【摘 要】
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海藻酸钙凝胶微球与壳聚糖通过聚电解质络合反应形成的微胶囊(AC微胶囊)，在细胞固定化培养、细胞移植（人工器官）、药物控释等生物医药领域倍受关注。已有大量文献报道了微胶囊制
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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海藻酸钙凝胶微球与壳聚糖通过聚电解质络合反应形成的微胶囊(AC微胶囊)，在细胞固定化培养、细胞移植（人工器官）、药物控释等生物医药领域倍受关注。已有大量文献报道了微胶囊制备技术、结构、机械稳定性与传质性能，但主要集中在空微囊或者载药微囊的聚电解质络合(PEC)膜的性能，忽视了微胶囊内核海藻酸钙凝胶(CAG)结构，尤其在细胞增殖的动态过程中结构的变化及其对微胶囊性能的影响。
针对上述问题，本论文以AC微囊化酵母细胞S.cerevisiaeBY4741为研究模型，在前人对AC微胶囊PEC膜（壳）性能研究的基础之上，创新性的提出从CAG内核（核）的角度考察微胶囊性能。①建立凝胶体积收缩率间接表征CAG微球结构的方法，并研究CAG结构与传质性能的相关性;②CAG结构进一步影响AC微胶囊的传质性能与机械稳定性，凝胶浴中Na+的引入利于形成更加疏松的“核”结构，使得微胶囊传质加快，机械稳定性提高;③在细胞增殖的动态过程，内核中海藻酸钠分子发生了重排，富集在PEC膜内表面，加上细胞外泌的大分子蛋白构成了新的内核成分，导致微胶囊体积膨胀的同时传质能力下降;④确定影响内核结构关键因素基础上，实现不同结构CAG微球的可控与规模化制备;⑤分别从“核”及“壳”两个层次优化AC微胶囊结构，调控细胞生长，细胞在微囊内连续培养120h，细胞密度高达4×109/mL微胶囊，而泄漏率仅为0.3％，为高效的细胞固定化培养与生物催化提供理论与实验依据，有望推动微生物固定化技术走向工业应用。
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