铜藻岩藻黄素提取及纯化工艺研究

为了对岩藻黄素的提取、纯化进行系统研究,进而为高纯度岩藻黄素的工业化生产提供研究基础,筛选了适用于提取铜藻（Sargassum horneri）鲜藻中岩藻黄素的有机溶剂,并通过单因素实验和正交实验确定了最佳的提取溶剂浓度、提取温度、提取时间、料液比等工艺参数。随后采用硅胶柱层析法进行纯化,并通过单因素实验确定了最佳的硅胶柱床高度、上样量和洗脱流速。最后采用制备液相法对经层析纯化的岩藻黄素进一步纯化。结果表明,有机溶剂萃取的最佳工艺条件为：甲醇浓度90%,提取温度50 ℃,提取时间1 h,料液比1∶10,此条件下岩藻黄素提取率达到(0.258 9±0.003 6) mg·g-1鲜重（FW）［(1.078 8±0.015 0) mg·g-1干重（DW）］。硅胶柱层析的最佳工艺条件为：硅胶柱床高度10 cm,上样量6 g,洗脱流速10 mL·min-1,此条件下岩藻黄素得率为0.176 5 mg·g-1FW（0.735 3 mg·g-1 DW）,纯度为87.01%±0.88%。经制备液相进一步纯化后,岩藻黄素得率为0.127 1 mg·g-1 FW（0.529 4 mg·g-1 DW）,纯度为99.27%±0.22%。研究所用工艺简单,岩藻黄素得率高,为高纯度岩藻黄素的制备提供了实验基础。     

肉类及肉制品中动物源性成分鉴别方法研究进展

肉类掺假问题直接影响着人类健康、公共卫生安全以及社会稳定等方面,成为当今食品安全热点话题之一,因此,高效、精确的肉类及肉制品中动物源性成分的检测鉴定势在必行。基于此,主要介绍了对于动物源性成分检测及鉴别的不同研究方法,分析了利弊,并对后续肉类及肉制品中动物源性成分的鉴别方法的研发方向进行了展望,以期为此领域提供资料性参考。     

Analysis of chemometric models applied to Raman spectroscopy for monitoring key metabolites of cell culture

The Food and Drug Administration (FDA) initiative of Process Analytical Technology (PAT) encourages the monitoring of biopharmaceutical manufacturing processes by innovative solutions. Raman spectroscopy and the chemometric modeling tool partial least squares (PLS) have been applied to this aim for monitoring cell culture process variables. This study compares the chemometric modeling methods of Support Vector Machine radial (SVMr), Random Forests (RF), and Cubist to the commonly used linear PLS model for predicting cell culture components—glucose, lactate, and ammonia. This research is performed to assess whether the use of PLS as standard practice is justified for chemometric modeling of Raman spectroscopy and cell culture data. Model development data from five small-scale bioreactors (2 × 1 L and 3 × 5 L) using two Chinese hamster ovary (CHO) cell lines were used to predict against a manufacturing scale bioreactor (2,000 L). Analysis demonstrated that Cubist predictive models were better for average performance over PLS, SVMr, and RF for glucose, lactate, and ammonia. The root mean square error of prediction (RMSEP) of Cubist modeling was acceptable for the process concentration ranges of glucose (1.437 mM), lactate (2.0 mM), and ammonia (0.819 mM). Interpretation of variable importance (VI) results theorizes the potential advantages of Cubist modeling in avoiding interference of Raman spectral peaks. Predictors/Raman wavenumbers (cm⁻¹) of interest for individual variables are X1139–X1141 for glucose, X846–X849 for lactate, and X2941–X2943 for ammonia. These results demonstrate that other beneficial chemometric models are available for use in monitoring cell culture with Raman spectroscopy.     

Development and characterization of 33 polymorphic microsatellite markers in Trachurus japonicus by SLAF-seq technology

Trachurus japonicus is an economically important fish in the northwestern Pacific Ocean. However, its resources have declined seriously and there is an urgent need for a wide-range of investigations of the existing genetic resources. This requires a large number of diverse molecular markers with high discriminating power. In this study, we identified 43,264 perfect SSRs in T. japonicus genome using SLAF-seq technology. Of these, we randomly selected 106 SSRs (tri-nucleotide to hexa-nucleotide) to test for polymorphism. Eventually, we successfully developed a total of 33 loci including 8 tri-nucleotide and 25 long repeat motifs (tetra-nucleotide to hexa-nucleotide). The number of alleles (Na) of these loci ranged from 4 to 24 (mean 12.6). The observed heterozygosity (Ho) and expected heterozygosity (He) varied from 0.258 to 0.969 (mean 0.723) and from 0.452 to 0.962 (mean 0.827), respectively. All loci except TJ6-7 were highly informative (PIC > 0.5). These results showed that the shortlisted 33 loci exhibited moderate to relatively high genetic diversity, of which 18 were regarded as highly polymorphic and well-resolved. In summary, these diverse and potential microsatellites detected in our study provide substantial genetic basis for the screening of polymorphic SSR markers of T. japonicus and also provide a powerful tool to perform further studies on the genetic resource assessment and conservation of T. japonicus.     

常见肠道菌群代谢产物作为疾病诊断的指针的研究进展

人类肠道菌群能够产生多种代谢产物或与人体相互作用产生肠道菌群-宿主共代谢物,显著影响人体各大系统的生理功能。当人体健康状态以及肠道菌群发生变化时,肠道代谢物的种类和含量也会相应受到影响,因此肠道菌群代谢产物具有作为疾病诊断指针的巨大潜力。本文总结了常见的几类肠道微生物代谢产物,包括糖类、胆碱代谢物、脂质、氨基酸与肽类、维生素、胆汁酸、短链脂肪酸、酚、苯甲酰基和苯基衍生物等,及其在不同疾病状态下的作用机理,以期更好地理解肠道菌群、代谢产物和疾病之间的相关性,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的靶点。     

单细胞拉曼技术在病原微生物检测中的研究进展

单细胞拉曼技术是基于拉曼光谱分析原理实现非培养、无标签、快速、高效、低成本揭示物质本质的新方法。近年来,单细胞拉曼技术也开始在病原微生物检测领域崭露头角。本文结合单细胞拉曼技术基本原理这一理论基础,阐述该技术在病原微生物鉴定、药物敏感性检测中的研究进展及最新技术方向,并探讨其在临床实验室应用的可行性,为未来病原微生物检测技术提供新的方向。     

不同水位下拟建鄱阳湖水利枢纽对食块茎鸟类栖息地适宜性的影响研究

鄱阳湖为亚洲最大的候鸟栖息地,近十余年发生了枯水期提前且延长及湖区生态环境日益恶化的问题,对于此问题江西政府提出了一种科学的工程措施--鄱阳湖水利枢纽（简称枢纽）。然而,枢纽对越冬候鸟栖息地的影响尚无定量研究。以鄱阳湖食块茎鸟类--白鹤（Grus leucogeranus）、白枕鹤（Grus vipio）和小天鹅（Cygnus columbianus）的栖息地为研究对象,利用3S技术结合生态学知识,在ArcGIS平台上搭建了食块茎鸟类栖息地适宜性评价模型,使用二维水动力模型联合适宜性评价模型,生成鄱阳湖在兴建枢纽前、后的食块茎鸟类栖息地适宜性分布图。选取工程调度时期水位相对稳定时段,以鄱阳湖无枢纽状态下星子水位为基础,探究鄱阳湖在不同水位时,有拟建枢纽和无拟建枢纽状态下食块茎鸟类的栖息地适宜性的变化,定量分析拟建枢纽对候鸟栖息地适宜性造成的影响。研究发现：枢纽的调度规则具有一定的科学性,水位调度方案对湖泊食块茎鸟类越冬初期栖息产生的影响较小,但会牺牲一部分越冬后期适合食块茎鸟类栖息的区域。拟建枢纽选址处至都昌站的食块茎鸟类栖息地适宜性受枢纽的负面影响最为显著,各级自然保护区之中,北部省级候鸟自然保护区受其负面影响最大,此保护区将减少18.01-39.80 km²适合食块茎鸟类栖息的面积。但是枢纽的运行能增加湖泊土壤水含量,使食块茎鸟类更易于觅食,且能增加喜食块茎鸟类的食物丰富度。本研究可为为今后鄱阳湖湖区水环境规划和水生态管理维护提供一定的科学参考。     

新工科背景下生物反应工程课程的多元化教学模式 改革与探索

生物反应工程作为一门理论性与应用性都很强的专业课程,在生物工程等相关专业的课程设置中处于桥梁和纽带地位,对新型应用型工科人才的培养发挥着重要的作用。但由于该课程中公式等抽象理论知识过多,导致学生学习效率十分低下。因此,为了适应新工科教育背景下对创新型人才培养的需求,提高学生的学习兴趣和积极性,并培养学生的自主学习等创新能力,教学团队在课程教学中通过引入虚拟仿真技术、开展微课教学、采用案例式教学模式、利用科研平台等多元化方式,对该课程的教学模式、方法和手段尝试改革和探索,取得了一定的教学效果,并就此进行了一些探讨,以期能为相关课程的教学改革提供一些思路和启示。     

利用CRISPR-Cas9技术失活黑曲霉中果胶酶基因及突变株性能评价*

我国果胶酶制剂使用广泛但专一性不高,高效、专一的果胶酶制剂在市场上仍然匮乏。利用基因工程技术改造果胶酶生产菌株——黑曲霉来生产单一成分的果胶酶成为解决果胶酶应用需求的一种有效方案。构建一种高效的CRISPR-Cas9基因编辑技术,可为构建高产单一性果胶酶的黑曲霉底盘菌株提供有效的基因编辑工具。首先敲除产果胶酶黑曲霉基因组上的pyrG基因构建尿嘧啶营养缺陷型菌株AnΔpyrG,并在AnΔpyrG菌株的pyrG基因位点定点整合Cas9基因表达盒和pyrG基因表达盒,构建组成型表达Cas9基因的黑曲霉菌株AnCas9,再构建含有gpdA启动子、锤头结构核酶、HDV核酶的稳定性表达sgRNA的pLM2-sgRNA质粒,建立CRISPR-Cas9基因编辑体系。利用该技术失活AnCas9菌株中的2个聚半乳糖醛酸酶基因4978020和4983861来检测构建的CRISPR-Cas9基因编辑效率并检测4978020基因功能缺失菌株的表型变化和产酶变化,结果表明果胶酶基因编辑效率大于50%,AnΔ4978020的表型和果胶酶酶活性与出发菌株均无明显变化。在黑曲霉中成功构建了高效的Cas9基因编辑技术,4978020基因功能缺失也不影响菌株表型,为构建高产单一性果胶酶黑曲霉底盘菌株奠定基础。     

奈妥吡坦/β-环糊精包合物的制备、评价与表征

目的:制备奈妥吡坦/β-环糊精包合物,用以提高奈妥吡坦的水溶性。方法:采用饱和水溶液法,制备奈妥吡坦/β-环糊精包合物;以载药量为指标,考察奈妥吡坦与β-环糊精的质量比(芯壁比)、包合温度、包合时间、搅拌速度的影响。基于单因素试验结果,采用正交设计实验对制备处方和工艺进行优化,得到最优奈妥吡坦/β-环糊精包合物,并对其包封率、载药量及稳定性进行体外评价。采用傅里叶红外光谱和X射线粉末衍射分析法,对最优奈妥吡坦/β-环糊精包合物进行表征。结果:奈妥吡坦/β-环糊精包合物的最佳优制备条件为:芯壁比1:20,包合温度为40℃,包合时间为20 min、搅拌速度为150 r/min。该条件制备制得的奈妥吡坦/β-环糊精包合物的载药量为4.73%,包合率为94.8%且在水溶液中的稳定性良好。傅里叶红外光谱和X射线衍射结果表明奈妥吡坦/β-环糊精包合物的成功制备。结论:成功制备了奈妥吡坦/β-环糊精包合物,奈妥吡坦的水溶性提高了1500倍,为奈妥吡坦水溶性新制剂的研发提供了实验基础。