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生物大分子主要指蛋白質(zhì)（包括酶)和核酸。以蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)與功能為基礎(chǔ)，從分子水平上認識生命現(xiàn)象，已經(jīng)成為現(xiàn)代生物學發(fā)展的主要方向，研究生物大分子，常常需要一些高度純化并具有生物學活性的目的物質(zhì)。
生物大分子的制備工作涉及物理、化學和生物學等各方面的知識，但其主要原理不外乎二個方面。一是利用混合物中幾個組分分配率的差別，把它們分配到可用機械方法分離的兩個或幾個物相中，如鹽析、有機溶劑抽提、層析和結(jié)晶等。二是將混合物置于單一物相中，通過物理力場的作用使各組分分配于不同區(qū)域而達到分離目的，如電泳、超離心、超濾等。
生物大分子制備整個過程一般可分為四個階段：（１)材料的選擇和預(yù)處理；（２)細胞的破碎（有時需進行細胞器的分離)；（３)提取、純化（包括鹽析、有機溶劑沉淀、有機溶劑抽提、吸附、層析、超離心、結(jié)晶等)；（４)濃縮、干燥及保存。
一 材料的選擇和預(yù)處理
動物、植物及微生物都是制備生物大分子的材料，選什么材料主要依據(jù)實驗的目的而定。從工業(yè)生產(chǎn)角度上考慮，注意選擇含量高、來源豐富、制備工藝簡單、成本低的原材料。微生物具有種類多、繁殖快、培養(yǎng)簡便、誘變?nèi)菀缀筒皇芗竟?jié)影響等優(yōu)點，因此，它已成為制備生命大分子物質(zhì)的主要材料之一。選材時，應(yīng)注意它的生長期，微生物生長的對數(shù)期酶和核酸含量較高，可獲得高的產(chǎn)量醫(yī)學全在線搜集整,理jfsoft.net.cn。當選用的微生物菌種接入適當?shù)呐囵B(yǎng)液培養(yǎng)一段時間后，用離心法收集到的上清液，即可用于制備胞外酶和某些輔基等有效成分。而收集到的菌體，經(jīng)破碎細胞處理后則可從中提取其它有效成分。前者可置低溫下短時間貯存，后者可制成凍干粉，在４℃保存，數(shù)月內(nèi)不會變質(zhì)。植物材料必須經(jīng)過去殼、脫脂并注意植物品種和生長發(fā)育狀況不同，其中所含生物大分子的量變化很大，另外與季節(jié)性關(guān)系密切。對動物組織，要選擇有效成分含量豐富的臟器為原料，先進行絞碎、脫脂等處理。對于預(yù)處理好的材料，若不立即進行實驗，應(yīng)冷凍保存，對于易分解的生物大分子應(yīng)選用新鮮材料制備。
二 細胞的破碎及細胞器的分離
(一)細胞的破碎
細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。就真核生物而言，細胞除有細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核外，還有線粒體、質(zhì)體等細胞器。通常人們所需的物質(zhì)有些分泌于細胞外，用適當?shù)娜軇┛芍苯犹崛�；有些則存在于細胞內(nèi)，提取時必須使細胞破碎使生物大分子充分釋放到溶液中。不同生物體，或同一生物體不同的組織，其細胞破碎難易不一，使用方法也不完全相同。如動物胰臟、肝臟、腦組織一般比較柔軟，用普通勻漿器研磨即可；肌肉及心臟組織較韌，需預(yù)先絞碎再作成勻漿。植物肉質(zhì)組織可用一般研磨方法，含纖維較多的組織則必須在高速搗碎器內(nèi)破碎或加砂研磨。許多微生物均具有堅韌的細胞壁，常用自溶、冷熱交替、加砂研磨、超聲波和加壓處理等方法�，F(xiàn)將生物大分子制備中組織細胞破碎的方法分別介紹于下。
1、機械法
主要通過機械切力的作用使組織細胞破碎的方法，常用的器械有：
（1)高速組織搗碎機 適宜于動物內(nèi)臟組織、植物肉質(zhì)種子、葉和芽等材料的破碎。
（2)玻璃勻漿器 由一內(nèi)壁經(jīng)過磨砂的玻璃管和一根一端為球狀（表面經(jīng)過磨砂)的桿組成。操作時，先把絞碎的組織置于管內(nèi)，再套入研桿用手工來回研磨，或把桿裝在電動攪拌器上，用手握住玻璃管上下移動，即可將組織細胞研碎。勻漿器的內(nèi)桿球體與管壁之間一般只有十分之幾毫米，細胞破碎程度比高速組織搗碎機高，機械切力對生物大分子破壞較少。適用于量少的動物臟器組織。
（3)研磨 常用研缽研磨。細菌及植物材料應(yīng)用較多，加入少量的玻璃砂效果較好。
2、物理法
（１)反復(fù)凍融法 把待破碎樣品放至－２０℃以下冰凍，室溫融解，反復(fù)幾次大部分動物性的細胞及細胞內(nèi)的顆粒可被破碎。
（２)冷熱交替法 在細菌或病毒中提取蛋白質(zhì)和核酸時可使用此法。操作時，將材料投入沸水中，維持數(shù)分鐘，立即置于冰浴中使之迅速冷卻，絕大部分細胞被破壞。
（３)超聲波處理法 此法多用于微生物材料，處理效果與樣品濃度和使用頻率有關(guān)。用大腸桿菌制備各種酶，常選用質(zhì)量濃度為50～100mg/ml的濃度，在10～100KH2頻率下處理10至15min。應(yīng)用超聲波處理時應(yīng)注意避免溶液中氣泡的存在，對超聲波敏感的核酸及酶慎用。
（４)加壓破碎法 加氣壓或水壓使每平方英寸達３～５千磅的壓力時，可使90%以上細胞被壓碎，此法多用于工業(yè)上微生物酶制劑的制備。
3、化學及生物化學法
（１)自溶法 將待破碎新鮮生物材料存放在一定的pH和適當溫度下，利用組織細胞中自身的酶系將細胞破壞，使細胞內(nèi)含物釋放出來醫(yī) 學全,在線.搜集.整理jfsoft.net.cn。自溶的溫度，動物材料常選在0～４℃，微生物材料則多在室溫下進行。自溶時，需加少量防腐劑如甲苯、氯仿等以防止外界細菌的污染。因自溶的時間較長，不易控制，所以制備具有活性的核酸或蛋白質(zhì)比較少用。
（２)溶菌酶處理 溶菌酶具有專一地破壞細菌細胞壁的功能，適用于多種微生物，另外，蝸牛酶、纖維素酶也常被選為破壞細菌及植物細胞之用。
（３)表面活性劑處理法 較常用的有十二烷基硫酸鈉（SDS)、氯化十二烷基吡啶、去氧膽酸鈉等。
無論用那一種方法破碎組織細胞時，都在一定的稀鹽溶液或緩沖溶液中進行，一般還需加入某些保護劑，以防止生物大分子的變性及降解。
（二)細胞器的分離
各類生物大分子在細胞內(nèi)的分布是不同的，DNA幾乎全部在細胞核內(nèi)，RNA則主要在胞漿，各種酶在細胞內(nèi)的分布也有特定的位置。因此應(yīng)根據(jù)某一目的物質(zhì)的位置來選取材料。
