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亞細胞構造的離心分離概論

瀏覽次數:3870 發布日期:2005-3-10  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
現代生物學研究常常需要提取和純化細胞及組織中的亞細胞構造(細胞核、質膜、內笪綱、高爾基體、線粒體、溶酶體、微粒體等等)。在經過選擇的最合適的生物體勻漿制備后,用離心法提取和純化亞細胞構造是最常用、也是最有效的實驗手段。
 
(一)勻漿制備:
  將生物體組織剪切成2~3毫米小塊或小片,以每100毫升加濕重5~10克配置組織液,即可用下列各種勻漿設備制備勻漿。
 。╥)帖床式勻漿機:
  最常用,可調速,磨頭可手操作升降的實驗室勻漿機。
常用聚四氟乙烯園柱型帶球形頂端的磨頭。定制的硬質玻璃容器,磨頭在玻璃容器中既旋轉又上下移動。磨頭與容器間隙可根據需要調整在0.05~0.15毫米之間。
  制備某些大溫度敏感的材料,容器可固定在一個封閉園筒中,園筒通以冷卻水,避免勻漿制備過程中這樣品溫度升高。冷卻水可用自來水也可以用低溫循環水槽的外循環冷卻水。
  這種勻漿機最常用于"軟"組織(腦、肝等)的勻漿制備,常用將速在1500轉/分以下,磨頭上下升降5~15次。
 。╥i)剪切型勻漿機。
  轉頭分為硬度、可產生相對剪切運動的多刀刃刀片,轉速較高(10000轉/分)下,可調。適用于較"硬"組織(肌肉,心肌,內臟等等)的勻漿制備。
 。╥ii)高壓 氣體破碎法(主要是N2):20~100大氣壓,10~60分鐘也可以制備勻漿。
 。╥v)超聲波破碎機:可產生很高的液體剪切力。但對生物大分子(DNA,RNA等)有破壞作用,常用于只研究亞細胞結構的勻漿制備。
 。╲)大量樣品用的制備型工業勻漿泵:綜合利用機械剪切與細胞真空炸裂原理制造的高效勻漿(均質)設備用于生產型勻漿制備。
 
(二)過濾:根據樣品的實際情況,在勻漿制備前或會,為了濾去某些不得不 破碎的組織顆粒,可用優質棉布或尼龍布(單層或多層)過濾樣品。
(三)供參考的初步離心法:
 
 
(四)亞細胞構造的進一步純化:
  (i)溶劑:為了避免質膜及其他亞細胞器的損傷,保證在離心過程中組織不變性,常用的溶劑有1mM EDTA, 0.1~1mM PMSF, 5~10mM Tris或Hepes等等,具體配置請參閱有關文獻。
  (ii)差分法:經過多次繁復的差分離心分離也可以純化各種亞細胞器,但常常是事倍功率:很大的離心工作量,得到不太高的純度。由于離心技術的進展,目前已少用,本文不作介紹。(如果有人感興趣,可與作者聯系)
(iii)密度梯度離心法:(略,詳見參考文獻)
① 各種亞細胞構造的沉降系數范圍:
細胞核:5×106~8×106
質膜(大片):105~6×105
質膜(小片):5×101~5×103
內質綱片斷:101~103
溶酶體,線粒體:2×103~8×103
②各種亞細胞器的尺寸及其在典型梯度材料中的浮密度:
名稱
尺寸
密度
(µ m)
蔗糖中
Ficoll
Percoll
Metrizamid
Nycodenz
3~12
>1.3
/
1.09
1.22
1.23
線粒體
0.5~2
1.19
1.14
1.10
1.16
1.17
溶酶體
0.5~0.8
1.21
/
1.06
1.13
1.15
質膜(大片)小顆粒
3~20
1.16~1.18
~1.05
~1.03
1.14~1.26
1.11~1.19
0.05~3
1.13
內質網
0.05~0.3
1.06~1.23
/
/
/
/
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
③推薦的離心參數
方法
名稱
差分沉降在0.25M蔗糖液中
速率—區帶密度梯度離心5~20g蔗糖液中5℃
等密度離心(ISOPYCNIC)(同左或其他合適介質中)
1000g×10分鐘
500g×10分鐘
4000g×60分鐘
線粒體
10000g×20分鐘
5000g×10分鐘
80000g×100分鐘
溶酶體
10000g×20分鐘
5000g×10分鐘
80000g×100分鐘
內質網
150000g×40分鐘
10000g×20分鐘
100000g×200分鐘
微粒體
100000g×60分鐘
10000g×30分鐘
10000g×360分鐘
質膜大片
10000g×15分鐘
~100000g×100分鐘
~150000g×600分鐘
(小顆粒)
100000g×60分鐘
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
作者:余興明   電話:13764301893,yuxingming@techcomp.cn

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