Новые материалы биотехнологического назначения

реклама
Новые материалы биотехнологического назначения ПОЛИМЕРНЫЕ КРИОГЕЛИ
ТИПЫ КРИОГЕЛЕЙ
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ
ПОЛИМЕРНЫХ КРИОГЕЛЕЙ
1 – Высокомолекулярные предшественники
2 – Растворитель
3 – Низкомолекулярные предшественники или растворимые
вещества
4 – Поликристаллы замерзшего растворителя
5 – Незамерзшая жидкая микрофаза
6 – Полимерный каркас криогеля (гелевые стенки макропор)
7 – Макропоры
8 – Оттаявший растворитель
Макропористые
криогели
Сверхмакропористые губчатые
криогели
[размер пор – 0.1-10
μm]
[размер пор – 10-1000 μm]
Полиакриламидный
криогель – криоПААГ
Криогель поливинилового спирта
(ПВС) – криоПВСГ
Ферменты,
Ферменты, иммобилизованные
ковалентно в криогеле ПВС
ИММОБИЛИЗАЦИЯ КЛЕТОК
ВКЛЮЧЕНИЕМ БИОМАССЫ В
МАТРИЦУ КРИОГЕЛЯ ПВС
suspension of native subtilisin
subtilisin-cryoPVAG
90
80
Фермент
Реакционные группы
криоПВСГ
Функция
иммобилизо
ван-ного
фермента
α-Химотрипсин
Альдегид;
Эпоксид
Стереоспеци
фи-ческий
гидролиз
Панкреатическая
липаза
То же
Термо-лизин
То же
Пептидный
синтез
Субти-лизин
Альдегид;
Эпоксид;
Винилсульфон
в
маловодных
органически
х средах
Трипсин
То же
То же и
гидролиз
казеина
Органофосфатгидролаза
Альдегид
Гидролиз
фосфорорга
ниче-ских
пестицидов
Раствор ПВС
Residual activity, %
70
Биомасса
Суспензия клеток в
раствореПВС
Клетки
бактерии
Citrobacter
intermedius,
включенные
в криоПВСГ
замораживание
Замораживание системы
0.5 μm
___
60
50
40
30
20
10
0
40
оттаивание
50
60
70
80
90
100
DMF content, %
Криогель ПВС с
включенными клетками
Остаточная
активность
нативного
и
иммобилизованного
субтилизинов
в
смесях ацетонитрил/ДМФА с различным
содержанием ДМФА (после 24 ч инкубации)
промывание
Иммобилизованный
биокатализатор
СТРУКТУРА ПОЛИАКРИЛАМИДНЫХ КРИОГЕЛЕЙ (КриоПААГ),
КриоПААГ),
СФОРМИРОВАННЫХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
КРИОПОЛИМЕРИЗАЦИИ (SEM)
Микроструктура полиакриламидного
криогеля,
криогеля, сформированного в среде
замороженного формамида
Продольный срез
-10oC
-20oC
D,L-Phe-ОМе
в органической среде
ИММОБИЛИЗАЦИЯ КЛЕТОК в/на
ГУБЧАТОМ ПОЛИАКРИЛАМИДНОМ КРИОГЕЛЕ
Поперечный срез
-30oC
А). Включение клеток
в материал стенок
макропор
10 μm
Б). Ковалентное
присоединение клеток
к поверхности стенок
макропор
Растворитель: формамид (T0 = +2.9oC)
Температура реакции: -8.0oC
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ИНСУЛИНОМНЫХ КЛЕТОК В
ОБЪЕМЕ СВЕРХМАКРОПОРИСТЫХ ПОДЛОЖЕК НА
ОСНОВЕ АГАРОЗНОГО КРИОГЕЛЯ
Insulin secretion of INS-1E cells cultivated
on cryogels (24h)
Insulin (uU/well)
Alamar blue fluorescence
Grow th of INS-1E cell s in cryogel
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
3
14
Тонкие срезы образца агарозного криогеля спустя 35 суток
после имплантации под капсулу почки крысы
(окраска гематоксилин-эозином)
100 µm
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
3
50 µm
Продольный
срез
Поперечный
срез
14
Time incubation (days)
Days
Стенка
макропоры
Соединитель
-ная ткань
Кровеносны
й капилляр
Стенка
макропоры
Соединитель
-ная ткань
Кровеносны
й капилляр
Агарозный криогель через 2 недели после
имплантации в брюшную полость мыши
Скачать