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  • 【专利】 pH接近生理pH的可注射的均相壳聚糖水溶液

    作者:A·盖里 ; F·贝尔泰恩 年份:2016
    摘要:本发明涉及可注射的均相壳聚糖水溶液,其包含生理学上可接受的介质中的0.1‑4.5重量%的乙酰化程度小于20%并且重均分子量为100,000‑1,500,000g/mol的壳聚糖,所述溶液的pH大于或等于6.2并且有利地为6.2‑7.2,所述溶液不包含任何乙酰化程度大于20%的壳聚糖,所述溶液在环境温度下是液体并且是均相的。本发明还涉及如前所述的水溶液,其特征在于,其能够通过包括以下步骤的方法来制备:‑通过添加诸如弱酸的酸将壳聚糖溶解在水中,所述弱酸有利地选自由醋酸、乙醇酸、乳酸、谷氨酸及其混合物组成的组,和‑优选在环境温度下,通过透析再调节pH,以得到pH大于或等于6.2,有利地6.2‑7.2,优选6.25‑7.1的水溶液。
  • 【论文】 pH对褐环粘盖牛肝菌转录组的影响

    作者:杨威 关键词:pH值 ; 褐环粘盖牛肝菌 ; 转录组测序 ; 信号通路 ; 代谢途径 机构:内蒙古农业大学 ; 内蒙古农业大学 年份:2018
    摘要:为了探明环境pH条件对褐环粘盖牛肝菌基因表达的影响,本文测序分析了培养在不同pH环境下的该菌转录组,通过其基因的差异表达推断菌丝体酶活性的变化情况、感受环境pH的机制以及生理代谢的迥异。结果表明,与生长在pH 3.0环境下的菌丝相比,pH 4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0与8.0条件下的菌丝,分别有743、870、1177、1512、1628、3135和2902个基因发生了差异表达,这些差异表达基因在基因本体论数据库中分别注释到2029、2368、2733、3125、3168、4626和4728个功能,在京都基因与基因组百科全书中分别定位到76、81、108、121、116、180和177个代谢途径。根据ICL及MS基因的表达量变化情况,发现乙醛酸的累积量与草酸产量随pH的变化趋势一致,呈正相关。根据FUM、CS及MDH基因的表达量变化情况,发现pH6.0条件下乙醛酸、琥珀酸和草酰乙酸累积量较高,7.0、8.0条件下乙醛酸、琥珀酸和苹果酸含量较高,帮助菌丝体适应和调节环境pH。菌丝体质膜上MAPK信号通路、氯离子通道、ABC转运体、G蛋白偶联的信号转导和MFS底物转运体被激活,从而感受环境pHpH4.5、6.0条件下,脂肪酸代谢、卟啉和叶绿素代谢、类固醇生物合成、牛磺酸、亚牛磺酸代谢、丁酸代谢、丙酮酸代谢和甘氨酸、丝/苏氨酸代谢等诸多代谢途径的活性较高,是菌丝体在该pH条件下生长适宜的重要因素。
  • 【论文】 基于模糊自适应PID的水处理PH值控制系统设计

    作者:沈建新 关键词:废水处理 ; p H值控制 ; 模糊自适应PID ; PLC ; S7-300 机构:吉林大学 ; 吉林大学 年份:2015
    摘要:水是生命之源,对我们的生命起着重要的作用,人的生命一刻也离不开水,水是目前所知道的地球上最丰富的物质,水是人类机体赖以生存的物质,但由于水的容易获得,人们往往忽视了它的重要性。中国是严重缺水的国家之一,人均占有水资源为世界平均水平的四分之一,同时,我国江河水系都受到不同程度的污染,因此保护水资源,就是保护生命,人人有责。在这种情况下,通过废水处理的作用,可以有效地削减河流的负担。国家环保总局对污水排放有明确的要求,废水排放的PH值应控制在7至9之间,p H值作为控制废水排放指标中的一个重要指标,对废水处理中p H值控制问题的研究具有非常重要的理论意义与应用价值。本文以江苏核工业格林水处理有限责任公司的某除盐水站项目工程为背景,结合本工程现有设备及控制要求,认真分析研究的废水处理的工艺及流程,对水处理产生的废水进行PH值监测及酸碱中和处理的控制设计。项目控制系统采用模拟式中小型PLC系统(西门子S7-300 PLC),以STEP7为软件开发环境。控制程序采用模块化结构。上位机监控系统采用西门子研发的WINCC组态软件来开发人机界面,以实现对中和池里p H值得数据采集、实时显示、在线控制和历史数据存储。由于废水处理中酸碱中和过程复杂,具有严重非线性、滞后性等特点。在控制算法上,设计出模糊自适应PID控制系统。在对废水处理p H控制过程进行理论分析的基础上,将模糊控制的智能型与常规PID控制的可靠性相结合。阐述了如何将模糊自适应PID控制系统在西门子S7-300 PLC中实现,以及在编程软件STEP 7中编制程序实现模糊自适应控制功能的步骤,提高了p H值控制的精度和稳定性,很大程度上减小超调量,提高控制系统废水排放的达标率。经过3个多月的调试运行,实践证明,本设计方案是成功的,电气控制系统设计和选型合理,自动化程度高,网络通信稳定可靠,监控界面实用,安全。生产效率得到极大提高。本文研究的一大研究就是将模糊自适应PID控制引入S7-300 PLC,成功解决了废水处理过程中的关键技术问题,经济效益显著,其技术和设备运行的废水处理中系统的研究可靠性经验,也为其它领域的水处理提供了成功的经验,对其它智能控制算法是否更有利于本系统,需进一步理论分析和实际调试。
  • 【论文】 pH响应控释水滑石基核壳材料的制备

    作者:黄清军 关键词:水滑石 ; 中空介孔二氧化硅 ; pH刺激-响应 ; 核壳材料 ; 5-FU缓释 机构:湘潭大学 ; 湘潭大学 年份:2016
    摘要:刺激响应型复合材料在药物释放领域的应用越来越广泛,研究也越来越受到重视。刺激响应型复合材料可响应温度、pH、磁场、化学物质等环境刺激的微小变化,实现药物的自律式控制释放。基于此,本论文以构建pH响应型药物载体为目标,开展了p H刺激-响应水滑石基中空介孔二氧化硅核壳材料(FU/HMS@LDH)的制备以及五氟尿嘧啶(5-FU)的可控释放研究,具体工作如下。将镁铝硝酸根水滑石(LDH-NO_3)前体在甲酰胺溶剂中剥离,采用XRD和TEM等表征手段,证实了材料已被剥离成不规则LDH纳米晶片。采用剥离-重组法将剥离的LDH纳米晶片通过静电相互作用与5-FU发生自组装,制备5-FU插层水滑石(FU/LDH)。系统研究了FU/LDH体外释放行为特征,5-FU的释放对环境pH有显著依赖性,随释放环境pH的降低,释放速率显著增加。FU/LDH的释放行为均符合Bhaskar模型所描述的粒内扩散机理。以CaCO_3微球为硬模板,制备中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMS),并将5-FU负载在HMS上制成HMS载药粒子(FU/HMS)。成功将LDH纳米晶片包覆在FU/HMS粒子表面,组装具规整核壳结构的FU/HMS@LDH核壳载药粒子。在FU/HMS粒子表面包覆LDH纳米晶片作为开关分子,构筑p H刺激-响应药物控制释放系统。采用SEM、TEM、XRD、SAXD、BET/BJH、TG-DTG和UV-vis DRS等手段表征FU/HMS和FU/HMS@LDH核壳材料的形貌和结构,用以验证HMS表面功能化过程。研究了pH响应下5-FU的可控释放行为,FU/HMS@LDH核壳材料实现了在中性条件下“零释放”,酸性条件下大量释放的效果,这种可控释放性能可作为药物载体实现生物体pH环境下药物的可控释放。
  • 【论文】 发酵液pH对乳酸乳球菌有氧呼吸的影响

    作者:施为家 关键词:发酵液pH ; 血红素 ; 乳酸乳球菌 ; 有氧呼吸效率 机构:安徽农业大学 ; 安徽农业大学 年份:2016
    摘要:乳酸乳球菌广泛应用于发酵乳制品的生产,在外源基因表达及活菌疫苗制品等方面也具有重要的应用价值。而发酵剂的细胞密度是决定发酵剂性能、提高发酵产量和降低生产成本的关键因素,因此乳酸乳球菌的高密度培养则显得尤为重要。乳酸乳球菌属于兼性厌氧菌,胞内缺乏完整的呼吸链,其产能方式为发酵。研究表明,当外源血红素存在时,乳酸乳球菌可以产生有氧呼吸所需的关键酶,形成完整的电子传递链,其产能方式由发酵转变为有氧呼吸,其生物量和生存力都得到显著提升。pH值对包括营养物质的吸收和胞内酶活性等诸多细胞生理方面具有十分重要的影响。在实际工业大规模生产中pH值是一个比较常用的发酵控制参数,因此,研究乳酸乳球菌在什么样的发酵液pH值培养条件下其有氧呼吸效率最高,这对于工业上利用有氧呼吸来获得乳酸乳球菌高细胞密度培养物具有较强的实践意义。基于以上分析,本实验通过测定不同发酵条件(发酵液pH值、通气、添加血红素)下乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)菌株生物量、发酵液残糖量,对比研究了发酵液pH值对菌体得率和有氧呼吸效率的影响,优化建立了一种酸化丙酮法测定胞内血红素浓度的分光光度计法,并研究了发酵液pH值与胞内血红素积累之间的关系。主要研究结果如下:1.在仅通气(A条件)下,乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)最大生物量比通气且添加4μg/m L血红素(HA条件)下的小很多,只有后者的40%,并且其生长速率在对数前期就低于后者,对数期比后者长3 h,这表明添加外源血红素能使乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)进行全程的有氧呼吸,而不是先发酵后呼吸。在这两个培养条件下,发酵液pH值均随着培养时间延长而下降,发酵终点pH值基本一致,但A条件下发酵液pH下降速度明显高于HA条件下的,表明有氧呼吸条件下酸胁迫依然存在,但胁迫程度低于发酵条件下的。将乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)菌株培养在通气、添加血红素且pH恒定为6.5条件下(HPA6.5)时,最高生物量比HA条件下的高很多;不通气添加4μg/m L血红素并控制pH值为6.5(HP6.5)条件下乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)的最高生物量比HPA6.5条件下的明显降低,并且最高生物量下的菌体得率只有HPA6.5的67%,这表明在消除酸胁迫条件下乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)在有氧呼吸生长过程中将还原糖转化成生物量的能力明显高于发酵条件下的。2.将发酵液控制在不同pH值下(5、5.5和6)分别进行有氧呼吸和发酵培养。结果表明,HPA5.0、HPA5.5、HPA6.0和HPA6.5条件下的乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)最高菌体得率分别比相应不通气条件下的(即HP5.0、HP5.5、HP6.0、HP6.5条件)增加了244%、180%、94%、和50%,因此,在pH 5~6.5范围内,pH值对细胞有氧呼吸效率影响存在如下趋势:pH 5>5.5>6>6.5。3.当乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)发酵液浊度(OD600)>2时,在血红素浓度为0.1-4μg/m L范围内,采用波长为380 nm的酸性丙酮分光光度计法可准确地测定胞内血红素浓度。4.在HPA条件基础上控制乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)发酵液pH值分别为6.5、6.0、5.5和5.0,测定胞内血红素浓度变化曲线。结果表明,发酵液pH值对细胞吸收血红素能力的影响存在如下趋势:pH5.5>pH6>pH5>pH6.5。对比分析不同培养条件下胞内血红素浓度与生物量、有氧呼吸效率之间的关系,发现HPA5.5条件下时生物量最高与pH 5.5的环境更能促进乳酸乳球菌NZ9000(p NZ8148)胞内积累血红素,从而促进其进行有氧呼吸。
  • 【论文】 pH依赖型电纺血管支架的制备与性能研究

    作者:王克益 关键词:pH依赖 ; 静电纺丝 ; 血管支架 机构:兰州理工大学 ; 兰州理工大学 年份:2016
    摘要:本实验拟向PLGA中添加一种新的pH依赖型材料(pH-dependent material,pH-DM),这种材料由树脂经引发剂诱导合成,可以在特定的pH范围内(6.6-6.8)发生快速降解,并且具有较好的力学强度,这种特性不仅可以改善PLGA力学强度差的缺点,还可以使支架在组织缺氧导致内环境pH低于7.0时以较快速度降解,释放支架所载药物,促进移植组织的修复和再生。两种材料采用静电纺丝方法(Electrospinning,ES)制备立体包覆pH依赖型血管支架(pH-DM/PLGA)。实验结果表明:1.制备pH 6.6-6.8范围内可降解pH-DM的最优工艺如下:聚甲基丙烯酸甲脂和乙烯丙烯酸丁脂质量比为9:1,反应温度60°C,引发剂过氧化苯甲酰浓度为10%。2.制备得到pH-DM/PLGA血管支架的最优工艺为:材料浓度为5%,推射速度0.4 m L/h,接收距离14 cm,电压11 kV。制备得到的最佳工艺下pH-DM/PLGA支架,经扫描电镜下观察,纤维直径较为均一,网络状结构明显,孔隙率为79.03%,力学性能如下:拉伸强度为760.8±26.8 KPa,断裂拉伸率为0.393±0.015,爆破强度为764.6±24.9 KPa,符合人工血管要求。经高压静电纺丝后,血管支架pH依赖型材料保留了原pH敏感性。3.血管支架材料溶血率为3.16%,符合国家对生物材料要求的低于5%的溶血率标准,材料安全性良好。4.小鼠腹腔埋植实验表明,组织细胞会依照血管支架纳米纤维排布粘附生长增殖,部分细胞已经分化形成新生血管,且支架纳米纤维在30天内大部分降解。综上所述,本研究构建的pH-DM/PLGA血管支架具有良好的血液相容性、组织相容性与生物降解性。是一种优良的人造血管,具有很大的血管组织工程应用潜力。
  • 【论文】 还原和pH双敏感核交联阿霉素胶束药物

    作者:陈天冬 关键词:还原敏感性;pH响应性;儿茶酚铁离子络合物;核交联纳米胶束 机构:华东师范大学 ; 华东师范大学 年份:2018
    摘要:近年来,纳米胶束体系及其在药物传递系统中的应用引起了人们的普遍关注。纳米胶束药物传递体系具有提高药物稳定性和溶解度,减少毒副作用,可控药物释放及被动靶向性等优点,已越来越多的被应用于肿瘤靶向治疗中。本论文的研究内容主要分三个部分。第一部分:用迈克尔加成聚合方法合成含有二硫键和胺基的聚(β-胺基酯),分别用聚乙二醇(PEG)和3,4-二羟基苯乙酸修饰,合成还原可降解的两亲性接枝聚合物,并利用核磁共振氢谱对其结构进行表征;第二部分:采用透析法将该接枝聚合物组装成胶束,加入铁离子,与聚合物中的儿茶酚基团形成pH响应的络合物,从而得到核交联的聚合物胶束,研究了该核交联胶束对肿瘤微环境的还原敏感性和pH响应性;第三部分:用透析法制备载阿霉素的核交联胶束,研究了其在模拟的肿瘤微环境中的药物释放行为,探究了A549肺癌细胞对该载药胶束的吞噬行为,并利用噻唑蓝(MTT)法评价了其对A549细胞的细胞毒性。结果表明:聚合物纳米胶束对模拟的肿瘤微环境具有很好的还原敏感性且核交联胶束对模拟的肿瘤微环境具有良好的pH响应行为;载阿霉素的核交联胶束能够有效的保护所包载的药物,在血液环境下,能够保持胶束的稳定,避免药物在到达病灶前发生泄漏;到达肿瘤组织细胞外时,对肿瘤组织微酸性环境响应,聚(β-胺基酯)中的三级胺质子化,胶束发生电荷反转,其Zeta电位从-1.75 mV转变为+3.09 mV,由于肿瘤细胞膜的膜电位为负,胶束的电位转变增强了肿瘤细胞对该胶束药物的吞噬;胶束药物吞噬进入肿瘤细胞核内体/溶酶体后,在核内体/溶酶体高浓度谷胱甘肽(GSH)的还原作用下,二硫键断裂,在核内体/溶酶体较低pH值下,儿茶酚-铁离子络合物从多配位体变为单配位体,胶束解体,释放被包载的药物,从而抑制肿瘤细胞生长。
  • 【论文】 pH对棘胸蛙蝌蚪若干生理指标的影响效应

    作者:杨程 关键词:pH ; 棘胸蛙蝌蚪 ; 色差 ; 行为 ; 呼吸与排泄 ; 抗氧化酶 ; ATP 机构:浙江海洋大学 ; 浙江海洋大学 年份:2017
    摘要:以1月龄棘胸蛙蝌蚪[体长(1.694±0.121)cm,体质量(0.548±0.062)g]为实验材料,以经自然曝气48h自来水[水温(24±0.2)℃、pH7.30±0.01、DO(7.30±0.01)mg/L]为实验水源,设置5.5、6.5、7.0、7.5、8.5和9.5等6个pH处理组,在静水停饲的条件下,观察pH对蝌蚪行为活动和尾部皮肤色差Hunter L、A、B值影响的同时,较系统开展了pH对其耗氧率、排氨率和窒息点的影响,以及胁迫和恢复条件下棘胸蛙蝌蚪肝脏抗氧化酶(SOD、CAT、GSH)以及尾部皮肤ATP酶和抗氧化酶(SOD、CAT)活力的变化特征。结果表明:(1)蝌蚪分布水层、集群状况和运动频率与其所处pH值关系紧密,pH 5.5-6.5实验组棘胸蛙蝌蚪分布于水体上层且呈分散特征,且伴有浮头现象;pH 7.0实验组和pH9.5实验组棘胸蛙蝌蚪分布整个水体,且伴有浮头现象;pH 7.5-8.5实验组棘胸蛙蝌蚪分布于整个水体且呈集群特征;pH 5.5-7.0实验组蝌蚪运动频率明显高于其他实验组;(2)L值可表示蝌蚪尾部皮肤色差感应pH的指标,pH 8.5时L值最小,表明pH 8.5为显著改变蝌蚪皮肤色差的临界值;(3)pH 7.5-9.5时的耗氧率在各时段及夜均、昼均和日均均无显著差异(P>0.05),且显著高于其余组别(P<0.05),故pH 7.5为蝌蚪表露正常耗氧特征的最低临界值;各实验组排氨昼夜节律变化均呈夜均>昼均(P<0.05),且其日均排氨率与夜均、昼均排氨率均无显著差异(P>0.05),即蝌蚪排氨率在pH胁迫下未受到影响;窒息点含氧量随pH的升高呈先下降后上升的趋势,且其pH 7.5时窒息点含氧量最低;(4)pH 7.5为蝌蚪肝脏SOD和CAT酶耐受pH胁迫的最适值,pH 8.5为最高临界值,且恢复时长仅需6d可恢复到pH7.0水平;GSH酶在pH 7.5时未受到胁迫。(5)pH 7.5为蝌蚪尾部皮肤SOD和CAT酶耐受pH胁迫的最适值,pH 8.5为最高临界值,且恢复时长仅需6d可恢复到pH7.0水平;ATP酶在pH 7.5时未受到胁迫。
  • 【论文】 pH敏感型仿病毒载药系统的构建与性能研究

    作者:姜鲁涛 关键词:病毒衣壳模拟物 ; 靶向药物递送 ; pH响应性 ; 聚合物胶束 ; 药物递送 机构:青岛大学 ; 青岛大学 年份:2018
    摘要:近年来,受到病毒结构和功能的启发,立足于从结构仿生到功能仿生的角度,一系列模拟病毒组分和结构的新型纳米装配体已被很好地构建,并成功地提高了生物活性分子的递送效率。透明质酸(HA)是一类广泛分布于细胞外基质的聚阴离子多糖,研究发现,大多数恶性肿瘤细胞表面过度表达研究发现,大多数恶性肿瘤细胞表面过度表达HA的受体,如CD44,RHAMM和LYVE-1。值得注意的是,在各种恶性肿瘤组织中,透明质酸酶(Hyaluronidase)的水平也是偏高的,因此HA很容易降解成低分子量的葡萄糖醛酸和N—乙酰氨基葡萄糖的双糖重复单元片段。因此,HA不仅是载体的可降解保护层,还可作为配体靶向于特殊的细胞受体。在此基础上本课题以透明质酸为主体构建了pH敏感的模拟病毒外壳的材料HA-Hyd-DOX,并合成了mPEG-Hyd-DOX作为对照。以这种材料构建的仿病毒衣壳的聚合物胶束可有效的抵抗蛋白质相互作用并延长血液循环时间。此外,HA-Hyd-DOX通过CD44受体介导的内吞作用可以有效的被癌细胞摄取,而大大的减少成纤维细胞的摄取。同时腙键(Hyd)在溶酶体中pH=5的条件下可以被破坏,DOX被释放出来从溶酶体中逃脱,进而达到治疗癌症的目的。这中聚合物胶束递药系统与传统的递药系统相比有一些显着的益处,包括有着明确的纳米结构,高载药量,控制释放速率和低细胞毒性。该主题的创新之处在于构建以HA为主体的仿病毒衣壳,并将DOX桥接在HA上。这种聚合物胶束不仅具有病毒样组分和纳米结构,而且具有对肿瘤细胞的病毒样感染。我们通过酰胺化反应合成HA-Hyd-DOX和mPEG-Hyd-DOX两种材料,采用核磁共振氢谱、飞行时间质谱进行结构鉴定;通过透射电镜观察聚合物的形态,通过激光粒度仪测定粒径。通过透析袋法测定了DOX的累计释放率。用MTT法测试了体外的抗肿瘤效果。通过共聚焦和流式实验检测了细胞摄取情况。核磁和质谱表明成功合成了HA-Hyd-DOX和mPEG-Hyd-DOX两种材料,粒度仪测得纳米颗粒的平均粒径分别为112.6±1.33、74.41±4.45,电镜下观察结果为均一稳定的球形粒子;释放结果表明DOX可以在pH5的条件下释放出来。摄取结果显示,HA-Hyd-DOX比mPEG-Hyd-DOX具有更好的摄取效率。以上结果表明。HA-Hyd-DOX比mPEG-Hyd-DOX具有更好的药物输送效率。另外,在本课题的研究基础上,我们深入研究了多重生物感知的仿病毒衣壳的药物递送系统;此部分立足于从结构仿生到功能仿生的角度,提出利用著名的“特洛伊木马(Trojan Horse)”策略,构建基于MMP敏感多肽PLGAG修饰的透明质酸衍生物集遮蔽、酶敏感去遮蔽及靶向功能于一体的仿病毒衣壳(HA-PLGAG-DSPE),并与带正电的聚合物胶束(mPEG-PDPA)通过双乳化法双载白蛋白和阿霉素结合,构建具有类似核-壳结构的多重生物感知的药物递送系统。一方面,利用mPEG-PDPA双载阿霉素和白蛋白,构建可疏松肿瘤组织、提高渗透性的内核,同时,其本身进入肿瘤细胞后在pH=5.0的条件可发生质子化效应,加速药物地释放;另一方面,通过利用MMP2酶敏感响应的仿病毒衣壳(HA-PLGAG-DSPE),遮蔽到内核表面。透明质酸首先识别并结合到肿瘤细胞表面上的HA受体(如CD44),然后在细胞表面透明质酸酶-2(hyaluronidase-2)作用下降解成约50个葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖的双糖重复单元的长度,同时在肿瘤组织间MMP2敏感的多肽断开,像“特洛伊木马”一样,彻底脱去保护层,暴露出内核,提高肿瘤组织渗透性,促进内核胶束进入细胞并释放出药物,从而实现药物的递送,达到对肿瘤的治疗目的。
  • 【论文】 用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统的初步研发

    作者:董猷琴 关键词:GERD ; pH值 ; CC2540 ; 无线传输 ; 应用程序 机构:南京航空航天大学 ; 南京航空航天大学 年份:2016
    摘要:近年来,居民饮食结构的变化导致胃食管反流病(Gastro Esophageal Reflux Disease,GERD)的发病率逐年上升。临床医学中,医生通过鼻腔插入患者的食管下括约肌(Lower Esophageal Sphincter,LES)上5cm处一支pH监测电极,与体外数据记录仪相连以监测患者食道pH值,从而确诊GERD。这种pH监测方法不仅会影响患者的生活、给患者的食管壁带来不适,而且由于电极的移动也会导致测量结果不够准确。本课题结合GERD诊断的现状,基于可吞服电子胶囊(Swallow Electronic Capsule,SEC)这一概念,初步设计了一种用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统。论文的主要内容包括:(1)综合对比各种pH电极的性能,选择复合玻璃电极作为测量电极并对其进行了实验验证,实验表明其稳定度好、准确度高。(2)基于数据采集、处理、无线传输的功能要求,选择了TI公司的CC2540微控制芯片,以此芯片为核心设计并实现了上述功能一体化的采集系统。该系统可以进行准确的pH值监测、实时的数据处理和同步的无线数据传输。(3)基于便携远程医疗的理念,设计了基于Android系统的手机应用程序,实现了来自CC2450的数据的无线接收、显示和保存,并通过相关测试证明了所设计的应用程序可以实现数据传输的准确性。(4)设计了相关测试验方案验证了所搭建系统pH值测量的稳定性和准确性。最后,设计并完成了动物(新西兰兔)的在体实验,表明所研发的用于GERD诊断的胶囊式pH监测系统的初步可行性。本课题在GERD的诊断治疗方面具有独特应用价值,通过以后的逐步完善有望应用于临床。此外,该项技术也可以为非医学领域的pH监测提供一种新的技术途径。
  • 【论文】 pH调控的非盐依赖疏水色谱方法建立及应用

    作者:韩丽娟 关键词:环糊精 ; 非盐依赖疏水色谱 ; pH调控疏水色谱 ; 蛋白质分离纯化 机构:大连理工大学 ; 大连理工大学 年份:2018
    摘要:层析分离在生物工程下游技术中占有重要地位,如何提高层析分离的有效性和经济性是本领域的研究重点。理论上讲,依据蛋白分子表面电荷、分子大小及亲疏水性的不同,色谱方法的正交组合可以为蛋白质分离提供通用的技术平台。然而近些年来,疏水色谱并没有在蛋白质分离过程中承担重要角色,这主要是由于经典疏水色谱高盐上样、低盐洗脱的模式会带来一系列问题。本论文针对疏水色谱的高盐问题,发展了一种pH调控的疏水色谱方法。该方法通过提高配基的疏水性及偶联密度,可实现非盐依赖的蛋白质吸附和洗脱。本论文的研究内容包括以下几个方面:pH调控的疏水色谱方法:为增加疏水层析介质的吸附选择性,由提高配基的疏水性出发,以1-萘乙酸作为新型疏水配基合成吸附剂,考察了溶液条件和材料性质对溶菌酶吸附的影响,经过密度优化,可实现低盐条件下的pH依赖型吸附,中等密度吸附介质在pH 10条件下对溶菌酶吸附量可达28.5 mg/mL,而p H 5.0条件下吸附量仅为0.8mg/mL;通过琼脂糖凝胶电泳(SDS-PAGE)分析,1-萘乙酸功能化吸附介质对复杂样品中溶菌酶具有较好的分离效果,经pH 5.0的磷酸缓冲液(0.01 mol/L)洗脱,溶菌酶纯度可高达90%以上,回收率可达80%左右。pH调控的疏水色谱方法应用扩展:进一步探究了1-萘乙酸功能化吸附剂吸附抗体时溶液条件和材料性质的影响,同样可实现低盐条件下的p H依赖型吸附,中等密度吸附介质在中性条件下对人抗体的吸附量可达34.3 mg/mL。1-萘乙酸功能化吸附介质对复杂体系中抗体也具有较好的分离效果,p H优化结果显示,牛免疫球蛋白G(bIgG)的最佳上样pH为7.0,洗脱pH为3.5;上样量优化结果显示,bIgG的最佳上样量为胶血比1:1上样;一步纯化后抗体纯度可达90%以上,回收率达70%以上;该吸附介质经酸碱浸泡后仍能保持稳定性;五次使用过后抗体吸附量仍可达30 mg/m L。本论文的研究结果表明,基于1-萘乙酸功能化疏水层析介质的p H调控的疏水色谱模式能够实现蛋清溶菌酶及牛血清抗体的高效分离,为疏水层析配基的设计筛选与疏水色谱的应用提供了新的方向。
  • 【论文】 pH响应型类弹性蛋白样多肽的表达与纯化

    作者:张锐 关键词:pH响应型 ; 类弹性蛋白样多肽 ; 可逆相变循环 ; 蛋白表达 ; 蛋白纯化 机构:西北大学 ; 西北大学 年份:2018
    摘要:研究背景:蛋白在细胞信号转导、分子转运、代谢和黏附等方面发挥重要作用,获得大量的高纯度蛋白是探究其结构和功能的基础。基因工程技术的发展使重组蛋白的合成和表达变得相对容易,色谱技术是目前最常用的蛋白分离纯化方法,虽然具有分辨率高、特异性强的优势,但生产效率低、价格昂贵、不易在工业生产中规模应用。类弹性蛋白样多肽(elastin-like polypeptide,ELP)的可逆相变循环(inverse transition cycling,ITC)技术不需要使用色谱柱,可降低纯化成本,简化纯化过程,提高蛋白纯度和得率。但是有些蛋白对温度变化极为敏感,在高温条件下会丧失生物活性。如果要降低温敏型ELP的相变温度,需要找到合适的客座氨基酸以及增加ELP单体数量和盐离子浓度,很大程度上增加了ELP基因设计和蛋白纯化过程的难度。研究目标:为了降低重组蛋白纯化过程的难度和成本,扩大ELP标签可纯化重组蛋白的应用范围,本研究设计了重复单元序列为(VAPGHG)3(VAPGSG)的p H响应型ELP,构建串联不同数量的重复序列的原核表达载体,即ELP[H3S]20、ELP[H3S]30、ELP[H3S]40、ELP[H3S]50、ELP[H3S]60,在此基础上探究p H响应型类弹性蛋白样多肽的最佳表达和纯化条件。研究方法:用重叠延伸PCR(overlap extension PCR,OEPCR)和递归定向连接(recursive directional ligation,RDL)技术构建p ET-ELP[H3S]n(n=10、20、30、40、50、60)原核表达载体,使用大肠杆菌自诱导表达目的蛋白,用0.1 M HAc/Na Ac(p H 4.0)和1.5 M Tris-HCl(p H 8.8)5M Na Cl反应缓冲液纯化目的蛋白。构建及纯化以ELP20为蛋白纯化标签的三嵌段融合蛋白ELP20-12X-20和ELP20-24X-20。研究结果:ELP10不具有p H刺激可逆相变性质,ELP20~60纯化后蛋白纯度均达到95%以上。ELP20蛋白得率最高,经过两轮ITC纯化后蛋白得率为75%,没有弥散条带出现表明ELP20在纯化过程中没有降解;ELP30经过两轮ITC纯化后蛋白得率为70%,开始出现弥散条带表明ELP30在纯化过程中有所降解;ELP40、ELP50和ELP60经过两轮ITC纯化后蛋白得率分别为62%、60%和54%,弥散程度逐渐加重表明蛋白的降解程度逐渐增强,蛋白得率逐渐降低。三嵌段融合蛋白ELP20-12X-20和ELP20-24X-20经过两轮ITC纯化后蛋白纯度均在95%以上,蛋白得率分别为60%和66%。研究结论:1.通过重叠延伸PCR和递归定向连接技术成功构建了具有高度重复序列的p ET-ELP[H3S]n(n=10、20、30、40、50、60)表达载体,通过优化表达条件使目标蛋白的表达量达到40%以上。2.证实p H响应型类弹性蛋白样多肽对环境p H和盐离子浓度的敏感性受单元序列重复数目影响,重复数目越多,敏感性越强;但是纯化后的蛋白得率与单元序列重复数目负相关,重复数目越多,蛋白得率越低。3.实验表明,p H响应型类弹性蛋白样多肽可作为纯化标签纯化温敏型类弹性蛋白样多肽,有望利用该方法纯化更多融合蛋白。