DOI:10.1016/j.msec.2020.111747

为了实现对活微生物细胞的包封和固定化后细胞活性的评估，采用简便有效的静电纺丝技术将酵母细胞包埋在水溶性PAAm纳米纤维中。首先，研究了PAAm/酵母静电纺丝溶液的电导率、剪切粘度和表面张力与酵母/PAAm质量比的关系，以确定静电纺丝固定化的最佳溶液条件。静电纺丝后，酵母细胞的原始椭球形结构变成了扁球形结构。为了区分固定化结构和一般静电纺丝过程中出现的微珠，通过FESEM和EDX对固定化结构和微珠结构进行了比较和分析。采用CTC和亚甲基蓝染色法分别评估了游离细胞活性、静电纺丝后的即刻细胞活性和固定化后储存7天的细胞活性。结果表明，包封率保持在40％左右，固定化酵母细胞即使保存7天仍可保持活性，这为静电纺丝固定化技术提供了良好的应用前景。

图1.纺丝液的制备和静电纺丝流程图。

图2.不同PAAm/酵母含量的PAAm/酵母纺丝液的物理性能：（a）溶液外观，（b）溶液电导率，（c）溶液剪切粘度，（d）溶液表面张力。

图3.PAAm/酵母复合纳米纤维在不同接收距离下的SEM照片：（A，A1）15cm（B，B1）20cm（C，C1）25cm。纺丝电压：15kV；前进速度：1.1mL/h；在不同接收距离下电纺PAAm/酵母纳米纤维的直径分布：（A2）15cm，（B2）20cm，（C2）25cm。（D）电纺PAAm/酵母纳米纤维的平均直径随接收距离而变化。

图4.PAM/酵母复合纳米纤维在不同进料速度下的SEM图像：（A，A1）0.9mL/h。（B，B1）1.1mL/h。（C，C1）1.3mL/h。纺丝电压：15kV；收集距离：20cm。在不同进料速率下电纺PAM/酵母纳米纤维的直径分布：（A2）0.9mL/h，（B2）1.1mL/h，（C2）1.3mL/h。（D）电纺PAM/酵母纳米纤维的平均直径随进料速率而变化。

图5.由珠状结构确定固定化结构：（A，A1）酵母菌在溶液中的形状，（B，B1）静电纺丝过程中的珠状结构，（C，C1）在电纺纳米纤维中固定的酵母结构。

图6.（a）活性干酵母粉，纯PAAm纳米纤维膜，PAAm/酵母复合纳米纤维膜的XPS全谱；（b）PAAm结构；（c）磷脂酰胆碱结构；（d）磷脂酰乙醇胺结构。

图7.SEM和EDX分析能谱，（a，a'）PAAm纳米纤维，（b，b'）固定化结构。

图8.CTC染色活性测试的CLSM图像：（a）游离酵母，（b）固定化酵母。

图9.亚甲基蓝染色后在光学显微镜下的观察。（a，a’）游离酵母。（b，b’）固定化酵母。（c，c’）7天后的固定化酵母。（a，b，c）放大20×0.4，（a’，b’，c’）放大40×0.55。