试简述固定化细胞和固定化原生质体在结构,特性,制备条件方面的区别

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试简述固定化细胞和固定化原生质体在结构,特性,制备条件方面的区别~

1.固定化细胞的结构为具有水不溶性的载体上固定了细胞,并且这些细胞能在一定空间范围内活动;而固定化原生质体的结构为失去细胞壁的细胞,之所以让有细胞壁的细胞失去细胞壁,是因为细胞壁会阻碍胞内物质分泌、氧的传递和营养成分的吸收。
2.固定化细胞特性为:发酵稳定性好,细胞密度高,工程菌的质粒稳定性高;剪切力和其他外界因素对细胞的影响低,细胞不易聚集成团,细胞易于与培养液分离分开;细胞可附着在载体表面生长等。而固定化原生质体的特性为:它在冰箱保存很久后仍具有生产能力,它发酵时的稳定需要渗透压稳定剂的维持。
3.它们在制备时都需要根据自身不同的特性而选用不同的方法来操作,除此之外,固定化原生质体需要用专一破坏细胞壁的酶破坏了细胞壁后才能进行。其中,固定化细胞在制备时需用到包埋法等,所谓包埋法,指的是将细胞包埋在多空载体的内部,可将它分为凝胶包埋法和半透膜包埋法;而固定化原生质体在制备时一般也要用包埋法进行。其中的①凝胶是一种特殊的分散系——溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下相互连接而形成空间网状结构,并且其结构缝隙中充满了可作为分散介质的液体。②半透膜是一种具有选择透过性的膜——小分子可以通过,而大分子不能通过。

(1)微生物种类多,品种齐全;
(2)微生物生长繁殖快,生长周期短,产量高;
(3)培养方法简单,原料来源丰富,价格低廉,经济效益高,并可以通过控制培养条件来提高酶的产量;
(4)微生物具有较强的适应性和应变能力。
(5)可以进行大规模生产
(6)避免原料的浪费

1.固定化细胞的结构为具有水不溶性的载体上固定了细胞,并且这些细胞能在一定空间范围内活动;而固定化原生质体的结构为失去细胞壁的细胞,之所以让有细胞壁的细胞失去细胞壁,是因为细胞壁会阻碍胞内物质分泌、氧的传递和营养成分的吸收。
2.固定化细胞特性为:发酵稳定性好,细胞密度高,工程菌的质粒稳定性高;剪切力和其他外界因素对细胞的影响低,细胞不易聚集成团,细胞易于与培养液分离分开;细胞可附着在载体表面生长等。而固定化原生质体的特性为:它在冰箱保存很久后仍具有生产能力,它发酵时的稳定需要渗透压稳定剂的维持。
3.它们在制备时都需要根据自身不同的特性而选用不同的方法来操作,除此之外,固定化原生质体需要用专一破坏细胞壁的酶破坏了细胞壁后才能进行。其中,固定化细胞在制备时需用到包埋法等,所谓包埋法,指的是将细胞包埋在多空载体的内部,可将它分为凝胶包埋法和半透膜包埋法;而固定化原生质体在制备时一般也要用包埋法进行。其中的①凝胶是一种特殊的分散系——溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下相互连接而形成空间网状结构,并且其结构缝隙中充满了可作为分散介质的液体。②半透膜是一种具有选择透过性的膜——小分子可以通过,而大分子不能通过。

固定化细胞技术是用于获得细胞的酶和代谢产物的一种方法,起源于20世纪70年代,是在固定化酶的基础上发展起来的新技术。由于固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢,所以又称固定化活细胞或固定化增殖细胞。通过各种方法将细胞和水不溶性载体结合,制备固定化细胞的过程称为细胞固定化。
微生物细胞、动物细胞、植物细胞都可以制成固定化细胞。
制备法:吸附法,包埋法

固定化原生质体的特点:
(1)固定化原生质体由于解除了细胞壁这一扩散屏障,可增加细胞膜的通透性,有利于氧气和营养物质的传递和吸收,也有利于胞内物质的分泌,可显著提高产率.
(2)固定化原生质体由于有载体的保护作用,具有较好的操作稳定性和保存稳定性,可反复使用和连续使用较长的时间,利于连续化生产.在冰箱保存较长时间后仍能保持其生产能力.
(3)固定化原生质体易于和发酵产物分开,有利于产物的分离纯化,提高产品质量.
(4)固定化原生质体发酵的培养基中需要添加渗透压稳定剂,以保持原生质体的稳定性.这些渗透压稳定剂在发酵结束后,可用层析或膜分离技术等方法与产物分离.
制备法:
原生质体的制备
◆不同种类的细胞,由于各自细胞壁的组成、结构和性质不同,原生质体的制备方法也不一样.
◆原生质体的制备过程是首先将对数生长期的细胞收集起来,悬浮在含有渗透压稳定剂的高渗缓冲液中.然后加入适宜的细胞壁水解酶,在一定的条件下作用一段时间,使细胞壁破坏.分离除去细胞壁碎片、未作用的细胞以及细胞壁水解酶,而得到原生质体.
◆除去细胞壁所使用的酶应根据细胞壁的主要成分的不同而进行选择.
◇细菌的细胞壁主要成分是肽多糖,所以细菌原生质体制备时主要采用从蛋清中得到的溶菌酶;
◇酵母细胞壁主要由β-葡聚糖构成,故采用β-1,3-葡聚糖酶;
◇霉菌的细胞壁组分比较复杂,除含有几丁质外,还有其他多种组分,故要去除霉菌的细胞壁,则需有几丁质酶与其他有关酶共同作用.
◇植物细胞壁由纤维素、半纤维素和果胶组成,故制备植物原生质体时主要应用纤维素酶和果胶酶.
◆为防止制备得到的原生质体破裂,应加入适当的渗透压稳定剂.如:无机盐、糖类、糖醇等化合物.
◆应选择对数生长期的细胞制备原生质体,以获得较高的原生质体形成率.
◆所加进的细胞壁溶解酶的种类和浓度、酶作用温度,pH值以及作用时间等对原生质体的制备都有明显影响,必须经过试验确定其最佳条件

原生质体是由植物细胞和一些微生物细胞去除细胞壁后所得到的,,,二者在固定化细胞的制作步骤上并没有什么不同,,原生质体就相当于动物细胞,,,二者的区别就在于原生质体是处理后得到的材料有时需要提前制备,,并且原生质体因为去除了细胞壁,,会使得分泌物更容易运出细胞外,所需产物更易于细胞分离等优点。。。


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