磁性载细胞海藻酸盐微胶囊的制备及性能研究

摘要

本文以细胞固定化培养为研究背景，开展对载磁壳聚糖.海藻酸盐微球制备的研究。采用脉冲电场工艺制备载磁微球，克服了传统工艺繁琐、操作复杂、大量有机溶剂残留的弊端。鉴于天然多糖海藻酸钠和壳聚糖都具有良好的生物相容性和生物降解性，而且价格低廉、易于工业化生产，实验将它们作为磁性微球的载体材料。首先以微球粒径为检测指标，采用脉冲电场法制备载磁海藻酸钙微球；在此基础上，以微球膜膨胀率为评价参数，进行了成膜工艺的研究。通过系列单因素实验及正交实验，得到以下重要结论： 1.制备了平均粒径200gin的载磁微球，微球球形度优良、在水中分散性好、具有强磁响应性。 2.载磁海藻酸钙微球的制备因素中，Fe304浓度、海藻酸钠浓度、锐孔孔径、溶液滴出速度四因素与微球粒径均呈正向相关。CaCl2浓度与微球粒径均呈负相关。海藻酸钠浓度对粒径影响显著，但浓度过低时不能形成完整微球。实验采用海藻酸钠浓度10---50g/L。Fe304浓度、CaCl2浓度、溶液滴出速度为次要影响因素。 3.载磁海藻酸钙微球的正交实验结果表明，在Fe304浓度为1g/L、海藻酸钠浓度为10g/L、采用600gm内径的金属锐孔、溶液滴出速度为4mL/h、CaCl2浓度为20g/L的工艺条件下，可制备出形态好、粒径小的微球。其中，海藻酸盐浓度为显著影响因素。 4.微球的成膜工艺各因素中，采用浓度为lg/L、分子量为5万的壳聚糖，成膜20min的条件下，可制备出膜稳定性最好的载磁壳聚糖.海藻酸钙微球。 5.制备工艺对被包封细胞的生长代谢活性无影响。Fe304包封率为93％～96％。脉冲电场工艺可实现磁性载细胞微球的高效简便制备。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1细胞固定化技术

1.1.1固定化细胞的制备方法

1.1.2固定化细胞的载体材料

1.2生物微囊化固定化培养细胞

1.2.1微胶囊技术的基本概念和内涵

1.2.2微胶囊的制备方法

1.2.3微胶囊的功能与释放方式

1.3磁性微球及其制备技术

1.3.1磁性微球的结构

1.3.2磁性微球的特性

1.3.3磁性微球的制备方法

1.4磁性微球的应用

1.5本文研究目的及研究内容

1.5.1材料的选择

1.5.2制备方法的选择

1.5.3研究内容

第二章载磁海藻酸盐微球制备工艺研究

2.1实验

2.1.1材料

2.1.2仪器

2.1.3方法

2.2结果与讨论

2.2.1磁性海藻酸盐微球形态

2.2.3微球的磁特性和磁含量

2.2.4 Fe3O4含量对海藻酸钙微球粒径的影响

2.2.5海藻酸钠浓度对载磁微球粒径的影响

2.2.6海藻酸钠滴出速度对载磁微球粒径的影响

2.2.7氯化钙浓度对载磁微球粒径的影响

2.2.8锐孔孔径对载磁微球粒径的影响

2.2.9显著影响因素分析

2.2.10优化工艺条件下制备的磁性微球的重复性考察

2.3小结

第三章磁性海藻酸钙-壳聚糖微胶囊制备及成膜条件对膜性能的影响

3.1实验

3.1.1材料

3.1.2仪器

3.1.3方法

3.2结果与讨论

3.2.1海藻酸钙-壳聚糖胶囊的形态考察

3.2.2壳聚糖分子量对膜膨胀率的影响

3.2.3壳聚糖浓度对膜膨胀率的影响

3.2.4成膜时间对膜膨胀率的影响

3.2.5海藻酸盐微球粒径对膜膨胀率的影响

3.3小结

第四章载磁微胶囊固定化细胞的生长特性及磁特性研究

4.1实验

4.1.1材料

4.1.2仪器

4.1.3方法

4.2结果与讨论

4.2.1载细胞磁性微球形态

4.2.2磁材料对细胞游离培养生长特性影响

4.2.3不同磁含量对载细胞微胶囊在磁场中的移动速度影响

4.2.4不同微囊粒径对载细胞微胶囊在磁场中的移动速度影响

4.3小结

第五章总结

5.1结论

5.2创新点

5.3不足及后续研究工作建议

参考文献

附录

致谢

作者简历

硕士期间撰写和发表的文章