基于仿生生物聚合层的纳米材料在Hela细胞表面功能化的一步组装开题报告

 2022-01-09 20:48:49

全文总字数:5857字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

为了提高细胞的稳定性,增加细胞的功能性,人们尝试利用基因工程的方法对细胞进行定向改造,以期望得到符合需求的新品种,虽然取得了一些成果,但是过程相对繁复[1, 2]。因此,开发反应条件温和、过程简单的方法成为细胞表面功能化研究的重点方向。细胞表面功能化可以在活细胞表面构筑具有生物适应性的多功能的壳层,达到赋予细胞的多重功能的目的。并且这种方法的合成过程相对温和、简便,是近来受到极大关注的一类细胞表面功能化方法。这类技术最初起源于细胞固定化技术,1934年,vincenzo尝试将细胞固载于聚合物膜中。他发现固载于聚合物材料中的肿瘤细胞在移植到猪腹腔后,仍然能够长时间保持活性而不会受到免疫系统的排斥[3],1980 年, lim成功将固载的胰岛细胞移植到糖尿病大鼠体内,该大鼠经过链脉佐菌素诱导,在超过15周的观察后发现体内的胰岛细胞仍然能维持正常的形态及功能[4]。但是常用的有机固载材料本身合成过程繁复、稳定性低,局限其更多的应用。而无机材料作为固载细胞的材料具有诸多优势。近年来,通过溶胶凝胶法能够在低温条件实现二氧化硅载体的合成。这种方法不仅已经成功用于人体细胞固载[5],而且还能够应用于具有多功能的微生物细胞,并拓展了细胞表面功能化的应用范围。例如,利用溶胶凝胶技术可以成功将大肠杆菌和酵母细胞固载于二氧化硅材料中[6, 7]。但是由于二氧化硅凝胶材料的合成是通过硅醇盐的水解和缩合进行的,其制备过程中往往会产生对细胞有毒害作用的醇类副产物。基于溶胶凝胶法方法,brinker等在细胞表面和二氧化硅载体材料之间引入脂质界面,以缓解二氧化硅在干燥过程中对细胞表面施加的作用力,避免因此而导致的细胞溶解[8]

利用有机材料或无机材料固载活细胞取得了长足的进步,但是先进的纳米技术的出现更进--步地促进了细胞表面功能化的发展[9, 10]。相对于大块材料而言,在细胞表面形成纳米薄壳层,不仅能够减少固载材料的用量,而且更能增强物质交换。在2000 年,helmuth等通过层层自组装的方法在红细胞表面形成聚电解质层,并制备了聚电解质微胶囊[11]。这种聚电解质壳层具有高渗透性,有利于气体和营养物质的交换,这是细胞表面壳化重要特征之一。另外血小板酵母细胞表面也可以形成聚电解质壳[12, 13]

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2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容

(1) 文献调研及理论学习

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照设计方案进行准备实验,包括实验药品的采购以及熟悉细胞培养与细胞相关活性实验。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] takahashi, k., tanabe, k., ohnuki, m., et al. induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. cell, 2007, 131(5), 861-872.

[2] bradley, r., w., bombelli, p., lea-smith, d., j., et al. terminal oxidase mutants of the cyanobacterium synechocystis sp. pcc 6803 show increased electrogenic activity in biological photo-voltaic systems[j]. physical chemistry chemical physics, 2013, 15(32), 13611-13618.

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