в та ін.)
Дезінтеграція клітин застосовується в багатьох сферах життя людини, зокрема в біотехнології, для витягання цільового продукту синтезу з біомаси.
Якщо продукт локалізована всередині клітин, їх руйнують, видаляють клітинні оскільки і виділяють продукти з освітленої середовища; секретується продукт виділяють безпосередньо з середовища.
Для відділення біомаси клітин або культуральної рідини використовують сепаратори, осаджувальні центрифуги, фільтр - преси, вакуум - барабанні фільтри, ротаційно-вакуумні фільтри, відстійники. Вибір обладнання залежить від масштабу культирование, типу клітин, властивості культуральної рідини.
Для виділення клітин з великих обсягів культурального середовища (у промислових масштабах) використовують високошвидкісне центрифугування за допомогою відповідних центрифуг полунепреривного дії. Суспензію клітин безупинно подають в барабан центрифуги, клітини концентруються в ньому, освітлена рідина видаляється. Коли барабан заповнюється обложеними клітинами, центрифугу зупиняють і клітини збирають. Незручності цього способу - необхідність зупинки процесу, ймовірність витоку мікроорганізмів оточуючих середу, неможливість повного видалення клітин і середовища.
Альтернативний метод виділення клітин з культуральної середовища - фільтрація через мембрану. Але процес фільтрації швидко сповільнюються за рахунок накопичення клітин на поверхню фільтра. Збільшення тиску фільтрованої середовища дає тимчасовий ефект, так як клітини забивають пори, утворюючи менш проникний шар.
Завершальні стадії біотехнологічних процесів - виділення цільового продукту - істотно різняться залежно від того, накопичується продукт в клітці або він в?? -виділяється в культуральну рідину, або ж продуктом є клітинна біомаса. Найбільш складним є виділення внутрішньоклітинного продукту. При цьому клітини необхідно відокремити від середовища культивування, піддати їх руйнуванню, а потім цільовий продукт очистити від залишків зруйнованих клітин.
Виділення продукту істотно полегшується, якщо він екскретується продуцентом в культуральну рідину. Тому однією з нагальних завдань біотехнології є створення промислових штамів мікроорганізмів, які секретують можливо більше число цінних продуктів в значних кількостях.
Технологія виділення і очищення в значній мірі визначається природою цільового продукту. У ряді випадків існує можливість не використовувати ретельне очищення продукту, якщо він володіє необхідними активностями в неочищеному стані і якщо домішка сторонніх речовин не надає будь-яких небажаних впливів при його використанні. Деякі традиційні біотехнологічні процеси взагалі виключають етап відділення продукту.
3. Методи дезінтеграції клітин
Для дезінтеграції клітин застосовують різноманітні методи. Всі процедури повинні бути одночасно досить жорсткими, щоб зруйнувати клітинну стінку, і досить м'якими для виключення денатурації білка (зміни структури кінцевого продукту).
Всі методи дезінтеграції можна поділити на фізичні, хімічні та хіміко-ферментативні.
. 1 Фізичні методи
бактеріальний клітина мембрана дезінтеграція
До фізичних методів дезінтеграції відносяться: обробка ультразвуком, обертання лопаті або вібратора, балістичне руйнування, продавлювання за допомогою преса, подрібнення твердої замороженої клітинної маси, осмотичний шок, заморожування-відтавання, декомпресія (стиск з подальшим різким зниженням тиску).
· Обробка ультразвуком
Обробка ультразвуком є ??ефективним засобом для руйнування клітинних структур. Цей ефект може бути використаний для вилучення внутрішньоклітинних матеріалів, наприклад, крохмалю з матричної клітини.
Ультразвукова обробка поперемінно генерує хвилі високого і низького тиску в оброблюваної рідини. Під час циклу низького тиску ультразвукові хвилі створюють дрібні вакуумні пухирці, які з силою лопаються під час циклу високого тиску. Дане явище носить назву кавітації. Внутрішній вибух кавітаційних бульбашок викликає виникнення сильних гідродинамічних сил зсуву.
Сили зсуву поділяють волокнистий клітинний матеріал на дрібні частинки і руйнують стінки клітинної структури, вивільняючи, тим самим, багато внутрішньоклітинного матеріалу. Крім цього, матеріал стінок клітини руйнується на дрібні осколки.
Даний ефект може бути використаний для ферментації, вилуговування та інших процесів перетворення органічних речовин. Після помелу та подрібнення ультразвукова обробка створює більше внутрішньоклітинного матеріалу; при цьому у ферментах утворюється оскільки стінок кл...
