細胞破碎檢視原始碼討論檢視歷史
細胞破碎，細胞破碎技術是指利用外力破壞細胞膜和細胞壁，使細胞內容物包括目的產物成分釋放出來的技術。細胞破碎分離提純某一種蛋白質時，首先要把蛋白質從組織或細胞中釋放出來並保持原來的天然狀態，不喪失活性。所以要採用適當的方法將組織和細胞破碎。
不同的生物體或同一生物體的不同部位的組織，其細胞破碎的難易不一，使用的方法也不相同，如動物臟器的細胞膜較脆弱，容易破碎，植物和微生物由於具有較堅固的纖維素、半纖維素組成的細胞壁。[1]
目錄
原理與技術
高壓均質機是由一個高壓柱塞泵及特殊結構的均質閥組成，需處理的物料在柱塞所造成的高壓條件下進入可調節壓力大小的閥組中，失壓後的物料從可調節限流縫隙中以極高的流速（1000米/秒，最高可達1500米/秒）噴出，撞在閥組件之一的衝擊環上
空穴效應
被柱塞壓縮的物料內積聚了極高的能量，通過可調節限流縫隙時瞬間失壓，造成高能釋放引起空穴爆炸，致使物料強烈粉碎細化。（主要應用於均質）
撞擊效應
通過可調節限流縫隙的物料以上述極高的速度，撞擊到用特殊材料製成的的衝擊環上，造成物料粉碎。（主要應用於細胞破碎）
剪切效應
高速物料通過泵腔內通道和閥口狹縫時會產生剪切效應。被三種效應處理過的物料可均勻細化到0.03μm-2μm粒徑。（主要應用於乳化）
利用大腸桿菌、酵母等菌種進行發酵，然後經過破壁後提取細胞內酶、蛋白質等活性的產物是生物工程中的重要技術。而這些工藝中很重要的一步就是細胞破碎。
保持細胞活性
保持細胞活性的最重要參數是溫度和時間，物料在高壓均質閥內部的約0.01秒的瞬間，在高壓的作用下溫度會上升到大約10～15℃。
通過均質閥後在經過高效換熱器的作用下，溫度在2~3秒作用會迅速下降，所以物料在溫度相對較高的條件下僅僅維持最多3秒鐘。
細菌
幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖（peptidoglycan）組成，它是難溶性的聚糖鏈（glycan chain），藉助短肽交聯而成的網狀結構，包圍在細胞周圍，使細胞具有一定的形狀和強度。短肽一般由四或五個胺基酸組成，如L-丙氨醯-D-穀氨醯-L-賴氨醯-D-丙氨酸。而且短肽中常有D-胺基酸與二氨基庚二酸存在。 破碎細菌的主要阻力是來自於肽聚糖的網狀結構，其網結構的緻密程度和強度取決於聚糖鏈上所存在的肽鍵的數量和其交聯的程度，如果交聯程度大。
酵母菌
酵母細胞壁的最裡層是由葡聚糖的細纖維組成，它構成了細胞壁的剛性骨架，使細胞具有一定的形狀，覆蓋在細纖維上面的是一層糖蛋白，最外層是甘露聚糖，由1，6一磷酸二酯鍵共價連接，形成網狀結構。在該層的內部，有甘露聚糖-酶的複合物，它可以共價連接到網狀結構上，也可以不連接。與細菌細胞壁一樣，破碎酵母細胞壁的阻力主要決定於壁結構交聯的緊密程度和它的厚度。
真菌
黴菌的細胞壁主要存在三種聚合物，葡聚糖（主要以β-1，3糖苷鍵連接，某些以β-1，6糖苷鍵連接），幾丁質（以微纖維狀態存在）以及糖蛋白。最外層是α-和β-葡聚糖的混合物，第2層是糖蛋白的網狀結構，葡聚糖與糖蛋白結合起來，第3層主要是蛋白質，最內層主要是幾丁質，幾丁質的微纖維嵌入蛋白質結構中。與酵母和細菌的細胞壁一樣，真菌細胞壁的強度和聚合物的網狀結構有關，不僅如此，它還含有幾丁質或纖維素的纖維狀結構，所以強度有所提高。
植物細胞
對於已生長結束的植物細胞壁可分為初生壁和次生壁兩部分。 初生壁是細胞生長期形成的。 次生壁是細胞停止生長後，在初生壁內部形成的結構。 較流行的初生細胞壁結構是由Lampert等人提出的「經緯」模型，依據這一模型，纖維素的微纖絲以平行於細胞壁平面的方向一層一層敷着在上面，同一層次上的微纖絲平行排列，而不同層次上則排列方向不同，互成一定角度，形成獨立的網路，構成了細胞壁的「經」，模型中的「緯」是結構蛋白（富含羥脯氨酸的蛋白），它由細胞質分泌，垂直於細胞壁平面排列，並由異二酪氨酸交聯成結構蛋白網，徑向的微纖絲網和緯向的結構蛋白網之間又相互交聯，構成更複雜的網路系統。半纖維素和果膠等膠體則填充在網路之中，從而使整個細胞壁既具有剛性又具有彈性。 在次生壁中，纖維素和半纖維素含量比初生壁增加很多，纖維素的微纖絲排列得更緊密和有規則。因此次生壁的形成提高了細胞壁的堅硬性，使植物細胞具有很高的機械強度。
細胞破碎技術
破碎方法可規納為機械法和非機械法兩大類。