FeO/AC微胶囊制备工艺及其固定化细胞培养特性、磁响应性研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qf0909
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本文以当前发酵工业中产物分离为研究背景,以温和、高效的脉冲电场液滴工艺为基础,以生物相容性、经济特性良好的海藻酸钠、壳聚糖为载体材料,添加具有超顺磁性的纳米级四氧化三铁,对Fe3O4/海藻酸钙微球制备工艺及成膜反应条件优化,并对Fe3O4/载细胞海藻酸钙一壳聚糖微胶囊(简写Fe3O4/载细胞AC微胶囊)中细胞培养特性及磁响应性进行了初步探讨。得出如下结论: 1.确定了静电液滴法制备Fe3O4/海藻酸钙微胶囊的最优工艺条件:电压375V,频率0.05Hz,脉宽2ms,海藻酸钠浓度22mg/mL,磁含量0.003g/mL,锐孔孔径700μm,获得了小粒径,强磁响应性的载磁微球。微球具有超顺磁性,磁包封率为66.75%~73.59%。 2.确定了Fe3O4/AC微胶囊成膜反应的最优工艺条件:壳聚糖分子量5万,成膜时间15min,壳聚糖浓度1mg/mL,300~450μm粒径利于成膜,Fe3O4的引入不影响微胶囊膜稳定性。 3. Fe3O4/载细胞AC微胶囊对环境介质具有选择性。培养基中的蛋白胨成分对载细胞微胶囊膜稳定性影响较大,这是由于蛋白胨的复杂成分中含有能对海藻酸盐基质中的配位Ca2+发生竞争螯合的多元酸,使凝胶解聚造成的。 4.Fe3O4在细胞培养体系中的引入对细胞生长特性和状态无明显影响,具有良好的细胞相容性,可作为固定化细胞的磁导向材料;培养体系外加磁场,不影响微球的磁响应性及囊内地衣芽孢杆菌的生长,为在外加磁场下细胞正常生长及磁性微球在线分离提供一定的保障。 5.在Fe3O4/载细胞微囊化培养中,结合固定化细胞对膜稳定性的影响,确定最优制备条件为磁含量0.003g/mL,菌浓为1.5倍菌浓(6.25×106 cells/mL),载磁微胶囊粒径为350μm。 6.由于微囊膜对营养物质的跨膜传递有一定阻滞效应,使得囊内细胞代谢较游离培养有一个短暂的滞后,但微胶囊能够给细胞的生长提供一个相对稳定、均匀的微环境,对细胞正常生长和代谢具有保护和支持作用;Fe3O4/载细胞AC微胶囊具有足够的膜强度,经过四批次培养,微胶囊形态良好,并获得了较高的细胞生物量。
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