海藻糖二水用于细胞和

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  • 用于细胞三维培养的明胶/海藻酸钠水凝胶研究

    【序号】:1【作者】:刘娇【题名】:用于细胞三维培养的明胶/海藻酸钠水凝胶研究【期刊】:中国医科大学【年、卷、期、起止页码】:2021【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C475KOm_zrgu4lQARvep2SAkueNJRSNVX-zc5TVHKmDNksVmI2vEAbaqYGffULOB-kwB7M13LixCbzWL169dXUr7&uniplatform=NZKPT

  • CNS_20.004_海藻酸钠

    CNS_20.004_海藻酸钠

    胡锦芳目录摘要 3关键字:海藻酸钠 食品添加剂 3一、海藻的种类及分布 4二、海藻酸钠的简介 4三、理化性质 53.1 构成 53.2 分子量 53.3 分子式 53.4 pH值 53.5 稳定性 53.6限量标准 6四 、主要特征 64.1 海藻酸钠的特征 64.2 海藻酸钠的优势 7五 、海藻酸钠的来源 7六 、海藻酸钠的提取 86.1 提取原理 86.2 提取方法 8七、海藻酸钠在生物医药领域的应用 117.1水凝胶及自愈性凝胶 113.2 3D 生物打印材料 123.3 缓释材料 13[align=center][size=34px]摘要[/size][/align][font='仿宋'][size=20px]海藻酸钠是海藻酸的钠盐,是从褐藻类的海带或马尾藻中提取的一种多糖碳水化合物,毒性低、生物相容性和降解性好、价格便宜且来源广泛,是一种被广泛使用的药用天然高分子材料。海藻酸钠于1938年被《美国药典》收录,《药用辅料手册》(第[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]六版)指出,海藻酸钠可以作为软膏基质、片剂粘合剂、崩解剂、混悬剂的增稠剂等,且未规定可允许的日摄入最高量,说明海藻酸钠作为药用辅料具有足够的安全性。本文主要介绍近几年海藻酸钠在生物医药领域的研究与最新进展。[/size][/font][align=center][/align][align=center][/align][size=20px]关键字:海藻酸钠[/size][size=20px] 食品添加剂[/size][font='calibri'][size=13px]一、海藻的种类及分布[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻是生长在海洋中的一类植物,依靠光合作用合成自身所需的能量来合成有机物,我们通常说的海藻主要是指褐藻、红藻、绿藻三大门海洋藻类的总称。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]褐藻包括大型褐藻、马尾藻和墨角藻属等。在太平洋及南极地区分布着巨藻属和海囊藻属,海带属在太平洋沿岸及不列颠群岛都很丰富,在墨西哥湾流和马尾藻海中马尾藻属常见,墨角藻属大量分布在不列颠群岛潮间带。在我国,褐藻门在各沿海均有分布,但属数的分布存在自北往南逐渐减少的现象。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]红藻包括掌状红皮藻、紫菜、石花菜属、角叉菜属等。掌状红皮藻主要分布在北大西洋两岸,角叉菜属主要分布在大西洋岩石海岸,紫菜主要分布在不列颠群岛、日本、韩国及我国沿海。石花菜属则是世界性的红藻,分布很广。在我国,红藻门属的数量在各沿海区域都有分布。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]绿藻主要分布在淡水,在海水的阴湿处也有分布,仅占10%。海水中的绿藻种类主要有石莼目、丝藻目、管藻目和管枝藻目等。海洋中的绿藻主要分布在海洋沿岸,并附着在浅摊中的岩石上。海水的温度决定了海洋中绿藻的分布。淡水中的绿藻分布很广,不受水温的限制,世界各地均有分布。在我国绿藻门属数的分布呈自北向南递增的趋势。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]随着人们对海藻需求量的增加,自然界生产的海藻不能满足工业生产的需求,如今在我国及东南亚地区主要是靠人工养殖的方式满足工业的需求。我国沿海有大量的海藻养殖基地。海藻酸钠的提取主要以褐藻为原料。[/size][/font][font='calibri'][size=13px]二、海藻酸钠的简介[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠是一种以海带、巨藻等褐藻为原料提取分离精制而成的多糖类生物高分子,为白色或淡黄色粉末。海藻酸钠是良好的食品添加剂。在美国,它被誉为“奇妙的食品添加剂”;在日本被誉为“长寿食品”。[/size][/font][font='calibri'][size=13px]三、理化性质[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.1[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]构成[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠(C6H7O6Na)n主要由海藻酸的钠盐组成,由β-D-甘露糖醛酸(M单元)与α-L-古洛糖醛酸(G单元)依靠β-1,4-糖苷键连接并由不同比例的GM、MM和GG片段组成的共聚物。2、[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.2[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]分子量[/size][/font][font='宋体'][size=16px]商品用海藻酸钠的分子量通常象多糖一样,比较分散。因此,一种海藻酸钠的分子量通常代表该组所有分子的平均值。最常见的表达分子量的方式是数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]在多分散性分子群中,通常MwMn。Mw/Mn的系数为分散性指数,海藻酸钠商品的指数经典范围为1.5~2.5。最常用的决定分子量的方法为建立在内在粘性和光散射测定基础上计算而出的。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.3[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]分子式[/size][/font][font='宋体'][size=16px]分子式为(C6H7NaO6)x,分子结构如下图:[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106112342128636_3912_1608728_3.jpeg[/img][/align][font='仿宋'][size=20px]3.4 [/size][/font][font='仿宋'][size=20px]pH值[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠微溶于水,不溶于大部分有机溶剂。它溶于碱性溶液,使溶液具有粘性。海藻酸钠粉末遇水变湿,微粒的水合作用使其表面具有粘性。然后微粒迅速粘合在一起形成团块,团块很缓慢的完全水化并溶解。如果水中含有其它与海藻酸盐竞争水合的化合物,则海藻酸钠更难溶解于水中。水中的糖、淀粉或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率,混合时间有必要延长。单价阳离子的盐(如NaCl)在浓度高于0.5%时也会有类似的作用。海藻酸钠在1%的蒸馏水溶液中的pH值约为7.2。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.5[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]稳定性[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠具有吸湿性,平衡时所含水分的多少取决于相对湿度。干燥的海藻酸钠在密封良好的容器内于25℃及以下温度储存相当稳定。海藻酸钠溶液在pH5~9时稳定。聚合度(DP)和分子量与海藻酸钠溶液的粘性直接相关,储藏时粘性的降低可用来估量海藻酸钠去聚合的程度。高聚合度的海藻酸钠稳定性不及低聚合度的海藻酸钠。据报道海藻酸钠可经质子催化水解,该水解取决于时间、pH和温度。藻酸丙二醇酯溶液在室温下、pH3~4时稳定;pH小于2或大于6时,即使在室温下粘性也会很快降低。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.6限量标准[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106112342129253_7276_1608728_3.png[/img][font='calibri'][size=13px]四[/size][/font][font='calibri'][size=13px]、主要特征[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]4.1[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]海藻酸钠的特征[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物,其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic,G)按(1→4)键连接而成。海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度,已被用作食品的增稠剂、稳定剂、乳化剂等。海藻酸钠是无毒食品,早在1938年就已被收入美国药典。海藻酸钠含有大量的—COO-,在水溶液中可表现出聚阴离子行为,具有一定的黏附性,可用作治疗黏膜组织的药物载体。在酸性条件下,—COO-转变成—COOH,电离度降低,海藻酸钠的亲水性降低,分子链收缩,pH值增加时,—COOH基团不断地解离,海藻酸钠的亲水性增加,分子链伸展。因此,海藻酸钠具有明显的pH敏感性。海藻酸钠可以在极其温和的条件下快速形成凝胶,当有Ca2+、Sr2+等阳离子存在时,G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应,G单元堆积形成交联网络结构,从而形成水凝胶。海藻酸钠形成凝胶的条件温和,这可以避免敏感性药物、蛋白质、细胞和酶等活性物质的失活。由于这些优良的特性,海藻酸钠已经在食品工业和医药领域得到了广泛应用。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]4.2[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]海藻酸钠的优势[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠作为饮料和乳品的增稠剂,在增稠方面有独特的优势:海藻酸钠良好的流动性,使得添加后的饮品口感柔滑;并且可以防止产品消毒过程中的黏度下降现象。在利用海藻酸钠作为增稠剂时,应尽量使用分子量较大的产品,适量添加Ca。可以大大提高海藻酸钠的黏度。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠是冰激凌等冷饮的高档稳定剂,它可使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观、柔滑的口感。由于海藻酸钙可形成稳定热不可逆凝胶,因而在运输、储藏过程中不会变粗糙(冰晶生长),不会发生由于温度波动而引起的冰淇淋变形现象;同时这种冰淇淋食用时无异味,既提高了膨胀率又提高了融点,使得产品的质量和效益都有显著提高。产品口感柔滑、细腻、口味良好。添加量较低,一般为1-3%,国外添加量为5-10%。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠作为乳制品及饮料的稳定剂,稳定的冰冻牛乳具有良好的口感,无粘感和僵硬感,在搅拌时有粘性,并有迟滞感。[/size][/font][font='calibri'][size=13px]五[/size][/font][font='calibri'][size=13px]、海藻酸钠的来源[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠主要来源于褐藻门,如海带属、巨藻属、马尾藻属等,主要存在于海藻细胞的细胞基质和细胞壁[8],并赋予细胞一定的力学性能。Myklestad研究发现在细胞中的海藻酸主[/size][/font][font='宋体'][size=16px]要是以海藻酸钙的形式存在,也有部分以海藻酸镁、海藻酸钾及海藻酸钠的形式存在。经研究发现不同类型的海藻中,海藻[/size][/font][font='宋体'][size=16px]酸的分子量不同,含量也不同,海藻酸在海藻细胞中的含量[/size][/font][font='宋体'][size=16px]大约为干重的20%左右,其含量随季节的改变而变化。[/size][/font][font='calibri'][size=13px]六[/size][/font][font='calibri'][size=13px]、海藻酸钠的提取[/size][/font][size=18px]6.1[/size][size=18px]提取原理[/size][font='宋体'][size=16px]在19世纪后期,英国化学家就对褐色海藻中的提取物进行研究,发现提取物具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。海藻酸(Alg)提取的目的是将不溶性钙和镁盐转化为可溶性海藻酸钠(NaAlg)。如果用碳酸钠消化原料,则是利用离子交换将海藻酸钙转化为海藻酸钠。反应式为:[/size][/font][font='宋体'][size=16px]Ca(Alg)[/size][/font][font='宋体'][size=16px]2[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+2Na[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+[/size][/font][font='宋体'][size=16px]→2NaAlg+Ca[/size][/font][font='宋体'][size=16px]2+[/size][/font][font='宋体'][size=16px]如果用酸预处理原料,再用碳酸钠消化时,则反应式为:[/size][/font][font='宋体'][size=16px]Ca(Alg)[/size][/font][font='宋体'][size=16px]2[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+2H[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+[/size][/font][font='宋体'][size=16px]→2HAlg+Ca[/size][/font][font='宋体'][size=16px]2+[/size][/font][font='宋体'][size=16px],HAlg+Na[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+[/size][/font][font='宋体'][size=16px]→NaAlg+H[/size][/font][font='宋体'][size=16px]+[/size][/font][font='宋体'][size=16px]在我国,提取海藻酸钠的主要原料是海带。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]6.2[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]提取方法[/size][/font][font='宋体'][size=16px]自从海藻酸盐商品化以来,很多人对其提取工艺进行了研[/size][/font][font='宋体'][size=16px]究,工艺方法众多,但大都大同小异,流程如图1所示,主要包括前处理,消化及纯化三大步骤。海藻酸钠提取工艺的研究核心都是如何在前处理、消化和纯化步骤中提高海藻酸盐的产率、减少其降解和改善其外观。[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106112342130405_3084_1608728_3.png[/img][font='仿宋'][size=20px]原料的前处理[/size][/font][font='宋体'][size=16px]前处理对产品的后期提取具有重要作用。在早期的研究中,大多数学者都认为用稀酸对海藻酸钠进行前处理有助于提高提取率 并在早期的海藻酸钠工业生产专利中也描述到用酸进行前处理是碱法提海藻酸钠的必要步骤。但是一般前处理需要浸泡,时间较长,如果用酸处理,会加速海藻酸分子链的断裂,影响粘度,同时在后续的碱提过程中也会出现颜色变深的现象,影响产品的品质。LeGloahec和Herter等人提出需要增加脱色,他们用凝胶状的氢氧化铝对澄清的海藻酸钠提取液进行处理 在酸处理后又用福尔马林溶液进行浸泡处理,发现叶绿素等有色物质被固定在海藻的表皮细胞中,并在碱提过程,颜色加深现象明显减少,同时甲醛对植物细胞壁纤维组织有破坏作用,有利于后续消化过程中海藻酸盐的置换与溶出。HaugA认为颜色的变深可能是酚类化合物导致,如果采用次氯酸钠进行脱色,将对产品的粘度产生很大影响,长时间漂白脱色会使海藻酸分子链降解,导致产品粘度降低。此后研究者普遍采用盐酸配合福尔马林溶液进行前处理。Gustavo等人对盐酸预处理进行了详细的研究。他们的前处理方法是:先用一定浓度的福尔马林溶液浸泡原料过夜,然后再用一定浓度的盐酸进行浸泡过夜,最后用碳酸钠消化提取。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]研究结果表明,海藻酸钠的产量随所用酸的浓度增加而增加,而粘度则随酸浓度的增加而减少。此后的前处理研究中,普遍采用类似的方法进行。何俊红、何钟林等人认为福尔马林可能会在海藻酸钠提取过程中有残留,且是致癌物质,然而戊二醛是一种在医院替代福尔马林进行消毒的消毒剂,同时戊二醛可能会破坏海带的细胞壁,促使海藻酸盐溶出并可达到固定色素的目的,所以他们尝试使用质量百分比浓度为1%的戊二醛替代甲醛对海带进行前处理。研究结果表明,使用戊二醛比相同条件下使用甲醛的产量要大,但得到的产品粘度低。青岛大学的夏延致等人用酸与三偏聚磷酸钠配合进行前处理,发明了一种制备低粘度海藻酸钠的方法。宋方方等人的前处理方法是先将原料用水浸泡到充分溶胀后粉碎,然后用苹果酸,乙醇,食盐搅拌冻融,再进行后续的消化提取。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]Rostami等人在考察海藻酸钠的分子量与生物学特性之间的关系时,为了得到不同分子量的海藻酸钠,他们对原料采用蒸馏水、盐酸、蛋白水解酶和纤维素酶四种不同的前处理方法来进行处理。结果表明,用水处理和蛋白水解酶处理的产率最低,用盐酸处理后的产率比水和蛋白水解酶处理后的明显提高,在所有处理方式中纤维素酶处理后的产率最高。如今研究者更多是用酶对原料进行前处理[27-28],优点是[/size][/font][font='宋体'][size=16px]通过减少使用酸可以避免海藻酸的降解,同时酶也具有专一性,能将细胞壁破坏,使得海藻酸盐能更多的溶解并被置换过来,但是用酶前处理由于不能固定色素,所以需增加脱色的环节,这会促使海藻酸盐的降解。除了上述的前处理方法外,也有较多人在实验室采用乙醇[/size][/font][font='宋体'][size=16px]进行浸泡处理。以上方法在实验室提取对海藻酸钠进行前处理可以得到[/size][/font][font='宋体'][size=16px]很好的效果,但是在实际海藻酸钠工业生产中,考虑到成本的原因,更多的还是采用酸与甲醛处理。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]原料的消化[/size][/font][font='宋体'][size=16px]原料预处理后,需将海藻酸从海藻的细胞壁提取出来,即将海藻酸盐转化为可溶性的海藻酸钠,从而从海藻中去除海藻酸,这个过程是消化。消化是影响提取率的主要因素,其普遍采用的方法是碱提。早期有人用氢氧化钠消化,因氢氧化钠污染环境,腐蚀性强,后来都采用碳酸钠溶液进行消化。消化的主要影响因素是碳酸钠浓度,消化温度,消化时间和消化pH值。[/size][/font][font='宋体'][size=16px]Zvered等人用1%~2%碳酸钠溶液在27℃条件下消化[/size][/font][font='宋体'][size=16px]1~2h。Secconi提出在pH值为5~7.5之间用氨水、钾盐和钠盐混合进行消化5~24h。Arvizu-Higuera等人[31]通过研究[/size][/font][font='宋体'][size=16px]发现消化的pH值大于10效果会更好。何俊红、何钟林等人用1%的碳酸钠溶液,并加入少量氢氧化钠研究了pH值对消化反应的影响,结果表明,随着pH值的升高,海藻酸钠的产率明显提高,由33.91%提高到93.87%,他们认为消化反应过程中控制高的pH值对产品的提取率有积极的影响。盘茂东等人对海南马尾藻提取海藻酸钠的工艺进行了较详细的研究,并对影响提取率的消化条件进行了单因素分析,结果表明碳酸钠的浓度为2%时,其提取率达到最高,为36.8%。消化温度为50℃时,提取率最高,为40.7%,消化时间约3h时,提取率最高,为35.1%。所得海藻酸钠的粘度为185mPas。田洪芸[20]采用单因素及正交试验详细分析了超声-微波协同消化对产率的影响,他们优化工艺条件后得到的海藻酸钠粘度可达3670mPas,提取率为88.6%。宋彦显等人用纤维素酶辅助碳酸钠溶液提取海藻酸钠,用正交试验确定最佳的提取率为49.8%。Youssouf等人用超声对原料的消化进行处理,方法是将真空干燥后的原料用80%乙醇在室温下浸泡过夜,之后用孔径为10μm的微孔尼龙滤膜过滤,用蒸馏水水洗,加入2%的氢氧化钠溶液,然后用功率为150W,频率为25kHz的超声波进行处理。他们最后得到的提取率达到55%,同时可以缩短提取时间。消化是海藻酸盐提取的重要环节,消化效果的好坏对产率的影响大。从绿色制备考虑,不仅要将海藻酸从海藻的细胞壁有效的提取出来,并在消化过程中减少分子链的降解,而且使用对环境友好的提取方式是消化环节中最为关心的问题。[/size][/font][font='黑体'][size=18px]七、海藻酸钠在生物医药领域的应用[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]7.1水凝胶及自愈性凝胶[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠水凝胶最常用于细胞工程[8]。海藻酸钠水凝胶具有三维网状结构,可储存大量的水分,其丰富的多孔结构,有利于小颗粒营养物质进入,为细胞提供营养,故其可用于培养细胞及传递细胞,提高细胞生存率[9]。刘鑫成等[10]采用海藻酸钠复合透明质酸钠培养软骨细胞,发现软骨细胞能很好的保持表型而不分化。但海藻酸钠水凝胶由于其抗张强度不高,在传递细胞过程中可能由于水凝胶的破碎,导致细胞的分散及死亡。ParkM等[11]将氧化细菌纤维素和海藻酸钠联合应用形成水凝胶,该水凝胶相比海藻酸钙水凝胶具有更强的物理强度,具有渗透选择性,有利于生物大分子的传递,可实现细胞完全的包裹及繁殖。LaurénP等[12]合成了纳米纤维素-海藻酸钠水凝胶涂层的缝合线,平均厚度(297±25)μm,平均重量(1.96±0.27)mgcm-1。相对传统纳米纤维素线的储存模量和损失模量均提高了6~8倍,可弯曲可打结。在内部或表面培养人类肝癌细胞HepG2(群集类细胞)和SK-HEP-1(单层细胞),均可保持优良的繁殖性。这种水凝胶缝合线可以包载细胞,提高细胞生存率,并可通过外科手[/size][/font][font='宋体'][size=16px]术缝合的方法将细胞递送并束缚于特定组织部位或靶点,为细胞治疗的发展提供了新思路。自愈性水凝胶是将生物学概念上的自愈合引入到高分子材料,当水凝胶受到损伤时,在生物体内可进行重组,实现自我修复,是一种新型的智能型材料。由于自愈性水凝胶在细胞、组织工程上的优势,其发展越来越受关注。张鸿鑫等[13]通过氧化海藻酸钠结构上的羟基生成含有醛基的氧化海藻酸钠,同时采用水合肼与聚乙二醇反应后得到具有酰肼基的聚乙二醇,氧化海藻酸钠的醛基与酰肼基反应生成酰腙键,制备成水凝胶。该水凝胶不仅具有物理凝胶的凝胶-溶胶性质和pH敏感性,在生理条件下还能实现伤口自愈,有望应用于药物控释材料和细胞载体。LiuS等[14]将氧化海藻酸钠与丙烯酰胺单体通过自由基聚合反应,生成了具有动态特征的席夫碱,与分子链间的疏水键共同作用形成了自愈性凝胶。将断裂的水凝胶断面在室温下相互接触,6h内可恢复成完整的水凝胶,并仍具有良好的物理性能,可被拉长近5倍而不断裂。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.2[/size][/font][font='仿宋'][size=20px] [/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3D[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]生物打印材料[/size][/font][font='宋体'][size=16px]海藻酸钠可用于构建3D生物打印技术中的体[/size][/font][font='宋体'][size=16px]外生物组织。海藻酸钠作为打印墨水材料,可在温和的条件下实现溶胶→凝胶的转变,包载细胞。任荣等[15]采用海藻酸钠和明胶制备了一种可用于3D生物打印的复合水凝胶。其孔隙率为60%~82%,溶胀率为660%~740%。载入ATDC-5细胞后,7天细胞存活率仍高达95%,该结果表明,此3D打印水凝胶有利于细胞的存活。HuangJ等[16]通过3D打印技术制备了可包载骨髓间质干细胞的海藻酸钠/明胶/羧甲基壳聚糖水凝胶,与海藻酸钠/明胶水凝胶相比,前者具有更好的保水性、机械性和抗菌性,同时降解速度也更慢。骨髓间质干细胞在2天内细胞存活率大于85%,可被应用于组织工程。EgorovAA等[17][/size][/font][font='宋体'][size=16px]将海藻酸钠与无机材料磷酸钙联合进行3D打印,打印出的矿化聚合物具有良好的骨相容性。此3D打印凝胶具有相互贯通的多孔体系,平均直径为800μm,可承受压力为0.45~1.0MPa,所以海藻酸钠可作为3D生物打印骨替代品的新型材料。[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]3.3[/size][/font][font='仿宋'][size=20px]缓释材料[/size][/font][font='宋体'][size=16px]缓释骨架片剂口服缓释片剂中常用亲水性凝胶作为骨架,实现药物缓释。药物溶解或者分散在亲水性基质中,当亲水性凝胶基质经过水化、溶胀、溶解时,药物从基质中缓慢释放。亲水型骨架材料常用非离子型高分子聚合物,如羟丙甲纤维素(HPMC),羟丙基纤维素(HPC)、聚环氧乙烷(PEO)。[/size][/font][font='calibri'][size=16px]参考文献[/size][/font][font='calibri'][size=16px][1][/size][/font][font='calibri'][size=16px]权维燕,杨子明,李思东,等.海藻酸钠的提取研究进展[J].山东化工,2018,47(19):56-59.[/size][/font]

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    为探索海藻糖类在冷冻熟制水产品中的应用效果,以蒸煮南美白对虾为研究对象,以焦磷酸钠为阳性对照,研究海藻糖、海藻胶及寡糖对蒸煮虾仁的抗冻、保水作用。
  • Digipol-M70全自动熔点仪海藻糖检测应用方案
    1、前言海藻糖又称漏芦糖、蕈糖等。是一种安全、可靠的天然糖类。海藻糖是由两个葡萄糖分子以 1,1-糖苷键构成的非还原性糖,有 3 种异构体即海藻糖(α ,α) 、 异海藻糖(β ,β)和新海藻糖(α ,β) ,并对多种生物活性物质具有非特异性保护作 用。海藻糖在自然界中许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在, 如人们日常 生活中食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含 量较高的海藻糖。因为该糖具有独特的生物学功能,能在逆境中有效地维持细胞 内生物膜和蛋白质、活性肽的稳定性和完整性, 被赞誉为生命之糖, 可广泛用于 生物制剂、医药、食品、保健品、精细化工、化妆品、饲料及农业科学等各个行 业。
  • 如何检测海藻胶的凝胶强度
    海藻”是海带、紫菜、裙带菜、石花菜等海洋藻类的总称,是生长在海中的藻类,是植物界的隐花植物,藻类包括数种不同类以光合作用产生能量的生物。海藻胶,又称海藻酸钠、藻朊酸钠、藻蛋白酸钠,是从海藻中提取的一种天然多糖,可溶于水,不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。可单独用于配制胶粘剂,尤其适宜作为食品胶粉剂,也可纺织印染行业中作上浆剂、整理剂,同时作为一种胶质体,海藻胶具有增稠性、稳定性、胶凝性、乳化性、凝胶性、吸附性、悬浮性,保形性、薄膜成形性等特点,基于海藻胶优良性能及保健功能,海藻胶在食品配料、功能食品、护肤品、医用材料、肥料、印染等领域展现出广阔应用前景。

海藻糖二水用于细胞和相关的资讯

  • 单细胞分析的丝滑IMAX体验: icpTOF 以多元素指纹量化海藻细胞与纳米颗粒间相互作用为例
    Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., 确定细胞中金属元素的生物利用率的传统方法一般需对细胞进行酸消解,然后利用溶液进样电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行后续分析。这种方法的缺点是需要大量的细胞,并且只能为给定的细胞群体提供平均值1。众所周知,千人千面,不同群体以及同群体细胞的特异性在文献中也多有报道2。基于这个大前提,使用特定的分析方法对不同群或同群细胞进行逐序单个分析,获取与单个细胞特异性有关的大数据就尤其重要(见图1)。本文中介绍的单细胞-电感耦合等离子体质谱法(sc-ICP-MS)与之前介绍过的单颗粒ICP-MS(sp-ICP-MS)基本类似(微信公共号:粒粒皆信息:什么是单颗粒物ICP-MS质谱分析法?)。事实上,上述两种技术都依赖于相同的基本原理和icpTOF瞬时事件全谱多元素测量能力,从而可以获得由单一个体产生的微秒时间区间内的瞬时信号,例如单个纳米颗粒(NPs)或单个细胞。(译者注:这等同在拍一段有很多快速武术对打的电影场景,需要使用高速摄像机来捕捉每一个武打动作细节和变化,同时也不漏过颜色,声音等关键信息,这样才能最终呈现出高清120Hz的作品。) 单颗粒ICP-MS方法的基础概念和硬件构架3源于2003年Degueldre等发表的第一篇论文。在过去的二十年间,通过进样系统,数据采集硬件和数据处理专用软件的进一步发展和商业化,不断增加的科研文献见证了该技术领域的迅速成熟。在单颗粒ICP-MS上投入的研究和应用开发同样的也使单细胞ICP-MS分析受益。 在单细胞ICP-MS中,细胞悬浮液经超声波雾化后形成的液滴被带入ICP-MS等离子体中。细胞在等离子体中依次被汽化、原子化和最终离子化。每个细胞产生一个含有多种元素的离子云,在仪器上被检测为高于背景的时长几百微秒的单个信号峰。与单颗粒ICP-MS类似,记录到的尖峰频率与细胞数量浓度成正比,这些尖峰的强度则与细胞中该元素质量有关。这种技术已经成功的应用在测定海藻中的镁元素含量4,并进一步用于纳米颗粒物毒理学研究中评估细胞对纳米颗粒物的摄取情况5,6,7。 虽然单细胞ICP-MS的测量方法看起来很简单,但要获得真实可靠的数据,实施起来需要注重的细节很多。除了需要额外注意来自培养基的可能高背景信号和细胞在样品导入系统中的潜在破损,在单细胞研究中反复报道的一个主要瓶颈是细胞进样装置的低运输效率,这是因为与纳米颗粒物相比,细胞的尺寸更大,在传输过程中也更容易损失。事实上,传统的系统通常包括一个旋风式雾化室,是专为引入较小的溶液液滴而设计的,导致细胞传输效率低于10%。而用于单细胞导入的定制系统,包括改进的雾化器或全消耗喷雾室8,9,以及其他创新设计10,11,经过多年反复测试,已被验证可以高效传输单细胞进入ICP-MS。 另一个瓶颈在于质谱仪器质量分析器的性能:传统的ICP-MS仪器具有单四极杆或扇形场质量分析器,在进行单细胞分析时最多只能同时检测一到两种元素信息(只能拍黑白影片)。而在常见的单颗粒分析场景中,比如在纳米毒理学研究中,在试图量化纳米颗粒物(特征金属元素)和细胞(蛋白固有元素)的关联时,需要同时获得单细胞事件内多种元素浓度信息。为了获得微秒级事件信息全貌,快速且广谱分析的质量分析器,如飞行时间质量分析器等高精尖‘摄影器材’是必不可少的(译者注:例如,等同于可提供高清彩色120Hz影片给观众更加真实的IMAX观影体验)。图1:a)在对细胞进行酸消解后,通过传统的雾化法将溶液样品引入ICP-MS,并记录仪器获得的稳态信号。这种整体分析法对初始样品中所包含的数千个细胞获得一个平均值。然而这种实验是基于细胞是均匀的假设,而忽略了细胞具有多样性的事实。因此,少数细胞群(用绿色和紫色表示),在元素组成上虽与主类细胞有差异,却没有被体现在结果中,这完美的诠释了辛普森悖论。b)在单细胞ICP-MS方法中,将细胞悬浮液稀释后,在单位时间内仅有一个细胞个体被引入ICP-MS等离子体。每个细胞产生一个独立的离子云,作为信号峰被ICP-MS仪器记录。这种方法允许检测每一个单独的细胞,从而保证了细胞特异性信息的无损获取和保存。简单来说,在单细胞ICP-MS中,细胞是以个为单位进行分析的,可以根据它们不同的分析物含量识别出不同的群体,而不是仅仅产生一个平均值。icpTOF飞行时间质谱法 在飞行时间质谱法(TOF-MS)中,其基本原理是根据离子到达检测器前通过固定长度的飞行管的飞行时间来精确分辨离子。离子束在脉冲加速电压后具有相同的动能,但轻的离子会比重的离子获得更高的速率,进而更早到达检测器。测量所有离子的陆续到达时间可以得到一个连续时间谱,经过简单的校准和换算后可以得到一张全质谱谱图(一般6-280 Th)。TOF质量分析仪的主要优点是:对分析的元素及同位素的数量没有限制,而且全谱数据采集速度快(通常几十微秒就可以获得一张全元素谱图)。这样的快速全谱数据采集能力在处理单一实体(如单细胞)检测时尤其重要,因为单细胞产生的瞬时事件长度很短,一般在200-500微秒区间。 飞行时间技术在单细胞分析领域并不是一个新概念,最初是由Bandura在2009年提出的,其原型机12用于单个细胞的时间分辨分析13,从而为众所周知的 "质谱流式 "领域打开了大门。这项应用使用稳定的稀土金属同位素来标记细胞,从而允许通过其金属标记物来检测相应细胞14。除了展现了生物研究和药物筛选应用中的巨大潜力,质谱流式也被用于检测细菌细胞中的银纳米颗粒15。然而,由于质量检测范围有限(80 Da)和涉及染色的样品制备程序,质谱流式细胞技术无法检测许多固有元素。 与质谱流式不同的,如图2a) 所示的ICP-TOF (TOFWERK AG, 瑞士) 可以测量从质荷比6到280的全谱图16,从而可以覆盖轻质元素,如Na, Mg, P, S, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn等。这些元素是活细胞的固有元素,它们的分布(也被称为细胞离子组17)可以作为细胞发育状态的指标18。例如,磷存在于核酸(DNA和RNA)中,也是ATP、CTP、GTP和UTP等能量化合物的重要成分。钠和钾在电信号的传输中起作用,而锌被不同的生物过程中的多种酶用作催化剂。由于ICP-TOF-MS的同时多元素检测能力,可以在多种元素的相关分析基础上进行指纹识别19。如图2b) 所示,镁、磷、锰、铁、铜和锌被鉴定为被分析藻类的本征指纹元素。不需要标记或染色,即可依据细胞的 "天然 "元素指纹来进行单细胞分析20,21。通过测量特定细胞类型的金属微量元素,则可以获得更细致的指纹信息。例如,海藻细胞富含镁等金属微量元素,镁是叶绿素的核心组成部分,对光合作用至关重要。因此,金属微量元素的组成可以作为一种独特的指纹来明确识别不同的细胞种类。通过测量单细胞的金属元素组分,可更好地了解由金属蛋白和金属酶调节的基本生物过程,从而解密细胞生命周期不同状态22。尽管细胞的生物化学并不完全反映在其离子组上,但通过监测其金属含量的变化,可以确定地获得对细胞状况和生物过程的更深入了解。 通过使用TOF质量分析仪作为检测器,可以动态系统地获得完整的质谱数据,从而可以对发现特定实体本身及其所处环境进行连续或高通量表征。因此在纳米毒理学背景下,人们可以很容易地确定纳米颗粒物是否与细胞相关联。图2:a) icpTOF仪器(TOFWERK AG, Thun, Switzerland)的示意图:在iCAP Q(Thermo Scientific, Bremen, Germany)的框架上搭配一套高分辨率飞行时间质量分析器。因此,ICP-TOF受益于与iCAP Q相同的ICP离子源、离子光学、碰撞/反应池技术和样品引入设备。b) 用48 µ s时间分辩率采集的淡水藻类细胞raphidocelis subcapitata的瞬时信号速率。c) 藻类细胞通常用于毒理学风险评估研究,这里在暴露于金纳米颗粒一段时间后进行分析,以调查其摄取情况。在ICP-TOF的全质量数范围内,可以根据检测细胞的本征元素指纹对细胞进行追踪,并能直接定量测量纳米颗粒物-细胞的关联。icpTOF单细胞分析应用实例 单一实体分析,与批量样品测量相比,能产生信号的质量相对有限,这对仪器灵敏度要求更高。下面的应用案例研究展示了icpTOF S2仪器(TOFWERK AG,瑞士)的性能指标:具有与单四极杆ICP-MS类似的高灵敏度,又可同时快速检测全谱信号,特别适合分析单一实体,如单细胞或纳米颗粒(NPs)等。随着工业和日常生活中纳米颗粒物的广泛使用,纳米安全和纳米毒理学在过去20年一直是深入研究的课题。纳米颗粒物的安全评估研究中的一个重要参数是其在细胞摄取的分析和量化。 透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)具有高空间分辨率,它们经常被用于细胞内纳米颗粒物的分析23,24。尽管有令人印象深刻的成像能力,基于电子显微镜方法的一个主要缺点是对样品制备的繁琐要求。此外,由于没有额外的元素定量或自动图像分析,获得的图像是定性的且结果较难被解读25,26。如前所述,单细胞ICP-MS也可用于量化细胞对纳米颗粒物的摄取,根据观察到的信号峰的强度大小,提供与细胞相‘关联’的纳米颗粒数量的信息5,6。这类实验通常有以下三个明显的观察结果: 只检测到纳米颗粒物中的特征元素,表明溶液中存在纳米颗粒物 只检测到细胞固有元素而没有任何纳米颗粒物中的元素,表明细胞并没有与纳米颗粒物相关联 同时检测到细胞固有元素和纳米颗粒物中的元素,意味着两者有关联 根据观察到的相关联的纳米颗粒/细胞峰的频率和幅度,可以确定摄取了纳米颗粒物的细胞的百分比以及与每个藻类细胞相关的纳米颗粒数量的估计值。在理想的情况下,可以根据浓度和暴露时间动态地对海藻细胞和纳米颗粒数量的相关性的进行评估。 在本案例研究中,将海藻细胞暴露在BaSO4(NM-220)溶液中72小时,接着按照Merrifield等人提出的程序进行清洗5,去除未与细胞结合的纳米颗粒。在暴露后并在ISO8692藻类培养基中进行冲洗后27,样品中预计只包含与藻类细胞相关联的纳米颗粒物。随后,样品被储存在15毫升的试剂管中,用锡纸包裹,等待分析。 在使用四极杆ICP-MS进行单细胞的初始研究中,我们发现清洗后的细胞悬浮液中仍存在BaSO4纳米颗粒,如图3a所示。有学者认为未关联的纳米颗粒已经去除,而这些检测到的纳米颗粒是与海藻细胞相关联的。然而由于只测量了一种元素138Ba,并不能完全证实这一猜想。 我们使用单细胞ICP-TOF-MS(见图2a)重复了一个类似的实验。从图2b中我们可以知道被分析的藻类细胞的本征元素指纹,即只有同时检测到Mg、P、Mn和Fe等元素时才被认为检测到了藻类细胞。令人惊讶的是,即使暴露72小时后,BaSO4 纳米颗粒与水藻细胞的指纹信号没有显著关联(图3b)。可以看到,Ba仅与Mg和Fe的信号同时被检测到,而没有水藻的其他指纹信号同时出现。虽然缺失的元素信号强度有可能是低于仪器检测极限,但至少这说明检测到的元素与藻类细胞的本征元素指纹不一致。然而在检测到藻类细胞的指纹信号中,没有观测到Ba元素信号。综上所述,如果没有icpTOF瞬时多元素检测能力,在清洗后细胞悬浮液中检测到的纳米颗粒的Ba信号很容易被误解为是与藻类细胞相关联的颗粒物。图3:a)实验流程图。在样品暴露于纳米颗粒物72小时后,细胞被清洗以去除上清液中游离态的纳米颗粒物。b) 通过使用飞行时间质谱仪重复单细胞测量,可以跟踪细胞的元素指纹,以验证纳米颗粒物信号和细胞信号的是否同时出现。结果显示虽然纳米颗粒物和细胞没有直接关联,但Ba信号与Mg和Fe信号是一起出现的。 这些结果导致了对可能引发该现象的机制的讨论。一个合理的解释是海藻细胞通过释放胞外聚合物物质(EPS)来清除粘附在细胞表面的纳米颗粒物。EPS被认为是影响藻类细胞对纳米颗粒的生物利用率的关键因素28,29。EPS产量的增加可使藻类细胞主动脱落纳米颗粒,从而减轻摄取或吸附到细胞外部,而纳米颗粒仍然以被包含在EPS中的形式存在于溶液中。虽然缺乏关于这种行为的定量数据,但足以解释BaSO4纳米颗粒信号与Mg和Fe信号的契合。当然Fe与Ba信号的同时出现还可以被解释为溶解的Ba与ISO 8692培养基中的EDTA络合在了一起,而EDTA被添加在溶液中以保持Fe的生物可利用率。要回答这个问题,我们使用TEM观察到EPS聚集体中包裹有纳米颗粒(图4)。由于TEM局限于定性分析,再加上EPS结构微妙,这种包裹的确切机制和发生频率很难被量化。然而单细胞ICP-TOF-MS则可以直接对这一现象进行定量分析,而不需要对样品进行复杂的制备,同时还可以在较短的时间内分析更多的藻类细胞及EPS聚集体,提供更可靠的统计数据。此外,单细胞ICP-TOF-MS可以动态地从藻类悬浮液中不间断取样,评估这种清除行为的发生频率与样品浓度和时间的关系,进一步了解藻类细胞和纳米颗粒之间的相互作用。这种利用ICP-TOF研究动态摄取和清除行为的研究思路不仅限于藻类细胞,还可以扩展到纳米医学或纳米生物技术的其他类型细胞,如哺乳动物细胞或细菌。图4:一个藻类细胞(Raphidocelis subcapitata)的透射电子显微镜图像,该细胞之前暴露在银纳米颗粒物中,脱落的细胞外聚合物物质(EPS)含有银纳米颗粒。(由Louise H. S. Jensen和Sara N. Sø rensen提供)。 正如本研究强调的那样,尽管传统的四极杆质谱(sc-ICP-Q-MS)可以测量单细胞,但它最多只能同时测量一种或两种元素或同位素,所以即使检测到纳米颗粒信号也不能100%确定其与细胞直接关联。另外还需要TEM来确定颗粒物是否被藻类吸收在内部或简单附着在细胞外部。然而使用ICP-TOF-MS可以将被暴露在纳米颗粒物中藻类的离子组与对照藻类的离子组进行比较,从而评估它们的状况。这些信息对于从机理上理解海藻细胞与纳米颗粒物的相互作用非常有价值,并可以进一步促进开发以生理学为基础的纳米颗粒物风险评估工具。icpTOF结论与展望 单细胞ICP-TOF-MS是一个新兴的、令人兴奋且快速发展的研究领域。虽然尚需数年时间才能达到质谱流式技术在单细胞多参数分析方面的水平,但ICP-TOF-MS得益于灵敏度的提高和同时全谱检测能力,能够基于元素指纹检测未被标记的细胞,从而为新的实验设计创意提供可能性。例如,除了测量纳米颗粒物和细胞的相关性外,ICP-TOF-MS记录的多元素数据可用于评估细胞在纳米颗粒介导毒性影响下的不同状态。 除了液体样品引入方法之外,也可以使用激光剥蚀(LA)-ICP-TOF-MS进行单细胞分析30,31。通过将制备有细胞的载玻片放在样品台上并使用激光扫描,可以产生单个完整细胞层面上的元素分布二维图像,其中每个像素包含一个完整的全元素谱图。LA-ICP-TOF-MS成像的高空间分辨率对纳米毒理学研究特别有意义,因为它可以观察和定位纳米颗粒物在亚细胞结构中的聚集,以进一步了解和解释各种现象(如摄取、积累和释放纳米颗粒)。 此外,所生成的大量数据可以通过降维技术进行处理,如主成分分析(PCA)或机器学习工具,并提取与细胞状态和类型有关的信息,从而使细胞的分类变得更容易。这在质谱流式工作流程中是常见的处理方法。这项技术不仅限于纳米毒理学研究,还可以扩展到金属组学和细胞生物学中。无论如何,我们将继续努力改进飞行时间质谱ICP-TOF-MS技术,使其在更广阔的应用领域发挥作用。icpTOF致谢作者感谢Olga Meili和Aiga Mackevica校对本文并提供反馈。Lars M. Skjolding得到了PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing项目资助(760813)。感谢Louise Helene Sø gaard Jensen和Sara Nø rgaard Sø rensen允许使用图4中的TEM图像。最后特别感谢Robert Thomas邀请在Spectroscopy杂志中的 "原子视角专栏 "刊登此文。原文链接:Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., Single-Cell Analysis by Inductively Coupled Plasma–Time-of-Flight Mass Spectrometry to Quantify Algal Cell Interaction with Nanoparticles by Their Elemental Fingerprint, Spectroscopy, 2020, Volume 35, Issue 10, Pages 9–16https://www.spectroscopyonline.com/view/single-cell-analysis-by-inductively-coupled-plasma-time-of-flight-mass-spectrometry-to-quantify-algal-cell-interaction-with-nanoparticles-by-their-elemental-fingerprint (请点击左下角“阅读原文”跳转)本文由TOFWERK中国-南京拓服工坊科技编译,结论以英文原文为准。参考文献1 S. J. Altschuler and L. F. Wu, Cell, 2010, 141, 559–563.2 W. M. Elsasser, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1984, 81, 5126–5129.3 C. Degueldre and P. Y. Favarger, Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., 2003, 217, 137–142.4 K. S. Ho and W. T. Chan, J. Anal. At. Spectrom., 2010, 25, 1114–1122.5 R. C. Merrifield, C. Stephan and J. R. Lead, Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 2271–2277.6 F. Abdolahpur Monikh, B. Fryer, D. Arenas-Lago, M. G. Vijver, G. Krishna Darbha, E. Valsami-Jones and W. J. G. M. Peijnenburg, Environ. Sci. Technol. Lett., 2019, 6, 732–738.7 I. L. Hsiao, F. S. Bierkandt, P. Reichardt, A. Luch, Y. J. Huang, N. Jakubowski, J. Tentschert and A. Haase, J. Nanobiotechnology, 2016, 14, 1–13.8 A. S. Groombridge, S. I. Miyashita, S. I. Fujii, K. Nagasawa, T. Okahashi, M. Ohata, T. Umemura, A. Takatsu, K. Inagaki and K. Chiba, Anal. Sci., 2013, 29, 597–603.9 M. Corte-Rodríguez, R. Á lvarez-Fernández García, P. García-Cancela, M. Montes-Bayón, J. Bettmer and D. . Kutscher, Curr. Trends Mass Spectrom., 2020, 18, 6–10.10 K. Shigeta, H. Traub, U. Panne, A. Okino, L. Rottmann and N. Jakubowski, J. Anal. At. Spectrom., 2013, 28, 646–656.11 P. E. Verboket, O. Borovinskaya, N. Meyer, D. Günther and P. S. Dittrich, Anal. Chem., 2014, 86, 6012–6018.12 D. R. Bandura, V. I. Baranov, O. I. Ornatsky, A. Antonov, R. Kinach, X. Lou, S. Pavlov, S. Vorobiev, J. E. Dick and S. D. Tanner, Anal. Chem., 2009, 81, 6813–6822.13 K. R. Atkuri, J. C. Stevens and H. Neubert, Drug Metab. Dispos., 2015, 43, 227–233.14 S. D. Tanner, V. I. Baranov, O. I. Ornatsky, D. R. Bandura and T. C. George, Cancer Immunol. Immunother., 2013.15 Y. Guo, S. Baumgart, H. J. Stä rk, H. Harms and S. Müller, Front. Microbiol., 2017, 8, 1–9.16 L. Hendriks, A. Gundlach-Graham, B. Hattendorf and D. Günther, J. Anal. At. Spectrom., , DOI:10.1039/c6ja00400h.17 M. Malinouski, N. M. Hasan, Y. Zhang, J. Seravalli, J. Lin, A. Avanesov, S. Lutsenko and V. N. Gladyshev, Nat. Commun., , DOI:10.1038/ncomms4301.18 D. E. Salt, I. Baxter and B. Lahner, Annu. Rev. Plant Biol., 2008, 59, 709–733.19 A. Praetorius, A. Gundlach-Graham, E. Goldberg, W. Fabienke, J. Navratilova, A. Gondikas, R. Kaegi, D. Günther, T. Hofmann and F. Von Der Kammer, Environ. Sci. Nano, 2017, 4, 307–314.20 O. Borovinskaya, S. Aulakh and R. Markus, Tofw. appilcation note, 2019, 1–3.21 M. von der Au, O. Borovinskaya, L. Flamigni, K. Kuhlmeier, C. Büchel and B. Meermann, Algal Res., 2020, 49, 101964.22 L. Mueller, H. Traub, N. Jakubowski, D. Drescher, V. I. Baranov and J. Kneipp, Anal. Bioanal. Chem., 2014, 406, 6963–6977.23 F. Piccapietra, C. G. Allue, L. Sigg and R. Behra, Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 7390–7397.24 F. Perreault, A. Oukarroum, S. P. Melegari, W. G. Matias and R. Popovic, Chemosphere, 2012, 87, 1388–1394.25 L. H. S. Jensen, L. M. Skjolding, A. Thit, S. N. Sø rensen, C. Kø bler, K. Mø lhave and A. Baun, Environ. Toxicol. Chem., , DOI:10.1002/etc.3697.26 C. Brandenberger, M. J. D. Clift, D. Vanhecke, C. Mühlfeld, V. Stone, P. Gehr and B. Rothen-Rutishauser, Part. Fibre Toxicol., , DOI:10.1186/1743-8977-7-15.27 ISO, International Organization for Standarization. ISO 8692. Water quality - Fresh water algal growth inhibition test with unicellular green algae., 2012.28 J. Zhao, X. Cao, X. Liu, Z. Wang, C. Zhang, J. C. White and B. Xing, Nanotoxicology, , DOI:10.1080/17435390.2016.1206149.29 F. Chen, Z. Xiao, L. Yue, J. Wang, Y. Feng, X. Zhu, Z. Wang and B. Xing, Environ. Sci. Nano, 2019, 6, 1026–1042.30 S. Theiner, A. Schoeberl, S. Neumayer and G. Koellensperger, J. Anal. At. Spectrom., 2019, 34, 1272–1278.31 S. Theiner, A. Schweikert, C. Haberler, A. Peyrl and G. Koellensperger, Metallomics, , DOI:10.1039/d0mt00080a.
  • 海藻酸钠在食品业中的应用
    说到可以提升食品的味道很多人都会想到味精(谷氨酸钠)却很少想到同样来自海藻类植物中产生的海藻酸钠。这两种元素可谓是现代吃货的法宝,谷氨酸钠负责把食物中的鲜味提炼出来,海藻酸钠负责把食物的质感提升上一个等次,对于味精我们都很熟悉,下面就由小编为大家介绍海藻酸钠出现,发展,和怎么才能做高品质的海藻酸钠。 1什么是海藻酸钠 海藻酸钠在1881年,英国化学家E.C.Stanford首先对褐色海藻中的海藻酸钠提取物进行科学研究。他发现该褐藻酸的提取物具有几种很有趣的特性,它具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。基于此,他提出了几项工业化生产的申请。但处在即将到来的第一次世界大战中这项提议被搁浅,海藻酸钠直到50年之后才进行大规模工业化生产。商业化生产始于1927年,多用于食品工业,剩下的用于其它工业,制药业和牙科。 2海藻酸钠在食品中的应用 海藻酸钠改造食物最成功的案例莫过于冰激淋,100多年前的冰激凌企业可比现在苦得多了,那时候的冰激凌只要离开冰箱34分钟就彻底融化,造型也不堪入目如同浆糊一般但聪明的吃货发现冰激凌加了海藻酸钠后发现冰激凌不仅比以前的融化速度变慢了也比以前好塑形,海藻酸钠放在面粉上做出来的面条非常有劲道而且不容易发生断裂,海藻酸钠是做出果冻比不可少的的材料因为海藻酸钠具浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力,我们能吃上美味的果冻这都要归功于海藻酸钠。 3怎么才能做出高品质的海藻酸钠 海藻酸钠简单的来说其实就是一个植物胶,胶状物粘度是审核海藻酸钠好坏,那问题来了凭肉眼的观察很难评定粘度,博勒飞(Brookfield)的DV2TLV-低粘粘度计就完美的解决了这个问题他具有以下几个优点 一 操作简便的5英寸全彩色触屏显示 二 自动回零及范围转换,超限警报,编程控制定时测量,数据比较屏幕,PG Flash自动化操作 三 200种转数选择, USBPC界面可选电脑控制和程序步骤状态,自动搜集数据功能可Rheocalc T 链接软件进行数据分析,PG Flash软件可联机下载客户自定义程序测试 四 内建RTD温度探头实时监控样品温度
  • 冻干配方深度解析:不同组分的相互作用及对功能的影响
    随着生物制药的迅猛发展,冻干已经成为一种有效的技术来解决制药过程中存在的化学,物理,生物的不稳定性问题。结合冻干本身的技术特点,冻干产品开发的*目的是要保证产品质量的同时利用最短的生产时间来节约成本。产品的质量包括安全,高效,稳定,较短的复水时间,优雅的蛋糕外观等。众所周知,冻干是一个复杂的传热传质的过程,如果处理不当,在冷冻以及干燥过程中,样品中的活性成分以及赋形剂会发生一些物理或化学变化,从而破坏了各自原有的功能特性,因此需要进行采取合理的方法来加以解决,从而达到冻干制剂开发的*目的。 预冻阶段 样品溶液随着温度的降低,含有的水先冻结成冰晶析出,剩余的溶液的浓度越来越大,形成*浓缩冻结液,溶质和溶剂分离,在这个阶段,水分的结晶会导致蛋白浓度增加,赋形剂浓度增加,离子强度增加,粘度增加,赋形剂结晶或相分离,pH改变等,这些可能会影响到蛋白的稳定性。 干燥 结晶的冰通过升华去除,未结晶的冰通过解吸附去除,样品中的水分含量是一个动态变化的过程,样品会面临水分去除产生的应力,即干燥应力,导致配方中成分发生一定的变化。 储存 较低的水分含量,温度的偏差,赋形剂的相分离。常用赋形剂的功能性及物理状态赋形剂期望的物理状态常用成分保护剂/稳定剂无定形蔗糖,海藻糖填充剂晶体甘露醇缓冲液无定形磷酸盐缓冲液,组氨酸缓冲液,柠檬酸盐缓冲液等表1:常用赋形剂的功能性及期望的物理状态然而在冻干过程中,活性成分以及赋形剂之间具有复杂的相互影响,不同的浓度,不同的比例,不同的种类等都会引起一些结构状态的变化,从而导致其原本的功能丧失,比如:若海藻糖结晶会导致保护功能的丧失;若甘露醇变为无定形结构,会降低产品的关键温度,并且无定形态具有较差的稳定性,丧失了其作为填充剂的功能;若缓冲液成分结晶,会导致pH值的变化,缓冲功能丧失,蛋白稳定性受到影响。因此研究各个配方组分之间的相互影响作用对确保*产品的质量具有较大的作用。 01.糖类和填充剂功能性之间的相互影响 双糖是最常用的冻干保护剂,如蔗糖,海藻糖,双糖与蛋白的最小质量比通常为3:1到5:1,但是糖类通常会降低样品的玻璃态转化温度,使得冻干通常会花费较长的时间,因此会将糖类跟具有较高共晶融化温度的填充剂结合使用,如甘露醇,甘氨酸,这样可以让样品在较高的温度下进行干燥,形成良好的外观结构,节约干燥时间(Tang and Pikal, Pharm Res. 2004 Johnson, Kirchhoff and Gaud, J Pharm Sci. 2001)。市面上有一些药品就是以这种方式开发的,如阿必鲁泰(Tanzeum),是一种融合蛋白,糖尿病患者用药,配方中含海藻糖以及甘露醇成分;沙格司亭冻干粉注射剂(Leukine)是一种源于酵母的重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(rhGM-CSF),能够刺激各种免疫细胞的生长和活化,已用于白血病患者降低感染风险,配方中含蔗糖和甘露醇成分;鲁磨西替(Lumoxiti)是一种单抗抗癌制剂,配方中含蔗糖和甘氨酸成分。 图1:阿必鲁泰(Tanzeum)这种结合的有效性取决于:在冻干和储存过程中两种赋形剂的物理形态;正确的比例以及冻干条件。理想状态下,整个过程中糖类应当处于无定形状态,起到稳定剂的作用;填充剂在干燥之前应当充分结晶,使得样品具有良好的结构强度,提高关键产品温度,缩短冻干时间。 Part.1 蔗糖对甘氨酸填充剂结晶的抑制影响实验通过将蔗糖和甘氨酸以不同比例(从1:9到9:1)溶解于水中,分别在15℃退火1h 和不进行退火,冻干后样品通过近红外光谱测定甘氨酸的结晶度。观察到当蔗糖:甘氨酸>4时,甘氨酸失去了其填充剂的功能(Bai et al., J Pharm. Sci. 2004)。 图2:蔗糖对甘氨酸填充剂功能的影响Figure plotted from data given in Bai et al., J PHarm. Sci. 2004 Part.2 海藻糖+甘露醇功能性的相互影响不同比例的海藻糖+甘露醇溶液进行冻干,二者的比例决定了各自的物理形态以及其发挥的功能性(Jena, Suryanarayanan and Aksan, Pharm Res. 2016)。海藻糖:甘露醇甘露醇的物理形态海藻糖物理形态3:1无定形无定形2:1晶体晶体1:1晶体晶体1:3晶体无定形表2:海藻糖和甘露醇比例对其物理形态及功能性影响海藻糖在酸性条件下不会水解,具有较高的玻璃态转变温度,但是具有结晶倾向性。当冻干的条件利于海藻糖无定形形态存在时,会抑制甘露醇的结晶,相反,当冻干的条件利于甘露醇结晶形态存在时,会促进海藻糖二水合物的产生,失去其无定形结构,二者相互抑制,因此需要确定*的一个比例条件,确保各自能发挥本身应起的作用。从实验结果来看,当海藻糖和甘露醇比例为1:3时,甘露醇保持其原有的晶体形态,海藻糖保持其原有的无定形态,在配方中分别起填充剂和稳定剂的功能(Sundaramurthi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. Letters 2010 Sundaramurthiet. al., Pharm. Res. 2010 Sundaramurthi and Suryanarayanan, Pharm. Res. 2010 )。 Part.3 海藻糖、API(BSA)和甘露醇的相互影响海藻糖—BSA---甘露醇冻干混合液,海藻糖和BSA的不同比例对海藻糖物理形态的影响,甘露醇浓度固定在10%W/W,总的固形物含量22%W/W(Jena et al., Int J. Pharm.2019)。BSA:海藻糖甘露醇物理形态海藻糖物理形态 _ _冻结过程中干燥产品中10:1δ-甘露醇无定形无定形2:1MHH, δ-& β-mannitol海藻糖二水合物部分结晶1:1海藻糖二水合物部分结晶1:2海藻糖二水合物无定形表3:BSA和海藻糖比例对海藻糖物理形态影响实验结果表明当BSA与海藻糖比例为10:1时,海藻糖能起到良好的稳定剂作用。 Part.4 蔗糖和甘露醇的相互影响除了抑制作用外,糖可能会改变甘露醇的存在形式,甘露醇有几种形态存在,无水甘露醇(α-,β-,δ-)和半水合物-MHH。研究发现当蔗糖:甘露醇为1:4时,蔗糖会保留无定形态,甘露醇为结晶态(部分以MHH形式存在),MHH甘露醇在*的干燥产品中是不希望存在的,在储存的过程中,MHH会脱水,释放水分,水分可能会跟产品中的其他组分进行反应,无定形状态的蔗糖吸收水分后会发生结晶,从而失去了对活性成分的保护功能(Thakral, Sonjeand Suryanarayanan, Int J. Pharm. 2020)。因此,综上所述,开发稳定的冻干产品配方,并达到期望的产品质量属性,需要正确地选择赋形剂的浓度,包括糖与填充剂的比例,蛋白与糖的比例,并且需要对冻干条件进行优化。 02.API/赋形剂对缓冲液功能性的影响 缓冲液需要加入到溶液中进行pH的控制。常见的缓冲液包括磷酸钠缓冲液,磷酸钾缓冲液,组氨酸缓冲液,tris 缓冲液,柠檬酸盐缓冲液,琥珀酸盐缓冲液等。冻干产品缓冲液的选择需要考虑蛋白的pKa以及缓冲液组分的结晶倾向,如磷酸钠缓冲液中,酸性的磷酸二氢一钠是无定形态;碱性的磷酸氢二钠在冻结过程中会结晶成Na₂ HPO₄ 12H₂ O,导致冻结浓缩液的pH降低,失去了缓冲液的功能,因此缓冲液成分的结晶往往是不期望的。 Part.1 缓冲液,蛋白,糖之间的相互影响有实验研究了10mM 磷酸钠缓冲液,100mM 磷酸钠缓冲液,含5% w/w的纤维二糖,纤维二糖,在低pH下不会水解,不会结晶(通过在冻结过程中测定其pH值以及使用原位X射线衍射仪对结晶组分进行鉴定)以及100mM 磷酸钾缓冲液三种缓冲液与纤维二糖,蛋白之间的相互影响,如下表所示(Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel.2020)——缓冲液糖蛋白pH变化Na₂ HPO₄ 12H₂ O结晶100mM磷酸钠--- _4.1YES5%W/W纤维二糖 _1.1NO---10mg/ml BSA3.1YES5%W/W纤维二糖10mg/ml BSA1.0NO10mM磷酸钠 _ _2.8YES _10mg/ml BSA0.6NO100mM磷酸钾 _ _-0.2--- _10mg/ml BSA-0.2---表4:缓冲液、糖及蛋白成分对pH变化的影响样品中活性成分蛋白、糖与缓冲液之间具有协同作用,蛋白可以抑制缓冲液结晶,使其保持无定形状态,缓冲液反过来可以维持特定的pH值,增加蛋白的稳定性;一定浓度的糖可以抑制缓冲液的结晶,保持其无定形态,从而维持特定的pH值,提高蛋白稳定性。 Part.2 甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响磷酸钠缓冲液浓度甘氨酸浓度(%W/V)pH改变10mM无定形~1.50.4~0.50.8~2.5>0.8~2.7100mM--~3.20.4~2.70.8~2.4>0.8~2.8表5:甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响在10 mM缓冲液中,甘氨酸浓度越高,pH值变化越明显,另外通过用同步X射线衍射法监测溶质结晶程度,磷酸盐缓冲液对甘氨酸结晶具有浓度依赖性抑制作用,20%W/V甘氨酸和50-200mM缓冲液,缓冲液浓度越高,抑制作用越强,并且在-20℃进行退火处理,能够增强甘氨酸的结晶度。pH的改变能够引起蛋白凝聚,可以通过降低缓冲液浓度,使用不结晶的缓冲液,通过蛋白,糖来抑制缓冲液结晶,并且某些蛋白本身就具有pH缓冲的功能(Pikal-Cleland et al., J. Pharm. Sci. 2002;Varshney et al., Pharm. Res. 2007;Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel. 2020 Sundarmurathi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. B. 2011 Gokarnet al., J. Pharm. Sci. 2008)。 03.总结 冻干配方成分之间具有复杂的相互作用,某些组分可以通过改变其他组分的相行为来影响其功能性,必须正确选择配方中赋形剂的浓度,使得每种成分能够维持其*的物理形态,发挥应有的功能性。评论抽免费礼品活动时间:12月1日-12月31日本轮活动奖品:兔年定制日历/挂历(奖品见下图)活动参与方式:1. 在德祥Tegent公众号12月中,发布的任意一篇文章后评论,评论越精彩,中奖几率越大;2. 我们将会在每篇文章后评论的粉丝中抽取一名幸运粉丝,送出奖品;3. 中奖名单将会在下一期推文公布!记得要关注德祥不要错过哦!4. 中奖的粉丝请将收件信息发送到德祥Tegent公众号后台,包含:姓名、联系方式、收件地址;5. 12月1日-12月31日内,每周每篇的推文文后进行评论,都有机会获得不同的奖品。 *图片来源于网络,旨在分享,如有侵权请联系删除

海藻糖二水用于细胞和相关的仪器

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  • 海藻糖(Trehalose)酶法分析试剂盒
    1、产品介绍产品名称:海藻糖(Trehalose)酶法分析试剂盒英文名称:Trehalose Assay Kit货号:RP017 产品规格:50T/100T酶法分析是利用酶的专一性、催化效率高等特点来进行食品生化分析的分析方法。常用于复杂组分中结构和物理化学性质比较相近的同类物质的分离、检测和分析,目前主要广泛应用于医药、临床、食品和生化分析检测中。 饲料中淀粉含量检测的酶法,可以测定旋光法不适用的饲料样品,是对饲料中淀粉含量的检测方法的有力补充。2、PriboFast检测试剂盒可提供如下产品:试剂盒产品检测范围D-葡萄糖(D-Glucose)酶法分析试剂盒135T0-5g/L淀粉总量(Total Starch)酶法分析试剂盒100T0-1000mg/gL-苹果酸(L-Malic acid)酶法分析试剂盒135T0-3g/LL-乳酸(L-Lactic acid)酶法分析试剂盒135T0-1.5g/L乙酸(Acetic acid)酶法分析试剂盒135T0-1g/L甘油(Glycerol)酶法分析试剂盒135T0-1g/L酒石酸(Tartaric acid)酶法分析试剂盒130T0-12g/LD一葡萄糖酸(Gluconic acid)酶法分析试剂盒135T0-4g/L柠檬酸(Citric acid)酶法分析试剂盒135T 0-1g/LL一抗坏血酸(L-AScorbic acid)酶法分析试剂盒80T0-0.3g/L 3、关于普瑞邦 普瑞邦(Pribolab)专注于食品检测产品的研发与应用,以认证认可的检测实验室为技术依托,先后建立四个专业性技术研发与产品应用平台,产品覆盖真菌毒素、蓝藻/海洋毒素、食品过敏原、转基因、酶法食品分析、维生素、违禁添加物等领域。尤其在生物毒素类标准品、稳定同位素内标(13C,15N)、免疫亲和柱、多功能净化柱、ELISA试剂盒/胶体金检测试纸及样品前处理仪器等产品在不同行业得到广泛应用和认可。 Pribolab始终以持续创新的态度,致力于食品安全每一天!4、联系我们:电话:400-6885349/0532-84670748官网:https://www.pribolab.cn/邮箱:info@pribolab.cn
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    Puritan海藻酸钙棉签棉签头由海藻酸钙纤维做成,藻酸钙能溶于稀释液中释放微生物。无菌棉签用灭菌稀释液预润湿,擦试取样后放入装有预灭菌稀释液的试管中搅动,以释放出微生物,稀释液则注入培养盘培养,然后计数并鉴别。25-800l 无菌的,单支独立包装的l 海藻酸钙棉签不含脂肪酸,是可生物降解的l 不刺激也不敏感l 用于鼻咽标本采集l 柔性铝轴适用于小小缝隙穴和伤口护理l 头部尺寸:11.1mm(.437“)L x 1.981mm(.078”)l 整体长度:138.1mm(5.44“) 25-806l 无菌和单支独立包装l 海藻酸钙棉签是生物可降解的l 无刺激性和非敏化l 用于样本采集,用于测试和筛选以及伤口护理l 常规头端尺寸:16.281mm(.641")Lx5.156mm(.219")l 总长:152.4mm(6英寸)木杆货号产品名称规格25-800 C50海藻酸钙棉签,10盒,每盒50支500支/箱25-806 1WAPuritan Sterile Calcium Alginate Swab,每盒100支,每箱10盒1000支/箱
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    食品微生物学检验---单核细胞增生李斯特氏菌检验 SIM动力培养基/缓冲葡萄糖蛋白胨水/血琼脂 北京绿百草提供乳品安全标准第64条单核细胞增生李斯特氏检验的设备:SIM动力培养基,缓冲葡萄糖蛋白胨水,血琼脂,糖发酵管,过氧化氢酶。 本标准规定了食品中单核细胞增生李斯特氏菌的检验方法,本标准适用于食品中单核细胞增生李斯特氏菌的检验。 需要详细的信息请联系北京绿百草 010-51659766 登录网站获得更多产品信息:www.greenherbs.com.cn

海藻糖二水用于细胞和相关的试剂

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