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《浙江大学》 2005年
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大孔、可控孔径NaCS-PDMDAAC生物微胶囊的制备及其应用研究

张俊  
【摘要】:NaCS-PDMDAAC生物微胶囊具有机械强度高、生物相容性好、物化性能稳定等优点,但是该胶囊的膜较为致密,传质受到很大的限制。由于胶囊内部微环境主要受到胶囊内外物质交换速率的控制,因此提高胶囊膜的通透性能够加快细胞生长所需营养物质和代谢产物的传递,改善生存环境,实现高密度培养和大分子产物连续化生产的目的。 本文利用淀粉酶对淀粉的快速降解作用,将淀粉作为致孔剂加入制膜液中,制得胶囊后再加入淀粉酶进行降解,以形成相应的孔径,制备得到了一种大孔的微胶囊。在常规胶囊制备条件优化的基础上,通过对致孔剂种类、淀粉前处理、加入方式的研究,形成了一个可行的制备方法;同时建立了一个用于描述淀粉酶向胶囊内扩散的模型,通过胶囊内淀粉被外部淀粉酶完全降解所需要的时间可以计算得到淀粉酶在囊膜中有效扩散系数,以表征胶囊通透性能,为大孔胶囊制备条件的优化提供了理论依据。在此基础上得到了大孔胶囊制备的优化条件:采用糊化时间小于3min的木薯淀粉作为致孔剂,配制成1.2%糊化淀粉溶液,再加入4%NaCS混合均匀,将此溶液滴加到6%的PDMDAAC溶液中反应40~50min后,形成的胶囊置于30℃1%淀粉酶(粗酶)溶液中直到胶囊内淀粉被完全降解,这样就制备得到了大孔的NaCS-PDMDAAC胶囊。 通过对胶囊性能的检测,大孔胶囊除机械强度略低于常规胶囊外,在胶囊粒径、膜厚等方面都没有明显改变,表明了淀粉致孔对胶囊通透性能改变的独立性。采用扫描电镜对胶囊表面进行观察,发现大孔胶囊内外表面都较常规胶囊疏松;利用细胞的破胞液扩散测定了胶囊的截留分子量,大孔胶囊截留分子量为70kDa,比常规胶囊要大4倍以上;以葡萄糖、VB_(12)、几种氨基酸和蛋白质为模型物质,测定这些物质在常规和大孔胶囊中的扩散过程,并计算得到这些物质在胶囊中的混合扩散系数和膜扩散系数。实验表明大孔胶囊的通透性能要高于常规胶囊,而且随着扩散物质分子量的提高,这种对比更为明显。由此说明采用该方法制备得到的大孔胶囊传质性能得到了较大的提高,同时也有较好的免疫隔离效果,而且通过加入不同浓度的淀粉也可以调节胶囊的通透性能。 以E.coli、Candida kruse和产脂肪酶的假丝酵母为模型细胞包埋于大孔和
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ460

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【引证文献】
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【同被引文献】
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