裂解與蛋白質萃取

目前有許多方法可用於破壞細胞並製備其內含物以供分析。一般來說，當樣本包含容易裂解的培養細胞或血細胞時，會使用溫和的方法，而對於較堅韌的細菌或植物細胞，或嵌入結締組織的哺乳類動物細胞，則會使用較強力的方法來破壞。

• Detergent-based lysis：洗滌劑型裂解：洗滌劑裂解是一種溫和的方法，可用於哺乳動物細胞、細菌細胞、酵母菌和植物。將細胞懸浮液輕輕離心並重新懸浮在含有去垢劑的裂解液中，去垢劑會破壞細胞膜。細胞膜被溶解，細胞裂解並釋放出其內含物。如果洗滌劑干擾分析或生產，可能需要在下游將其移除。
• Freeze-thaw lysis:  此方法適用於哺乳動物或細菌細胞的懸浮液。使用液氮快速冷凍細胞懸液。然後解凍樣本，用移液管或輕輕攪拌的方式將樣本重新懸浮在裂解緩衝液中，重複此過程數次。
• 滲透休克：這是一種非常溫和的方法，可能不需要使用洗滌劑就足以裂解懸浮的哺乳動物或細菌細胞。這種方法通常與機械破壞結合，依靠從高滲透介質轉換到低滲透介質，非常適合用於裂解液隨後要分離成亞細胞成分的應用：這種蛋白質萃取方法最常應用於細胞懸浮液。透過插入樣品中的探針，以高頻音波擾亂細胞。聲波會產生一個低壓區域，造成細胞膜破壞。
• 機械方法：可使用各種粗糙但有效的"粉碎和研磨"措施從細胞和組織中提取蛋白質。例如，可使用 Dounce 或 Potter-Elvehjem 均質法，利用液體剪切力破壞細胞膜。組織可使用 Waring 攪拌器或 Polytron® 均質器在冷凍緩衝液中切碎或攪拌均質。可將組織或細胞冷凍於液氮中，然後用含氧化鋁或砂的研杵研磨成細粉。用細玻璃珠快速攪動細胞，破壞細胞壁，對大多數革蘭陽性和革蘭陰性細菌有效。
• 酵素消化法：酵素消化法：從細菌、酵母或嵌入纖維組織中的真核細胞中萃取蛋白質時，經常使用酵素方法，在這些組織中，細胞膜被堅固的保護結構包圍。細胞溶解酵素或混合酵素，例如溶菌酶 (Lysozyme)、溶菌脢 (Mutanolysin)、MetaPolyzyme、Lysonase 及 Pronase，可與組織消化酵素 (例如膠原蛋白酶 (Collagenase)、軟骨蛋白酶 (Chondroitinase)、透明質酸酶 (Hyaloronidase))結合使用，以溶解或破壞細胞壁、包膜、膠囊、殼體或其他單靠機械方法不易剪切的結構。酵素消化後可在裂解緩衝液中進行均質化、音響處理或強力渦旋處理。

此外，由於內源蛋白酶和磷酸酶可能會在細胞破壞時釋放並降解目標分子，因此在細胞破壞和隨後的純化過程中，應使用 蛋白酶和磷酸酶抑制劑，以避免目標失控流失。