微囊化技术在生物医学中的应用

本文概述了微囊固定化技术基本应用原理,微囊人工细胞的一般制备方法,各种膜材料的生物、血液相溶性及通透性能.对人工细胞固定化活性碳、树脂、酶及固定化免疫吸附剂、肝细胞在治疗肾衰、肝衰及清除人体内中毒药物、免疫活性物质方面的动物及临床实验和应用,作了一般性介绍.并阐述了固定化技术在临床分析方面的应用.     

光固化聚乙二醇水凝胶及其固定化枯草杆菌的研究

制备了一系列光固化聚乙二醇水凝胶固定化载体，研究了该水凝胶的结构、性能及其固定化枯草杆菌发酵产出α－淀粉酶的特性。结果表明，用水凝胶作载体制备的固定化枯草杆菌具有强度高、对温度和酸碱度变化的适应性强、贮存及重复使用性能好等优点。而且其产出α－淀粉酶的活力比相应的游离细胞高出２０％　以上。固定化细胞半连续发酵１７批，历时３７天，产酶活力仅下降２０％。基本能达到实际应用的要求。     

光固化聚乙二醇水凝胶及其固定化柘草杆菌的研究

制备了一系列光固和乙二醇水凝胶固定化载体，研究了该水凝胶的结构、性能及其固定化枯草杆菌发酵产出α－淀粉酶的特性。结果表明，用水凝胶作载体制备的固定化枯草杆菌具有强度高、对温度和酸碱度变化的适应性强、贮存及重复使用性能好等优点。而且其产出α－淀粉酶的活力比相应的游离细胞高出２０％以上。固定化细胞半连续发酵１７批，历时３７天，产酶活力仅下降２０％。基本能达到实际应用的要求。     

低分子物质在聚乙烯醇水凝胶中的扩散

水凝胶是指一种网络结构中含大量水,而不溶于水的高分子材料。近年来,发现聚乙烯醇(PVA)水溶液在低温冷冻一段时间,可形成强度较高的水凝胶弹性体,用这种水凝胶制得的固定化增殖细胞凝胶,在生物工程材料开发中取得了很好的效果。本文旨在研究低分子物质在PVA水凝胶中的扩散性能。     

液膜固定化细胞甾体转化的研究

本文研究了液膜固定化简单节杆菌进行较大有机分子甾体类的生物转化,结果表明液膜固定化细胞可成功进行氢化可的松→去氢氢化可的松的△′-脱氢反应。研究了液膜固定化细胞的制备、性质和影响甾体转化的各种因素。在某些液膜体系中其转化反应初期的比活力与自由细胞相同。细胞在液膜内可存活较长时间,提高了贮存稳定性。液膜固定化细胞体系基本不受染茵的影响,而自由细胞转化作用明显受抑制。     

海藻酸钠-壳聚糖-粉末活性炭生物微胶囊的传递性能研究

测定不同分子量的聚乙二醇(PEG)溶液透过海藻酸钠-壳聚糖-粉末活性炭(SA-CA-PAC)生物微胶囊的性能,确定了SA-CA-PAC膜的截留分子量在PEG4000以下。研究了葡萄糖、乳糖、氨基酸等小分子的物质在SA-CA-PAC微胶囊中的扩散性能,用数学模型计算出了这些物质在微胶囊的混合扩散系数Dm以及相应的微胶囊膜层中扩散系数D1,结果表明小分子量的物质具有较好的扩散性能,且Dl<相似文献   

SiO_2/Nafion杂化膜固定酶的过氧化氢生物传感器

通过溶胶-凝胶技术制备SiO2/Nafion杂化膜并固定辣根过氧化物酶,以杂化膜中Nafion固定的亚甲基蓝为辣根过氧化物酶和玻碳电极间的电子传递介体,制成了电流型过氧化氢生物传感器。探讨了杂化膜的制备条件、工作电位、pH值、温度、干扰物质等对生物传感器的影响。该生物传感器的线性响应范围为1.0×10-6～1.6×10-4mol/L,检出限(S/N=3)为6.0×10-7mol/L,达到95%稳态响应电流用时少于15s。固定化酶对过氧化氢催化反应的米氏常数为1.129 mmol/L。     

水凝胶的制备及应用

本文回顾了“普通”和“环境敏感”水凝胶的制备方法及其作为生物材料在固定化酶、固定化细胞、免疫测试和药物控制释放等领域的应用。     

壳聚糖基智能凝胶材料及其应用

壳聚糖是一种通过超分子作用形成凝胶的氨基多糖,可形成配合物,如聚电解质配合物,共价配合物和自组装配合物等。壳聚糖基智能凝胶在控制释放载体、分离膜、固定化基质、人工细胞外基质和场响应材料等方面应用前景广阔。     

离子强度对P(HEMA-co-MMA)水凝胶溶胀性能及水的状态的影响

对甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚水凝胶扩散行为、聚合物-溶剂相互作用及水的状态进行了研究。考察了不同NaCl离子强度下水凝胶平衡含水率、扩散系数及聚合物-溶剂相互作用参数的变化关系。研究结果表明,随着NaCl离子强度增大,平衡含水率降低,扩散系数下降,聚合物-溶剂相互作用参数升高。通过DSC测定了水凝胶中冻结水和非冻结水的组成。     

肌红蛋白在海藻酸钠水凝胶中的电化学和电催化特性

海藻酸钠(Sodium Alginate,SA)是由L-葡萄糖醛酸与D-甘露糖醛酸组成的高分子线性糖醛酸,常作为固定化酶包埋材料。本文研究了海藻酸钠水凝胶膜中的肌红蛋白在磷酸盐缓冲溶液中的直接电化学和酶催化性质,探讨了测定H2O2和NO2^-的可能性。     

磁芯负载离子液体凝胶微球的制备、表征及在固定化细胞技术中的应用

选取具有良好生物相容性的壳聚糖(CS)包覆四氧化三铁纳米粒子(Fe₃O₄/CS)作为磁响应材料, 制备了磁芯负载1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)凝胶微球; 对Fe₃O₄/CS及磁芯负载离子液体凝胶微球的组成、 结构、 微观形貌和磁性能进行了表征; 将其应用于固定化细胞技术, 在产紫青霉细胞全细胞生物催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)体系中, 实现了对全细胞生物催化剂和离子液体的快速回收和重复利用. 实验结果表明, 壳聚糖成功包裹Fe₃O₄纳米粒子; Fe₃O₄/CS均匀分布在凝胶微球内部, 并显示出良好的磁性能; 与凝胶微球固定化细胞催化体系相比, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化细胞催化体系中GAMG的产率提高了13.8%; 重复利用实验结果表明, 磁芯负载[BMIM]PF₆凝胶微球固定化产紫青霉细胞在外加磁场的作用下, 易于快速回收, 并且循环再利用9次后相对活性仍保留59.2%.     

海藻酸钠与钙或锌离子凝胶动力学过程研究

测定了海藻酸钠与锌或钙离子交联的凝胶动力学过程，利用线性模型(LAM)对凝胶过程进行了模拟．实验结果表明，钙或锌离子的初始反应速率方程分别为：dCCa/d(t)[mol^-1s^-1]=0.000109C^0.796与dCZn/d(t)[mol^-1s^-1]=0.0000405C^0.317；利用线性模型(LAM)可较好的拟合凝胶全过程；LAM模型计算结果表明，随凝胶离子浓度增加，凝胶离子表观扩散系数增加，凝胶速率加快，完全凝胶时间缩短：在相似的凝胶离子浓度下，钙离子的表观扩散系数大于锌离子的表观扩散系数，表明海藻酸锌完全凝胶时间较长，这与实际凝胶过程相符，主要是锌离子凝胶体系的刚性较强及锌离子半径相对较大造成的。     

两种固定化金属螯合复合亲和膜色谱介质制备

以纤维素滤纸为基质,通过碱处理、环氧活化、偶联亚氨基二乙酸二钠、固定化Ｃｕ＾２＋后制得了大孔纤维素亲和膜。另外,在活化后的膜上通过共价交联覆盖上琼脂糖,制得了具有类似“三明治”结构且性能优于的复合亲和膜,装柱后分别制得固定化金属螯合亲和膜色谱柱。对两种亲和膜进行牛血清白蛋白等温吸附测定显示,两者的最大吸附量分别为１．１７ｍｇ／ｃｍ＾２和１．３０ｍｇ／ｃｍ＾２,与传统的琼脂糖凝胶类介质吸附量相当,表     

溶胶凝胶膜包埋的胰蛋白酶用于高通量蛋白质肽谱分析

采用溶胶凝胶包埋法在96孔板中固定胰蛋白酶,制备高通量的酶解反应器。考察了四乙氧基硅烷(TEOS)与甲基三甲氧基硅烷(MTMS)的不同比例对凝胶膜的成胶速度、机械强度、透明度、固定酶的活性及稳定性的影响。以牛血清白蛋白(BSA)为目标蛋白,比较了溶胶凝胶固定化酶与溶液态酶的稳定性和催化活性,用HPLC对BSA的酶解产物进行了肽谱分析,比较了二者的酶解效率。结果表明,TEOS与MTMS比例为1∶1时,凝胶膜有很好的成胶速度、机械强度、透明度;包埋态酶有很高的活性和稳定性。HPLC对肽段的分析结果表明,固定化酶的酶解效率优于溶液态酶。     

复合纤维素膜固定化胰蛋白酶反应器及其应用于蛋白质酶解

合成了甲基丙烯酸缩水甘油酯-纤维素复合膜,并以此膜为基质共价键合固定化胰蛋白酶,以N-苯甲酰-L-精氨酰乙酯(BAEE)为底物,应用高效液相色谱系统测定了酶固定化膜柱的催化反应特性。研究结果表明:温度、pH值、离子强度、有机溶剂及蛋白变性剂等都对固定化酶的活力有一定的影响。在最适条件下,固定化胰蛋白酶的活力为17800U/g干膜,蛋白载量为3.6mg/g(≈0.15μmol/g)干膜,活性回收率达到52%.固定化酶表现出较高的使用和储藏稳定性,在40℃下,水解BAEE底物24h活力无显着变化。固定化酶膜柱在4℃冷藏保存100d仍保存90%以上的水解活力。固定化酶反应器被应用于蛋白质酶解的肽谱实验。     

微纳尺度无机-有机杂化凝胶固定化木瓜蛋白酶研究

以吸附-絮凝耦合方法制备了微纳尺度的纳米TiO₂-聚丙烯酰胺(polyacrylamide, PAM)杂化凝胶固定化酶. 利用扫描电镜(SEM)、能谱面扫描(EDS)、粒度分析表征了杂化凝胶絮凝酶形貌、尺寸及分散性. 通过对酸碱度有效调控, 以及表面Zeta电位分析, 探寻了酶-纳米复合凝胶静电作用机制. 结果表明, 静电相互作用力对酶的负载和颗粒粒度分布影响较大, 在pH＝7.0, TiO₂和木瓜蛋白酶(papain, PA)质量比为7.5∶1时, 固定化酶负载量达121.84 mg/g, 负载率91.38%|杂化凝胶固定化酶尺寸约为0.444 μm左右, 固定化酶在杂化凝胶载体上高度分散. 该杂化凝胶絮凝酶经过5批次反应后相对酶活力能保持在50%以上. 可见由吸附-絮凝法制备的微纳尺度的杂化凝胶固定化酶, 分散性好, 稳定性好, 酶负载量高, 这是一种利用纳米材料和微纳结构进行固定化酶的新途径.     

聚氨酯生物吸收材料及其作为缓释药物载体的研究

合成了一系列新的紫外光固化生物吸收性聚氨酯水凝胶网络，测定了材料的含水率及水解性能，并以之为载体，研究了对异烟肼的药物缓释性能。结果表明，该水凝胶的含水率及降解速率与其结构有关，该水凝胶对异烟肼具有缓释作用，释放行为受扩散控制并符合Ｈｉｇｕｃｈｉ方程，表观扩散系数与水凝胶的含水率有关。     

稳态法测定一氧化碳变换催化剂的有效扩散系数

用稳态法测定了一氧化碳变换催化剂的有效扩散系数。在常压、30℃条件下测定了H_2、N_2、Ar等气体在B_(106)、B_(109)塑一氧化碳变换倦化剂中的有效扩散系数及所用催化剂的孔径分布。结果表明,在常压下,上述各气体在B_(106)、B_(109)型催化剂中以Knudsen扩散占优势。评价了两种估算有效扩散系效的模型。并指出,文献中广为推荐的平行孔模型亦适用于B_(106)、B_(109)两种催化剂。     

离子选择性微电极用于原位测量离子扩散系数

扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。 本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无污染等优势,通过分析单个植物细胞原生质体在培养液中破裂时所形成的离子浓度脉冲信号,建立了相应的点源扩散模型,推导出了描述离子浓度随时间变化的理论公式,并通过该公式对实验测得的脉冲信号进行拟合,得到了离子的扩散系数,从而建立了一种用离子选择性微电极原位测定离子扩散系数的新方法,并将其应用于芦荟细胞原生质体破裂时离子扩散系数的测定,得到了Ca²⁺、Na⁺和K⁺的扩散系数分别为(6.51±0.12)×10^-6、(2.93±0.15)×10^-5和(3.03±0.35)×10^-5 cm²/s。 对比发现,拟合得到的Ca²⁺、Na⁺和K⁺扩散系数均略高于已报道的数值(纯水中),这一现象的产生可能是因为原生质体是在低渗液中吸水膨胀,细胞膜内压力升高产生内外压力差,该压力差会加速细胞破裂时离子的扩散。 这一方法对生物体系无干扰,较好地解决了生物体系中离子扩散系数原位实时测量的难题。