本文關(guān)鍵詞：基于層層自組裝技術(shù)的大腸桿菌細(xì)胞表面修飾研究

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【摘要】：目前利用生物體(酶、DNA、細(xì)胞)與納米粒子結(jié)合制備復(fù)合仿生材料受到越來越多的關(guān)注。硅藻和雞蛋具有在有機(jī)基底進(jìn)行無機(jī)材料的成核和組裝的能力,使生物體能夠形成具有取向性、固定外形、精密對(duì)稱的完美的無機(jī)結(jié)構(gòu)。但是要在細(xì)胞表面進(jìn)行材料修飾制備復(fù)合仿生材料,面臨很多難題。細(xì)胞表面修飾經(jīng)常是采用精密且復(fù)雜的方法,如利用新陳代謝和基因工程引入非生物官能團(tuán)。雖然這些方法已經(jīng)朝實(shí)現(xiàn)生物相容性改進(jìn),但是直接插入功能基團(tuán)對(duì)細(xì)胞膜的影響仍然存在。 層層自組裝技術(shù)(Layer-by-Layer, LbL)通過靜電相互作用、氫鍵結(jié)合、疏水作用,成功吸附高分子聚合物或者納米粒子層,被廣泛應(yīng)用于制備有機(jī)雜化微囊。通過調(diào)節(jié)各種參數(shù)如pH、離子強(qiáng)度、溫度、濃度,可以影響LbL膜的完整性和機(jī)械強(qiáng)度。選擇生物細(xì)胞作為模板,利用層層自組裝技術(shù)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行聚電解質(zhì)殼或聚電解質(zhì)雜化納米材料層包埋,能夠使細(xì)胞新陳代謝研究處于單細(xì)胞水平。層層自組裝技術(shù)由于成膜驅(qū)動(dòng)力種類較多和相互作用的非特異性,可以輕易地將生物功能大分子、導(dǎo)電聚合物、感光聚合物、磁性納米材料引入到薄膜中去,形成具有生物功能、導(dǎo)電功能、光活性和磁性的功能細(xì)胞。 但是陽離子聚電解質(zhì)存在一定的細(xì)胞毒性,大腸桿菌細(xì)胞對(duì)聚電解質(zhì)尤其敏感,目前利用合成聚電解質(zhì)對(duì)大腸桿菌進(jìn)行單細(xì)胞包埋的研究較少。 本課題正是基于這一新穎的設(shè)計(jì)理念,選用PDDA和PSS在大腸桿菌細(xì)胞表面進(jìn)行層層自組裝包裹半透性薄膜,再通過靜電相互作用結(jié)合二氧化硅納米材料制備人造細(xì)胞。為了降低聚電解質(zhì)對(duì)大腸桿菌的細(xì)胞毒性,減少PDDA和PSS的濃度在細(xì)胞表面的沉積次數(shù)。 本文重點(diǎn)研究了包裹在細(xì)胞表面的薄膜和雜化外殼對(duì)細(xì)胞的表面形貌的影響,以及細(xì)胞的生長(zhǎng)和衰亡情況,取得了重要的研究進(jìn)展。被PDDA包裹的大腸桿菌細(xì)胞仍保持一定的細(xì)胞活性,且二氧化硅外殼能夠保護(hù)細(xì)胞在高滲透壓的環(huán)境中維持原始的細(xì)胞形態(tài)。本課題研究有益于拓寬聚電解質(zhì)在細(xì)胞表面層層自組裝的應(yīng)用領(lǐng)域,為合成聚電解質(zhì)在大腸桿菌細(xì)胞表面的層層自組裝技術(shù)的應(yīng)用提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：細(xì)胞表面修飾 層層自組裝技術(shù) 聚電解質(zhì) 納米材料 單細(xì)胞包埋
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 細(xì)胞包埋技術(shù)9-10
• 1.1.1 凝膠包埋法9-10
• 1.1.2 微囊包埋法10
• 1.2 層層自組裝技術(shù)10-15
• 1.2.1 層層自組裝技術(shù)的概述10-12
• 1.2.2 層層自組裝技術(shù)與生物微膠囊的制備12-15
• 1.2.2.1 層層自組裝技術(shù)制備生物微膠囊的原理12-13
• 1.2.2.2 層層自組裝技術(shù)制備生物微膠囊的優(yōu)點(diǎn)13
• 1.2.2.3 層層自組裝生物微膠囊模板13
• 1.2.2.4 層層自組裝生物微膠囊囊壁材料13-15
• 1.3 層層自組裝技術(shù)在單細(xì)胞包埋中的應(yīng)用15-18
• 1.3.1 單細(xì)胞包埋的研究意義15
• 1.3.2 層層自組裝技術(shù)在單細(xì)胞包埋中的應(yīng)用和發(fā)展15-17
• 1.3.3 層層自組裝技術(shù)在大腸桿菌單包埋中的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本課題的立項(xiàng)依據(jù)及研究方案、意義18-21
• 1.4.1 本課題的立項(xiàng)依據(jù)18-19
• 1.4.2 本課題的研究方案和意義19-21
• 第2章 聚電解質(zhì)層和二氧化硅殼對(duì)大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)的影響21-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器21-23
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)菌種23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法23-26
• 2.2.1 菌種保藏23
• 2.2.2 細(xì)菌培養(yǎng)23-24
• 2.2.3 聚電解質(zhì)在細(xì)菌表面的層層自組裝24
• 2.2.4 單細(xì)菌的二氧化硅包埋24-25
• 2.2.5 掃描電鏡樣品制備25
• 2.2.6 細(xì)胞超薄切片樣品制備25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-34
• 2.3.1 大腸桿菌形態(tài)學(xué)表征26-27
• 2.3.2 包埋后細(xì)胞形態(tài)SEM表征27-28
• 2.3.3 包埋后細(xì)胞原子力顯微鏡表征28-29
• 2.3.4 聚電解質(zhì)的濃度和層數(shù)對(duì)細(xì)胞形態(tài)的影響29-31
• 2.3.5 二氧化硅外殼對(duì)維持細(xì)胞滲透壓的保護(hù)作用31-32
• 2.3.6 二氧化硅外殼厚度表征32-33
• 2.3.7 二氧化硅殼的保留時(shí)間33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第3章 聚電解質(zhì)層和二氧化硅殼對(duì)大腸桿菌細(xì)胞活性的影響36-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料36-38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器36-38
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)菌種38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法38-40
• 3.2.1 聚電解質(zhì)包裹的細(xì)胞的制備38-39
• 3.2.2 單細(xì)菌表面二氧化硅殼的制備39
• 3.2.3 細(xì)胞染色39-40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析40-43
• 3.3.1 細(xì)胞流式分析40-41
• 3.3.2 熒光顯微鏡分析41-42
• 3.3.3 細(xì)胞生長(zhǎng)曲線42-43
• 3.3.4 掃描電鏡圖片43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 結(jié)論與展望44-46
• 4.1 主要結(jié)論44-45
• 4.2 展望45-46
• 致謝46-47
• 參考文獻(xiàn)47-54

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉袖洞,何洋,劉群,雄鷹,付穎麗,馬小軍,虞星炬,袁權(quán);微膠囊及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J];科學(xué)通報(bào);2000年23期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙慶賀;層狀結(jié)構(gòu)生物相容微膠囊的制備及其藥物傳輸性能[D];浙江大學(xué);2006年

2 姜艷軍;基于仿生鈦化和自組裝的酶固定化載體設(shè)計(jì)與制備[D];天津大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉俊奇;生物相容性聚電解質(zhì)模板的制備及其微膠囊的功能研究[D];浙江大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：750025