[发明专利]单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法

说明书

本发明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Qsupgt;+/supgt;；步骤2，制备表面涂覆一层Qsupgt;+/supgt;的细胞cell/Qsupgt;+/supgt;；步骤3，制备表面涂覆有一层Qsupgt;+/supgt;和一层CMC的细胞cell/Qsupgt;+/supgt;/CMC；步骤4，制备表面涂覆有一层Qsupgt;+/supgt;、一层CMC和一层Qsupgt;+/supgt;的细胞cell/Qsupgt;+/supgt;/CMC/Qsupgt;+/supgt;；步骤5，对步骤4所得的细胞进行处理，即得。本发明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。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，涉及一种单细胞表面淀粉/CMC自组装壳层材料的制备方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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：

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。

本发明的特点还在于：

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⁺。

步骤5的具体过程为：