【摘要】：近年來,天然多糖作為載體材料常用于細胞、蛋白質、微生物等活性物質的包埋,其中凝膠包埋法具有效率高、操作簡便等優(yōu)點,是目前最常用的方法。海藻酸是最常用的凝膠包埋天然多糖載體,而來源于高等植物細胞壁的雜多糖果膠,與海藻酸具有諸多相似之處。果膠的成凝膠性是其最主要的功能特性,也是其在食品、醫(yī)藥、組織工程等領域的應用基礎。與海藻酸凝膠相比,果膠與低價態(tài)金屬離子所形成的凝膠具有更高的結構穩(wěn)定性與強度,因此是極具開發(fā)前景的多糖材料。作為一種天然來源的多糖材料,果膠具有分子及結構的異質性,而果膠的成凝膠性又與其理化性質密切相關,其成凝膠性及凝膠性能的影響作用規(guī)律尚未完全明晰,因此研究果膠凝膠化作用及其性能的影響規(guī)律,對果膠在固定化細胞及其他生物醫(yī)學領域的應用具有科學價值和意義。1)本文首先開展了果膠的成凝膠性及其固定化細胞的應用可行性研究。采用密度泛函理論計算及等溫滴定量熱等方法研究了果膠與鈣離子的結合方式、鍵合能及反應熱力學參數(shù),結果表明果膠可以與鈣離子形成穩(wěn)定的凝膠結構,隨著果膠酯化度的降低,果膠與鈣離子鍵合能增大,最高可達到2425 kJ/mol。熱力學研究結果顯示,與海藻酸相比,果膠與鈣離子具有較多的結合位點和更強的結合力。選用最常用的兩種商品化果膠為原料,考察了其成凝膠能力,并探索了果膠鈣凝膠微球作為固定化載體用于肝腫瘤細胞系C3A培養(yǎng)的可行性,細胞增殖及活性實驗發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)2周后,細胞增殖率大于5倍,表明不同來源的果膠均可作為固定化細胞載體材料。2)系統(tǒng)開展了果膠的成凝膠性及果膠鈣凝膠性能的影響規(guī)律研究。采用單因素考察與Plackett—Burman設計法,確定了酯化度與果膠濃度是影響果膠鈣凝膠性能的顯著因素。通過Box-Behnken設計與響應面法研究了各因素及其交互作用對果膠成凝膠性及果膠鈣凝膠性能影響規(guī)律,建立了具有顯著性的、預測性好的數(shù)學預測模型,優(yōu)化了果膠鈣凝膠的制備工藝。3)建立了果膠的純化工藝。針對目前尚未有適用于固定化細胞載體應用的純化級果膠原料的現(xiàn)狀,開展了果膠純化工藝研究。選用微膜過濾法去除果膠中的大部分固體雜質,雜質去除率達到56.3%;建立了去除水溶性雜質的凝膠清洗工藝,雜質去除率提高至85.1%;進一步通過吸附法去除殘留的極性雜質,最終建立了包含有過濾、凝膠清洗、吸附、沉淀、干燥的組合純化工藝,雜質去除率大于99%,產品收率達到42.83%± 1.53%。4)開展了純化果膠的性能及應用研究。通過純化前后果膠原料的比較研究發(fā)現(xiàn),純化后的果膠在低濃度(3%,w/v)條件下即可形成形態(tài)及粒徑分布良好的微球,具有更好的成凝膠性,所成凝膠具有更佳的凝膠結構及強度。在制備條件優(yōu)化及材料純化的基礎上,制備了固定化肝腫瘤細胞系C3A微球載體,結果顯示細胞在純化果膠鈣凝膠微球中細胞活性顯著性提高,長時間培養(yǎng)細胞可持續(xù)增殖。5)開展了果膠鈣凝膠微球擔載細胞機理的初步研究。采用電子探針微區(qū)分析及紅外成像技術,研究了載細胞果膠鈣形成及培養(yǎng)過程中的元素分布及分子間相互作用。結果發(fā)現(xiàn),微球內部鈣離子結合位點較少,且包埋過程中細胞的存在影響了果膠與鈣離子的結合,利于形成外密內疏的孔隙結構,為細胞增殖提供了空間。果膠鈣凝膠與細胞分子間具有二聚體氫鍵作用力,有利于細胞的黏附,為細胞的增殖、遷移提供了必要條件。本論文制備出了可用于細胞固定化的純化果膠原料,初步闡明了果膠凝膠化機理,實現(xiàn)了果膠鈣的可控化制備,為果膠在組織工程及生物學領域的應用提供了研究基礎及實驗依據(jù)。
【圖文】：

或微生物等生命物質的生長增殖提供了有利環(huán)境并且利于底物及代謝產物的擴散。逡逑痛邋界遽呢~枴義賢跡保埠Ｔ逅岣頗骸暗翱恰苯峁故疽饌煎義希疲椋紓澹保插澹櫻悖瑁澹恚幔簦椋沐澹潁澹穡潁澹螅澹睿簦幔簦椋錚鑠澹錚駑澹簦瑁邋濉埃澹紓紓猓錚卞澹螅簦潁酰悖簦酰潁邋澹錚駑澹悖幔歟悖椋酰礤澹幔歟紓椋睿幔簦邋澹紓澹戾義希保玻吵Ｓ錳烊輝靨宀牧洗嬖詰奈侍忮義纖淙唬Ｔ逅崮鶴魑赴潭ɑ靨寰哂兄疃嚶諾�，随嫤用及基础研究导{釗�，也辶x舷嗉譚⑾制淙畢藎漢Ｔ逅崮航峁瓜嘍運繕�，孔径分布宽，培养过秤懶易蒂Z鹵話馕鎦實膩義閑孤叮緩Ｔ逅崮涸冢危幔�、Ｋ＋溶液中易降解，并且哉屪酸盐缓冲体系种x岱⑸餼鄯從�，辶x蝦Ｔ逅岣頗禾逑登慷冉檔筒⒆鈧杖芙猓郟擔藎傭賈擄裎锏男孤痘蚴Щ睢Ｒ虼�，蚜T義義霞昂銑尚碌墓潭ɑ靨宀牧鮮鞘直匾彩悄殼骯潭ɑ赴煊蜓芯康鬧氐閿肴鵲恪ｅ義瞎菏搶叢從諑繳叩戎參鏘赴詰奶烊輝傭嗵牽哂泄潭ɑ靨宀牧纖璧奶卣鰨義賢庇牒Ｔ逅峋哂兄詼嘞嗨浦�，壤D叢刺烊�、生午I噯菪粵己�，可託鑸D勱鶚衾胱勇玨義蝦閑緯贍旱齲�，并且与海藻酸割H合啾齲焊頗壕哂懈玫幕導盎榷ㄐ裕義鮮且恢紙銜硐氳墓潭ɑ靨宀牧�。辶x希保徹山峁辜靶災叔義瞎菏搶叢從詬叩戎參鏘赴詰腦傭嗵

本文編號：2626864