[發明專利]微生物細胞固定化載體及相關應用

無效

• 申請號: 201110296918.1
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102373193A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 任宇紅;王存勛;周勖;魯慧敏;倪克奉;魏東芝
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/12;C12N11/10;C12N11/08;C12R1/01;C12R1/845;C12R1/785;C12R1/80;C12R1/66;C12R1/885;C12R1/745;C12R1/84;C12R1/19
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及細胞固定技術領域，特別涉及微生物細胞固定技術領域，更具體地，是指一種微生物細胞固定化載體及相關應用。

背景技術

細胞的固定化在細胞催化工業應用中扮演著重要角色。目前，細胞的固定化主要有物理和化學兩種方法(Food?Microbiology(2004)，21：377-397)。物理方法主要是采用有機和無機多孔材料吸附或大分子包埋等手段對細胞進行固定化。吸附固定細胞是利用多孔材料和細胞表面之間的靜電引力作用將細胞固定在多孔材料的表面，雖然對細胞的活性影響最小，但固定化效率不高，且細胞與載體之間的弱作用力導致在進行反應時由于攪拌或溶劑的作用等造成細胞脫落，影響細胞的重復利用率。而包埋法雖然細胞可以被牢牢地固定在載體內，固定化效率較高，但由于細胞被完全包裹，影響底物和轉化產物的傳遞，造成固定化細胞的催化效率較低?；瘜W交聯方法是采用化學交聯劑通過共價鍵將細胞固定在載體的表面，該方法雖然可以將細胞很好固定，也不存在底物和產物的傳輸問題，但交聯通常需要有機溶劑和化學交聯劑參與，而有機溶劑和化學交聯劑對細胞毒性較大，對細胞的生物催化活性會產生不利的影響。此外，還有細胞自凝聚固定化方法，但這項技術只適合某些表面能夠表達凝聚蛋白的特定細胞，不具備普遍性?？v觀細胞固定化技術，雖然最近十年來得到了很大的發展、應用。但到目前為止，仍然停留在原有技術原理的基礎上，沒有出現概念新穎的細胞固定化技術手段。

生物仿生黏附材料是最近十幾年，通過對海洋貽貝類生物黏附蛋白結構組成的剖析研究基礎上發展而來。研究發現在海洋貽貝類生物黏附蛋白中富含3，4-二羥基苯丙氨酸(DOPA)，進一步的研究發現DOPA及其鄰苯二酚衍生物具有一個關鍵的特性，即能與有機體和無機物表面形成強烈的粘連，是貽貝類生物以及其它生物黏附蛋白中的重要的黏附功能性基團，它能與金屬及其氧化物表面耦合，還能在弱堿性或若氧化劑存在的條件下與有機物表面的氨基或巰基發生Michael加成或希夫堿反應，牢固地粘附在這些物體的表面。更為重要的是這種黏附是可以在水溶液環境下進行，且在一般情況下是不可逆的(Science(2007)，318：426-430)。這一特性使得這種新型仿生材料在醫學、工程、涂料等領域具有良好的應用前景。已有國外研究者將該仿生材料應用于人體組織裂痕修復。但沒見到將這種新型仿生材料用于細胞固定化的報道。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種微生物細胞固定化載體及相關應用，該微生物細胞固定化載體設計巧妙，能夠簡單方便地將微生物細胞固定在有機或無機載體上，且固定化效率高，細胞活性不受影響，適于大規模推廣應用。

為了實現上述目的，在本發明的第一方面，提供了一種微生物細胞固定化載體，其特點是，所述微生物細胞固定化載體采用含有鄰苯二酚(catechol)結構的化合物修飾無機載體或有機載體而得到。

較佳地，所述的含有鄰苯二酚結構的化合物是多巴(DOPA)、多巴胺(dopamine)、3，4-二羥基苯甲胺、3，4-二羥基苯甲醛、3，4-二羥基苯乙醛、3，4-二羥基苯甲酸或3，4-二羥基苯乙酸。

較佳地，所述無機載體是硅藻土、硅膠粉、湖珊瑚石、分子篩、高嶺土、金屬氧化物、金屬氧化物納米粒子、微孔陶瓷或微孔玻璃。

較佳地，所述有機載體為高分子聚合物或多糖。

更佳地，所述高分子聚合物為大孔樹脂類、離子交換樹脂類、環氧樹脂類或氨基樹脂。

更佳地，所述多糖為纖維素、纖維素衍生物、殼聚糖、殼聚糖衍生物、環糊精、變性淀粉、褐藻膠、角叉藻膠或瓊脂。

在本發明的第二方面，提供了上述的微生物細胞固定化載體在固定化微生物細胞中的應用。

較佳地，所述微生物細胞為細菌細胞、霉菌細胞或酵母菌細胞。

更佳地，所述細菌細胞為球菌、螺旋菌、放線菌、桿菌或其基因工程菌；，所述霉菌細胞為根霉、毛霉、青霉、曲霉、木霉、或頭孢霉；所述酵母細胞為畢赤酵母。

更進一步地，所述桿菌包括大腸桿菌、醋酸桿菌、氧化葡糖酸桿菌、結核桿菌和乳酸桿菌。

本發明的有益效果具體在于：本發明的微生物細胞固定化載體采用含有鄰苯二酚結構的化合物修飾無機載體或有機載體而得到，該微生物細胞固定化載體設計巧妙，能夠簡單方便地將微生物細胞固定在有機或無機載體上，且固定化效率高，細胞活性不受影響，適于大規模推廣應用。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。應理解，實施例僅是用于說明本發明，而不是對本發明的限制。