青霉素发酵过程菌丝成球的工程特性研究

研究了产黄青霉菌(P.chrysogenum)876菌株发酵过程中菌丝成球现象。菌丝成球后,由于在菌球内外形成一个氧浓度分布梯度,菌丝临界氧由25%提高至40%,从而对反应器供氧提出了更高的要求。一旦反应器供氧不足,菌体碳、氮源代谢能力减弱,不利于青霉素合成。这种代谢与工程因素的交互影响,为发酵过程优化控制提出了一个值得探讨的,既有理论学术价值又有实际意义的研究课题。

γ干扰素工程菌发酵工艺研究

在摇瓶培养及恒化培养研究的基础上,对含温度敏感型质粒γ干扰素工程菌高密度、高表达的发酵工艺作了探讨。摇瓶培养结果表明,菌体的良好生长状态对外源基因表达起着重要作用,工程菌于对数后期升温,干扰素滴度最高。以葡萄糖为限制性基质的恒化培养,得出了工程菌细胞生长得率与比生长速率之间的关系,同时表明工程菌升温表达前的比生长速率对表达后干扰素的比活有影响,比生长速率在0.10～0.15h^(-1)时比活最大。通过碳、氮、镁的间歇流加培养与连续流加培养,均使工程菌达到高密度与高表达,但以控制比生长速率为目的的连续流加培养较间歇流加比活提高近4倍,棕1.1×10^(10)IU/L。

动物细胞培养反应器氧传递速率的研究

本文系统研究了具有笼式通气搅拌装置的CellCul-20A动物细胞培养反应器的氧传递规律,考察了温度、转速、通气速率、丝网及消泡腔对氧传递速率的影响。实验结果表明,通气速率对k_(Lα)有显著影响,消泡腔对k_(Lα)有不利作用。根据实验数据,建立了表面通气、深层通气的氧传递关联式。

流加微载体半连续培养分泌HBsAg的rCHO细胞过程研究

本文在固定浓度微载体半连续培养rCHO细胞动力学研究的基础上,通过逐步补加新的微载体以不断提高供细胞生长的表面,提高了细胞密度和产物的表达量。建立了流加微载体半连续培养rCHO细胞收获HBsAg的工艺,确定了此种培养方式的最大微载体浓度,为建立微载体连续培养rCHO细胞生产HBsAg技术,实现细胞高密度和产物高表达奠定了基础。

应用固定化细胞连续生产胞二磷胆碱的研究

利用酵母糖酵解-分子葡萄糖可使二分子ADP磷酸化的特性,并应用固定化技术将酵母细胞固定化,便可成为能反复使用的ATP再生体系。当此体系与酵母中存在的胞苷酸激酶、胞二磷胆碱焦磷酸化酶偶联时,在反应溶液中只要添加葡萄糖、磷酸盐、胞苷酸和磷酸胆碱即可生成胞二磷胆碱(图1)。这种固定化酵母是带有ATP再生的多酶体系的综合应用,它还可以用于S-腺苷甲硫氨酸、辅酶A、辅酶Ⅱ等需要ATP参与的各种生物合成反应。

发酵过程自适应控制研究

本文运用自适应控制理论,构造了青霉索坐连续发酵跟踪自适应控制系统,克服了常规控制方法无法适应青霉素发酵控制器参数随机波动问题。系统的输入输出模型(STSO)阶数为2,并存在非最小相位特性。为此,本文采用广义最小方差自校正控制策略。仿真试验表明,经适应控制后青霉素生长轨线与设定的理想轨线相贴近。

以二茂铁为介质的谷氨酸电流型传感器的研究

本文研究了一种用于测定发酵液谷氨酸含量的介质电流型谷氨酸电极。这种电极是由谷氨酸氧化酶同以二茂铁为介质的化学修饰电极复合构成。研究了各种因素对此电极响应的影响和电极本身的性能与实测验证,结果表明本电极在搅拌反应室(CSR)系统中响应的最适pH为6.8,最适温度为30℃,使用寿命为6天,电极专一性较好。在流通注射分析(FIA)系统中响应的最适pH为7.0,最适温度为27℃,测量范围为0.0125—0.125mol/L(注射(20μ1),精度(CV)为1.3%,响应时间为1min,校正曲线相关系数r=0.998,使用寿命为8天,经实际测量发酵液中谷氨酸含量,与瓦氏呼吸仪对照,相对误差为±6%。

大孔弱酸树脂对卡那霉素吸附行为的研究

本文比较了大孔弱酸树脂和强酸732树脂对卡那霉素的吸附行为,包括交换容量和洗脱性能。用正交设计试验法和电子计算机理论演算.确定了最适工艺条件,最后还用发酵液进行了动态试验。实验表明华化大孔弱酸-Ⅲ号树脂对卡那霉素的交换容量,不仅高于732树脂22％,同样比Amberlite IRC-50树脂也高,在滤液呈中性条件下,浓度为8000u/ml左右时吸附,用2.5％氨水解吸,可获得卡那霉素离子交换过程最佳状态,回收率增加、浓缩倍数提高、能耗降低。

吸附法提取赤霉素工艺研究

介绍一种用大网格聚合物吸附剂从发酵液中分离、提取赤霉素的新工艺。通过树脂筛选、定向合成,到动态吸附容量测定、吸附、解吸和结晶条件等的研究,最后合成了一种对赤霉素动态吸附容量较高(达41.1mg/ml湿吸附剂),与国外Amberlite XAD-4相当的吸附剂GD-46。该吸附剂在最佳条件下对赤霉素结晶收率可达55—57%,总收率达80%,比原萃取工艺提高10%。并总结了一条在生产上可行,技术上先进的工艺流程,供工厂企业选用。

林可链霉菌与委内瑞拉链霉菌种间原生质体融合的研究

本文报道氯霉素产生菌委内瑞拉链霉菌A-186株与林可霉素产生菌林可链霉菌林可变种78-11株种间原生质体融合的结果。首先,研究了委内瑞拉链霉菌A-186的原生质体制备和再生条件,再生率可达86％。然后,采用氯霉素产生菌S.venezuelae A-186的原生质体用紫外线灭活后,与具有耐药标记的S.lincolnensis var.lincolnensis78-11原生质体融合的方法,种间融合频率达到3.2×10^(-5) 。并筛选到一株遗传稳定的重组子,经初步鉴定它能同时产生两亲株所产的两种抗生素。

青霉素酰化酶研究——Ⅱ.酶的修饰和修饰酶的性质

本文介绍用β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)活化右旋糖酐T2000以修饰大肠杆菌5852青霉素酰化酶。活化时500mg右旋糖酐需SESA 20mg。制备对氨基苯磺酰乙基葡聚糖(ABSE)-右旋糖酐的反应温度为80℃,与500mg活化右旋糖酐偶联的酰化酶酶量为100u,修饰率达88.3%。用琼脂糖(Sepharose 4B)或交联葡聚糖(Sephadex G150)柱层析分离得高分子量的修饰酶。修饰酶对热和pH的稳定性均优于自由酶,最适温度提高,但最适pH和高浓度青霉素G底物抑制现象没有改变。

青霉素酰化酶研究——Ⅰ.抑制作用,纯化和性质

丙酮、乙醇和苯丙氨酸是大肠杆菌青霉素酰化酶的竞争性抑制剂,分别抑制模拟底物3-苯乙酰胺基6-硝基苯甲酸水解的活力。青霉素酰化酶粗酶液经硫酸铵盐析,pH5沉淀,SE-Sephadex C50层析,苯丙氨酸-Sepharose 4B疏水层析和DEAE-Sephadex A25层析可得纯酶,聚丙烯酰胺凝胶梯度电泳呈现一条带,比活为27.5u/mg蛋白。纯化总活力回收率为28.1%。青霉素酰化酶分子量约为90000,有两个亚基,分子量分别为70000和20000,其最适温度为40℃,最适pH为8.0,催化青霉素G水解的米氏常数为2.94mmol/L。

微载体培养分泌HBsAg的BU3细胞生长动力学研究

本文研究微载体半连续悬浮培养表达乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的基因工程哺乳动物细胞(Bu3)的工艺过程,建立了细胞在微载体上的生长模型、葡萄糖消耗和乳酸生成模型。实验表明,微载体悬浮培养系统能使贴壁依赖性Bu3细胞达到高密度和产物高表达。

絮凝法处理L-脯氨酸发酵液的研究

通过滤饼的重量比阻和溶液流动电位(亦称ζ电位)的测定,分析、讨论了用絮凝技术预处理L-脯氨酸发酵液的合理性,实践也表明不仅能大大提高发酵液的固液分离效果,同时使树脂对L-脯氨酸的重量吸附容量增加了40%。

用大网格吸附剂提取麦迪霉素的研究

本文主要介绍用大网格吸附剂从发酵液中提取麦迪霉素的吸附与解吸过程的研究,包括吸附剂和解吸剂的选择、吸附与解吸条件的筛选等。结果表明:选用MD-A型吸附剂,在发酵液浓度为1500u/ml左右时,对麦迪霉素的静态吸附容量高达6.7×10~4u/g抽干树脂,比以前报道过的CAD-40吸附剂高出40％左右,动态吸附容量可达1.32×10~5u/g干树脂;所筛选到的酮类洗脱剂其解吸率可达93％以上。

L—脯氨酸发酵液的脱色研究

对L-脯氨酸发酵液的脱色过程进行了研究,筛选到了具有脱色效果好,解吸容易,脯氨酸损失小等特点的XD型树脂并对有关脱色条件和吸附等温线进行了试验、分析,求得其最佳值;从解脱曲线的多峰型表明为非单—性色素。

BOD微生物传感器的研究

本文采用夹层法,将异常汉逊酵母固定在氧电极的透氧薄膜与多孔醋酸纤维膜之间,构成一种流通式BOD测试系统。对新研制的电极的各种性能,包括各种理化因子对电极响应的影响作了系统的测试,发现电极电流差值与标准废水的BOD之间存在良好的线性关系,其线性范围为1～45mg/L,电极寿命长达180天以上,响应时间小于20分钟,电极测定重演性好,误差小于6%。

L-谷氨酸氧化酶产生菌理性化筛选及液体发酵的研究

采用HNO_2诱变、平皿显色与理性化筛选方法,获得一株L-谷氨酸氧化酶高产稳定菌株Streptomyces sp.N_514。建立了液体发酵产酶的条件,考察了辅加成分对酶合成的影响。

生化反应过程的多变量自校正控制——以重复流加青霉素发酵为例

本文采用两阶离散MIMO(Multi 1nput Multi Output)动态模型描述生化反应过程的动态行为,并以青霉素重复流加发酵为例,借助于计算机在线检测系统,在40,000L大罐上进行参数辨识与多变量自校正控制仿真研究。结果表明:该控制策略能够克服噪声和过程不确定性影响,使发酵沿最优轨迹进行,实现跟踪优化控制。

固定化酵母细胞连续生产转化糖反应动力学的研究

利用海藻酸钠固定化面包酵母细胞,在搅拌罐和填充柱反应器内连续反应由蔗糖生产转化糖,对该过程的反应动力学研究结果表明:内、外传质阻力,转化酶活力、料液流量,搅拌速率和媒体半径对转化率有影响,本文给出了它们之间相互关系的数学表达式,本文还定义了阻力因子,动力因子及返混因子,并讨论了它们对转化效率所起的作用,给出了串联反应器操作的有关计算公式,测定了有关动力学参数,给出了料液流量控制,搅拌转速控制,媒体半径选择和最大转化率操作条件的计算方法,并在搅拌罐反应器、填充柱反应器和串联搅拌罐反应器中进行了实验和计算,从实验上验证了动力学理论研究结果。