Дезинтеграция клеток в биотехнологии. Учебное пособие. Шапхаев Э.Г - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

23 24
ные волокна приборе
Мышечное
волокно
Растяжение в измерительном
приборе
5⋅10
3
– 10
4
S.pombe
E.coli
Помол в жидкой среде
(19÷37)⋅10
6
(при 93
0
С)
(19÷37)⋅10
6
(при 93
0
С)
S.pombe Экструзия геля с включенными в
него клетками
44,5⋅F
0
на полюсе (2,2⋅10
8
)
95⋅F
0
на экваторе (4,8⋅10
8
)
(⋅F
0
=5⋅10
6
дин/см
2
)
2.4. Механизм разрушения клеточной
оболочки
В данном разделе рассматривается последователь-
ность явлений, приводящих к разрушению клеточных обо-
лочек. На процесс разрушения оказывает влияние окру-
жающая среда. Она может выступать как пассивный пере-
датчик энергии (механической, тепловой) от дезинтегратора
к клетке, и как активный элемент процесса, интенсивно воз-
действующий на клеточные оболочки (химическое, химико-
экстрактивное, энзиматическое и различные анизоосмоти-
ческие воздействия). В эту среду выходят после разрушения
оболочки целевые клеточные компоненты и претерпевают в
ней изменения. Рассмотрим влияние окружающей среды в
условиях сдвиговых и шоковых воздействий.
2.4.1. Сдвиг
Клетка во льду. Применение ступок с абразивом, ша-
ровых мельниц, дробилок и экструдеров высокого давления
для разрушения замороженных микроорганизмов указыва-
ет, что причины разрушения клеток и микрочастиц твердых
тел во многом подобны. В теории измельчения считается
общепринятым, что разрушение частицы твердого тела
происходит под действием сил удара, раздавливания и сре-
за. Истирание и экструзия замороженных клеток качествен-
но рассматривается с точки зрения «твердого сдвига». При
экструзии происходят фазовые переходы льда I в лед II, а
также во внимание принимается абразивная роль неодно-
родностей в структуре льда, мелких частиц абразива и кле-
ток. При этом считается, что основной причиной разруше-
ния клеток в экструзионных и истирающих дезинтеграторах
является сдвиговое течение твердой среды при температу-
рах не ниже -35
0
С. в дробилках и мельницах, работающих
при более низкой температуре преобладает разрушение
пластично-хрупкого и чисто хрупкого характера.
Сдвиг реологически сложной среды.
В настоящее время применяются рабочие органы и
мелющие тела дезинтеграторов из полимерных материалов.
Разрушение клеток происходит в местах фрикционного кон-
такта мелющих тел из полимеров вязко-упругой реологии.
В работе [8] исследовано разрушение клеток во встря-
хивающем высокоскоростном дезинтеграторе, через рабо-
чую камеру которого барботируется газ: кавитация, ударное
разрушение, режущее и истирающее действия, удар клеток
друг о друга и о поверхности камеры и пластиковых тел. В
основном разрушение происходит за счет вязко-упругого
сдвига. Также примером дезинтеграции клеток за счет сдви-
гового течения реологически сложной среды может быть
метод экструдирования в желатиновом геле.
Жидкий сдвиг. Этот вид сдвига часто рассматривают
для объяснения причин дезинтеграции микробных клеток,
фрагментации их органелл и макромолекул, внешних обра-
зований типа фибрилл, мембран, капсул и т.п. примером
является работа гидроэкструзионного дезинтегратора, прин-
цип действия которого основан на жидком сдвиге. Напротив
в жидкостном экструдере высокого давления считается, что
истинной причиной дезинтеграции клеток является деком-
прессионный шок [7].
2.4.2. Шоковые воздействия 
ные волокна   приборе                                                                  родностей в структуре льда, мелких частиц абразива и кле-
Мышечное      Растяжение   в   измерительном             5⋅103 – 104
волокно       приборе
                                                                                       ток. При этом считается, что основной причиной разруше-
S.pombe                                        (19÷37)⋅106 (при 930С)                  ния клеток в экструзионных и истирающих дезинтеграторах
              Помол в жидкой среде
E.coli                                         (19÷37)⋅106 (при 930С)                  является сдвиговое течение твердой среды при температу-
S.pombe       Экструзия геля с включенными в   44,5⋅F0 на полюсе (2,2⋅108)             рах не ниже -350С. в дробилках и мельницах, работающих
              него клетками                    95⋅F0 на экваторе (4,8⋅108)
                                                                                       при более низкой температуре преобладает разрушение
                                               (⋅F0 =5⋅106 дин/см2)
                                                                                       пластично-хрупкого и чисто хрупкого характера.
     2.4. Механизм разрушения клеточной
                                                                                            Сдвиг реологически сложной среды.
         оболочки
                                                                                            В настоящее время применяются рабочие органы и
     В данном разделе рассматривается последователь-
                                                                                       мелющие тела дезинтеграторов из полимерных материалов.
ность явлений, приводящих к разрушению клеточных обо-
                                                                                       Разрушение клеток происходит в местах фрикционного кон-
лочек. На процесс разрушения оказывает влияние окру-
                                                                                       такта мелющих тел из полимеров вязко-упругой реологии.
жающая среда. Она может выступать как пассивный пере-
                                                                                            В работе [8] исследовано разрушение клеток во встря-
датчик энергии (механической, тепловой) от дезинтегратора
                                                                                       хивающем высокоскоростном дезинтеграторе, через рабо-
к клетке, и как активный элемент процесса, интенсивно воз-
                                                                                       чую камеру которого барботируется газ: кавитация, ударное
действующий на клеточные оболочки (химическое, химико-
                                                                                       разрушение, режущее и истирающее действия, удар клеток
экстрактивное, энзиматическое и различные анизоосмоти-
                                                                                       друг о друга и о поверхности камеры и пластиковых тел. В
ческие воздействия). В эту среду выходят после разрушения
                                                                                       основном разрушение происходит за счет вязко-упругого
оболочки целевые клеточные компоненты и претерпевают в
                                                                                       сдвига. Также примером дезинтеграции клеток за счет сдви-
ней изменения. Рассмотрим влияние окружающей среды в
                                                                                       гового течения реологически сложной среды может быть
условиях сдвиговых и шоковых воздействий.
                                                                                       метод экструдирования в желатиновом геле.
                                                                                            Жидкий сдвиг. Этот вид сдвига часто рассматривают
      2.4.1. Сдвиг
                                                                                       для объяснения причин дезинтеграции микробных клеток,
      Клетка во льду. Применение ступок с абразивом, ша-
                                                                                       фрагментации их органелл и макромолекул, внешних обра-
ровых мельниц, дробилок и экструдеров высокого давления
                                                                                       зований типа фибрилл, мембран, капсул и т.п. примером
для разрушения замороженных микроорганизмов указыва-
                                                                                       является работа гидроэкструзионного дезинтегратора, прин-
ет, что причины разрушения клеток и микрочастиц твердых
                                                                                       цип действия которого основан на жидком сдвиге. Напротив
тел во многом подобны. В теории измельчения считается
                                                                                       в жидкостном экструдере высокого давления считается, что
общепринятым, что разрушение частицы твердого тела
                                                                                       истинной причиной дезинтеграции клеток является деком-
происходит под действием сил удара, раздавливания и сре-
                                                                                       прессионный шок [7].
за. Истирание и экструзия замороженных клеток качествен-
но рассматривается с точки зрения «твердого сдвига». При
                                                                                            2.4.2. Шоковые воздействия
экструзии происходят фазовые переходы льда I в лед II, а
также во внимание принимается абразивная роль неодно-
                                                                             23   24

Страницы