静电纺丝制备聚苯乙烯纤维膜作为益生菌生物膜载体的研究

发布时间：2020-07-19 20:30

【摘要】：益生菌是一类摄入足够量后,对宿主生理能产生有益作用的活性微生物。生物膜是指被细胞外基质紧密包裹的高度组织化的微生物群体。益生菌的生物膜形式,不仅可以提高益生菌对不良环境的耐受能力,还能增强益生菌的发酵能力。静电纺丝制备的纤维膜具有高孔隙率和高比表面积等优势,其三维结构与天然细胞外基质相似,能很好地仿生细胞外基质的结构,具有隔离组织、支撑细胞及提供细胞锚定位点的功能,是微生物细胞的适宜载体。本文利用静电纺丝技术,通过调控静电纺丝的相关参数,制备了不同尺寸的聚苯乙烯纤维,作为益生菌生物膜形成的载体材料。采用扫描电子显微镜与平板菌落计数法,分析并比较了具有不同形态的植物乳杆菌、副干酪乳杆菌与布拉迪酵母菌在不同尺寸的微纳米苯乙烯纤维膜上形成生物膜的能力。研究结果如下:1、聚苯乙烯纺丝液浓度的增加,利于连续纤维的形成,纤维形态由纺锤状逐渐变为平滑状,纤维的直径分布均匀,直径逐渐增大。随着流速的增大,纤维直径增大,其对高浓度纺丝液影响更为明显。两极间施加的电压增大,可以使低浓度纺丝液的纺丝过程顺利进行,也可以使高浓度纺丝液纺制的纤维直径变小。接收距离对低浓度纺丝液形成的纤维尺寸影响不大。通过静电纺丝技术,得到了平均纤维直径在0.4 μm～4.0 μm的聚苯乙烯纤维膜。2、聚苯乙烯纤维膜作为载体材料具有高孔隙率和高比表面积,适合植物乳杆菌、副干酪乳杆菌和布拉迪酵母菌的生长繁殖,这三种益生菌都能在聚苯乙烯纤维膜上形成生物膜。生物膜形成的时间和生物膜形成的状态与纤维的尺寸及细菌形态大小有关,纤维平均直径越小,生物膜形成所需时间越短,形成的生物膜越致密。当纤维直径为微米尺度时,体积小的乳酸菌形成生物膜所需的时间增加,且形成的生物膜较薄,但体积较大的布拉迪酵母在大尺寸纤维上依然可以形成生物膜。3、根据平板菌落计数结果,发现小体积的植物乳杆菌在纤维尺寸小的PSFM-1上活菌数较多,副干酪乳杆菌在纤维尺寸稍大的PSFM-2上活菌数较多,而体积更大的布拉迪酵母在PSFM-4上活菌数较多,测得植物乳杆菌、副干酪乳杆菌和布拉迪酵母菌生物膜的最大活菌数分别为 9.30×108CFU/cm2、1.57X 109CFU/cm2、7.18X107 CFU/cm2。随着微生物体积的增大,适合其生长的纤维尺寸增大,平均纤维尺寸的大小与微生物大小匹配时,纤维膜为细菌粘附和扩散提供了最佳支持,构成了形成生物膜的框架支撑。
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ340.64
【图文】：

接收距离等，制备出不同尺寸的聚苯乙烯纤维作为益生菌生物膜形成的载体材料。逡逑研宄中分析比较了植物乳杆菌、副干酪乳杆菌与布拉迪酵母菌在不同尺寸聚苯乙逡逑烯纤维膜（ＰＳＦＭ）上形成生物膜的能力。技术路线如图１．３所示，主要实验内逡逑容如下：逡逑（１）

ｍＬ／ｈ；邋（ｄ－ｆ）邋２邋ｍＬ／ｈ；邋（ｇ－ｉ）邋３邋ｍＬ／ｈ．邋ＰＳ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：邋１５％；邋Ｓｐｉｎｎｉｎｇ邋ｖｏｌｔａｇｅ：邋２０邋ｋＶ；邋ｔｉｐ－ｔｏ－ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ逡逑ｄｉｓｔａｎｃｅ：邋１５邋ｃｍ．逡逑如图２．３所示，当纺丝液中ＰＳ浓度为１５％时，仍然有少量纺锤体出现。随逡逑着流速的增加，纤维直径有一定程度的增大。当纺丝速率为１邋ｍＬ／ｈ时，纤维直逡逑径较细，且纤维形貌比较规整，纺锤体不明显，平均纤维直径为０．９８邋±０．１８邋Ｍｍ。逡逑当纺丝速率为２邋ｍＬ／ｈ时，可以明显的观察到纤维中的纺锤体，纤维直径增加到逡逑】．２２±０．１９ｎｍ。当纺丝速率增力口至ｌｊ３ｍＬＶｈ日寸，纤维直径增加至（Ｊｌ＿３０±０．２８ｎｍ。逡逑虽然增加纺丝溶液的流速，制备得到的ＰＳ纤维直径有一定程度增大，但并不是逡逑十分明显，可能是因为此时聚合物浓度较低，流速不是影响纤维直径大小的主要逡逑因素。同时可以看出，在流速较低的情况下，纤维表面形貌较规整，弯曲程度小。逡逑流速增大

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本文编号：2762927