天然多糖微載體的制備工藝及微囊化細(xì)胞生長(zhǎng)代謝研究.pdf

1、生物微膠囊技術(shù)是一種很有潛力的新興細(xì)胞固定化方法，微囊化細(xì)胞培養(yǎng)在發(fā)酵、制藥、細(xì)胞移植、人工器官等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。但目前的生物微膠囊存在膜材料成本高，制備工藝復(fù)雜，穩(wěn)定性差，傳遞限制等問(wèn)題，針對(duì)上述問(wèn)題，本文以天然多糖海藻酸鈉和殼聚糖作為微膠囊制備材料，采用脈沖電場(chǎng)制備工藝制備殼聚糖/海藻酸鹽微膠囊，對(duì)其工藝條件和微膠囊的性能進(jìn)行研究，考察了殼聚糖/海藻酸鹽微囊化細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)代謝的影響，為殼聚糖/海藻酸鹽微囊化技術(shù)在細(xì)胞培

2、養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。 主要結(jié)論如下： 1．系統(tǒng)考察了殼聚糖/海藻酸鹽微膠囊的穩(wěn)定性和通透性能。海藻酸鈉溶液濃度對(duì)微膠囊的形態(tài)影響較大，20g/L為最佳濃度；采用殼聚糖與海藻酸鹽凝膠珠進(jìn)行成膜反應(yīng)，增加殼聚糖分子量及溶液濃度，微膠囊穩(wěn)定性提高，但通透性能降低；適當(dāng)延長(zhǎng)成膜反應(yīng)時(shí)間，微膠囊膜穩(wěn)定性提高。以鋅離子和鋇離子為凝膠浴制備的微膠囊穩(wěn)定性優(yōu)于以鈣離子為凝膠浴制備的微膠囊，但通透性能不如海藻酸鈣微膠囊。微膠囊

3、在中性和酸性環(huán)境中的穩(wěn)定性要優(yōu)于堿性環(huán)境。 2．殼聚糖和海藻酸鈉具有良好的生物相容性。微囊化對(duì)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞生長(zhǎng)代謝的影響是一致的，由于微囊膜對(duì)底物和代謝產(chǎn)物傳遞有一定的擴(kuò)散阻力，微囊化細(xì)胞的生長(zhǎng)代謝稍滯后于游離細(xì)胞，但微膠囊能夠消除底物抑制，給細(xì)胞的生長(zhǎng)提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境，使細(xì)胞生長(zhǎng)的穩(wěn)定期延長(zhǎng)。 3．微囊化細(xì)胞在批次培養(yǎng)中底物消耗速率加快，批次培養(yǎng)時(shí)最大菌濃和代謝產(chǎn)物的最高產(chǎn)量均高于初次培養(yǎng)和游離培養(yǎng)；殼聚

4、糖/海藻酸鹽微膠囊具有足夠的膜強(qiáng)度，能夠承受長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)酵培養(yǎng)，可重復(fù)使用，適合于固定化細(xì)胞高密度培養(yǎng)。 4．微膠囊的制備條件對(duì)微囊化細(xì)胞的代謝有一定影響。正交分析結(jié)果表明，微囊化釀酒酵母乙醇產(chǎn)量的影響因素顯著性依次為：殼聚糖分子量、殼聚糖濃度、成膜時(shí)間和pH值。正交試驗(yàn)確定的最優(yōu)工藝條件為：殼聚糖分子量5萬(wàn)、殼聚糖濃度2.0g/L、成膜時(shí)間15min和培養(yǎng)基pH=6.0，在該條件下微囊化釀酒酵母的乙醇產(chǎn)量可達(dá)到13.5g/L，高