تعد نجاح عملية استخلاص المركبات الحياتية (البروتينية الإنزيمية، الهورمونية .. الخ) في الحصول على أكبر كمية من المركبات الحياتية بصورة نشطة وفعالة ولذلك لابد من تكسير الخلايا النباتية أو جدار الأحياء الدقيقة أو فرم الأنسجة الحيوانية حتى يمكن تسهيل عملية استخلاص المركبات.

إذ يمكن الحصول على المكونات الداخلية للخلايا الحيوانية والنباتية عن طريق تكسير جدار هذه الخلايا للحصول على مكوناتها (مثل النواة والمايتوكوندريا وغيرها). إن الخلية النباتية محاطة بجدار وغشاء علــى عكس الخلية الحيوانية التي تكون محاطة بغشاء فقط وان إحاطة الخلية النباتية بجدار وغشاء لإعطاء الخلية النباتية مقاومة تجاه الظروف الخارجية، لذا فهي تحتاج الى ظروف أقوى وأقسى لكسر الجدار النباتي وبناء على ما سبق يمكن تلخيص الطرائق المستخدمة في استخلاص مركبات الكيمياء الحياتية كما يأتي:

1- استخدام الضغط French press

في هذه الطريقة تجبر المحاليل الحاوية على الخلايا المراد تكسير جدرانها من خلال غشاء ذو فتحات صغيرة جداً أقل من قطر الخلايا تحت ضغط مخلخل مما يسبب تحطيم جدران الخلايا. ومن مساوئ هـذه الطريقة هي الفترة الزمنية الطويلة اللازمة لعبور المحاليل من هذه الفتحات الصغيرة.

2- تحطيم جدران الخلايا باستخدام الضغط الأزموزي Osmotic lysis

في هذه الحالة تستخدم محاليل ذات تراكيز واطئة Hypotonic solution عبر جدران الخلايا مما تسبب توليد ضغط أزموزي يؤدي الى تحطيم جدران الخلايا. وتكون هذه العملية بطيئة جداً.

3- طريقة التجنيس Homogenization

تستخدم هذه الطريقة عادة في الأنسجة الحيوانية سريعة التلف مثل الأمعاء أو الكبد (الشكل 21-13) ومعظم الإنزيمات المستخلصة في هذه الطريقة هي من مجموعة اللايبيز Lipases. إلا أن لهذه الطريقة مساوئ وهي ان عملية الطحن تولد حرارة التي قد تؤدي الى تغيير الصفات الطبيعية للبروتين (المــسـخ Denaturation) لذا لا تطبق هذه الطريقة عادة إلا عند استخدام وسط بارد (وسط ذو درجــة حــرارة منخفضة) لتقليل درجة الحرارة المتولدة.

4- استخدام الخلاطات Blender

وهو عبارة عن خلاط خاص من نوع حديد مغلون Stainless steel ويستخدم بكفاءة عالية في استخلاص الإنزيمات من المصادر النباتية وبصفة خاصة مجموعة إنزيمات السليوليز Cellulases

5- الطحن في وجود الرمل Grinding with sand

تستخدم هذه الطريقة لاستخلاص الإنزيمات من الأحياء الدقيقة وخاصة الخمائر والفطريات حيث لابد من تكسير جدار الخلايا والإنزيمات المستخلصة معظمها هي من مجموعة بروتينيز Proteinase.

6- الرج في وجود الزجاج المجروش Shaking with fine glass beads

تستخدم هذه الطريقة بصفة رئيسية في استخلاص مجموعة إنزيمات الأميليز Amylase من البكتيريا الصعوبة تكسير الجدار الخلوي.

7- استخدام الاهتزازات أو الموجات فوق الصوتية Sonic oscillation

وهي طريقة معقدة نسبياً وتحتاج لحذر شديد أثناء التشغيل ونظراً لصعوبة استخدام هذه الأجهزة فتقتــصــر على الأبحاث العلمية المتقدمة وتصلح لاستخلاص جميع الإنزيمات من جميع المصادر. تتولد أثناء إجراء عملية تحطيم أو تكسير الخلايا حرارة قد تعمل على فقدان فعالية الإنزيمات لذلك يفضل خفض درجة الحرارة المتولدة باستخدام وسط بارد وتكون عملية التحطيم باستخدام جهاز الاهتزازات فوق الصوتية على نوعين:

أ- حمام الموجات فوق الصوتية Bath sonifier

وهو يشبه الحمام المائي Water bath ولكن مجهز بوحدة لتوليد الموجات فوق الصوتية فعند تشغيل الجهاز يتولد ذبذبات (موجات) يؤدي الى تذبذب الماء واهتزازه ، إذ توضع الأنبوبة الزجاجية الحاوي علــــى المادة المراد تكسير جدران خلاياها في الحمام ثم يتم تشغيل الجهاز فتتولد اهتزازات التي تعطي طاقة تعمل على تكسير الخلايا لكن في هذه الحالة تكون الطاقة قليلة قد لا تنفع لاستخدامها في تكسير جـداران الخلايا النباتية لان الذبذبات (أو) الموجات) تنتقل من الحمام الى الأنبوب ثم الى النموذج وليست بشكل مباشر.

ب- جهاز الموجات فوق الصوتية الحاوي على عمود التيتانيوم Probe sonifier

تنتقل الموجات فوق الصوتية في هذه التقنية مباشرة الى النموذج من خلال المحرك المصنوع مـــن التيتانيوم الذي يلامس النموذج ويتحرك الى اليمين والى اليسار بسرعة فائقة ونتيجة الحركة يترسب قسماً ، جزيئات التيتانيوم في النموذج وترتفع درجة الحرارة لذا يجب استخدام التبريد للنموذج لمنع عملية المسخ للبروتين وتستخدم هذه الطريقة ليس بصورة مستمرة بل بصورة متقطعة تشغيل ثم توقيف للتقليل من الحرارة الناتجة عن حركة المحرك وان الموجات الصوتية تؤدي الى كسر جدران الخلايا القوية لان الطاقة سوف تنتقل مباشرة الى النموذج.

8- التجميد والتذويب Freezing and thawing

تستخدم كبديل لأي من الطرائق السابقة وخاصة في الأنسجة النباتية وهي من الطرائق الأكثر استخداماً وتطوراً وأماناً من الطرائق السابقة بشرط توفر سائل النيتروجين، إذ يضاف سائل النتروجين الى النموذج فتنخفض درجة الحرارة الى ( (150) درجة مئوية تقريبا فيعمل على تجميد السوائل داخل الخلايا فتتمدد حجمها وتكبر وتتكسر جدران الخلايا نتيجة لذلك ثم تترك في درجة حرارة الغرفة لرجوعها الى الحالة السائلة وتعاد العملية عدة مرات لإكمال تكسير جدران الخلايا.

مواضيع ذات صلة

الزنك Zinc

الحديد Iron

المعادن النزرة trace elements

الكلوريد Chloride

الإنزيمات الناقلة للامين Transaminase Enzymes

إنزيم الفوسفاتيز القاعدي Alkaline Phosphatase Enzyme(ALP)

الإنزيمات

البروتينات الدهنية Lipoproteins

الكليسيريدات الثلاثيةTriglycerides (TG)

الكولسترول Cholestrol (Ch)

الدهون Lipides

الكلوبيولين Globulin(GLUB)