Лекция: Измельчение и гомогенизация

Обычное измельчение используется для облегчения экстракции БАС из сырья. Гомогенизация — т греческого homogenes — однородный. В широком смысле – это «изготовление эмульсий высокой степени дисперсности» однородных по объему. Мы используем этот термин для описания разрушения животных, растительных или микробных клеток (как для облегчения экстракции, так и для доступа к органеллам клеток).

3.5.1. Физические методы

1. Растирание с абразивом в ступке, нативного или замороженного сырья. Универсальный, но трудоемкий и малопроизводительный метод.

2. Мельницы (в том числе и шаровые) – используются для высушенного сырья, особенно растительного.

3. Замораживание-оттаивание. Растущие кристаллы льда разрушают клетки.

4. Ультразвук – действует за счет эффекта кавитации.

5. Пресс Хьюза — продавливание замороженного объекта или смеси его с абразивом через небольшое отверстие под действием высокого давления.

6. Декомпрессия (френч-пресс).

7. Гомогенизаторы типа «блендер» с острыми лопастями — используется в основном для суспендированных в буферах мягких животных и растительных тканей. Используется как правило в лабораториях.

8. Гомогенизаторы, основанные на разрушении микрообъектов в зазоре с градиентом скоростей жидкости. Например гомогенизатор Поттера-Эльвейема (рис. 2).

Этот гомогенизатор представляет собой толстостенную пробирку с притертым к ней стеклянным поршнем, вращаемым электромотором.

Рисунок 2. Гомогенизатор Поттера-Эльвейема.

При сочетании возвратно поступательного и вращательного движении поршня жидкость, содержащая суспензию микрообъектов, проходит через зазор между пестиком и пробиркой. При этом клеточные мембраны разрушаются. Эти приборы способны разрушить только относительно непрочные объекты и применяются в лабораторных масштабах. Аналогичные по принципу действия, но использующие вращающиеся диски вместо поршня, гомогенизаторы используются и в промышленности.

3.5.2. Физико-химические методы

1. Осмотический шок – резкое уменьшение осмотического давления в окружающей клетки среде. Так, для получения теней эритроцитов к эритроцитарной массе добавляют дистиллированную воду.

2. Добавление органических растворителей, например толуола вызывает деструкцию клеточных мембран.

3. Использование ПАВ (поверхностно-активных веществ) также вызывает деструкцию клеточных мембран.

Все эти методы можно использовать для разрушения непрочных клеток, например культур тканей животных.