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生物大分子主要指蛋白质（包括酶)和核酸。以蛋白质和核酸的结构与功能为基础，从分子水平上认识生命现象，已经成为现代生物学发展的主要方向，研究生物大分子，常常需要一些高度纯化并具有生物学活性的目的物质。
生物大分子的制备工作涉及物理、化学和生物学等各方面的知识，但其主要原理不外乎二个方面。一是利用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中，如盐析、有机溶剂抽提、层析和结晶等。二是将混合物置于单一物相中，通过物理力场的作用使各组分分配于不同区域而达到分离目的，如电泳、超离心、超滤等。
生物大分子制备整个过程一般可分为四个阶段：（１)材料的选择和预处理；（２)细胞的破碎（有时需进行细胞器的分离)；（３)提取、纯化（包括盐析、有机溶剂沉淀、有机溶剂抽提、吸附、层析、超离心、结晶等)；（４)浓缩、干燥及保存。
一 材料的选择和预处理
动物、植物及微生物都是制备生物大分子的材料，选什么材料主要依据实验的目的而定。从工业生产角度上考虑，注意选择含量高、来源丰富、制备工艺简单、成本低的原材料。微生物具有种类多、繁殖快、培养简便、诱变容易和不受季节影响等优点，因此，它已成为制备生命大分子物质的主要材料之一。选材时，应注意它的生长期，微生物生长的对数期酶和核酸含量较高，可获得高的产量医学全在线搜集整,理www.med126.com。当选用的微生物菌种接入适当的培养液培养一段时间后，用离心法收集到的上清液，即可用于制备胞外酶和某些辅基等有效成分。而收集到的菌体，经破碎细胞处理后则可从中提取其它有效成分。前者可置低温下短时间贮存，后者可制成冻干粉，在４℃保存，数月内不会变质。植物材料必须经过去壳、脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同，其中所含生物大分子的量变化很大，另外与季节性关系密切。对动物组织，要选择有效成分含量丰富的脏器为原料，先进行绞碎、脱脂等处理。对于预处理好的材料，若不立即进行实验，应冷冻保存，对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。
二 细胞的破碎及细胞器的分离
(一)细胞的破碎
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。就真核生物而言，细胞除有细胞膜、细胞质和细胞核外，还有线粒体、质体等细胞器。通常人们所需的物质有些分泌于细胞外，用适当的溶剂可直接提取；有些则存在于细胞内，提取时必须使细胞破碎使生物大分子充分释放到溶液中。不同生物体，或同一生物体不同的组织，其细胞破碎难易不一，使用方法也不完全相同。如动物胰脏、肝脏、脑组织一般比较柔软，用普通匀浆器研磨即可；肌肉及心脏组织较韧，需预先绞碎再作成匀浆。植物肉质组织可用一般研磨方法，含纤维较多的组织则必须在高速捣碎器内破碎或加砂研磨。许多微生物均具有坚韧的细胞壁，常用自溶、冷热交替、加砂研磨、超声波和加压处理等方法。现将生物大分子制备中组织细胞破碎的方法分别介绍于下。
1、机械法
主要通过机械切力的作用使组织细胞破碎的方法，常用的器械有：
（1)高速组织捣碎机 适宜于动物内脏组织、植物肉质种子、叶和芽等材料的破碎。
（2)玻璃匀浆器 由一内壁经过磨砂的玻璃管和一根一端为球状（表面经过磨砂)的杆组成。操作时，先把绞碎的组织置于管内，再套入研杆用手工来回研磨，或把杆装在电动搅拌器上，用手握住玻璃管上下移动，即可将组织细胞研碎。匀浆器的内杆球体与管壁之间一般只有十分之几毫米，细胞破碎程度比高速组织捣碎机高，机械切力对生物大分子破坏较少。适用于量少的动物脏器组织。
（3)研磨 常用研钵研磨。细菌及植物材料应用较多，加入少量的玻璃砂效果较好。
2、物理法
（１)反复冻融法 把待破碎样品放至－２０℃以下冰冻，室温融解，反复几次大部分动物性的细胞及细胞内的颗粒可被破碎。
（２)冷热交替法 在细菌或病毒中提取蛋白质和核酸时可使用此法。操作时，将材料投入沸水中，维持数分钟，立即置于冰浴中使之迅速冷却，绝大部分细胞被破坏。
（３)超声波处理法 此法多用于微生物材料，处理效果与样品浓度和使用频率有关。用大肠杆菌制备各种酶，常选用质量浓度为50～100mg/ml的浓度，在10～100KH2频率下处理10至15min。应用超声波处理时应注意避免溶液中气泡的存在，对超声波敏感的核酸及酶慎用。
（４)加压破碎法 加气压或水压使每平方英寸达３～５千磅的压力时，可使90%以上细胞被压碎，此法多用于工业上微生物酶制剂的制备。
3、化学及生物化学法
（１)自溶法 将待破碎新鲜生物材料存放在一定的pH和适当温度下，利用组织细胞中自身的酶系将细胞破坏，使细胞内含物释放出来医 学全,在线.搜集.整理www.med126.com。自溶的温度，动物材料常选在0～４℃，微生物材料则多在室温下进行。自溶时，需加少量防腐剂如甲苯、氯仿等以防止外界细菌的污染。因自溶的时间较长，不易控制，所以制备具有活性的核酸或蛋白质比较少用。
（２)溶菌酶处理 溶菌酶具有专一地破坏细菌细胞壁的功能，适用于多种微生物，另外，蜗牛酶、纤维素酶也常被选为破坏细菌及植物细胞之用。
（３)表面活性剂处理法 较常用的有十二烷基硫酸钠（SDS)、氯化十二烷基吡啶、去氧胆酸钠等。
无论用那一种方法破碎组织细胞时，都在一定的稀盐溶液或缓冲溶液中进行，一般还需加入某些保护剂，以防止生物大分子的变性及降解。
（二)细胞器的分离
各类生物大分子在细胞内的分布是不同的，DNA几乎全部在细胞核内，RNA则主要在胞浆，各种酶在细胞内的分布也有特定的位置。因此应根据某一目的物质的位置来选取材料。
