大肠杆菌破碎压力

　　细菌的破碎在生物行业的应用是细菌培养完成、离心后的一个重要工艺，这其间所涉及的几个主要技术要点分别是：细菌的重悬，细菌破碎率，温度控制。

　　第一， 细菌重悬

　　细菌的重悬对于每一个做过细菌破碎的用户来说都是非常熟悉的一件事情，培养好的细菌经离心收集之后在破碎之前必须将收集好的菌泥与缓冲液按照一定的配比进行重悬，重悬好之后才能进行破碎。由于高压细胞破碎机对于待处理样品的均一性要求比较高，所以细菌在重悬过程中浓度可以高也可以低，但是菌体在缓冲液中必须悬浮得非常均匀。

　　传统用于细菌重悬的方法通常是玻璃棒搅拌，磁力搅拌或者振动的方式，对于小量样品来说重悬的效果一般都没有问题，但是如果样品量较多时，此类方法耗时非常长，而且重悬的效果不好，而这一工艺很多用户往往由于习惯成自然而没有考虑是否有更好的方法？

　　笔者在第一讲”均质机的大名小名”中介绍过了一种高速剪切分散机，这个设备对于做药剂、食品、化工的用户来说是非常熟悉的一个产品，是所有制备样品所必须的一个设备。其实，这个设备也是一个非常好的细菌重悬的设备！如果样品量在500ml以上，直至吨级的样品，这个设备都有配套的型号提供。如500ml的样品用此设备进行重悬处理时一般只需要1~2min即可达到非常好的重悬效果，经此设备处理后的样品进入高压细胞破碎机进行处理时不会对设备造成任何的损坏，是一个非常好的配套前处理设备。

　　第二， 细胞破碎率

　　为了尽量多的提取细菌里面的目的蛋白，用户们都希望高压细胞破碎机对于细菌的破碎率能达到一个非常好的效果。当然，如果能到100%当然就更好了！如何去测定经细胞破碎机破碎后样品的破碎率呢？一般来说有三种方法：

　　1）显微镜观察法：即分别取相同量的破碎前的菌液样品和破碎后的菌液样品在显微镜下进行观察，数数（根据情况选择是否需要染色），分别数出破碎前菌液视野内的完整菌体数量A和破碎后菌液视野内的完整菌体数B，即可得出细菌破碎率。即：细菌破碎率=100%-B/A*100%

　　这种方法看似比较简单和粗糙，但确实是现实当中一个非常常用，用得最多的一种方法。

　　2）电泳法：将破碎后的样品去跑电泳可得到目的蛋白量A，再与理论目的蛋白量B进行对照即可得到破碎率，即：细菌破碎率=A/B*100%

　　当然，这种检测方法是否准确有一个前提条件，即细菌的破碎过程中目的蛋白的活性没有因为温度或者其他因素而受到影响。

　　3）菌落培养法：将破碎后的样品与破碎前的样品取同样的体积进行菌落培养，破碎后的菌液长出来的菌落数量记为A，破碎前的菌液长出来的菌落数量记为B，细菌破碎率= 100%  -A/B*100%

　　当然，这三种方法都需要做几组对比实验，取平均值来计算其破碎率。至于选用哪种方法则可根据实际情况进行选择。

　　知道了细菌破碎的破碎率如何测定，那么高压细胞破碎机所能达到的细菌的破碎率到底有多高呢？一般来说，大肠杆菌的破碎率可以达到至少95%以上，酵母菌的破碎率可以达到90%以上。当然，不同品牌的设备所需要的工艺也是不一样的，大肠杆菌需要的破碎压力一般在800ar~1500bar，破碎次数一般为1~3次；酵母菌需要的破碎压力一般在1200bar~2000bar，破碎次数一般为3~5次。（后续在介绍不同品牌高压均质机的时候会针对性的做具体说明）

　　第三， 温度控制

　　在前面笔者讲高压细胞破碎机的工作原理时讲到过，细菌在破碎的时候主要是受到爆破力，撞击力和剪切力而起到破碎效果的，而这三个力中爆破力和撞击力是最主要的。从能量学角度来看，细菌在经过高压细胞破碎机的狭缝之前受到了非常高的压力的挤压，这个时候细菌所受到的能量全部是势能，而从狭缝喷射出来时转换成了一部分动能，另外很大一部分则转换成了热能。根据原理来看，所有的高压细胞破碎机都会产生热量，而且压力越高时产生的热量就越多，而由于生物蛋白都具有活性，高温是万万不能容忍的，所以所有的高压细胞破碎机要想在细菌破碎行业得到广泛的使用就必须做好控温措施。

　　关于高压细胞破碎机的冷却方式有很多种，也有几个厂家有非常高效的冷却系统设计，后续笔者会做详细介绍。

　　感谢大家一直以来的支持和帮助，下一讲笔者会主要讲高压细胞破碎机在结构生物学的应用，希望大家多提意见~