在现代生物科学研究中，深入探究细胞内的分子机制、蛋白质功能以及基因表达调控等方面，常常需要对细胞进行裂解以获取细胞内的生物分子。细胞裂解是实验研究的关键起始步骤，其方法和试剂的选择直接影响后续实验结果的准确性和可靠性。

一、细胞裂解液的作用机制

1.破坏细胞膜结构

利用去污剂的特性，破坏脂质双分子层，从而使细胞破裂。细胞膜作为细胞的重要屏障，其完整性的破坏是获取细胞内成分的首要步骤。

2.溶解蛋白质

确保细胞内的蛋白质能够充分溶解，以便后续的分离、纯化和分析。蛋白质在细胞内执行着各种生物学功能，其溶解状态对于研究其结构和功能关系至关重要。

3.稳定蛋白质构象

通过使蛋白质变性，使其在裂解过程中保持稳定的状态，避免蛋白质降解或结构改变对实验结果的干扰。

4.抑制酶活性

根据实验目的，裂解液中会添加蛋白酶抑制剂或 DNA/RNA 酶抑制剂。在提取蛋白质时，抑制蛋白酶活性可防止蛋白质被降解；而在提取核酸时，抑制核酸酶活性则能确保核酸的完整性，方便目的物的准确提取和分析。

二、细胞裂解液的有效成分及分类

1.去污剂的结构与分类

细胞裂解液的有效成分通常为去污剂，它由疏水尾端基团和极性亲水头端基团组成。根据亲水基团的不同，去污剂可分为阴 / 阳离子型、非离子型和两性去污剂。

阴 / 阳离子型去污剂

这类去污剂由疏水链和阳离子或阴离子的极性头端基团构成，活性较强，作用剧烈，对蛋白质结构影响较大，且易受 pH、离子强度和反离子性质等因素影响。例如，十二烷基硫酸钠（SDS）是一种常用的阴离子去污剂，在细胞裂解中，它能够强力破坏细胞膜和蛋白质结构，使蛋白质带上大量负电荷，在电泳等实验中具有重要应用。

非离子型去污剂

其头端基团为无极性的亲水基团，是较为温和的表面活性剂。它们可以破坏蛋白质 - 脂质以及脂质 - 脂质之间的连接，但一般不破坏蛋白质 - 蛋白质的连接，大多不能使蛋白质变性，能保留蛋白质的天然构象、功能及相互作用。Triton X - 100、乙基苯基聚乙二醇（NP - 40）和 Tween - 80 等属于此类。NP - 40 在低浓度下就能有效破坏细胞膜，对核膜破坏作用较弱，适用于膜蛋白非变性条件下的溶解，常用于多种蛋白质相关实验。

两性去污剂

两性离子去污剂头端基团亲水性强，含正负电荷各一个，呈电中性。在不同酸碱度溶液中表现不同离子特性，可在任何酸碱度下使用。相对于离子型去污剂，其产生变性较少；相对于非离子型去污剂，能更有效地破坏蛋白质 - 蛋白质键并减少聚集，如 CHAPS 等。

2.缓冲液的选择与作用

裂解液的配置通常采用 Tris 缓冲液。Tris（三羟甲基氨基甲烷）是一种广泛应用于生物化学和分子生物学实验的有机化合物，是核酸和蛋白质的良好溶剂。Tris 为弱碱，在 25°C 下 pKa 为 8.1，其缓冲液有效缓冲范围在 pH7.0 到 9.2 之间。通过加入盐酸调节 pH 值，可获得不同 pH 值的缓冲液，满足各种实验需求。

三、常用细胞裂解液种类及应用

1.NP40 lysis buffer

主要成分为 50mM Tris (pH7.4)、150mM NaCl 和 1% NP - 40。NP - 40 作为温和的非离子型去污剂，1% 浓度可破坏细胞膜，对核膜破坏较弱，结合缓冲液能获取胞浆蛋白，适用于膜蛋白非变性溶解。常用于 Western、IP、co - IP 和 ELISA 等实验。如需裂解细胞核膜获取核蛋白，可采用 1% NP40 + 0.1% SDS（WB 实验）或 1% NP40 + 超声（IP 实验）的方法。

2.SDS lysis buffer

主要成分是 50mM Tris (pH8.1) 和 1% SDS，是一种强力的细胞组织裂解液，可裂解核膜，常用于常规 Western、ChIP 等实验，能有效破坏细胞结构，释放细胞内成分，但对蛋白质结构影响较大。

3.RIPA 裂解液

包含 25mM Tris - HCl (pH7.6)、150mM NaCl、1% NP - 40、1% 脱氧胆酸钠和 0.1% 十二烷基硫酸钠（SDS）。这是一种传统的快速裂解液，可获得用于常规 WB、IP 等实验的蛋白样品，裂解能力较强，能有效溶解细胞蛋白

4.IP 裂解液

组分为 25mM Tris - HCl (pH7.4)、150mM NaCl、1% NP - 40、1% mM EDTA 和 5% 甘油。是改良后的 RIPA 裂解液，具中等强度效力，可高效溶解细胞蛋白，且不会像 RIPA 一样释放染色体组 DNA 或破坏蛋白复合物，适合下游免疫沉淀或亲和吸附应用。

5.Tris - Triton 裂解液

由 10mM Tris (pH7.4)、100mM NaCl、1mM EDTA、1mM EGTA、1% Triton X - 100、10% 甘油、0.1% SDS 和 0.5% 脱氧胆酸钠组成。是非离子型表面活性剂，裂解效力介于 NP - 40 和 SDS 之间，下游应用包括 WB、ELISA、IP 等实验。

6.红细胞裂解液

主要成分有 NH₄Cl、KHCO₃和 Na₂EDTA。氯化铵是主要效应物质，通过造成细胞内外离子浓度差异，使红细胞膨胀裂解，而对白细胞影响较小。该裂解液是温和的红细胞去除方法，常用于组织细胞蛋白与核酸提取、淋巴细胞分离纯化等实验中红细胞的去除，经裂解后的组织细胞可进一步用于多种实验研究。