纤维素硫酸钠的制取反应过程研究及由其制备的微胶囊性能

在非均相反应制备纤维素硫酸钠方法的基础上,通过增加液固比,引入搅拌,使体系的温度分布和浓度分布都得到很大改进,由此可以保证产品质量的均一性。用正交试验进行了500mL反应器制备条件的摸索,并将其逐步放大到1L、5L反应器中进行,确立了5L规模的生产工艺条件。通过对不同规模下制得的硫酸纤维素钠产品在理化性质、制备微胶囊及在微囊化培养等方面的比较,表明研制过程有利于合成出高质量的硫酸纤维素钠,并可用于制备微胶囊。     

漂浮型微胶囊的制备及其性能评价

为了防止果酒储存过程中酒液表面菌膜的产生,用锐孔凝固浴法制备漂浮型海藻酸钠(sodium alginate,SA)/羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC)微胶囊抑菌剂载体,使用乙基纤维素包膜,制备的微胶囊能成功漂浮于海红果酒中,对其漂浮性能进行研究,并采用正交试验对制备工艺条件进行了优化。结果表明:SA质量浓度为25 g/L,HPMC质量浓度为3.5 g/L,CaCl2溶液质量浓度为20 g/L时,包裹质量浓度30 g/L的乙基纤维素(ethyl cellulos,EC)(含无水乙醇)溶液所制备的微胶囊浮力值最大,密度值最小。用此方法制备的微胶囊能在海红果酒的表面漂浮5 d后漂浮率维持在50%。     

全细胞催化合成医用纺织新材料聚g-谷氨酸

在3.7 L生物反应器中研究了反应条件对固定化地衣芽孢杆菌催化合成聚g-谷氨酸的影响. 结果表明,添加赖氨酸与谷氨酰胺都可加强产物的合成,反应体系温度37℃及pH值7.0、催化剂用量4%(w)、通气量4 L/min时,搅拌转速达300 r/min即可满足细胞的基础代谢和聚g-谷氨酸合成对溶解氧的需求. 以溶氧水平作为L-谷氨酸代谢指标控制L-谷氨酸限制性流加,既可维持一定的固定化菌体的基础代谢,又不会发生反应体系中残余谷氨酸及有害代谢产物阻遏作用,聚g-谷氨酸转化得率最高可达92.74%. 全细胞生物催化剂反应5次后聚合得率可保持在81%以上.     

全细胞催化合成医用纺织新材料聚γ-谷氨酸

在3.7L生物反应器中研究了反应条件对固定化地衣芽孢杆菌催化合成聚γ-谷氨酸的影响.结果表明,添加赖氨酸与谷氨酰胺都可加强产物的合成,反应体系温度37℃及pH值7.0、催化剂用量4%(ω)、通气量4L/min时,搅拌转速达300r/min即可满足细胞的基础代谢和聚γ-谷氨酸合成对溶解氧的需求.以溶氧水平作为L-谷氨酸代谢指标控制L-谷氨酸限制性流加,既可维持一定的固定化菌体的基础代谢,又不会发生反应体系中残余谷氨酸及有害代谢产物阻遏作用,聚γ-谷氨酸转化得率最高可达92.74%.全细胞生物催化剂反应5次后聚合得率可保持在81%以上.     

克雷伯杆菌微胶囊化生产1,3-丙二醇的研究

研究了用高压微胶囊成型装置制备克雷伯杆菌NaCS-PDMDAAC微胶囊生产1,3-丙二醇.考察了PDMDAAC浓度对微胶囊性能的影响及推进速度、电压、针头内径对微胶囊直径的影响.摇瓶条件下,微胶囊细胞连续发酵10批,粒径2.5 mm的微囊得到最大1,3-丙二醇浓度为13.38g/L,发酵时间从游离培养的34 h缩短为19 h,最大生产能力为0.60 g/(L·h),比游离细胞提高2 56倍.     

氧化葡萄糖酸杆菌的固定化及在鼓泡式反应器中制备乙醇酸

考察了包埋法固定氧化葡萄糖酸杆菌的过程,并且研究了利用该固定化细胞在鼓泡塔生物反应器中转化乙二醇制备乙醇酸。固定化的最优条件为:聚乙烯醇的最佳质量分数为8%,海藻酸钠为0.8%,最适湿细胞包埋量为每毫升凝胶0.27 g。固定化细胞对酸碱的抗性和热稳定性均较游离细胞有所提高。利用固定化细胞在鼓泡式反应器中转化乙二醇制备乙醇酸,在乙二醇质量浓度70 g/L的条件下,首批转化率达到92.6%,并且可以实现连续转化6个批次,平均转化率在85%以上。     

NaCS-PDADMAC生物微胶囊对苏云金杆菌的生物相容性

介绍了一种由NaCS和PDADMAC通过界面反应而构成的新型生物微胶囊——NaCS-PDADMAC生物微胶囊.考察了NaCS、PDADMAC和NaCS-PDADMAC生物微胶囊对苏云金杆菌生长和耗糖的影响,进行了用NaCS-PDADMAC生物微胶囊固定化培养苏云金杆菌的研究,结果表明NaCS-PDADMAC生物微胶囊对微生物具有良好的生物相容性,可用于微生物的固定化培养.     

新型负载5-氨基水杨酸微胶囊的制备及其载药效果

采用锐孔/聚合法制备了平均粒径为1.89 mm、负载5-氨基水杨酸(5-ASA)的纤维素硫酸钠(NaCS)-壳聚糖微胶囊,采用Box-Behnken响应面法进行实验设计和分析,考察了内、外水相pH值和NaCS浓度、多聚磷酸钠(PPS)浓度对微胶囊载药量和包封率的影响. 结果表明,内水相pH值对负载5-ASA微胶囊的载药量和包封率起关键作用. 最佳制备条件为内水相pH 4.25,外水相pH 6.0,NaCS浓度14 g/L, PPS浓度5 g/L,该条件下所制微胶囊最大载药量为59.02%,最大包封率为89.96%..     

外循环流化床生物反应器的特性及应用

针对固定化增殖细胞发酵酒精的特点,研制与开发了一种新型外循环流化床生物反应器和大规模制备固定化细胞颗粒的方法和装置。考查了固定化细胞颗粒流化特性,外循环速度对液相停留时间分布的影响,宏观发酵动力学及固定化增殖细胞发酵酒精的特点及历程。设计并完成了665L 中试规模的放大试验,连续运转近3个月。实验结果表明:以未处理无灭菌的废甘蔗糖蜜为原料,用海藻酸钙包埋的固定化酵母颗粒连续发酵酒精,终酒精浓度为8～10%(v/v),对糖收率>92%,反应器生产能力达12kg/(m~3·h)。     

乳化-内部凝胶化工艺制备固定化酵母微胶囊

乳化-内部凝胶化技术可制备粒径可控且分布较均匀的海藻酸钙凝胶微球,其工艺易于放大以实现工业规模生产,因而已被用于蛋白、多肽类药物的缓控释载体和酶的固定化研究。本文提出将乳化-内部凝胶化工艺用于微生物固定化培养的研究,以啤酒酵母S.cerevisiae BY4741为模型,重点考察了乳化-内部凝胶化工艺过程相关参数对微生物活性的影响规律,发现酸是影响其活性的主要因素。因此,从内部凝胶化的原理入手,确定了适合微生物包埋的工艺条件,制备过程中微生物活性可保持77.0%,凝胶微球体积产率93.5%。进而制备载细胞海藻酸钠-壳聚糖微胶囊(AC微胶囊),考察AC微胶囊固定化培养过程中啤酒酵母的生长动力学,结果表明：在细胞增殖过程中,微胶囊形态保持良好,酵母菌的生长动力学明显优于游离培养组。因此,乳化-内部凝胶化工艺有望成为规模化微生物固定化培养和生产的新技术。     

NaCS/PDMDAAC聚电解质复合膜的制备及静态接触角测定

以纤维素硫酸钠(NaCS)为聚阴离子,聚二烯丙基二甲基氯化铵( PDMDAAC)为聚阳离子,利用两者的界面反应制备了NaCS/PDMDAAC聚电解质复合膜。测量了复合膜表面静态接触角用以表征膜润湿性变化,研究了聚电解质浓度、分子量、反应时间等对接触角的影响。结果表明,复合膜为亲水膜,静态接触角随NaCS浓度、PDMDAAC分子量增大而减小,随PDMDAAC浓度、反应时间增大而增大。     

微流芯片制备粒径均一的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊

以壳聚糖、纤维素硫酸钠（NaCS）和三聚磷酸钠（TPP）为原料,采用十字型微流芯片制备了粒径均一的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊,微通道宽200 μm,高1 mm。分析了微通道内的三种流动状态、分散剂用量、壳聚糖浓度、油水两相流速等因素对壳聚糖微液滴形成的影响,确定了合适的制备条件。以2%(质量)壳聚糖醋酸水溶液为水相,液体石蜡为油相,5%(质量)Span 85为油相分散剂,水相流速5 μl·min^-1,调节油相/水相流速比为40～100,可以形成均匀的壳聚糖微液滴,粒径分布系数小于0.1。壳聚糖微液滴与1% NaCS和3% TPP的混合溶液反应,固化形成了中间空心、周边由两层膜构成的壳聚糖-NaCS/TPP微胶囊。结果表明,采用微流芯片可以有效控制液滴直径,制备粒径均一的微胶囊。     

小角激光光散射法测定纤维素硫酸钠的分子量

采用小角激光散射法测定了纤维素硫酸钠(NaCS)的分子量,考察了盐离子及其浓度对分子量测定的影响. 结果表明,取代度分别为0.28, 0.40, 0.73的3个样品的分子量分别为879.8, 593.5和226.9 kDa,盐离子浓度为0.05~0.075 mol/L时测定较准确,盐离子浓度为0~0.05 mol/L时光散射强度精密度较低,不利于分子量测定,粘度变化较大,表明此时NaCS分子处于膨胀伸展状态,不利于光散射法测定分子量.     

用聚电解质微胶囊固定化Monascus purpureus多次培养生产天然色素(英文)

In general, productions of natural pigment in submerged microorganism culture were much less than that in solid-state fermentation, because the solid-state culture can provide a support carrier for the mycelium. To improve natural pigment production, the cultivation of Monascus purpureus in submerged encapsulated cell was investigated. Monascus purpureus immobilized in polyelectrolyte complex (PEC) microcapsules, which were prepared by sodium cellulose sulphate (NaCS) and poly-dimethyl-diallyl-ammonium chloride (PDMDAAC), was a good substitute for submerged cell culture because it mimicked the solid-state environment. The repeated-batch process with encapsulated cells was studied in flasks and a bubble column. The results indicated that the bubble column was more suitable for the encapsulation culture than the shaking flasks because of its good mass transfer performance and minor shear stress on cells. Owing to the protection of the microcapsule’s membrane, Monascus purpureus in microcapsules increased approximately three times over that in free cell culture with negligible cell leakage to the medium. The pigment production in the bubble column finally reached 3.82 (OD500), which was two times higher than in free cell culture. In addition, the duration of each batch was shortened to 15% of that in free cell culture.     

纤维素硫酸钠的制备及性能测定

采用凝胶渗透色谱法、BaSO4比浊法和酶降解法分别测纤维素硫酸钠(NaCS)的分子量、取代度和降解性,并考察了NaCS制备条件对NaCS性质影响。结果表明:制备NaCS的反应时间越长,NaCS的分子量越小;分子量分布系数先逐渐增加,在6 h达到最大值(5.16),继续反应,分子量分布系数迅速下降;NaCS的取代度随着反应时间延长先逐渐增大,到6 h后,取代度保持在0.5左右;NaCS的降解性随着其取代度增加而呈现逐渐下降的趋势。     

乙酰甲胺磷农药微胶囊剂制备研究

探讨了原位聚合法制备乙酰甲胺磷农药微胶囊剂。观察了脲醛树脂为壁材包埋乙酰甲胺磷农药获得微胶囊的反应过程。研究了酸化强度与固化温度、溶剂以及反应过程中搅拌速度等因素对微胶囊结构、表面特征以及粒径等的影响。结果表明,在控制适当的酸化反应速度下,反应体系酸性越大,对微胶囊的生成越有利。同时发现聚合温度以60℃为宜;在非极性溶剂二甲苯及搅拌速度3000r/min的条件下,可以制得包覆良好、粒径较小、分布均匀且流动性好的圆球形微胶囊。测定其具有良好的缓释性能。     

Optimizing preparation of NaCS–chitosan complex to form a potential material for the colon‐specific drug delivery system

A novel polyelectrolyte complex (PEC) formed by sodium cellulose sulfate (NaCS) and chitosan was prepared as a candidate material for colon‐specific drug delivery system. It was found in experiments that the properties of two raw materials and the process parameters, such as the degree of substitution (DS) and concentration of NaCS, the viscosity and concentration of chitosan, were very important factors on the properties of the final product—NaCS–chitosan‐PEC. The preparation of NaCS–chitosan complex was optimized by using response surface methodology to evaluate the effects of these parameters on the degradation properties of NaCS–chitosan in the simulated colonic fluid (SCF). The DS of NaCS was in the range from 0.2 to 0.6, the concentration of NaCS from 2 to 4% (w/v), the viscosity of chitosan from 50 to 550 mPa s, and the concentration of chitosan from 0.5 to 1.5% (w/v). A mathematical model was developed to describe the effect of these parameters and their interactions on the degradation of NaCS–chitosan complex. The optimum operation conditions for preparing NaCS–chitosan complex were determined to DS of NaCS of 0.2, the concentration of NaCS of 4.0% (w/v), chitosan viscosity of 327 mPa s, and the concentration of chitosan 0.5% (w/v), respectively. Validation of experiments with 5 confirmatory runs indicated the high degree of prognostic ability of response surface methodology. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

聚砜包覆双环戊二烯微胶囊的制备

采用简单易控的溶剂挥发法成功制备了聚砜包覆双环戊二烯微胶囊,讨论了反应温度、分散剂、芯壁比及搅拌速度对微胶囊性能的影响,并通过扫描电子显微镜、光学显微镜和热重分析仪对微胶囊的表面结构、形貌和热性能进行了研究。结果表明,选择明胶溶液作为分散剂,反应温度为30 ℃时,可制备出粒径和壁厚可控的具有规则球形的微胶囊;随着芯材比例的增大,微胶囊壁厚减小;粒径随着搅拌速度的加快而减小。