可用于细胞低温储存体系的超分子凝胶性能研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

早在一百多年前,人们就已经认识到一些小分子有机化合物可以使水或有机溶剂凝胶化,20世纪80年代,richard g weiss研究组开始对小分子物理凝胶剂—凝胶因子进行研究。自此,凝胶因子的研究才较为系统地开始。超分子凝胶(也称有机小分子凝胶或分子凝胶)是低分子量有机小分子(称为凝胶因子)通过分子间氢键、范德华力、π-π作用、配位作用、偶极-偶极作用、亲/疏水作用等非共价键作用以及它们之间的协同作用自发地聚集、组装成三维网络结构, 并通过三维空间网络结构将溶剂液体相固定化的超分子聚合物。

近年来,关于超分子凝胶的研究受到了广泛的关注,广大科学工作者希望通过研究揭示它们潜在的应用价值。超分子凝胶的应用价值来源于以下几个方面:首先,利用凝胶本身的特性,其自组装网络结构可以作为增稠剂(或固化剂)、支撑材料、载体等,如其在润滑油、油水分离等方面的应用等;其次,利用凝胶因子分子具有的功能特性(如发光、响应等),赋予超分子凝胶系统更多的功能,从而扩展凝胶的应用领域;最后,还可以在凝胶体系中通过掺杂引入其它的功能分子、粒子等,从而赋予超分子凝胶更多的功能性。

对细胞进行体外培养时,随着传代次数的增加,细胞各种生物学特征会逐渐发生变化,同时,长期传代也会造成资源浪费。因此,在细胞传代过程中,需要适时进行细胞冷冻保存,以保证体外培养细胞的质量又便于取用。细胞冷冻保存即将体外培养物悬浮于加有冷冻保护剂的溶液中,以一定的冷冻速率下降至零下某一温度(低于-70摄氏度),并在此温度长期保存的过程。但是,在低温冻存时,由于细胞在冷冻过程中脱水、体系中的水形成胞内和胞外冰晶以及cpas使细胞内外渗透压发生改变等原因,被低温冻存的细胞的功能和形态会发生明显的改变,导致细胞损伤甚至死亡。

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2. 研究的基本内容与方案

2.2.1凝胶的初步制备

1.auda(11-氨基十一酸)与氢氧化钠,水和1,4-二氧己环在0℃反应后,加入二碳酸二叔丁酯,搅拌;经浓缩,酸化和萃取,真空干燥得boc-auda-oh。

2.将boc-auda-oh溶于n,n-二甲基甲酰胺(dmf),冰浴;用饱和的碳酸钠中和苯丙氨酸甲酯盐酸盐,用乙酸乙酯萃取出h-phe-ome;将乙酸乙酯溶液浓缩,加入到dmf溶液中,加入羟基苯并三唑和n,n二环乙基碳二亚胺,搅拌;混合物用乙酸乙酯稀释,乙酸乙酯溶液用盐酸,饱和氯化钠,饱和碳酸铵和饱和氯化钠洗涤;有机层用无水硫酸钠干燥;用乙醚/乙酸乙酯的洗脱液,用硅胶柱色谱法净化产品得到boc-auda-phe-ome。

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3. 研究计划与安排

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4-8周:按照实验方案,合成凝胶因子,制备得到超分子凝胶。

第9-12周:运用流变仪等仪器表征和测试凝胶因子的结构与性能,研究超分子凝胶的凝胶性能和低温性能并探究其应用。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] a supramolecular gel approach to minimize the neural cell damage during cryopreservation process[j]. macromolecular bioscience, 2015, doi:10.1002/mabi.201500277

[2] steed j w. supramolecular gel chemistry: developments over the last decade.[j]. chemical communications, 2011, 47(5):1379-1383.

[3] huang h, choi j k, rao w, et al. alginate hydrogel microencapsulation inhibits devitrification and enables large-volume low-cpa cell vitrification[j]. advanced functional materials, 2015, 25(44):6939–6850.

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