Новые материалы биотехнологического назначения
advertisement
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
