烟曲霉TMS-26产紫杉醇补料分批发酵条件初步探索

内生真菌发酵法是解决紫杉醇药源短缺问题的有效途径之一。本研究以摇瓶分批发酵为基础,进行摇瓶补料分批发酵研究,探究了苯丙氨酸、甘氨酸、苯甲酸钠乙酸钠混合液、3,5-二硝基水杨酸、H₂O₂、CuSO₄在发酵周期（13d）中,不同添加时间点对TMS-26菌体量及紫杉醇产量的影响,发现在第8天添加苯丙氨酸、甘氨酸、3,5-二硝基水杨酸时,其产量分别达到了(664.80±40.34)µg/L、(628.72±30.44)µg/L、(641.36±19.62)µg/L;在第9天添加CuSO₄时,其产量达到了(697.46±15.76)µg/L;在第10天添加H₂O₂、苯甲酸钠乙酸钠混合液,其产量分别达到了(615.78±36.28)µg/L、(792.54±10.04)µg/L。在摇瓶补料分批发酵研究结果的基础上,进行了5L罐发酵工艺放大研究,探究了前体和诱导子通过进行一次补加和恒速补加的方式对Aspergillus fumigatus TMS-26菌体量及紫杉醇产量的影响,结果表明恒速补加苯丙氨酸乙酸钠混合液,紫杉醇产量达到了746.17µg/L。通过本次研究,优化了TMS-26产紫杉醇摇瓶补料分批发酵和5L罐发酵工艺,为后续实现紫杉醇工业化生产奠定基础。     

高雄山虫草生物学特性及人工驯化条件优化

高雄山虫草Cordyceps tenuipes是一种重要的珍稀野生虫草,无性型为细脚棒束孢Isaria tenuipes。对采集的野生无性型高雄山虫草生物学特性进行了研究,采用小麦和大米为栽培基质,通过添加不同营养成分进行人工驯化和栽培条件优化,对后续提高其孢梗束产量和商业化栽培具有重要意义。试验结果表明,该虫草菌丝在固体和液体培养条件下生长所需的最佳营养组成一致,通过单因素和多因素正交试验得出菌丝在固体和液体条件下生长的最佳培养基配方为蔗糖30g/L、酵母粉15g/L、磷酸二氢钾2g/L、七水硫酸镁2g/L,最佳培养条件为温度25℃,pH 7。以小麦为培养基栽培的孢梗束生物学效率介于(45.750±6.062)%-(67.820±6.018)%,总体优于大米培养基(23.410±5.242)%-(36.880±8.812)%。以添加蚕蛹粉的小麦培养基栽培的孢梗束生物转化率最高,达67.820%,高于已有的报道。通过生物学特性分析和人工驯化条件的优化,为高雄山虫草的规模化人工栽培提供参考。     

三种分离自冬虫夏草真菌及培养条件

对采自青海玉树、青海果洛和云南迪庆的冬虫夏草鲜品进行虫生真菌的分离、纯化,获得3种生长形态不同的真菌QH 2019、GL 2019和YN 2019。通过形态学及分子鉴定,菌株QH 2019为蝙蝠蛾拟青霉Samsoniella hepiali,菌株GL 2019为粉棒束孢Isaria farinosa,菌株YN 2019为玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea。对这3株菌的培养条件初步研究,结果表明：菌株QH 2019在1/4 SDAY培养基上菌丝日生长速率最快,为(1.94±0.55)mm/d,且菌丝致密、粗壮,含水率高达(91.90±1.22)%,虫草素和虫草酸均以PDA培养的含量最高,分别为(0.47±0.022)mg/g和(3.24±0.021)mg/g;菌株GL 2019在PDA培养基上菌丝日生长速率、菌丝含水率、虫草素含量和虫草酸含量都最高,分别为(2.37±0.20)mm/d、(88.34±2.00)%、(0.23±0.013)mg/g和(6.92±0.019)mg/g,但其菌丝在1/4 SDAY培养基上生长最为致密、粗壮;菌株YN 2019在PDA培养基上菌丝日生长速率、虫草素和虫草酸的含量最高,分别为：(2.27±0.27)mm/d、(0.50±0.012)mg/g和(11.32±0.16)mg/g,但其菌丝在1/4 SDAY培养基上含水率最高(95.23±1.65)%,且生长最为致密、粗壮。综合评价表明3株真菌中YN 2019菌丝中虫草素和虫草酸的含量高、生长速率快,有较好的药用研究价值。     

16种茯苓菌株液体发酵产胞内多糖与三萜的比较研究

筛选茯苓高产胞内多糖和胞内三萜的优良液体发酵出发菌株。采用PDA富集固体平板培养与液体发酵培养测定菌丝体生长速率;采用液体发酵策略分析16种茯苓菌株产胞内多糖与胞内三萜的潜能。实验结果表明菌株生长于固体培养基与种子培养基的生长速率之间没有关联性;降低一级种子培养基初始pH值到4.0时能有效缓解茯苓菌株培养物褐化现象;AS5.137胞内多糖含量最高,达377.60±0.10 mg/g,而DB菌株显示出最高的胞内多糖产量,达1.01±0.13 g/L;Y1菌株胞内三萜含量最高,达83.89±4.28 mg/g,而Jingzhou28菌株胞内三萜产量最高,达136.63±26.66 mg/L。就生产茯苓胞内多糖与胞内三萜而言,AS5.137与DB菌株适合作为液体发酵产胞内多糖的出发菌株;Y1,Jingzhou28,Z(z)与Xingpinzhong菌株均较适合作为液体发酵产胞内三萜的出发菌株。     

落叶松锈迷孔菌产多糖液体培养基的优化及其体外抗氧化活性

本研究通过响应面设计优化了落叶松锈迷孔菌产胞外多糖的液体培养基,并对其体外抗氧化活性进行了分析。结果显示,以落叶松锈迷孔菌胞外多糖产量为响应值,采用Plackett-Burman设计、最陡爬坡设计和Box-Behnken设计建立数学模型,获得落叶松锈迷孔菌产胞外多糖的最适培养基为：去皮马铃薯415.70g/L、蛋白胨10.80g/L、葡萄糖20.0g/L、吐温80 7.27mL/L、KH₂PO₄ 1.0g/L、MgSO₄?7H₂O 0.5g/L、CaCO₃ 0.57g/L、FeSO₄?7H₂O 0.3g/L、ZnSO₄?7H₂O 0.3g/L、维生素B₁ 0.01g/L、芦丁6.09g/L。在此优化条件下得到的多糖产量为3.07g/L,与理论值3.06g/L相近,相比于优化前提高了2.87倍,说明响应面法对于优化落叶松锈迷孔菌的液体培养基以提高多糖产量行之有效。此外,经过醇沉、透析和去蛋白等获得初步纯化的多糖可有效清除羟自由基、超氧阴离子、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基和2,2?-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)[2,2?-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid),ABTS]自由基。     

响应面法优化富硒荷叶离褶伞菌丝体胞内粗多糖发酵条件

为了优化富硒荷叶离褶伞菌丝体胞内粗多糖发酵条件,在单因素试验基础上,考察灭菌条件、培养时间、硒添加量和硒添加时间对富硒荷叶离褶伞菌丝体胞内粗多糖的影响,并通过Box-Benhnken实验设计和响应面分析法确定最优发酵条件。结果表明,在121℃、20min条件下对培养基和Na₂SeO₃溶液分别灭菌后混合,在发酵至第129h,发酵液中添加4µg/mL Na₂SeO₃,继续发酵至第244h,发酵产生的富硒荷叶离褶伞菌丝体胞内粗多糖含量为349.8mg/100mL。     

稳定表达人源GABAAR-CHO细胞株的建立

目的: 构建α₁亚基诱导表达、β₂和γ_2L亚基稳定表达的人源α₁β₂γ_2L-GABA_AR-CHO(Chinese hamster ovary)细胞株。方法: 从人cDNA文库中扩增α₁、β₂、γ_2L亚基编码基因,分别构建亚基表达载体;将三个亚基表达载体共转染CHO-K1细胞,通过抗性筛选、膜电位检测法进行稳定表达克隆筛选;通过qPCR、Western blot对亚基表达进行鉴定;以激动剂GABA、阳性变构调节剂地西泮(diazepam,Dia)、拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculine)为工具药,采用全细胞膜片钳方法及膜电位检测法对稳定表达细胞的药理学功能进行鉴定。结果: 经克隆筛选获得表达量较高的α₁β₂γ_2L-GABA_AR-CHO并对其亚基表达鉴定,结果显示该细胞稳定表达α₁、β₂、γ_2L亚基,构建的α₁β₂γ_2L-GABA_AR-CHO细胞仅在加入四环素(tetracyclin)诱导的情况下表达α₁亚基并与β₂、γ_2L组装成具有功能活性的α₁β₂γ_2L-GABA_AR;对其进行全细胞膜片钳检测研究发现,GABA可对其产生激动效应,引起α₁β₂γ_2L-GABA_AR-CHO细胞产生氯离子通道特征性电流变化,Dia可剂量依赖性地增强GABA对α₁β₂γ_2L-GABA_AR的激动效应;在膜电位检测研究中,获得GABA激动效应EC₅₀为(177.72 ± 15.92)nmol/L,Dia变构效应EC₅₀为(3.63±0.52)μmol/L,拮抗剂Bicuculine拮抗效应IC₅₀为(538.83±29.55)nmol/L。结论: 通过采用诱导表达策略,成功构建了α₁β₂γ_2L-GABA_AR-CHO稳定表达细胞株,该细胞株具有对激动剂、阳性变构剂、拮抗剂特异性检测的药理学功能。     

蛹虫草液体发酵产多糖的条件优化

多糖是蛹虫草Cordyceps militaris产生的重要活性成分。为提高其液体发酵胞外多糖的产量,通过单因素轮换法、方差分析、正交试验对蛹虫草菌株YCC-H产胞外多糖的发酵条件进行了优化。单因素结果表明液体发酵最适初始pH为5,最适葡萄糖浓度(质量分数)为6%,最适氮源为酵母膏,最适装液量为80 mL/250 mL,最适接种量(体积分数)为12%;在不同培养条件下菌体生物量变化较大;通过方差分析及正交试验进一步优化,结果显示：装液量(A)、氮源(B)、接种量(C)对蛹虫草产胞外多糖影响程度为B>A>C,最佳条件组合为A₂B₃C₂,即装液量80 mL/250 mL、酵母膏为唯一氮源、接种量(体积分数)为12%,其余因素选择单因素中最佳水平。经验证,该菌株合成胞外多糖的质量浓度达247.06 mg/L,较未优化前胞外多糖的产量23.67 mg/L提高了9.43倍。     

蛹虫草多糖和D-甘露醇深层发酵的非结构动力学模型

多糖和D-甘露醇是蛹虫草的重要药理活性成分。本文开展了蛹虫草在分批发酵过程中同时生产多糖和D-甘露醇的发酵动力学研究。利用Sigmoid函数构建了蛹虫草菌丝生长、糖基质消耗、多糖和D-甘露醇的非结构动力学模型,并根据Boltzmann方程拟合求解出各模型参数。结果显示,各模型的实测值和预测值拟合度较好。蛹虫草比生长速率在第1.0天达到最大值（μ_max）1.244d^-1;底物葡萄糖的比消耗速率在第0.6天达到最大值（q_{S, max}）2.163d^-1;多糖比合成速率在第2.0天达到最大值（q_{P, max}）51.852mg/(g·d);D-甘露醇比合成速率在第0.99天左右达到最大值（q_{D, max}）37.963mg/(g·d)。蛹虫草多糖的形成与菌丝细胞的生长呈现部分生长关联型,而D-甘露醇的形成与细胞生长呈现生长关联型关系。研究结果为利用分批发酵规模化同时发酵生产蛹虫草多糖和D-甘露醇提供了理论依据。     

人体动脉血气信号波浪式变化及连续动脉逐搏取血血气分析方法的建立*

目的: 建立动脉逐搏取血血气分析法,在人体实验中验证呼吸调控核心信号——PaO₂,PaCO₂和[H⁺]a是受呼吸影响的周期性、波浪式变化信号,而不是传统理念上误认的稳定水平信号。方法: 选择心功能正常、Allen试验阴性需要监测动脉血流动力学变化的患者6例。在左侧桡动脉穿刺,连接肝素化塑化管（3 mm×1 000 mm）,注满血液并计数血液注满所需心跳次数。用止血钳将塑化管钳闭成与心跳次数相对应的分段后,迅速置于冰水中,立即进行血气分析。选取每位患者的2个典型波浪式周期,用于分析2对最高-最低和最低-最高共4个测定值,取平均值。对相邻最高和最低值作统计学配对t检验。结果: 血液注满塑化管需要16±2次心跳,均覆盖超过2个呼吸周期。每个呼吸周期是5±0.6次心跳。PaO₂、PaCO₂、[H⁺]a和SaO₂都呈现出明显的波浪式变化（相邻高点与低点比较,P<0.05）,PaO₂、PaCO₂、[H⁺]a和SaO₂的波浪幅度分别是（11.28±1.13）mmHg,（1.77±0.89）mmHg,（1.14±0.35）nmol/L和（0.52±0.44）%;波浪幅度分别是其平均值的（7.7±1.1）%,（5.1±2.5）%,（3.1±1.0）%和（0.5±0.4）%。结论: 动脉延长管连续取血,按心跳次数分隔血样,血气分析法简单易行,为验证动脉血气受呼吸影响的周期性波浪式信号提供了可靠证据。本方法为原创,技术操作层面仍需提高熟练程度,增加志愿者和试验样本的数量进一步探索此类信号的临床检测可靠性及其与临床疾病的关系。     

肺形侧耳发酵培养基优化及多糖提取工艺

通过碳源、氮源单因素实验和正交实验,对野生肺形侧耳进行发酵培养基优化。选取浸提时间、浸提温度及液料比3个因素,以胞内粗多糖提取率为指标,采用正交实验设计确定菌丝体胞内多糖提取的最佳工艺。结果表明,适宜肺形侧耳深层发酵的培养基为蔗糖1.5%,麸皮5%,蛋白胨0.6%,KH₂PO₄ 0.15%,MgSO₄ 0.75%,VB₁ 0.01%。胞内多糖提取的最佳工艺为浸提时间2h,液料比50:1,浸提温度90℃,此条件下多糖提取率为34.35%。     

Optimization of submerged culture conditions for mycelial polysaccharide production in Cordyceps pruinosa

Cordyceps pruinosa is an entomogenous fungus noteworthy for its various bioactivities. The influence of synthetic medium and cultural conditions on polysaccharides production was investigated in shake flask culture. In the present study, optimal medium and submerged culture conditions were investigated using an orthogonal layout. Media and cultural conditions including potato starch 2% (w/v), sucrose 2.5%, soybean 0.5%, beef extract 0.5%, yeast extract 0.1%, KCl 0.02%, K₂HPO₄ 0.1%, MgSO₄·7H₂O 0.05%, pH 7.0, inoculum size 5%, medium capacity 50 ml/250 ml flask, dispersant 15 beads, culture time 7 days were employed. In fermentation medium, sucrose, beef extract and yeast extract were replaced with molasses of sucrose, groundnut and Vitamin B complex, respectively. Under optimal culture conditions, the yield of polysaccharides production was 9.51 g l⁻¹ after 54 h of fermentation in a 25 l fermenter, which was approximately twice as high as that in shake flask cultures. In addition the entire period of fermentation was shorted to around 1/4 of flask culture time (9 days). Thus, it will meet closely the requirements of industrial fermentation scale of polysaccharides production in C. pruinosa.     

4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖的生物活性评价

本研究以细脚棒束孢、蛹虫草、蝉棒束孢和球孢白僵菌的菌丝体粗多糖为对象,分析4种虫草相关真菌菌丝体粗多糖含量与生物量的相关性,并进一步对其抗氧化能力和抗肿瘤活力进行评价。液体发酵结果表明,蝉棒束孢MF12、MF13和蛹虫草MF27、MF1的菌丝体粗多糖含量（>40mg/g）显著高于其他菌株,蝉棒束孢MF11、MF13和蛹虫草MF27菌丝体生物量（>12g/L）显著高于其他菌株,但相关性分析表明,4种虫草相关真菌10个菌株菌丝体的多糖含量与生物量之间没有显著相关性;抗氧化活性表明,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖具有良好的体外抗氧化活性,其EC₅₀均小于0.9mg/mL;抗肿瘤活性表明,蛹虫草MF1、MF28、MF27和球孢白僵菌MF10菌丝体粗多糖在体外能有效抑制HepG-2细胞增殖,其IC₅₀均小于1.5mg/mL。综上,蛹虫草MF27、MF1和球孢白僵菌MF10虫草菌株具有良好的开发和应用潜力。     

响应面法优化荷叶离褶伞菌丝体产漆酶条件

为了对荷叶离褶伞产漆酶条件进行优化,在单因素实验基础上,通过最陡爬坡实验(PB)对培养基8因素进行筛选,获得影响产漆酶的3个显著性因素:葡萄糖,pH和KH₂PO₄;通过中心组合(CCD)设计及响应面分析确定了最优发酵条件:葡萄糖20.09g/L,酪蛋白1.5g/L,酵母提取物1.5g/L,MgSO₄ 3g/L,CuSO₄ 3.75mg/L,KH₂PO₄ 3.97g/L,pH 4.98,VB₁ 0.1g/L,愈创木酚12mg/L,该条件下,漆酶酶活为829.83U/mL,较未优化对照提高46.6%.     

猴头菌高产麦角甾醇液体发酵工艺优化

以菌丝体中麦角甾醇产量为考察指标,在单因素实验的基础上用响应面分析法考察碳源、氮源和无机盐3个因素对麦角甾醇发酵产量的影响,以获得猴头菌液体发酵产麦角甾醇最优工艺,建立高产、稳定的猴头菌液体发酵产麦角甾醇生产工艺。经响应面分析,各因素按照对响应值的影响顺序为：氮源>碳源>无机盐,且氮源对麦角甾醇产量的影响极显著,碳源和无机盐对麦角甾醇产量的影响不显著。猴头菌液体发酵产麦角甾醇最优工艺为：发酵培养基为酵母自溶粉18g/L、复合碳源14g/L（葡萄糖:麦芽浸粉,7.4:6.6,M/M）、无机盐3.9g/L（KH₂PO₄:K₂S₂O₈,2.6:1.3,M/M）;接种量为10%,培养时间为7d,在此条件下菌丝体生物量干重达11.24g/L,麦角甾醇的产量达69.79mg/L,比优化前分别提高了71.08%和81.56%。该发酵工艺重复性好,效率高,成本低,是一个稳定且可控的猴头菌液体发酵产麦角甾醇生产工艺技术方案;通过该发酵工艺得到的猴头菌发酵菌丝体麦角甾醇含量高,为相关功能营养食品的开发提供了优质资源。     

蝙蝠蛾拟青霉液体发酵工艺优化及菌丝体腺苷含量的检测

通过摇瓶液体培养的方法,以菌丝体生物量为主要考察指标,筛选蝙蝠蛾拟青霉PH-2菌株液体发酵的培养基成分和条件。进一步采用正交试验,以菌丝体生物量和腺苷含量为联合指标,确定PH-2菌株液体发酵高产菌丝体和腺苷的培养基配方。通过试验获得的最佳配方为：玉米淀粉40g/L,葡萄糖5g/L,玉米浆25g/L,硫酸镁·7H₂O 1g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸锌1.5g/L,维生素B1 25mg/L;培养条件为：初始pH 6.0,装液量150mL/500mL,接种量8%（V/V）,温度26℃,转速120r/min,培养7d。在该工艺下,菌丝体生物量达到25.2g/L。应用高效液相色谱（HPLC）法,检测到菌丝体中腺苷含量为2.76mg/g。该方法简便、快速、准确,可作为蝙蝠蛾拟青霉菌丝体或其相关产品中腺苷的检测手段。本工艺的优化试验获得了较高的菌丝体收率,菌丝体质量良好。