Биологические свойства биопластотана, как матрикса для выращивания клеток
Разработка методов получения из полигидроксиалканоатов (ПГА) 2D матриксов в виде плотных и пористых пленок из образцов ПГА различного химического состава. Влияние типа матрикса из ПГА на рост клеток на примере культуры фибробластов мыши лини NIH 3T3.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2018 |
| Размер файла | 4,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОПЛАСТОТАНА, КАК МАТРИКСА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КЛЕТОК
Копылевич Н.В.
Актуальное направление биотехнологии - это клеточная и тканевая инженерия, связанные с разработкой биодеградирующих полимеров для медицинского применения. Одни из перспективных материалов являются полигидроксиалканоаты (ПГА) - полиэфиры микробиологического происхождения, которые способны к биодеградации в природной среде с образованием нетоксичных продуктов.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
Разработать методы получения из ПГА 2D матриксов в виде плотных и пористых пленок из образцов ПГА различного химического состава.
Исследовать влияние типа матрикса из ПГА на рост клеток на примере культуры фибробластов мыши лини NIH 3T3.
1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
- Объекты исследования
- Объекты исследования данной работы - образцы полигидроксиалканоатов, синтезированные в лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН. Зарегистрированная марка материала «Биопластотан».
- Для экспериментов были взяты три типа ПГА: гомополимер 3-гидрокисмасляной кислоты (полигидроксибутират (ПГБ)) и его сополимеров поли-(3-гидроксибутират-со-3-гидроксивалерат)(П3ГБ/3ГВ) (включение 3-ГВ 27, 6%) и поли-(3-гидроксибутират-со-3-гидроксигексаноат) (П3ГБ/3ГГ) (включение 3-ГГ 7%),
- Методы исследования
- 1.Изготовление полимерных 2D матриксов в виде пленок.
- Для получения плотных пленок использована техника испарения растворителя из раствора полимера.
2. Оценка краевого угла смачивания водой полимерных 2D матриксов.
Используем контактное смачивание (метод лежащей капли).Проводились следующие измерения: поверхностное натяжение (г, эрг/см2) по формуле ((72, 8*(1+COS(и)))*2)/4; свободная энергия межфазовой поверхности (гSL, эрг/см2) по формуле г+72, 8 - WSL; величина сил сцепления (WSL, эрг/см2) по формуле 2*().
3.Изучение адгезии клеток на разных видах матриксов.
Для изучения сцепления провели метод окрашивания клеток на матриксе красителем эозин-метиленовым синим по Май-Грюнвальду (в растворе).Посчитать количество клеток по различным полям зрения в зависимости от увеличения.
4.Наблюдение клеточной флуоресценции при помощи флуоресцентных красителей DAPI и FITC.
Используем флуорохромы DAPI и ФИТС (FITC). DAPI позволяет корректно произвести подсчет физиологически активных клеток. Визуализацию цитоплазмы клеток, растущих на поверхности матриксов, провели с применением фаллоидина, конъюгированного с флуорохромом (FITC), связывающимся с актином цитоплазмы клеток. Снимки образцов получены при помощи микроскопа Leica DM 6000 B.
5.Оценка жизнеспособности клеток.
Культивирование клеток проводили на примере культуры фибробластов мыши лини NIH 3T3 по стандартной методике в полной питательной среде.
Для оценки жизнеспособности клеток использовали МТТ-тест. В качестве контроля взята полистероловая поверхность культуратьльных планшетов. Расчеты производятся по калибровочному графику. Измерение оптической плотности проводилось при 490 нм на микропланшетном фотометре Bio-Rad 680. Статистическую обработку результатов проводили общепринятыми методами с использованием стандартного пакета программ Microsoft Excel.
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
полигидроксиалканоат фибробласт мышь химический
Конструирование полимерных 2D матриксов
Получены полимерные матриксы из гомополимера 3-гидрокисмасляной кислоты (полигидроксибутират (ПГБ), сополимера поли-(3-гидроксибутират-со-3-гидроксивалерат) (П3ГБ/3ГВ) (включение 3-ГВ 27, 6 мол.%) и поли-(3-гидроксибутират-со-3-гидроксигексаноат) (П3ГБ/3ГГ) (включение 3-ГГ 7 мол. % ) в виде пленок.
2. Провели оценку краевого угла смачивания водой полимерных 2D матриксов.
Таблица 1. Параметры оценки краевого угла смачивания водой, исходя из расчетов для средних значений.
|
Состав |
Вид матрикса |
Контактный угол смачивания и, град |
Поверхностное натяжение г, эрг/см2 |
Свободная энергия межфазовой поверхности, гSL, эрг/см2 |
Величина сил сцепления, WSL, эрг/см2 |
|
|
ПГБ (100 мол. %) |
плотный |
77, 7±2, 6 |
43, 8 |
3, 6 |
113, 0 |
|
|
П3ГБ/3ГВ (27, 6 мол. %) |
плотный |
63±9, 0 |
52, 7 |
1, 0 |
128, 2 |
|
|
П3ГБ/3ГГ (7 мол. %) |
плотный |
56, 2±4, 0 |
56, 5 |
1, 7 |
123, 8 |
3. Исследование степени адгезии
Микроcкопирование проходило на 300 кратном увеличении.
3 дня
1 2 3
7 дней
1 2 3
Рисунок 1. Изображение фибробластов мыши линии NIH 3T3, окрашенных и культивируемых на матриксах разных типов: 1 - П3ГБ, 2 - П3ГБ/3ГВ ( 27, 6 мол. %), 3 - П3ГГ (7 мол. %).
4. Исследование клеток, обработанных флуоресцирующими антителами
1а 2а 3а
1б 2б 3б
Рисунок 2. Изображение фибробластов NIH 3T3, окрашенных DAPI, на полимерных мембранах разных типов; 1а - П3ГБ, 2а - П3ГБ/3ГВ ( 27, 6 мол. %), 3а - П3ГГ (7 мол. %); окрашенных FITC, на полимерных мембранах разных типов; 1б - П3ГБ, 2б - П3ГБ/3ГВ ( 27, 6 мол. %), 3б - П3ГГ (7 мол. %).
5. Оценка жизнеспособности клеток.
Таблица 2. Результаты оценки жизнеспособности клеток, культивируемых в течение 3-х суток м 7-ми дней на ПГА-матркисах разных типов.
|
Вид матрикса |
Оптическая плотность (D) |
Итоговое количество клеток |
|
|
ПГБ 100% мол. |
1, 787 |
39711±4, 3 |
|
|
П3ГБ/3ГВ 27, 6, % мол. |
1, 582 |
35170±10, 0 |
|
|
П3ГБ/3ГГ 7% мол. |
2, 026 |
45025±10, 3 |
|
|
Контроль |
2, 575 |
57225±14, 5 |
|
|
ПГБ 100% мол. |
2, 756 |
61253±9, 2 |
|
|
П3ГБ/3ГВ 27, 6, % мол. |
1, 672 |
37168±14, 1 |
|
|
П3ГБ/3ГГ 7% мол. |
2, 225 |
49457±10, 3 |
|
|
Контроль |
2, 346 |
52135±5, 1 |
В результате оценки жизнеспособности клеток методом МТТ-теста на 3-е и 7-е сутки были получены следующие результаты:
Рисунок 3. Сравнительная гистограмма (МТТ-тест) роста клеток на ПГА-матриксах на 3-и и 7-е сутки экспонирования.
Выводы
1) Разработаны полимерные матриксы из образцов полимеров различной химической структуры.
2) Судя по результатам (Таб.1) у сополимера П3ГБВ угол меньше, и достоверных отличий между сополимерами нет, а у гомополимера П3ГБ угол достоверно выше, т.е. этот полимер имеет менее гидрофобную поверхность.
3) При изучение адгезии выявлено, что количество клеток через 7мь дней значительно увеличилось в сравнение с 3мя днями, наибольшее количество наблюдается на матриксах из П3ГБ. Следовательно, мембраны из ПГА при прямом контакте с изучаемыми клетками не оказывали негативного влияния на их адгезию и рост.
4) При окрашивание флуорохромами статистически значимых различий между П3ГБ и сополимерными используемых типов не выявлено.
5) По гистограмме (Рис.3) можно утверждать, что на 3е сутки, наилучший рост клеток наблюдается на поверхности культуратьльных планшетов; на 7е сутки, наилучший рост наблюдается на матриксе из ПГБ 100% мол., что свидетельствует об улучшение роста на 17, 5% в сравнение с контролем.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие степени окисления элементов в неорганической химии. Получение пленок SiO2 методом термического окисления. Анализ влияния технологических параметров на процесс окисления кремния. Факторы, влияющие на скорость получения и качество пленок SiO2.
реферат [147,2 K], добавлен 03.12.2014Характеристика наночастиц серебра. Влияние их на жизнеспособность лимфоцитов человека по результатам МТТ-теста. Культуры клеток, используемые для изучения токсичности in vitro. Изучение цитотоксичности наноматериалов в культурах клеток млекопитающих.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.05.2014Понятие количественного и качественного состава в аналитической химии. Влияние количества вещества на род анализа. Химические, физические, физико-химические, биологические методы определения его состава. Методы и основные этапы химического анализа.
презентация [59,0 K], добавлен 01.09.2016Исследование влияния параметров метода химического осаждения на структуру, толщину, морфологию поверхности и эксплуатационные характеристики тонких пленок кобальта из металлоорганического соединения с заданными магнитными и электрическими свойствами.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 09.07.2014Основные свойства полиимидных пленок, закономерности изменения их структур, происходящие под действием барьерного разряда. Влияние обработки в барьерном разряде на процессы накопления гомозаряда в пленках. Кратковременная электрическая прочность.
дипломная работа [6,7 M], добавлен 03.03.2012Химические методы получения тонких пленок. Способы получения покрытий на основе нитрида алюминия. Преимущества газофазной металлургии. Сущность электрохимического осаждения, процесса газового анодирования. Физикохимия получения пленочных покрытий.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 22.06.2011Исследование физических свойств гетерофункциональных соединений, взаимосвязи химического строения и биологической активности. Классификация карбоновых кислот. Номенклатура ароматических гидроксикислот. Способы получения и медико-биологические свойства.
презентация [588,3 K], добавлен 10.12.2012Товарные и определяющие технологию свойства ацетилена. Сырьевые источники получения. Перспективы использования различного сырья. Промышленные способы получения. Физико-химический процесс получения ацетилена методом термоокисленного пиролиза метана.
контрольная работа [329,9 K], добавлен 30.03.2008Уникальные свойства хитина и хитозана. Метод монодисперсной технологии получения гранул хитозана. Осуществление сушки отделенных гранул методом сублимации. Способ получения модифицированной хитозановой эмульсии. Характеристика образцов хитозана.
отчет по практике [25,5 K], добавлен 24.02.2009Свойства и классификация наночастиц: нанокластеры и собственно наночастицы. Культуры клеток, используемые для изучения токсичности in vitro: карциномы легкого, амниона и лимфоцитов человека, кардиомиоцитов крыс. Изучение цитотоксичности наноматериалов.
курсовая работа [889,7 K], добавлен 14.05.2014Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок. Методики получения полимерных композиций. Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций. Рентгенографический анализ и измерения вязкости расплава.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.07.2015Общая характеристика микробных биосенсоров: современная концепция. Характеристика рода Debaryomyces. Методы иммобилизации клеток. Культивирование клеток микроорганизмов. Определение перманганатной окисляемости. Коэффициент чувствительности биосенсора.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.02.2016Описания продуктов природного происхождения, относящихся к классу терпеноидов, родственных эфирным маслам и имеющих в качестве предшественника изопрен. Классификация смол и бальзамов. Исследование их химического состава, методов получения и применения.
реферат [52,2 K], добавлен 23.08.2013Химический состав воды - натрий, магний, калий, кальций. Концентрация основных ионов. Процесс формирования кристаллов воды из-за различного воздействия. Причины изменения структуры воды – изменения физического, химического и микробиологического состава.
презентация [1,7 M], добавлен 29.03.2012Хитозан: строение, физико-химические свойства, измельчение, хранение и получение. Применение в медицине, аналитической химии, бумажной и пищевой промышленности, в косметологии. Характеристика химического состава панциря, органолептические показатели.
практическая работа [60,5 K], добавлен 17.02.2009Описание процесса химического никелирования и состава гипофосфитных растворов никеля. Определение возможности получения покрытий Ni-P из пирофосфатных электролитов. Расчет толщины покрытия Ni-P и оценка его зависимости от концентрации соли в растворе.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.06.2014Магний как элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода с атомным номером 12, его основные физические и химические свойства, строение атома. Распространенность магния, соединения и сферы их практического применения. Регенерация клеток.
реферат [475,5 K], добавлен 18.04.2013Изучение понятия выращивания искусственных кристаллов – сложного физико-химического процесса, течение которого зависит от многих самых разнообразных факторов, и в котором четко прослеживается атомная природа вещества. Рост из растворов, из газовой фазы.
презентация [983,4 K], добавлен 13.11.2011Сущность, виды, методы получения, сферы применения металлических покрытий. Технология и особенности химического серебрения стекла. Характеристика основных методов химического осаждения металлов. Прочность прилипания металлического слоя к поверхности.
реферат [43,7 K], добавлен 28.09.2009Характеристика химического продукта и методы его получения. Физико-химические основы процесса, описание технологической схемы, отходы производства и проблемы их обезвреживания. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.06.2012
