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模板介导下的界面反应制备 超薄、高强度蛋白质微囊

模板介导下的界面反应制备 超薄、高强度蛋白质微囊. 答辩人：王晓莉 专 业：化学工艺 导 师：姜忠义 教授 2013 年 10 月 13 日. 蛋白质微囊的运用. 蛋白质微囊具有生物相容性好、可生物降解等特点，因而可运用于生物反应器、药物传递及疾病诊断等领域。. 良好蛋白质微囊特点： 良好的稳定性 高的生物活性 窄的尺寸分布 可控的形貌 可调的蛋白质负载量. 制备方法： 温和制备条件 简单的制备方法 避免交联剂的使用 避免有机溶剂的使用. 本工作发现了一种温和、简便、适用于多种蛋白质微囊的制备方法。. 儿茶酚基团的特异性反应.

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模板介导下的界面反应制备 超薄、高强度蛋白质微囊

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  1. 模板介导下的界面反应制备 超薄、高强度蛋白质微囊 答辩人：王晓莉 专 业：化学工艺 导 师：姜忠义 教授 2013年10月13日

  2. 蛋白质微囊的运用 蛋白质微囊具有生物相容性好、可生物降解等特点，因而可运用于生物反应器、药物传递及疾病诊断等领域。 • 良好蛋白质微囊特点： • 良好的稳定性 • 高的生物活性 • 窄的尺寸分布 • 可控的形貌 • 可调的蛋白质负载量 • 制备方法： • 温和制备条件 • 简单的制备方法 • 避免交联剂的使用 • 避免有机溶剂的使用 本工作发现了一种温和、简便、适用于多种蛋白质微囊的制备方法。

  3. 儿茶酚基团的特异性反应 迈克尔加成与希夫碱反应

  4. 儿茶酚改性海藻酸的制备 选用生物相容性好及可生物降解的多糖类物质—海藻酸 利用EDC/NHS活化海藻酸的羧基，之后与多巴胺氨基反应，将儿茶酚基团接枝到海藻酸上。

  5. 儿茶酚改性海藻酸的制备 利用紫外光谱及元素分析的方法确定儿茶酚改性海藻酸的接枝率。接枝率最高可达42%。

  6. 蛋白质微囊的制备过程 Interfacial reaction EDTA Template removal Surface coating AlgDA EDTA Na2CO3 CaCl2 Protein

  7. 蛋白质微囊的制备过程 EDX 碳酸钙颗粒的直径约为4μm, 表面有大量的微孔。吸附上AlgDA之后，颗粒表面微孔不明显，并变得相对光滑。 EDX检测到N元素的存在，说明碳酸钙颗粒表面吸附上了AlgDA

  8. 乙二胺四乙酸二钠（EDTA）去除碳酸钙 Na2EDTA(2-) + CaCO3 = [CaEDTA](2-) + H2O + CO2 EDTA

  9. 掺杂不同蛋白微囊 牛血清蛋白BSA (Mw~66 kDa, pI 4.7) 过氧化氢酶 CAT (Mw~250 kDa, pI 5.4) 鱼精蛋白Pro (Mw~5.1 kDa, pI 12.0-12.4) Pro BSA CAT 无掺杂的碳酸钙是没有微囊形成的

  10. 不同蛋白质掺杂量 6mg 4mg 1mg 掺杂的蛋白质越多，制备得到的微囊越厚，这是因为可以与AlgDA反应的蛋白质增多，因而微囊变厚。

  11. 不同蛋白质掺杂量 3mg/ml 16mg 24mg 40mg 2mg/ml 10mg 0.5mg/ml 当掺杂的蛋白质量持续增大，微囊的形貌并没有明显的变化。这说明能发生反应的蛋白存在饱和量。碳酸钙表面吸附的AlgDA量是一定的，所以能与蛋白质反应的AlgDA量是固定的。

  12. 剩余蛋白去向？ 共沉淀效率=沉淀入碳酸钙中的蛋白量/蛋白的掺杂量 蛋白的包埋率=（碳酸钙中蛋白量-泄漏蛋白量）/碳酸钙中蛋白量 蛋白负载量 mg/g微囊=微囊中蛋白含量/微囊质量

  13. 微囊的厚度（AFM） 2 mg 4 mg 6 mg

  14. 酶微囊的活性 过氧化氢酶CAT 2mg 负载率 680±30mg/g 微囊 包埋率 70±5% 相对酶活 80±5% 动力学常数

  15. 稳定性

  16. 目前研究成果 发表文章一作 3 篇，二作 2 篇; 申请发明专利 4 项, 会议论文 3 篇, 以一作撰写膜百科词条1个。 1. Xiaoli Wang, Zhongyi Jiang*, et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 4(7), 3476-3483, 2012. (IF=4.525, 一区) Xiaoli Wang, Zhongyi Jiang*, et al. Accepted by Biomacromolecules(IF=5.371, 一区) Xiaoli Wang, Zhongyi Jiang*, et al. Accepted by Ind. Eng. Chem. Res.(IF=2.206, 二区) 4. Jiafu Shi, Xiaoli Wang, Zhongyi Jiang*, et al. Adv. Funct. Mater., 23(11), 1450-1458, 2012. (IF=9.765, 一区) 5. Jiafu Shi, Xiaoli Wang, Zhongyi Jiang*, et al. Bioresource Technol., 118(0), 359-366, 2012. (IF=4.750, 一区)

  17. 目前研究成果 申请发明专利 姜忠义，石家福，王晓莉，聚丙烯胺-氧化钛杂化多孔微囊和制备方法，申请号：CN201210133905.7 姜忠义，石家福，王晓莉，一种粒径可控氧化钛纳米颗粒的制备方法，申请号：CN201210133873.0 姜忠义，石家福，王晓莉，核壳结构固定化酶颗粒及其制备法，申请号：CN201210133875.X 姜忠义，王晓莉，石家福，聚多巴胺改性海藻酸微球的制备方法，申请号：CN201210462198.6 吴洪，宋晓凯，姜忠义，王晓莉，包埋醇脱氢酶的明胶- 氧化硅杂化凝胶及制备方法，申请号：CN201310425486.9 发表AIChE年会、SEBE(2012)会议、第六届中美化工会议(The 6th Sino-US Joint Conference of Chemical Engineering)等会议摘要及论文3篇。 以第一作者撰写了膜百科全书(Encyclopedia of Membranes)词条1个。

  18. 谢谢各位老师！ 答辩人：王晓莉

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