Ruptura Celular

Rompimiento Celular. Una gran cantidad de productos de interés son intracelulares y para obtenerlos se precisa la desintegración de la célula para liberar su contenido al medio.

Métodos

Mecanicos

 ‐ Homogenizador a presión.

 ‐ Prensa francesa.

 ‐ Ultrasonido.

 ‐ Molino de Bolas o Perlas.

 ‐ Congelación.

 ‐ Mortero.

 ‐ Agitación con Abrasivos.

 ‐ Microfluidizadores.

No Mecanicos:

 - Lisis celular

 - Enzimático

 -Químico (detergentes, disolventes)

• Choque osmótico.

• Permeabilización.

• Disolución lipídica.

• Tolueno 10 % de la biomasa

• Digestión enzimática.

• Enzimas que atacan la pared celular

• Lisozima: ataca la capa de

péptidoglucano de la pared celular.

• Tratamiento alcalino.

 - Físicos (Choque osmótico)

 - Tratamiento Alcalino

 - Termalización

 - Permeabilización

Los métodos mecánicos implican someter a las células a una deformación en fase sólida o líquida. Actualmente los métodos mecánicos son aplicados industrialmente, mientras que los no mecánicos se utilizan principalmente a pequeña escala (laboratorio).

El rompimiento se lleva a cabo por acción mecánica, pudiendo ser:

• Fricción

• Efecto de la presión

• Colisiones.

Estos métodos incluyen las operaciones unitarias de ultrasonido, homogenización , molinos de bolas, etc.

Estos métodos resultan ser agresivos con las proteínas de interés, debido principalmente a la generación de calor. Adicionalmente, el escalamiento resultan ser un problema significativo.

Tecnicas Principio Stress Costos Ejemplo

Homogenizador de

cuchillos Las células son rotas en un mezclador Moderado Moderado Rompimiento de tejidos y células

Homogenizador

a presión Las células son forzadas a pasar a través de un pequeño

orificio lo que produce que se rompan por el esfuezo de corte Fuerte Moderado Trituramiento a gran escala de suspensión de células.

Ultrasonificación Las células son

quebradas en una cavidad ultrasonica Fuerte Caro Rompimiento de

suspensiones de células a lo menos en pequeña escala

Molienda Las células son rotas por medio de una molienda con abrasivos Moderado Barato

Molinos de bolas Las células son trituradas con bolas de acero o vidrio Fuerte Barato Rompimiento a gran escala para suspensiones de

Células animales y células

de plantas

Los métodos no mecánicos utilizan reactivos que pueden ser químicos o enzimáticos, cuyo objetivo es romper o lisar la célula. Uno de los métodos no mecánicos más utilizado a nivel de laboratorio es a través del uso de reactivos químicos como disolventes.

Tratamiento enzimático

Existen enzimas que pueden hidrolizar la membrana celular de microorganismos. Cuando la membrana ha sido suficientemente permeabilizada, algunos compuestos intracelulares pueden ser liberados al medio. Una comparación entre un proceso de rompimiento y otro de permeabilización.

Metodología

El modo de acción es muy simple basta con agregárselo a una suspensión y se produce una reacción muy rápida la cual deteriora la pared celular. La reacción es selectiva y ataca a determinadas estructuras de la pared celular como son las glucanasa, mananasas.

Ventajas: Método suave y selectivo escalable

Desventajas: Costo de la enzima lo hace difícil de utilizar a gran escala.

Microorganismo Enzima Efecto

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