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Effect of Ca2+, Ba2+, and Sr2+ on Alginate Microbeads

二价 化学 海藻酸钙 离子 磁导率 核化学 化学工程 生物物理学 无机化学 生物化学 有机化学 工程类 生物
作者
Ýrr Mørch,Ivan Donati,Berit L. Strand,Gudmund Skjåk‐Bræk
出处
期刊:Biomacromolecules [American Chemical Society]
卷期号:7 (5): 1471-1480 被引量:755
标识
DOI:10.1021/bm060010d
摘要

Microcapsules of alginate cross-linked with divalent ions are the most common system for cell immobilization. In this study, we wanted to characterize the effect of different alginates and cross-linking ions on important microcapsule properties. The dimensional stability and gel strength increased for high-G alginate gels when exchanging the traditional Ca2+ ions with Ba2+. The use of Ba2+ decreased the size of alginate beads and reduced the permeability to immunoglobulin G. Strontium gave gels with characteristics lying between calcium and barium. Interestingly, high-M alginate showed an opposite behavior in combination with barium and strontium as these beads were larger than beads of calcium−alginate and tended to swell more, also resulting in increased permeability. Binding studies revealed that different block structures in the alginate bind the ions to a different extent. More specifically, Ca2+ was found to bind to G- and MG-blocks, Ba2+ to G- and M-blocks, and Sr2+ to G-blocks solely.
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