專(zhuān)利名稱(chēng)：反應(yīng)器培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞生產(chǎn)生物硅質(zhì)材料的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生物方法獲得生物硅質(zhì)材料的方法，具體說(shuō)是反應(yīng)器 培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞生產(chǎn)生物硅質(zhì)材料的方法及裝置。
背景技術(shù)：
海綿是最低等的多細(xì)胞動(dòng)物，具有利用水體中低濃度原硅酸合成自身 骨骼的能力。相比常規(guī)方法，這種生物合成過(guò)程是在自然環(huán)境、極低的底 物濃度下進(jìn)行的。海綿骨骼的基本組成單位是骨針，其化學(xué)成分是帶有結(jié)晶水的二氧化硅((Si02)2 5*H20)，與商用光學(xué)玻璃的化學(xué)組成一致，同時(shí)， 研究表明這種生物硅質(zhì)材料具有良好的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，其材料 性能如斷裂強(qiáng)度等優(yōu)于同等尺寸的人造玻璃材料，因此在生物、化工、光 學(xué)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。但是，由于天然海綿骨針的主要 成分是二氧化硅，其化學(xué)穩(wěn)定性也影響了對(duì)海綿生物硅質(zhì)材料的進(jìn)一步應(yīng) 用。硅烷偶聯(lián)劑是一類(lèi)廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域的化學(xué)品，能夠用于改善或調(diào) 解硅橡膠的高分子材料的理化性質(zhì)。因此，在骨針合成過(guò)程中引入硅烷偶 聯(lián)劑將是一個(gè)有益的嘗試。
同時(shí)，海綿還是重要的藥源生物，海綿的反應(yīng)器養(yǎng)殖或海綿細(xì)胞培養(yǎng) 將是是未來(lái)解決生物量來(lái)源的最可能途徑，但是海綿中的硅質(zhì)材料占了海 綿干重生物量的50%以上，目前大多被作為加工廢料處理，造成了極大的資源浪費(fèi)。這部分骨針的合理利用將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)器培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞生產(chǎn)生物硅質(zhì)材料 的方法，構(gòu)建與海綿運(yùn)動(dòng)生長(zhǎng)相適應(yīng)的培養(yǎng)體系，通過(guò)調(diào)控水體中硅源組 成，引入硅烷偶聯(lián)劑，進(jìn)行化學(xué)成分可控的海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料生產(chǎn)。
方法原理在海綿硅質(zhì)材料產(chǎn)生過(guò)程中起重要作用的是一類(lèi)被稱(chēng)為硅 聚合酶(silicatein)的蛋白，這類(lèi)蛋白具有催化原硅酸聚合成二氧化硅 聚合物的能力，同時(shí)體外實(shí)驗(yàn)表明這類(lèi)蛋白還能催化苯基三甲氧基硅烷聚 合的能力。這使得通過(guò)改變培養(yǎng)體系中硅源種類(lèi)最終在海綿硅質(zhì)材料中引 入有機(jī)基團(tuán)進(jìn)行改性成為可能。
海綿組織在生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷產(chǎn)生新的骨針材料，并拋棄舊的部 分。在水流以及生長(zhǎng)載體的導(dǎo)向下，海綿組織能夠不斷運(yùn)動(dòng)。因此，合理 的構(gòu)建海綿生長(zhǎng)反應(yīng)器，將能夠在不損傷海綿組織的前提下直接獲得海綿 骨針。受到目前海綿組織培養(yǎng)水平的限制，將海綿組織的生長(zhǎng)其定為6周。
海綿細(xì)胞聚集體培養(yǎng)過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生骨針，以滿(mǎn)足其生長(zhǎng)需要，并 且在原有海綿骨針在細(xì)胞離散過(guò)程中已經(jīng)被去除，因此，產(chǎn)生的新生骨針
將完全是改性后的骨針。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案為本發(fā)明基于海綿組織塊反應(yīng)器培養(yǎng)體系或海綿細(xì)胞培養(yǎng)體系的、生產(chǎn) 具有一定化學(xué)修飾或改性的海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料的方法；利用海綿自身 生物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行生物硅質(zhì)材料的生產(chǎn)，以改變海綿生長(zhǎng)體系中硅源種類(lèi)為 基礎(chǔ)生產(chǎn)改性生物硅質(zhì)材料；具體為，于反應(yīng)器采用天然海水、投入常規(guī)的海綿馎料微藻培養(yǎng)海綿 或其細(xì)胞，在反應(yīng)器中設(shè)置有與水平方向成45-135度生長(zhǎng)面的附著基，海 綿或其細(xì)胞可沿生長(zhǎng)面生長(zhǎng)，在天然海水添加有硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑 于天然海水中的摩爾濃度為10-100 UM，利用海綿組織生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拋棄 部分原有骨骼的現(xiàn)象進(jìn)行骨針收獲，或在離體海綿細(xì)胞培養(yǎng)體系中進(jìn)行生 產(chǎn)骨針，得到生物硅質(zhì)材料。進(jìn)一步，可以對(duì)得到生物硅質(zhì)材料進(jìn)行純化，將所其中的骨骼殘余物或 海綿組織進(jìn)行酸洗，去除有機(jī)質(zhì)，得到具有特定化學(xué)修飾的海綿來(lái)源生物 硅質(zhì)材料；所述酸為濃硝酸或體積比為O. 1-4: l的濃硫酸與濃硝酸的混合 酸，酸洗的處理溫度為25-80°C，處理時(shí)間為O. 5小時(shí)或0. 5小時(shí)以上。所述硅烷偶聯(lián)劑為以原硅酸為基礎(chǔ)的硅氧烷及其衍生物(如四甲氧基硅 烷、四乙氧基硅烷等)；具有一個(gè)硅碳鍵的硅氧烷及其衍生物(如丙基三甲 氧基硅垸、3-脲基丙基三甲氧基硅烷等)；或其它具有與原硅酸發(fā)生聚合反 應(yīng)的硅烷衍生物。通過(guò)反應(yīng)器培養(yǎng)海綿生產(chǎn)海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料，進(jìn)行生物硅質(zhì)材料化 學(xué)修飾，具體操作過(guò)程為，1) 將采集的野生海綿利用經(jīng)過(guò)0. 22 u m濾膜過(guò)濾除菌的天然海水清洗 表面，將表層泥沙、附生藻類(lèi)等污染物去除；2) 將清洗后的海綿用手術(shù)刀切成面積約為1-3cm X l-3cm的小塊；3) 將步驟2)中切好的海綿小塊轉(zhuǎn)移進(jìn)經(jīng)過(guò)0.22um濾膜過(guò)濾除菌并 加入200-400mg/L慶大霉素的天然海水中，靜置5-10分鐘；4) 在反應(yīng)器中加入經(jīng)0.22um濾膜過(guò)濾除菌的天然海水，其中添加有 硅烷偶聯(lián)劑，待用；5) 將步驟3)中經(jīng)處理的海綿小塊固定在反應(yīng)器中的附著基上，在反 應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度15 23攝氏度；6) 加入終濃度10-30萬(wàn)cells/mL的微藻(如硅藻、扁藻、金藻)作為餌料。在海綿組織塊培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)玻璃針，將海綿組織塊固定到培養(yǎng)底 座上，在液升式培養(yǎng)反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)；在培養(yǎng)體系中加入一定量的硅烷 偶聯(lián)劑；在培養(yǎng)過(guò)程中，定期將海綿生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拋棄的原有骨骼收集; 6周后，海綿組織將全部海綿組織收集。在海綿細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，在標(biāo)準(zhǔn)培 養(yǎng)方式下在培養(yǎng)體系中加入硅烷偶聯(lián)劑，進(jìn)行培養(yǎng)；在30天后收集所獲得 的細(xì)胞聚集體。將所收集骨骼(或細(xì)胞聚集體)利用混酸(濃硫酸濃硝 酸二3: 1 (體積比))進(jìn)行處理，去除有機(jī)質(zhì)；利用去離子水將所獲得骨針進(jìn)行清洗并風(fēng)干。最后取部分樣品利用紅外確認(rèn)有機(jī)基團(tuán)的引入。本發(fā)明 構(gòu)建了一種新穎的海綿生物反應(yīng)器，并利用了生物的本能進(jìn)行生物硅質(zhì)材 料的生產(chǎn)，環(huán)境友好，條件溫和，是一種首創(chuàng)的、新穎的工藝。參照文獻(xiàn)(Primmorphs from archaeocytes-dominant cell population of the sponge Hymeniacidon perleve: Improved cell proliferation and spiculogenesis (Biotechnology and Bioengineering， v84 —5， 583 — 590))所描述的海綿細(xì)胞離體培養(yǎng)方法，建立海綿細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)，進(jìn) 行海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料生產(chǎn)，具體操作過(guò)程，1) 將濕重1克的海綿組織利用含有摩爾濃度2-10mM乙二胺四乙酸的無(wú) 鈣鎂海水進(jìn)行離散，將所獲得的細(xì)胞利用密度梯度離心方法收集原細(xì)胞富 集層，調(diào)整至終濃度為5X106cells/mL進(jìn)行接種；培養(yǎng)基為經(jīng)0. 22 u m過(guò)濾 的天然海水加10-30uM的檸檬酸鐵；培養(yǎng)溫度18 23攝氏度；2) 在培養(yǎng)基中加入硅垸偶聯(lián)劑進(jìn)行培養(yǎng)，每?jī)商熘寥?00%更換培 養(yǎng)基1次；3) 第二十至三十天終止培養(yǎng)，收集培養(yǎng)所獲得細(xì)胞聚集體；4) 按照權(quán)力要求4步驟4 6進(jìn)行處理，收獲海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料。 所述反應(yīng)器可為液升式插塊培養(yǎng)反應(yīng)器其包括一容器，容器內(nèi)底部設(shè)置有中空板，中空板上設(shè)置有小孔，中空 板通過(guò)管路與水泵相連，培養(yǎng)海水經(jīng)過(guò)水泵循環(huán)進(jìn)入到中空板內(nèi)部，從中 空板表面分布的出水孔道向上流出；中空板上放置有豎直的帶有玻璃底座的細(xì)長(zhǎng)玻璃針，用以固定海綿組織 塊，海綿組織插塊通過(guò)玻璃針的固定排布于中空板上；海綿組織固定于插塊上，并能夠在水流作用下沿著插塊上的玻璃針向上 生長(zhǎng)；容器內(nèi)設(shè)置有與氣泵相連的進(jìn)氣管路，通過(guò)氣泵對(duì)體系補(bǔ)氣； 一海綿組織自下向上生長(zhǎng)，每周將海綿組織下方的剩余骨骼從附著基上剝 離并收集。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 本發(fā)明提供了一種基于海綿運(yùn)動(dòng)生長(zhǎng)特性的全新的液升式插塊培養(yǎng) 反應(yīng)器，能夠使海綿組織在培養(yǎng)過(guò)程中延特定方向運(yùn)動(dòng)，便于產(chǎn)物的收集。2. 本發(fā)明所描述的是一個(gè)全新的工藝流程，與以往化學(xué)合成方法有著 本質(zhì)區(qū)別，是利用生物體自身特性結(jié)合獨(dú)特的生長(zhǎng)反應(yīng)器進(jìn)行生物硅質(zhì)材 料的生產(chǎn)。通過(guò)構(gòu)建海綿組織液升式插塊培養(yǎng)反應(yīng)器(或海綿細(xì)胞培養(yǎng)反 應(yīng)器)，以硅烷偶聯(lián)劑和天然海水中的原硅酸為底物進(jìn)行海綿骨針的生產(chǎn)； 具體為，構(gòu)建符合海綿組織運(yùn)動(dòng)生長(zhǎng)規(guī)律的海綿組織塊液升式插塊培養(yǎng)反 應(yīng)器，將硅烷偶聯(lián)劑引入到培養(yǎng)體系的天然海水中，對(duì)海綿骨針的化學(xué)組 成進(jìn)行調(diào)控，使得海綿或海綿細(xì)胞成為生產(chǎn)特定生物硅質(zhì)材料的"工廠(chǎng)"， 也為海綿硅質(zhì)骨針合成的深入應(yīng)用提供了可能。3. 環(huán)境友好。本發(fā)明完全在近似于自然環(huán)境中進(jìn)行。對(duì)于以生物量獲 取為目的的海綿生產(chǎn)，還能夠有效地利用其生產(chǎn)"廢棄物"骨針。4. 底物濃度低。本發(fā)明的工藝路線(xiàn)是在天然海水基礎(chǔ)上添加適量硅烷 偶聯(lián)劑，所涉及底物濃度不超過(guò)60 " M,因此扣除海綿利用和自身降解，基 本沒(méi)有殘留，能夠直接排放。5. 可以有效與其他工藝流程結(jié)合。海綿本身還能夠用在養(yǎng)殖水體的有 機(jī)顆粒清除和凈化方面，作為操作單元，本發(fā)明方法能夠作為其中的一個(gè) 單元操作與整體系統(tǒng)結(jié)合，提高整體效益?？傊?，本發(fā)明是一種新穎、環(huán)保并行之有效的生物硅質(zhì)材料的生產(chǎn)工藝。


圖1為本發(fā)明培養(yǎng)體系示意圖；圖A為側(cè)視圖，其中l(wèi)為培養(yǎng)所用容 器，2為附著基上的海綿組織，3為進(jìn)入培養(yǎng)系統(tǒng)的水流，4為帶有玻璃針 的附著基，5為帶有出水孔的中空板；圖B為俯視圖，其中6為中空板上的出水孑L.圖2為本發(fā)明液升式插塊反應(yīng)器中生物量變化趨勢(shì)圖； 圖3為液升式插塊反應(yīng)器中的海綿組織照片； 圖4為骨針的紅外檢測(cè)結(jié)果；圖5為細(xì)胞培養(yǎng)體系中的新生骨針(箭頭所示)。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法與結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明中使用的培養(yǎng)系統(tǒng)是為1. 8L液升式插塊反應(yīng)器，使用的硅烷偶聯(lián)劑是標(biāo)準(zhǔn)商用試劑， 這里以3-脲基丙基三甲氧基硅垸為代表進(jìn)行描述，海水為經(jīng)0. 22^M過(guò)濾的 天然海水，海綿為生長(zhǎng)在大連潮間帶地區(qū)的繁茂膜海綿，骨針中化學(xué)組成 的紅外檢測(cè)利用Bruker Tensor 27 FT-IR進(jìn)行。 實(shí)施例1將新鮮采集的繁茂膜海綿，用200mL經(jīng)0. 22一濾膜過(guò)濾的天然海水洗 凈，去除表面附著藻類(lèi)以及泥沙等，在實(shí)驗(yàn)室中暫養(yǎng)三天；用手術(shù)刀將海 綿切成0.5X0.5cm2小塊，共十塊，約1克，轉(zhuǎn)移進(jìn)200mL經(jīng)過(guò)0. 22 u m濾 膜過(guò)濾除菌并加入400mg/L慶大霉素的天然海水中，靜置10分鐘；在液升 式插塊反應(yīng)器中加入1. 8L經(jīng)0. 22II m濾膜過(guò)濾除菌的天然海水；將處理過(guò) 的海綿塊插在液升式插塊反應(yīng)器的玻璃底座上，在培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)；每 周加入終濃度為20萬(wàn)cell/mL的金藻作為食物；每周將海綿連同插塊一同 取出，清除表面污物并拭干表面海水，進(jìn)行稱(chēng)重。海綿組織在前三周表現(xiàn) 出了生物量的增加，但是隨著組織運(yùn)動(dòng)中不斷將原有骨骼拋棄，海綿生物 量在6周時(shí)回落到初始值，停止試驗(yàn)。表明該反應(yīng)體系適宜進(jìn)中、短期培 養(yǎng)，并且生物硅質(zhì)代謝活動(dòng)強(qiáng)。結(jié)果見(jiàn)圖2，圖3。實(shí)施例2 取實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)海綿，經(jīng)手術(shù)刀切成0.5X0.5cm2小塊，共十塊，1.3g，轉(zhuǎn) 移進(jìn)200mL經(jīng)過(guò)過(guò)濾除菌并加入400mg/L慶大霉素的天然海水中，靜置10 分鐘；在液升式插塊反應(yīng)器中加入1. 8L經(jīng)0. 22 u m濾膜過(guò)濾除菌的天然海 水；將處理過(guò)的海綿塊插在液升式插塊反應(yīng)器的玻璃底座上，在培養(yǎng)反應(yīng) 器內(nèi)培養(yǎng)；每周加入終濃度為20萬(wàn)cell/mL的金藻作為食物，同時(shí)加入 60 um的硅烷偶聯(lián)劑3-脲基丙基三甲氧基硅烷；每周稱(chēng)重時(shí)將海綿拋棄的 骨骼收集，晾干；第六周結(jié)束后，將海綿組織收集，稱(chēng)重約1.2g;將全部 海綿組織及骨骼殘余物用濃硫酸濃硝酸=3: 1 (體積比)的混合酸20mL 在8(TC處理一小時(shí)；利用酸式漏斗抽濾所得到的混合溶液，濾餅為骨針； 利用去離子水清洗濾餅至中性，風(fēng)干，稱(chēng)重，得到最終的海綿來(lái)源生物硅 質(zhì)材料。其中來(lái)源于培養(yǎng)中被拋棄骨骼的骨針重約O. 17g。以繁茂膜海綿重 量干濕比1: 10，骨針約占干重50%計(jì)算，這些骨針相當(dāng)于3.4g濕重繁茂 膜海綿組織所提供的骨針量。也就是說(shuō)，利用這種方式，雖然到了第六周 所獲得的生物量與初始生物量相近，但是，所獲得的骨針量遠(yuǎn)高于直接將 這些海綿直接處理，其差額就是這種特殊的"生物工廠(chǎng)"所制造出來(lái)的。 通過(guò)對(duì)所獲得的骨針進(jìn)行紅外檢測(cè)，以天然海綿的骨針作為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)， 利用這種方式獲得的骨針成功地引入了有機(jī)基團(tuán)，見(jiàn)圖4。圖中標(biāo)示處為 3-脲基丙基三甲氧基硅烷C-C骨架震動(dòng)的特征峰(上)，而在正常海綿骨針中是不存在明顯的這種特征峰(下)。檢測(cè)中對(duì)照所用的天然骨針用量為10 倍于3-脲基丙基三甲氧基硅垸添加組。說(shuō)明，利用這種方法不僅能夠進(jìn)行 海綿來(lái)源的生物硅質(zhì)材料的生產(chǎn)，還能有效地在海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料中 引入化學(xué)改性基團(tuán)。 實(shí)施例3海綿采集后，經(jīng)24小時(shí)暫養(yǎng)后利用7ppmCuS04和400mg/L Gentamycin Sulfate (Justaware Pharmaceutical Co. Ltd)處理三小時(shí)。參照文獻(xiàn) (Pri,orphs from archaeocytes-dominant cell population of the sponge Hymeniacidon perleve: Improved cell proliferation and spiculogenesis (Biotechnology and Bioengineering， v84 —5， 583 — 590))的方法進(jìn)行Ficoll細(xì)胞密度梯度分離，取12 15%層細(xì)胞進(jìn)行ADCP 培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)在9cm培養(yǎng)皿(Corning)中進(jìn)行，接種密度5X10Bcell/mL。 培養(yǎng)基為經(jīng)0. 22 u m過(guò)濾的天然海水，加入60 u M硅烷偶聯(lián)劑3-脲基丙基 三甲氧基硅垸和30uM檸檬酸鐵。18。C避光靜止培養(yǎng)，每?jī)商?00%換液。 培養(yǎng)后在細(xì)胞聚集體內(nèi)能夠發(fā)現(xiàn)新生骨針的存在，見(jiàn)圖5。箭頭所示為新生 骨針。
權(quán)利要求
1.反應(yīng)器培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞生產(chǎn)生物硅質(zhì)材料的方法，其特征在于于反應(yīng)器采用天然海水、投入常規(guī)的海綿餌料微藻培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞，在反應(yīng)器中設(shè)置有與水平方向成45-135度生長(zhǎng)面的附著基，海綿或其細(xì)胞可沿生長(zhǎng)面生長(zhǎng)，在天然海水添加有硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑于天然海水中的摩爾濃度為10-100μM，利用海綿組織生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拋棄部分原有骨骼的現(xiàn)象進(jìn)行骨針收獲，或在離體海綿細(xì)胞培養(yǎng)體系中進(jìn)行生產(chǎn)骨針，得到生物硅質(zhì)材料。
2. 按照權(quán)利要求l所述方法，其特征在于可以對(duì)得到生物硅質(zhì)材料 進(jìn)行純化，將所其中的骨骼殘余物或海綿組織進(jìn)行酸洗，去除有機(jī)質(zhì)，得 到具有特定化學(xué)修飾的海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料；所述酸為濃硝酸或體積比 為O. 1-4: 1的濃硫酸與濃硝酸的混合酸，酸洗的處理溫度為25-8(TC，處 理時(shí)間為0. 5小時(shí)或0. 5小時(shí)以上。
3. 按照權(quán)利要求l所述方法，其特征在于所述硅垸偶聯(lián)劑為以原硅 酸為基礎(chǔ)的硅氧烷及其衍生物；具有一個(gè)硅碳鍵的硅氧烷及其衍生物；或 其它具有與原硅酸發(fā)生聚合反應(yīng)的硅烷衍生物。
4. 按照權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述原硅酸為基礎(chǔ)的硅氧 垸及其衍生物為四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷；具有一個(gè)硅碳鍵的硅氧烷 及其衍生物為丙基三甲氧基硅烷或3-脲基丙基三甲氧基硅烷。
5. 按照權(quán)利要求l所述方法，其特征在于通過(guò)反應(yīng)器培養(yǎng)海綿生產(chǎn) 海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料，進(jìn)行生物硅質(zhì)材料化學(xué)修飾，具體操作過(guò)程為，1) 將采集的野生海綿利用經(jīng)過(guò)0. 22 u m濾膜過(guò)濾除菌的天然海水清洗 表面，將表層污染物去除；2) 將清洗后的海綿用手術(shù)刀切成面積約為0. 5-3cm X 0. 5-3cm的小塊;3) 將步驟2)中切好的海綿小塊轉(zhuǎn)移進(jìn)經(jīng)過(guò)0.22um濾膜過(guò)濾除菌并 加入200-400mg/L慶大霉素的天然海水中，靜置5-10分鐘；4) 在反應(yīng)器中加入經(jīng)0.22um濾膜過(guò)濾除菌的天然海水，其中添加有硅垸偶聯(lián)劑，待用；5) 將步驟3)中經(jīng)處理的海綿小塊固定在反應(yīng)器中的附著基上，在反 應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度15 23攝氏度；6) 加入終濃度10-30萬(wàn)cells/mL的微藻作為餌料。
6. 按照權(quán)利要求l所述方法，參照常規(guī)的海綿細(xì)胞離體培養(yǎng)方法，建 立海綿細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料生產(chǎn)，其特征在于: 具體操作過(guò)程，l)將濕重1克的海綿組織利用含有摩爾濃度2-10mM乙二胺四乙酸的無(wú) 鈣鎂海水進(jìn)行離散，將所獲得的細(xì)胞利用密度梯度離心方法收集原細(xì)胞富 集層，調(diào)整至終濃度為5X106cells/mL進(jìn)行接種；培養(yǎng)基為經(jīng)0. 22 u m過(guò)濾 的天然海水加10-30 u M的檸檬酸鐵；培養(yǎng)溫度18 23攝氏度；2) 在培養(yǎng)基中加入硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行培養(yǎng)，每?jī)商熘寥?00%更換培 養(yǎng)基1次；3) 第二十至三十天終止培養(yǎng)，收集培養(yǎng)所獲得細(xì)胞聚集體；4) 按照權(quán)力要求4步驟4 6進(jìn)行處理，收獲海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料。 7.按照權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于所述反應(yīng)器為液升式插塊培養(yǎng)反應(yīng)器，包括一容器，容器內(nèi)底部設(shè)置有中空板，中空板上設(shè)置有小孔，中空板 通過(guò)管路與水泵相連，培養(yǎng)海水經(jīng)過(guò)水泵循環(huán)進(jìn)入到中空板內(nèi)部，從中空 板表面分布的出水孔道向上流出；中空板上放置有豎直的帶有玻璃底座的細(xì)長(zhǎng)玻璃針，用以固定海綿組織 塊，海綿組織插塊通過(guò)玻璃針的固定排布于中空板上；海綿組織固定于插塊上，并能夠在水流作用下沿著插塊上的玻璃針向上 生長(zhǎng)；容器內(nèi)設(shè)置有與氣泵相連的進(jìn)氣管路，通過(guò)氣泵對(duì)體系補(bǔ)氣；海綿組織自下向上生長(zhǎng)，每周將海綿組織下方的剩余骨骼從附著基上剝 離并收集。
全文摘要
本發(fā)明涉及反應(yīng)器培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞生產(chǎn)生物硅質(zhì)材料的方法及裝置，于反應(yīng)器采用天然海水、投入常規(guī)的海綿餌料微藻培養(yǎng)海綿或其細(xì)胞，在反應(yīng)器中設(shè)置有與水平方向成45-135度生長(zhǎng)面的附著基，海綿或其細(xì)胞可沿生長(zhǎng)面生長(zhǎng)，在天然海水添加有硅烷偶聯(lián)劑，利用海綿組織生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拋棄部分原有骨骼的現(xiàn)象進(jìn)行骨針收獲，或在離體海綿細(xì)胞培養(yǎng)體系中進(jìn)行生產(chǎn)骨針，得到生物硅質(zhì)材料。本發(fā)明涉及海綿來(lái)源生物硅質(zhì)材料生產(chǎn)方法，通過(guò)構(gòu)建海綿培養(yǎng)反應(yīng)器，引入硅烷偶聯(lián)劑，利用海綿組織塊或細(xì)胞，進(jìn)行具有化學(xué)修飾硅質(zhì)材料的生物合成，使得海綿或海綿細(xì)胞成為生產(chǎn)特定生物硅質(zhì)材料的“工廠(chǎng)”，同時(shí)也為海綿硅質(zhì)骨針合成的深入應(yīng)用提供了可能。
文檔編號(hào)C12N5/06GK101130764SQ20061004751
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日
發(fā)明者衛(wèi) 張, 曹旭鵬, 虞星炬, 金美芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所