植物細胞組織破碎,通常有,高剪切均質(zhì)破碎/玻璃勻漿器破碎/液氮研磨破碎/超聲波破碎等。今天我們就常用的高剪切均質(zhì)破碎和玻璃勻漿破碎進行簡要說明和對比。

高剪切均質(zhì)破碎植物組織
使用高剪切均質(zhì)機破碎植物組織是一種高效、快速的機械破碎方法,適用小體積到大量樣品處理或?qū)|(zhì)化要求較高的實驗(如蛋白質(zhì)提取、代謝組學(xué)、核酸分離等)。其原理是通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子產(chǎn)生強烈的剪切力,使組織在短時間內(nèi)破碎成勻漿。
樣品預(yù)處理
新鮮植物組織(如葉片、根、莖等)切成小塊,樣品的直徑要小于分散刀頭直徑的1/2。
若樣品較硬(如種子、木質(zhì)部),可先進行預(yù)破碎(可選擇WIGGENS的WMA系列組織到隨機)再均質(zhì)。
樣品與緩沖液比例建議 1:5~1:10(w/v)(如 1 g組織 + 5~10 mL 緩沖液)。
均質(zhì)操作
根據(jù)樣品量選擇合適的均質(zhì)機和分散刀頭小量樣品。(WIGGENS的D-130型均質(zhì)機可以在1.5ml離心管中處理樣品,處理量0.2-1ml。 D500系列均質(zhì)機處理量0.5L-8L。)
低速啟動(5000~10000 rpm)初步破碎組織,避免飛濺。
高速剪切(15000~25000 rpm)處理 10~60 秒(可間歇操作,如 10 秒開 / 10 秒停,防止過熱)。
推薦使用帶有擾流板的均質(zhì)杯,擾流板可以減少均質(zhì)時間提高均質(zhì)效率。
清洗設(shè)備
均質(zhì)完畢后,需要對分散刀頭和分散杯進行清洗,防止殘留物堵塞或腐蝕。推薦使用WIGGENS超聲波清洗機。
根據(jù)樣品特性進行均質(zhì)操作
柔軟組織(如葉片):較低轉(zhuǎn)速(10000~15000 rpm)即可。
纖維/堅硬組織(如根、種子):需更高轉(zhuǎn)速(20000~30000 rpm)或延長處理時間。
多酚/多糖含量高的植物(如茶葉、果實):易氧化或形成粘稠勻漿,可添加 PVP(聚乙烯吡咯烷酮) 或 β-巰基乙醇 減少干擾。
溫度控制
冰浴操作,避免局部過熱導(dǎo)致蛋白變性。如樣品量較大,可分批次處理。
安全防護
戴 護目鏡/面罩,防止樣品飛濺。
確保分散頭浸入液體,避免空轉(zhuǎn)損壞設(shè)備。

手持式均質(zhì)機適合小量樣品破碎

臺式均質(zhì)器適合大量樣品破碎

帶有擾流板的分散杯,提高樣品破碎效率

超聲波清洗機用于轉(zhuǎn)子和分散杯
玻璃勻漿器破碎植物組織
使用玻璃勻漿器破碎植物組織是一種常見的實驗室方法,適用于細胞破碎、細胞器釋放或勻漿制備。
樣品預(yù)處理:使用蒸餾水或緩沖液清潔植物組織(如葉片、根等),切成小塊(約0.5 cm2),若組織較硬,可先液氮冷凍后研磨成粉末,再轉(zhuǎn)入勻漿器。
將組織塊或粉末與適量裂解緩沖液(如PBS、Tris-HCl等,含蛋白酶抑制劑)加入勻漿器內(nèi)管中,液體體積不超過1/3容量。
可根據(jù)需要選擇手動勻漿或電動勻漿。手動勻漿,手握研杵垂直旋轉(zhuǎn),上下輕柔研磨(10-20次),避免氣泡產(chǎn)生;或左右旋轉(zhuǎn)研磨(適用于韌性組織);電動勻漿:控制低速(500-1000 rpm),短時間間歇操作(避免過熱)。
如有必要,操作過程需要對勻漿器進行預(yù)冷,操作要進行冰上操作,減少蛋白,核酸等降解。
玻璃勻漿器切記操作傾斜或用力過猛,容易導(dǎo)致玻璃勻漿器過度磨損或破裂
如果提取的細胞器破裂,需要減少勻漿次數(shù)或更換間隙更大的勻漿器
使用后立即用去離子水沖洗,酒精擦拭或使用超聲波清洗機清洗,防止殘留物干結(jié)。
雙杵玻璃勻漿器有不同的杵缽的間隙,用于細胞器提取或核酸/蛋白提取

中空研杵的類型,可在中空部位加冰,用于低溫勻漿

WOHS頂置電機可用于電動玻璃勻漿器
高剪切均質(zhì)和玻璃勻漿器處理植物組織樣品的對比:
方法 | 適用場景 | 優(yōu)缺點 |
高剪切均質(zhì)機 | 小批量/大批量、快速破碎 | 高效,但可能產(chǎn)熱 |
玻璃勻漿器 | 小樣本、溫和破碎 | 溫和但效率低 |
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