Rompimiento celular

Rompimiento Celular

Separación y Procesos Biotecnológicos

Caldo de Fermentación
Con Células

Proteínas Intracelular

Separación de Células

Rompimiento Celular

•Células inmovilizadas •Células retenidas Sobrenadante

Sin Células

Separación Material Intracelular

Precipitación Ácidos Nucleicos, Proteasas

Tratamiento de cuerpos incluidos Concentración

Purificación AltaResolución

Refinamiento

Permite •Altos niveles de pureza •Estabilidad del producto

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¿Cuándo se usa?

ROMPIMIENTO DE CÉLULAS ( Cell Disruption)

Los procesos de bio-separación se inician con una separación de la biomasa desde el resto del cultivo. En muchos casos los productos se encuentran en el medio. En estos casos la biomasa se descarta y hasta se puede vender comosub-producto.

Pero en otros casos el producto de interés se encuentra en el interior de las células, en particular la mayoría de las proteínas producidas por manipulación genética de bacterias que no segregan las proteína al medio, pero que son precipitadas en el interior de la células en forma de cuerpos incluidos (“inclusion bodies”) . è Se trata de proteínas intracelulares.

Procesos y Equipos Laliberación de las proteínas intracelulares involucra la ruptura o permeabilización de la pared celular. Los equipos involucrados en esta etapa no han sido diseñados especialmente para el área biotecnológica sino que son prestadas de otras áreas (área de alimentos, de pinturas y pigmentos). Este rompimiento o permeabilización se puede llevar a cabo por dos métodos: •Métodos No - Mecánicos •MétodosMecánicos

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La selección de una u otra técnica dependerá las caracterí sticas del producto se desea purificar,tales como: •Resistencia a: • Medios alcalinos • Solventes • Detergentes • Enzimas • Temperatura • Esfuerzo de corte. La técnica utilizada determinará el tamaño de los desechos que se producirán.

Métodos Mecánicos

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Métodos Mecánicos El rompimiento se lleva a cabo por acciónmecánica, pudiendo ser: • Fricción • Efecto de la presión • Colisiones. Estos métodos incluyen las operaciones unitarias ultrasonido, homogenización , molinos de bolas, etc. de

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

Métodos Mecánicos
TécnicasHomogenizador de cuchillos Homogenizador alta presión

Principios
Las células son rotas en un mezclador
Las células son forzadas a pasar a través de un pequeño orificio lo que produce que se rompan por el esfuerzo de corte

Stress
Moderado

Costos
Moderado

Ejemplos
Rompimiento de tejidos y células animales.
Tratamiento a gran escala de suspensión de células. Rompimiento desuspensiones de células a lo menos en pequeña escala

Fuerte

Moderado

Ultrasonificación

Las células son quebradas en una cavidad ultrasónica
Las células son rotas por medio de una molienda con abrasivos

Fuerte

Caro

Molienda

Moderado

Barato

Molinos de bolas

Las células son trituradas con bodas de acero o vidrio

Fuerte

Barato

Rompimiento a gran escala para suspensionesde células y células de plantas

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Métodos No-Mecánicos Pueden ser de dos tipos: •Agente químicos •Solventes orgánicos • Detergentes • Alcalis • Agua (shock osmótico) •Enzimáticos se trata de enzimas que permeabilizan en forma selectiva las membranas celulares, tales como lisozima, glucanasas, mananasas, etc. Los métodos no-mecánicos son fáciles de escalar, si uno necesita tratar 10 vecesmá s materia orgánica basta con adicionar 10 veces má s reactivo químico o enzimático.

Métodos No-mecánicos
Técnicas
Permeabilización Enzimático

Principios
Permeabilización de la pared celular, lo cual produce el rompimiento de la célula

Stress
Suave

Costos
Caro

Ejemplos
Tratamiento de M. lysodeikticus con lisozima.
Ruptura de Células de Glóbulos Rojos.

Shock Osmótico...