本发明专利技术涉及一种用于全细胞催化酯交换反应微反应器的制备方法。本发明专利技术属于生物化工技术领域。一种用于全细胞催化酯交换反应微反应器的制备方法，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶-凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。CTS/PVDF复合膜微胶囊可作为全细胞催化酯交换反应微反应器。经过本发明专利技术制得的微胶囊粒径均匀，机械性较好，选择通透性好，用于固定产脂肪酶细菌全细胞，酶活损失率大大降低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。本专利技术属于生物化工
。，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶-凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。CTS/PVDF复合膜微胶囊可作为全细胞催化酯交换反应微反应器。经过本专利技术制得的微胶囊粒径均匀，机械性较好，选择通透性好，用于固定产脂肪酶细菌全细胞，酶活损失率大大降低。【专利说明】
本专利技术涉及。本专利技术属于生物化工
。
技术介绍
为优化生物反应及传递性能，生物反应器的微型化是新的发展方向之一。微反应器(又称微胶囊)，作为细胞的固定化载体，外层高分子膜的选择透过性能保证了微反应器内外的物质交换，而内部空间结构提供了细胞贴壁的表面，外部搅拌可使微胶囊处于悬浮状态而剪切力不会伤及细胞活性，并有利于细胞团组织分化达到增产的目的，更重要的，可以重复利用微胶囊内部细胞产生的活性物质，简化分离纯化步骤。因此，微胶囊在细胞大规模培养与应用方面得到广泛重视。 目前，用于制备微胶囊的材料包括天然高分子(海藻酸钠、聚赖氨酸、壳聚糖、淀粉等)、半合成高分子材料(缩甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素等)和全合成高分子材料(聚乙纟布、聚本乙纟布、聚丁_■纟布、聚丙纟布、聚酿、聚服、聚乙_■醇、聚乙纟布醇、聚酸胺、聚丙火布酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚硅氧烷等)三大类，应用于包埋酶、药品或者细胞等等。但上述微胶囊材料通透性较差，虽可提供保护细胞的环境，阻止剪切力、噬菌体等对细胞的损害，但同时也使细胞处于与外部相对隔离的状态，细胞与环境的物质交换受阻，限制了外部营养的输入和内部代谢废物输出，既不利于细胞生长繁殖，也不利于其代谢产物的输出，如果囊膜强度较弱更易发生机械破损。因此微胶囊膜的通透性与机械强度是影响其应用的关键因素。壳聚糖是较为常用的微胶囊材料之一，具有优良的成膜性、安全性、生物相容性，但它的机械性较差，大大限制了其作为催化酯交换反应微反应器的应用，同时其成膜的通透性也不能满足催化酯交换反应微反应器的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在问题，提供，即利用壳聚糖的成膜性及其对细胞的亲和性、无毒性，结合聚偏氟乙烯的成膜性、多孔性和优良的机械性等，得到高通量、高强度的全细胞催化酯交换反应微反应器。 本专利技术提供，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶-凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。 制备过程包括如下步骤: I)向发酵培养液中加入海藻酸钠，形成溶液A ;将溶液A逐滴滴入氯化钙溶液中，进行钙化成球； 2)将壳聚糖溶于乙酸中，搅拌均匀并溶胀，形成溶液B ;将聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺中，搅拌均匀并溶胀，形成溶液C ； 3)将溶液B与溶液C按一定体积比充分混合，形成溶液D ； 4)将I)中形成的钙化小球置于溶液D中浸溃一定时间，然后置于10%氢氧化钠溶液中固化。 5)将4)中固化后的小球置于柠檬酸钠溶液中液化一定时间，得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。 所述海藻酸钠溶液的质量浓度为1-50% ； 所述氯化钙溶液的质量浓度为0.1-40% ； 所述壳聚糖在乙酸中的质量浓度为0.1-40% ； 所述聚偏氟乙烯在二甲基乙酰胺中的质量浓度为0.1-30% ； 所述壳聚糖溶液B与聚偏氟乙烯溶液C体积比为50-1: I ； 所述钙化小球在溶液D中浸溃时间为0.1-1OOh ； 所述柠檬酸钠的质量浓度为0.01-50% ; 所述固化后小球在柠檬酸钠溶液中液化时间为0.l_80h。 CTS/PVDF复合膜微胶囊可作为全细胞催化酯交换反应微反应器。 本专利技术的优点及效果:经过本专利技术制得的微胶囊粒径均匀，机械性较好，选择通透性好，用于固定产脂肪酶细菌全细胞，酶活损失率大大降低。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明，但是它们并不是对本专利技术作任何限制。 实施例1: —种用于全细胞催化酯交换反应微反应器的制备方法，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶-凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。 制备过程包括如下步骤: I)配制发酵培养液2份:蛋白胨1.0 %，葡萄糖2.0 %，硫酸铵0.1 %，酵母浸膏0.5%,硫酸镁0.05%，橄榄油1.0%，磷酸氢二钾0.2%。使用前调pH为8.5，I X 15Pa灭菌 20min。 2)向I份发酵培养液中加入海藻酸钠，搅拌均匀并溶胀，形成含6%海藻酸钠的溶液A ;将溶液A逐滴滴到浓度为5 %的氯化钙溶液中，钙化24h，得到粒径约3-4_的凝胶小球，机械强度好； 3)将壳聚糖溶于乙酸中，搅拌均匀并溶胀，形成含2%壳聚糖的溶液B ;将聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺中，搅拌均匀并溶胀，形成含2.25%聚偏氟乙烯的溶液C ； 4)将溶液B与溶液C按体积比为15: I的比例充分混合，形成溶液D ； 5)将2)中形成的I丐化小球置于溶液D中浸溃1h,然后取出置于10%氢氧化钠溶液中固化24h。 6)将5)中固化后的小球置于0.5%柠檬酸钠溶液中液化15h，即得CTS/PVDF复合膜微胶囊，直径为5-6mm。 7)在无菌超净工作台中将阴沟杆菌接种到6)中形成的微胶囊内部，随即置于另一份发酵液中进行培养，温度为32°C，转速为120rmp/min，5天后取Iml发酵液测脂肪酶酶活性，结果表明酶活损失率仅为20.7%。 实施例2: —种用于全细胞催化酯交换反应微反应器的制备方法，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶-凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。 制备过程包括如下步骤: I)配制发酵培养液2份:蛋白胨1.0 %，葡萄糖2.0 %，硫酸铵0.1 %，酵母浸膏0.5%,硫酸镁0.05%，橄榄油1.0%，磷酸氢二钾0.2%。使用前调pH为8.5，I X 15Pa灭菌 20min。 2)向I份发酵培养液中加入海藻酸钠，搅拌均匀并溶胀，形成含20%海藻酸钠的溶液A ;将溶液A逐滴滴到浓度为15 %的氯化钙溶液中，钙化24h，得到粒径约3-4_的凝胶小球，机械强度好； 3)将壳聚糖溶于乙酸中，搅拌均匀并溶胀，形成含20%壳聚糖的溶液B ;将聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺中，搅拌均匀并溶胀，形成含22%聚偏氟乙烯的溶液C ; 4)将溶液B与溶液C按体积比为30: I的比例充分混合，形成溶液D ； 5)将2)中形成的I丐化小球置于溶液D中浸溃20h,然后取出置于10%氢氧化钠溶液中固化24h。 6)将5)中固化后的小球置于5%柠檬酸钠溶液中液化25h，即得CTS/PVDF复合膜微胶囊，直径为5-6mm。 7)在无菌超净工作台中将阴沟杆菌接种到6)中形成的微胶囊内部，随即置于另一份发酵液中进行培养，温度为32°C，转速为120rmp/min，5天后取Iml发酵液测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于全细胞催化酯交换反应微反应器的制备方法，以壳聚糖粉末(CTS)、聚偏氟乙烯粉末(PVDF)、海藻酸钠、柠檬酸钠和氯化钙为原料，通过固化成球、溶胶‑凝胶成膜、液化成胶囊等工序，制备得到CTS/PVDF复合膜微胶囊。制备过程包括如下步骤：1)向发酵培养液中加入海藻酸钠，形成溶液A；将溶液A逐滴滴入氯化钙溶液中，进行钙化成球；2)将壳聚糖溶于乙酸中，搅拌均匀并溶胀，形成溶液B；将聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺中，搅拌均匀并溶胀，形成溶液C；3)将溶液B与溶液C按一定体积比充分混合，形成溶液D；4)将1)中形成的钙化小球置于溶液D中浸渍一定时间，然后置于10％氢氧化钠溶液中固化。5)将4)中固化后小球置于柠檬酸钠溶液中液化一定时间，即得CTS/PVDF复合膜微胶囊。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐雪娇，李飞飞，段雨欣，甘兰，张志丹，章熠凡，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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