单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，步骤1，制备阳离子型淀粉Q

【技术实现步骤摘要】
单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料制备
，涉及一种单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法。

技术介绍

[0002]生物乙醇是通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精，其拥有较好的发展前景，但是发酵环境复杂，保证微生物在发酵过程中保持较高活性以维持生物乙醇产率是至关重要的。细胞包埋技术可以通过在细胞表面构筑壳层应对这一问题，其制备的方法包括共价接枝、非共价接枝和层层自组装等。层层自组装的条件更为温和，可以更好地维持细胞活性，但是目前所用的聚电解质材料多为合成聚电解质，细胞毒性较强。
[0003]淀粉和羧甲基纤维素具有原料来源广，生物相容性好，易降解等优势；羧甲基纤维素带负电荷，淀粉经季铵化反应引入氮甲基使带正电荷，通过静电作用层层组装在细胞表面，使得细胞被包裹在材料中，来抵御外界环境中对细胞生存的不利因素。为了提高包封后细胞的利用率，在包埋反应期间持续搅拌，实现聚电解质材料在单细胞表面通过静电吸附作用充分沉积进而实现单细胞包埋。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，该方法制备的壳层材料能够在不利于细胞生存的环境中保证较高的细胞活性。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，具体包括如下步骤：
[0006]步骤1，制备阳离子型淀粉Q
+
；
[0007]步骤2，取细胞置于PBS缓冲液中，再按照质量比细胞:Q
+
＝1:2加入Q
+
，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆一层Q
+
的细胞cell/Q
+
；
[0008]步骤3，将步骤2中制得的酵细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:CMC＝1:0.5加入CMC，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
和一层CMC的细胞cell/Q
+
/CMC；
[0009]步骤4，将步骤3中制得的细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:Q
+
＝1:2加入Q
+
，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
、一层CMC和一层Q
+
的细胞cell/Q
+
/CMC/Q
+
；
[0010]步骤5，对步骤4所得的细胞进行处理，即得。
[0011]本专利技术的特点还在于：
[0012]步骤1的具体过程为：
[0013]将2，3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵GTA和NaOH分别溶解于去离子水中，然后，将GTA溶液和NaOH溶液混合，并将混合物逐滴滴入含有支链淀粉和去离子水的圆底烧瓶中，搅拌均匀；将最终反应溶液用去离子水透析2～3天，经过冷冻干燥得到季铵化淀粉Q
+
。
[0014]步骤5的具体过程为：
[0015]将步骤4中制得的细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:CMC＝1:0.5加入CMC，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
、一层CMC、一层Q
+
和一层CMC的细胞cell/Q
+
/CMC/Q
+
/CMC。
[0016]步骤5的具体过程为：步骤4所得的细胞表面形成三层Q
+
/CMC/Q
+
后，在最外层使用海藻酸盐ALG与CMC按照质量比1：0.4复配后进行吸附包埋，最后使用Ca
2+
对最外层进行固化，即得。
[0017]步骤5的具体过程为：
[0018]步骤5.1，将步骤4中制得的细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:CMC
‑
ALG＝1:0.5加入CMC
‑
ALG，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
、一层CMC、一层Q
+
和一层CMC
‑
ALG的细胞cell/Q
+
/CMC/Q
+
/CMC
‑
ALG；
[0019]步骤5.2，将步骤5.1中制得的细胞于无水Cacl2中分散并持续搅拌15～20min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到壳层固化后的细胞cell/Q
+
/CMC/Q
+
/CMC
‑
ALG
Ca2+
。
[0020]本专利技术的有益效果是，采用本专利技术方法制得的一种在单细胞表面涂覆有两个Q
+
/CMC双层的壳层及固化后的壳层，细胞被包埋后仍然具有较高的活性，提高细胞在不适宜环境下的耐受性。该壳层可以一定程度上延缓细胞的分裂增殖，但是在细胞从壳层中释放后不影响细胞固有的增殖能力。
附图说明
[0021]图1是本专利技术单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法实施例1中制备多层淀粉/CMC包埋细胞的流程图；
[0022]图2(a)、(b)是本专利技术单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法实施例1制备的单细胞表面多层淀粉/CMC壳层傅里叶红外图；
[0023]图3是本专利技术单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法实施例1制备的单细胞表面多层淀粉/CMC壳层Zeta电位图；
[0024]图4是本专利技术单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法实施例1制备的不同包封层数的细胞与游离细胞增殖图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0026]本专利技术单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0027]步骤1，阳离子型淀粉的制备，2，3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)5.5～6.5g和NaOH 1.6～2.0g分别溶解于40mL和10mL去离子水中。然后，将GTA和NaOH溶液混合，并将混合物缓慢滴入含有5～6g支链淀粉和200ml去离子水的圆底烧瓶中。最后，将烧瓶在室温下搅拌24小时。最终反应溶液用去离子水透析2～3天，最后经过冷冻干燥得到季铵化淀粉(Q
+
)；
[0028]步骤2，取细胞(细胞湿重0.2～0.3g)于50mLPBS(磷酸盐缓冲液)缓冲液中，再按照质量比细胞:Q
+
＝1:2加入Q
+
，室温条件下搅拌30～40min，经过离心洗涤3次，倒去上清液后得到表面涂覆一层Q
+
的细胞(cell/Q
+
)。Zeta电位以及傅里本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，制备阳离子型淀粉Q
+
；步骤2，取细胞置于PBS缓冲液中，再按照质量比细胞:Q
+
＝1:2加入Q
+
，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆一层Q
+
的细胞cell/Q
+
；步骤3，将步骤2中制得的酵细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:CMC＝1:0.5加入CMC，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
和一层CMC的细胞cell/Q
+
/CMC；步骤4，将步骤3中制得的细胞于PBS中分散，再按照质量比细胞:Q
+
＝1:2加入Q
+
，室温条件下持续搅拌30～40min，经过离心洗涤后，倒去上清液后得到表面涂覆有一层Q
+
、一层CMC和一层Q
+
的细胞cell/Q
+
/CMC/Q
+
；步骤5，对步骤4所得的细胞进行处理，即得。2.根据权利要求1所述的单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：将2，3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵GTA和NaOH分别溶解于去离子水中，然后，将GTA溶液和NaOH溶液混合，并将混合物逐滴滴入含有支链淀粉和去离子水的圆底烧瓶中，搅拌均匀；将最终反应溶液用去离子水透析2～3天，经过冷冻干燥得到季铵化淀粉Q
+
。3.根据权利要求1所述的单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺斌，方一帆，朱兴，王科尧，郑旭磊，张素风，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：