检索结果-南通市图书馆

作者：王康磊北京化工大学

学位级别：硕士

细胞表面是细胞和外界环境物质相互作用并产生各种复杂功能的关键部位。在单个酵母细胞表面引入人工壳层,不仅可以保护细胞抵御不良环境干扰,还能赋予细胞全新的表面结构和功能,在生物传感器、药物递送、细胞治疗、再生医学、生物催化... 详细信息

细胞表面是细胞和外界环境物质相互作用并产生各种复杂功能的关键部位。在单个酵母细胞表面引入人工壳层,不仅可以保护细胞抵御不良环境干扰,还能赋予细胞全新的表面结构和功能,在生物传感器、药物递送、细胞治疗、再生医学、生物催化及组织工程等方面具有广阔的应用前景。开发低细胞毒性的修饰策略是单细胞包覆研究的热点方向,对发展实用的活细胞相关技术意义重大。然而,目前开发的人造外壳大多从细胞表面直接生长,壳层与细胞表面的直接接触并不利于细胞活性的保持。基于此背景,本论文利用仿生矿化和可见光表面接枝聚合方法,开发了一种制备蛋黄-壳结构包覆酵母细胞的方法,在聚合物壳层与酵母细胞之间引入了空隙层。论文主要研究内容和成果如下:1.利用仿生矿化的方法在酵母细胞表面制备碳酸钙包覆层。首先通过层层自组装方法通过交替静电吸附在带负电的酵母细胞表面制备了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)/聚丙烯酸(PAA)四层聚电解质层。在此基础上通过聚电解质层的增强诱导沉积作用实现了碳酸钙在酵母细胞表面的沉积包覆。探究了不同种类的助剂、助剂PAA浓度、氯化钙与碳酸钠浓度、不同钙离子吸附时间和不同沉积时间对碳酸钙沉积层的形貌、厚度和完整性的影响规律。当使用1.5×10M的PAA作为调控碳酸钙晶型助剂,30 m M的氯化钙与碳酸钠的浓度配比,钙离子吸附时间1.5 h,沉积反应1.5 h时,在酵母细胞表面可成功制备包覆完整且均一的沉积层(yeast cell@Ca CO)。2.开发了一种制备蛋黄-壳结构的包覆酵母细胞的新策略。首先利用可见光接枝聚合在吸附了聚乙烯亚胺(PEI)的yeast cell@Ca CO表面引发聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)的接枝交联聚合,制备了具有交联聚合物外壳的yeast cell@Ca CO@poly(PEGDA)。进而通过去除碳酸钙矿化层制备了具有中空聚合物壳层的蛋黄-壳结构的包覆酵母细胞(yeast cell@中空poly(PEGDA))。研究了不同光照时间和光照强度对poly(PEGDA)包覆层的厚度和完整性的影响。结果表明在光照强度15m W/cm,光照时间20 min时可以得到包覆完整的poly(PEGDA)层。扫描电子显微镜观察(SEM)显示yeast cell@Ca CO表面由纳米粒子堆积组成,表面粗糙;接枝后细胞表面形成了均一完整且较为平滑;除去碳酸钙后由于失去无机层的支撑作用,表面出现褶皱,粗糙度相对增大。通过透射电镜(TEM)观察到接枝层厚度约为200 nm。红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱分析(XPS)分析结果证实了中空poly(PEGDA)壳层的化学结构。流式细胞仪分析结果表明yeast cell@Ca CO@poly(PEGDA)和yeast cell@中空poly(PEGDA)的细胞活性分别为95.43%和98.81%,说明该方法条件温和,非常适用于活细胞存在下的原位反应。酵母细胞增殖曲线结果表明在10 m W/cm-15 m W/cm光照强度下,20 min-40 min接枝反应后,yeast cell@中空poly(PEGDA)在约20-28 h时间内几乎处于生长停滞的状态,说明聚合物包覆层的引入可以有效抑制酵母细胞的增殖作用。低温储存时间30天后,yeast cell@中空poly(PEGDA)的细胞活性为79.82%,而游离酵母细胞活性明显降低到仅有21.26%,这说明中空poly(PEGDA)壳层的引入显著增强了酵母细胞的储存稳定性。3.利用上述方法,以丙烯酸钠为单体,PEGDA为交联剂制备了具有功能性交联聚丙烯酸钠(PAAS)中空包覆层的酵母细胞(yeast cell@中空PAAS)。当丙烯酸钠浓度为0.2 g/m L,交联剂浓度为丙烯酸钠的5wt%,光照强度15 m W/cm,光照时间20分钟时可以制备出yeast cell@中空PAAS。通过SEM、FTIR等表征证实了中空PAAS接枝层成功包覆在酵母细胞表面。通过流式细胞仪测试表明了yeast cell@中空PAAS的细胞活性为96.39%,再次证实该方法在细胞活性保持方面的优越性。通过增殖曲线测试等表征手段表明了被包覆的细胞具有一定抵御溶壁酶干扰的能力,也证明聚合物包覆层的引入可以有效抑制酵母细胞的增殖作用。利用yeast cell@中空PAAS表面羧基与脲酶之间的缩合反应制备了表面壳层偶联脲酶的包覆酵母细胞,脲酶负载量可达2.18×10μg/酵母细胞。

关键词：细胞包覆仿生矿化可见光表面接枝碳酸钙

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可见光接枝聚合制备中空壳层包覆单个酵母细胞研究

可见光接枝聚合制备中空壳层包覆单个酵母细胞研究

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作者：张凯北京化工大学

学位级别：硕士

单细胞包覆作为人造细胞外壳技术的一种,能够增加细胞的稳定性并提高其对外界环境的耐受性,在细胞储存、细胞治疗、药物递送、细胞传感器、生物催化等领域有着广泛的应用。目前的单细胞修饰技术所引入壳层多与细胞表面直接接触,容易对... 详细信息

单细胞包覆作为人造细胞外壳技术的一种,能够增加细胞的稳定性并提高其对外界环境的耐受性,在细胞储存、细胞治疗、药物递送、细胞传感器、生物催化等领域有着广泛的应用。目前的单细胞修饰技术所引入壳层多与细胞表面直接接触,容易对细胞产生额外的物理/化学压迫干扰。针对此问题,本论文基于仿生矿化法和可见光交联接枝聚合技术,开发了一种制备聚合物中空壳层包覆酵母细胞的方法。论文主要研究内容和成果如下:1.通过仿生矿化法在酵母细胞表面制备了无机矿化层。首先以聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)和聚丙烯酸(PAA)为聚电解质在酵母细胞表面进行层层自组装改性,在此基础上探究了在酵母细胞表面引入碳酸钙和磷酸钙无机沉积层的特点和规律。在酵母细胞表面成功制备了包覆完整的磷酸钙沉积层,其在pH=7.4时表面电位为-19.54 mV,为下一步吸附聚乙烯亚胺(PEI)作为光引发反应氢供体提供了基础。2.基于可见光接枝聚合开发了一种中空壳层包覆单个酵母细胞的新方法。首先通过静电吸附将PEI引入磷酸钙壳层包裹的酵母细胞表面。进而在水溶液中基于硫杂蒽酮儿茶酚-O,O-二乙酸(TX-Ct)/PEI引发体系,通过可见光照射引发了聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在磷酸钙壳层包裹的酵母细胞表面的接枝交联聚合,用乙二胺四乙酸(EDTA)去除磷酸钙后制备出了中空壳层包覆的单个酵母细胞。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、Zeta电位等方法分析,证明了接枝聚合反应的成功进行和中空聚合物壳层的存在。流式细胞仪表征结果表明各个阶段的修饰后的酵母细胞依旧能够保持较高的活性(均能保持在99%以上),说明可见光接枝技术非常适用于活细胞的修饰。酵母细胞增殖曲线结果表明被中空聚合物壳层包覆的酵母细胞在约20-24 h时间内几乎处于生长停滞的状态,说明聚合物包覆层的引入可以有效控制酵母细胞增殖。3.基于上述研究基础,在单个酵母细胞表面引入了具有pH敏感性的交联聚丙烯酸钠(PAAS)中空包覆层。探究了不同交联剂及其用量对丙烯酸钠接枝聚合的影响,得到了最佳接枝反应条件。通过SEM、FTIR、CLSM、XPS和Zeta电位等表征,证明了在酵母细胞表面成功的引入了中空PAAS交联层。通过流式细胞仪表征发现各修饰阶段细胞活性均能保持在99%以上,表明可见光引发的丙烯酸接枝聚合过程不会显著改变细胞活性。通过增殖曲线研究发现,形成的PAAS包覆层对酵母细胞的增殖有明显抑制作用。

关键词：仿生矿化可见光细胞包覆接枝聚合

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可见光引发的活性接枝聚合及其生物应用

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北京化工大学学报（自然科学版） 2018年第5期45卷 46-53页

作者：王印典赵长稳马育红杨万泰北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

活性光接枝聚合具有步骤简单、反应活化能低、反应时间/区域易于控制的特点,是表面改性的重要方法。与紫外光引发体系相比,可见光辐照反应条件更加温和、副反应少、对生物活性物质无损害,在生物相关领域具有更广阔的应用前景。基于多年... 详细信息

活性光接枝聚合具有步骤简单、反应活化能低、反应时间/区域易于控制的特点,是表面改性的重要方法。与紫外光引发体系相比,可见光辐照反应条件更加温和、副反应少、对生物活性物质无损害,在生物相关领域具有更广阔的应用前景。基于多年的研究基础,北京化工大学有机材料表面工程研究室近年来开发了基于硫杂蒽酮衍生物的可见光引发表面活性接枝新方法。本文系统介绍了相关方法涉及的反应机理及其在酶固定化、生物芯片及细胞包覆方面的应用,并对今后的发展前景予以展望。

关键词：光接枝活性聚合可见光酶固定化细胞包覆

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微流控芯片上凝胶微球的形成及应用

微流控芯片上凝胶微球的形成及应用

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作者：孙源华东北大学

学位级别：硕士

心肌梗死对人类的生存和生活质量造成了严重威胁。将细胞包覆在凝胶微球中作为一种新的治疗手段得到迅速的发展。目前生成凝胶微球的方法包括乳化法、静电淋漓法、挤压法和水动力淋漓法等等。这些方法有很多局限性,包括凝胶微球的尺寸... 详细信息

心肌梗死对人类的生存和生活质量造成了严重威胁。将细胞包覆在凝胶微球中作为一种新的治疗手段得到迅速的发展。目前生成凝胶微球的方法包括乳化法、静电淋漓法、挤压法和水动力淋漓法等等。这些方法有很多局限性,包括凝胶微球的尺寸范围过宽,凝胶微球尺寸大以及试剂消耗量多等。微流控作为一门新兴的学科,在化学、生物和医学方面有着广泛的应用。微流控生成凝胶微球具有以下优势：试剂消耗量低,操作简单易行,生成凝胶微球的单分散性高,可以高通量生成凝胶微球等。本文设计了一种T型通道的微流控芯片,通过简单的结构生成液滴,液滴固化即可得到凝胶微球。由于两种原料混合后即可生成凝胶,不需要光照或者引发剂处理,成胶过程不会对细胞造成损伤。考察了乙二醇壳聚糖(GCS)浓度、司班80浓度对液滴形成的影响,并且可以通过改变连续相和分散相的流速来控制生成液滴的大小。随后采用H9C2和CGR8两种细胞系测试水凝胶材料的生物相容性。MTT法证明双醛官能团的聚乙二醇(DF-PEG)具有良好的生物相容性,而且DF-PEG对H9C2细胞内的NOS活性和CGR8细胞内的ROS活性基本没有影响。将两种包覆细胞在水凝胶中进行3D培养,72h后细胞存活率仍然达到70%以上,且细胞的形态和体内形态更为接近。最后将细胞包覆在凝胶微球中,以期将其应用于心肌梗死的治疗。

关键词：微流控芯片凝胶微球细胞包覆

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