压均质器和超声波破碎器是常用的DNA/RNA提取设备,其快速、高效、重复性好的特点使其适用于大规模DNA/RNA样品的提取。
  2、蛋白表达及纯化
  蛋白表达及纯化是药物研发、基因工程、生物制药等领域的核心步骤之一。而破壁是制备高含量蛋白的首要步骤。以高压均质器为例,通过其高速剪切和摩擦的特点,能够迅速释放出蛋白,提高蛋白的提取率和纯度。
  3、细胞膜和细胞壁的研究
  细胞膜和细胞壁是细胞最外层的结构,具有多种生物学功能。细胞破壁机可以破坏细胞膜和细胞壁,使之释放出来,从而方便进行进一步的实验研究。比如结构、组成成分、功能以及与疾病的关系等。
  4、制备微生物发酵物
  微生物发酵物是一种重要的产物,具有令人关注的生物学性质和潜在的生物活性成分。可以提高微生物细胞内物质的释放,全面发挥微生物的生产潜力,提高发酵过程的效率和产量。
  四、总结
  细胞破壁机是一种高效的细胞破壁设备,其能够提高破壁效率和效果,让不同类型的细胞在破壁过程中得到精准的处理。在各领域的应用中,它已成为生化实验中不可少的一环。我认为,未来该设备的应用领域会更多样化,也会不断更新技术,提供更高质量的实验服务。