细胞破碎技术发展方向

现阶段破碎技术的发展方向多采用组合破碎的方法，有多种破碎方法相结合、与上游过程相结合、与下游过程相结合等。

（一）多种破碎方法相结合                                                                                      

 多种破碎方法相结合的方法有机械法与非机械法、化学法与酶法、多种化学试剂处理、多种酶制剂处理等。化学法与酶法取决于细胞壁膜的化学组成，机械法取决于细胞结构的机械强度，而化学组成又决定了结构的机械强度，组成的变化必然影响到强度的差异，这就是化学法与机械法相结合的原理。

◆机械破碎前预先用硫醇培养酵母细胞，可以大大提高胞内蛋白的收率。糖苷酶被激活，细胞壁中的糖被除去，使细胞壁的强度降低。

◆用蜗牛酶预处理面包酵母菌细胞，然后高压均质。在95Mpa压力下高压匀浆4次，总破碎率接近100%。而单独用95Mpa压力高压均质4次，破碎率只有32%。

（二）与上游过程相结合                                                                                         

1、寄主细胞的选择：选择较易破壁的菌种作为寄主细胞，如革兰氏阴性细菌。

2、与发酵培养条件的结合：在发酵过程中，操作参数如PH、温度、通气量、搅拌转速、稀释率等；培养基；生长期等因素都对细胞壁膜的结构与组成有一定的影响。调节细胞培养参数，改变胞壁成分，提高细胞破壁率。

3、培养过程控制：在发酵培养过程中的细胞生长的后期，加入某些能抑制或阻止细胞壁物质合成的抑制剂（如青霉素、环丝氨酸等），继续培养一段时间后，新分裂的细胞其细胞壁存在缺陷，利于破碎，而有些胞内产物不经破碎即可直接渗透出来。

4、与基因改造的方法结合：用基因工程的方法对菌种进行改造。

5、基因改造-克隆噬菌体溶解基因：在细胞内引入引起噬菌体裂解的基因，培养结束后，控制一定条件（如温度等），激活噬菌体基因，使细胞在一定条件下发生裂解，使细胞自内向外溶解，释放目的产物。

6、基因改造-通过融合表达使目的产物耐高温：将目的产物表达成耐高温型，杂蛋白仍然保持以原特性，那么在细胞破碎和分离过程中，不用低温操作就可保持活性，那么就可在较高温下将目的产物与杂蛋白分开，降低生产成本。               

（三）与下游过程相结合                                                                                        

细胞破碎与固液分离和产品提取过程相结合，也即根据后处理过程的单元操作确定细胞破碎的方法和操作条件。在细胞破碎的同时要考虑产生的细胞碎片对后续纯化工艺的影响。考虑细胞破碎，要进行整体优化，采用最佳的工艺。如多次高压匀浆，可以增加产物的释放量，但经碎片的逐级破碎，产生细小的碎片，对目标产物分离增加难度。