細胞破碎技術發展方向

現階段破碎技術的發展方向多采用組合破碎的方法，有多種破碎方法相結合、與上游過程相結合、與下游過程相結合等。

（一）多種破碎方法相結合                                                                                      

 多種破碎方法相結合的方法有機械法與非機械法、化學法與酶法、多種化學試劑處理、多種酶制劑處理等。化學法與酶法取決于細胞壁膜的化學組成，機械法取決于細胞結構的機械強度，而化學組成又決定了結構的機械強度，組成的變化必然影響到強度的差異，這就是化學法與機械法相結合的原理。

◆機械破碎前預先用硫醇培養酵母細胞，可以大大提高胞內蛋白的收率。糖苷酶被激活，細胞壁中的糖被除去，使細胞壁的強度降低。

◆用蝸牛酶預處理面包酵母菌細胞，然后高壓均質。在95Mpa壓力下高壓勻漿4次，總破碎率接近100%。而單獨用95Mpa壓力高壓均質4次，破碎率只有32%。

（二）與上游過程相結合                                                                                         

1、寄主細胞的選擇：選擇較易破壁的菌種作為寄主細胞，如革蘭氏陰性細菌。

2、與發酵培養條件的結合：在發酵過程中，操作參數如PH、溫度、通氣量、攪拌轉速、稀釋率等；培養基；生長期等因素都對細胞壁膜的結構與組成有一定的影響。調節細胞培養參數，改變胞壁成分，提高細胞破壁率。

3、培養過程控制：在發酵培養過程中的細胞生長的后期，加入某些能抑制或阻止細胞壁物質合成的抑制劑（如青霉素、環絲氨酸等），繼續培養一段時間后，新分裂的細胞其細胞壁存在缺陷，利于破碎，而有些胞內產物不經破碎即可直接滲透出來。

4、與基因改造的方法結合：用基因工程的方法對菌種進行改造。

5、基因改造-克隆噬菌體溶解基因：在細胞內引入引起噬菌體裂解的基因，培養結束后，控制一定條件（如溫度等），激活噬菌體基因，使細胞在一定條件下發生裂解，使細胞自內向外溶解，釋放目的產物。

6、基因改造-通過融合表達使目的產物耐高溫：將目的產物表達成耐高溫型，雜蛋白仍然保持以原特性，那么在細胞破碎和分離過程中，不用低溫操作就可保持活性，那么就可在較高溫下將目的產物與雜蛋白分開，降低生產成本。               

（三）與下游過程相結合                                                                                        

細胞破碎與固液分離和產品提取過程相結合，也即根據后處理過程的單元操作確定細胞破碎的方法和操作條件。在細胞破碎的同時要考慮產生的細胞碎片對后續純化工藝的影響。考慮細胞破碎，要進行整體優化，采用最佳的工藝。如多次高壓勻漿，可以增加產物的釋放量，但經碎片的逐級破碎，產生細小的碎片，對目標產物分離增加難度。