微生物进化工程育种技术进展与展望

进化工程是一项全基因组水平的新兴技术,它通过模拟自然进化中的变异和选择过程,实现对微生物菌株优良性状的选育。近年来,进化工程在扩大底物利用范围,提高代谢物产量及提高微生物的耐受性等方面取得了显著进展。介绍了进化工程的概念、特点及发展过程,叙述了进化工程的原理和研究方法,重点总结了进化工程方法在菌株改进方面的研究进展,最后对该技术的发展趋势和潜在应用进行了展望。

化学生物技术与生物产品工程

生物技术即利用生物或其细胞、亚细胞或分子组分来制造产品或对植物、动物及微生物进行改性以使其具有所希望的特性。生物技术是一种潜力巨大的技术。生物技术涉及的主要研究领域有:医药生物技术、农业生物技术、化学生物技术和环境生物技术。化学生物技术即用生物技术生产化学品。

基于混菌体系生物滴滤系统净化甲苯废气的研究

以纳米活性陶瓷球为生物滴滤塔填料,利用基因工程改造大肠杆菌和铜绿假单胞菌为底盘菌进行挂膜,结合物理吸附开展生物滴滤系统净化甲苯废气的研究。结果表明,混菌体系在含甲苯培养基中生长良好,且大肠杆菌与铜绿假单胞菌不形成竞争,二者相互利用、相互促进;当生物滴滤系统运行96 h时,生物滴滤塔去除率可达96.7%,总去除率可达97.2%。

针刺肾俞穴对SAMP6小鼠股骨生物力学性能的影响

目的探讨针刺肾俞穴治疗骨质疏松的机制。方法采用放免法测定快速老化小鼠P6(senes- cence accelerated mouse prone 6,SAMP6)及其正常对照抗快速老化小鼠R1(senescence accelerated mouse re- sistant 1,SAMR1)血清睾酮(T)、骨钙素(BGP)水平;三点弯曲试验法测定其股骨生物力学性能,观察针刺对SAMP6小鼠股骨力学性能、骨矿含量等的影响。结果与SAMR1[T(20.91±3.41)nmol/L,BGP(6.71±2.07)μg/L]比较,SAMP6小鼠血清T[(11.09±1.48)nmol/,L]水平下降(P<0.01),BGP[(12.29±2.29)μg/L]水平上升(P<0.01);股骨弯曲强度下降,脆性增加。针刺肾俞穴后,上述指标均有不同程度改善,并趋于正常,血清T(15.05±2.63)nmol/L、BGP(8.88±1.85)μg/L,与SAMP6组比较,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论针刺肾俞穴可有效阻止SAMP6小鼠骨丢失,增强其骨强度。其治疗作用部分是通过促进性激素分泌,改善骨代谢,降低骨转换率,增加骨量等达到的。

后基因组时代的代谢工程:机遇与挑战

代谢工程的研究目的是要改进细胞性质 ,增加工业生物产品的收率及生产能力。现在越来越多的生物基因测序的完成及功能基因组学研究的进展正把代谢工程研究引入一个新时代。代谢工程正面临一个极好的机遇 ,同时也遇到一些严重的挑战。这是由于细胞内存在着复杂的 ,非线性的 ,在酶、调控子及代谢物之间未知的相互作用 ,从而使代谢途径的优化极为困难。为了促进后基因组时代代谢工程的研究 ,综述了过去 13年基于功能基因组学的代谢工程原理与方法的国内外研究进展 ,功能基因组学与代谢工程之间的关系以及后基因组时代代谢工程面临的机遇与挑战。

厌氧发酵法生物制氢的研究现状和发展前景

氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。

双水相体系提取SOD的研究

研究了聚乙二醇(PEG-4000)/磷酸钾双水相体系中,PEG浓度、磷酸钾浓度和pH对双水相萃取法从黄粉虫中提取超氧化物歧化酶(SOD)的影响。采用改良的邻苯三酚自氧化法测定SOD活性,并用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定SOD的分子量。结果表明:双水相体系的质量组成为PEG12%,磷酸钾24%,pH7.1时,SOD的萃取效果最好,SOD纯化倍数达3.74,活性回收率达71.2%。

应用多导流筒气升式环流生物反应器处理化肥工业含氨废水

在天津××化工厂建立了一套反应器有效体积为80m3的低高径比、多导流筒气升式环流生物反应器处理化肥工业含氨废水的装置。针对影响生物硝化效果的影响因素气液比、水力停留时间进行了考察,得到了操作的优化条件气液比为50∶1,水力停留时间为5h。在此条件下,该装置对废水中的COD_(Cr)和NH4+-N的去除率分别在75%和98%以上,出水中COD_(Cr)<50mg/L,NH4+-N<10mg/L。

模拟植物细胞悬浮培养体系和其两相培养体系流变特性研究

用颗粒状琼脂代替植物细胞从实验上系统研究了模拟植物细胞悬浮培养体系的流变特性。进而根据实验结果得出了模拟植物细胞悬浮培养体系的流动特性指数、稠度系数和表观粘度随植物细胞浓度的变化规律。

医学监护系统网络化解决方案

一医学监护系统发展趋势 我国的医疗器械工业总产值20世纪90年代以来一直保持快速增长，平均增幅一直保持在12％～15％的水平。根据医疗器械行业“十五”规划的预测，2010年我国医疗器械行业总产值将达到1000亿元。随着我国宏观经济；睁进入另一个稳定增长周期，今后几年中国市场对医疗器械的需求将一直保持强劲势头。根据国家统计局的数据，近3年我国医疗监护设备销售收入年均增长速度在10％以上，而利润总额也实现了与销售收入的同步增长。

基因工程菌生产D-乳酸研究进展

D-乳酸是众多手性物质的合成前体,广泛应用于化工、农业、食品、医药、环保等领域。近年来,随着基因工程理论的不断成熟发展,分子生物学技术在D-乳酸生产领域的应用也逐渐受到关注。介绍了利用基因工程技术改造D-乳酸生产菌株的研究现状,并对未来研究趋势进行了展望。

海上油田气生物治理研究进展

海上油田气,又称为伴生气,是一种在石油勘探开发过程中伴随石油从油井中逸出的天然气,属于易燃易爆、有毒有害气体。我国陆地和海上油田具有丰富的油田气资源,针对其利用率很低、大多被直接烧掉的状况,介绍了海上油田气的生物处理方法。该方法因具有成本低、操作简便、技术清洁、无二次污染等优点,备受世界各国关注。同时,综述了海上油田气的特点、国内外研究进展以及生物处理技术的现状,最后论述了该技术当前存在问题及发展趋势。

高效黏膜穿透的近红外光驱动的黏惰性纳米马达

黏液层覆盖在黏膜上方,是人体的免疫防线,其在利用静电和疏水作用高效吸附并滞留外来粒子的同时也阻碍了载药纳米粒子的穿透,这给基于纳米载体的跨黏膜疾病的治疗带来困难.本文制备了一种近红外光驱动的具有黏液惰性的纳米马达,用于快速穿透黏液层进行黏膜递送.该纳米马达以表面氨基化的介孔二氧化硅纳米粒子作为主体,将两性离子聚合物聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯(pCBMA)接枝于其上得到黏液惰性的纳米粒子MSNs-pCBMA;随后,通过将金沉积在MSNs-pCBMA半表面上得到Janus型纳米马达JMSNs-pCBMA,其可以在近红外光的照射下定向运动.透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线能谱和热重分析等表征结果表明合成了JMSNs-pCBMA,水合粒径为(329±14)nm,pCBMA的接枝量为0.114 g/g.光热响应实验表明,JMSNs-pCBMA溶液在近红外光照射下具有良好的升温能力.此外,黏液渗透实验表明,pCBMA的接枝和近红外光驱动均提高了纳米粒子在黏液中的渗透能力,其中JMSNs-pCBMA在近红外光照射4 h后黏液渗透率达到了52.4%,表观渗透系数达到21.9×10^(-6)cm/s,且在黏液中的运动速度为3.28μm/s.体外细胞实验表明,JMSNs-pCBMA具有良好的生物相容性,可在体外被Calu-3细胞高效摄取.本文制备了一种具有快速穿透黏液层能力的纳米马达,为跨黏液层递送载体的构建提供了新思路,将推动纳米马达在黏膜递送中的应用.

反相高效液相色谱法测定产琥珀酸放线杆菌发酵液中的有机酸

提出了一种利用高效液相色谱法分析产琥珀酸放线杆菌发酵液中有机酸的方法。在EclipseXDB C8(4 .6mmi.d .× 1 5 0mm ,5 μm)色谱柱上 ,以 0 .0 0 5mol L硫酸溶液 (pH 2 .5 )作流动相 ,流速为 1mL min ,紫外检测波长 2 1 0nm。 7min内可以把 6种混合酸标样完全分离定量。发酵液经离心后直接进样分离定量 ,其中的琥珀酸、乳酸的回收率大于 97%。经多次实验结果证明 :本方法是测定琥珀酸发酵液中各有机酸的快速、有效的定量测定方法。

反相HPLC同时测定产琥珀酸放线杆菌发酵液中的有机酸与葡萄糖

提出了一种利用高效液相色谱法同时分析产琥珀酸放线杆菌发酵液中葡萄糖和有机酸的方法。在EclipseXDB C8(150mm×Φ4.6mm,5μm)色谱柱上,以5mmol LH2SO4溶液(pH2.5)作流动相,流速为1mL min,采用示差折光检测器,一次进样可同时定性及定量分析待测试样中的有机酸及葡萄糖,每一样品的分析时间不超过9min。确定了测定各物质的工作曲线的回归方程、线性范围、相关系数和检出限。测定发酵液中葡萄糖、琥珀酸和副产物乳酸的相对标准偏差在0.41%～0.89%范围内,平均回收率在99.6%～100.8%之间。

激光诱变玫瑰孢链霉菌结合链霉素抗性筛选法选育达托霉素高产菌株

将经过20 mW激光辐照20 min的达托霉素(Daptomycin)生产菌株-玫瑰孢链霉菌(Streptomyces roseosporus)D-38的孢子悬液倾注在含有1．9λg／mL链霉素的高氏一号培养平板上。通过链霉素抗性法筛选获得了10％正变率的突变株,其中突变株LC-54摇瓶发酵单位为81．2 mg／L,比出发菌株提高了39％。

海藻糖和氨基酸之间相互作用的分子动力学模拟

虽然海藻糖已经广泛用于蛋白质稳定性研究,但海藻糖稳定蛋白质的作用机理尚不清晰.本文利用全原子分子动力学模拟研究了20种常见氨基酸和海藻糖之间的分子机理.结果表明,所有氨基酸,尤其是极性和带电氨基酸,均优先与水分子结合.相反,仅有疏水性氨基酸与海藻糖发生相互作用,尤其是芳香族和疏水性氨基酸的侧链更易于和海藻糖接触.所有氨基酸的主链与水分子接触的趋势一致.虽然氨基酸和海藻糖与水之间均形成氢键,但氨基酸和海藻糖之间的氢键相互作用要弱于氨基酸和水之间的氢键相互作用.上述分子模拟的结果对于海藻糖稳定蛋白质作用机理的解析及高效蛋白质稳定剂的理性设计具有非常重要的理论指导意义.

高效液相色谱手性流动相添加剂分离乳酸对映体

分别将β－环糊精、２，６－二甲基β－环糊精和２，３，６－三甲基β－环糊精作为手性流动相添加剂，系统地研究了Ｄ，Ｌ－乳酸在反相ＨＰＬＣ系统中的拆分，考察了流动相种类，ｐＨ值和手性流动相添加剂的浓度对手性分离的影响，建立了甲基化β－环糊精动态手性固定相法分离乳酸对映体的方法。

中药糖复康胶囊对早期糖尿病肾病炎性因子的影响

目的 :了解中药糖复康治疗糖尿病肾病 (DN)的机制。方法 :应用链尿佐菌素糖尿病大鼠模型 ,用免疫组化S P法检测糖尿病大鼠肾皮质蛋白质非酶糖化终产物 (AGES) ,细胞间粘附分子 1(ICAM 1) ,Ⅳ型胶原 (Ⅳ C) ,纤维连接蛋白 (FN) ;放射免疫法检测血中白细胞介素 1β(IL 1β) ;ELISA法检测血中肿瘤坏死因子 α(TNF α) ,并与蛋白质非酶糖化终产物AGES 生成抑制剂氨基胍作对照 ,分析中药糖复康对早期DN大鼠蛋白质非酶糖化、炎性细胞因子的影响。结果 :糖复康和氨基胍均显著下调了AGES的表达 ,但下调炎性因子ICAM 1,IL 1β ,TNF α及细胞外基质成分Ⅳ C ,FN的表达 ,则糖复康明显优于氨基胍。结论 :抑制糖尿病时蛋白质非酶糖基化 ,下调炎性因子表达 ,可能是糖复康治疗DN的部分机制 。