基因定位修复技术——嵌合修复术（chimeraplasty）

传统的以病毒DNA为载体的基因治疗方法存在病毒导入的靶向性差、整合位点的特异性差、基因剂量的可控性差以及病毒载体具有一定的免疫原性的缺点,而实际上许多单基因遗传病只要将突变的单个碱基校正就能达到基因治疗的目的,不必置换或整合入整个基因.嵌合修复术(chimerplasty)是近年来迅速发展起来的一种基因定位修复技术,该技术利用RNA/DNA嵌合体分子与要修复的宿主染色体DNA碱基序列互补而精确定位并原位修复,也可用于人工定点突变,已在单基因遗传病的基因治疗及植物遗传改良等方面获得了成功的应用.介绍了该技术的原理、应用举例及前景.     

基于PAT的PCV2 VLPs生产过程优化与控制研究

昆虫细胞-杆状病毒载体表达系统(baculovirus expression vector system,BEVS)是病毒样颗粒亚单位疫苗(virus like particles,VLPs)的理想生产平台。动物细胞培养过程分析技术(process analytical technology,PAT)研究的重点在于更多地获取与细胞生理状态相关的过程参数,以及实现过程敏感参数的在线表征和过程控制关键时间节点的在线判定,从而指导过程优化和控制。通过昆虫Sf9细胞的分批和补料悬浮培养,发现细胞代谢活性与在线特征频率(fc)之间存在相关性。以fc作为细胞代谢活性的在线指征,在细胞代谢活性下降之前补料,使得Sf9细胞在代谢活性明显增强的基础上,最高活细胞密度提高1.75倍。通过分批培养与补料分批培养过程细胞生理特性参数的相关性分析,发现比电容增长速率(με)与培养体系S-期细胞比例之间存在相关性,με作为细胞增殖活性状态的在线指征参数,可以作为最佳接毒时间的判定依据。此外,研究还发现在线检测参数电容(ε)与最高疫苗产量之间存在相关性,可以作为疫苗最佳收获时间的在线表征参数。以在线fc值作为补料时间指征,以在线με值作为病毒感染时间指征,以在线ε值作为病毒收获时间指征,实现了猪圆环病毒2型(PCV2)VLPs的高效生产。相比于批培养,基于PAT的生产工艺疫苗单位体积产量提高76%,生产周期缩短了24h,为PCV2病毒样颗粒亚单位疫苗大规模生产提供了一种新的高效生产模式。     

生物过程大数据分析与智能化

讨论了工业生物过程大数据分析的重要意义,提出了基于大数据多尺度相关分析基础上实现生物反应器由自动化到智能化的发展。同时,分析了生物过程人工智能处理的应用问题,以克服目前基本上靠人工与专家经验来判断的局限性,以及面临的基因、代谢、过程到生产组织中的互不联系的实验或生产数据孤岛,为知识的发现、获取提供方法和途径,实现智能化决策。     

微生物发酵过程生理参数检测传感器技术与过程优化

工业生物发酵过程是一个复杂的代谢表达调控系统。阐述了开发和利用先进的发酵过程传感仪表技术,进行环境参数和细胞生理代谢特性参数的实时精确测定,是系统了解和分析工业微生物的宏观与微观代谢特性的基础。实现生物传感器与信息技术、过程多参数智能化过程分析的软件识别系统联合,是构建新型的智能化工业生物过程控制与生产模式、建立生产过程的绿色智能制造新技术的关键。     

pH对毕赤酵母表达重组人复合a干扰素的降解影响

使用Pichia pastoris表达重组人复合a干扰素(cIFN)会发生降解、聚合等不均一表达的现象。在5 L发酵罐中考察了不同诱导pH对cIFN表达产生降解的影响, 结果发现在适合酵母生长的pH 3.0~7.0范围内, 当诱导pH为4.0~5.0时, cIFN不均一表达现象最少, 生物活性达到2.5×108 IU/mL。通过测定发酵液中总蛋白酶活和细胞活性寻找了cIFN降解出现的原因：发现低诱导pH下细胞死亡率升高释放更多酶系, 高诱导pH下蛋白酶活性明显增大, 两者都使蛋白酶作用加强, 加剧cIFN的降解; 特别是诱导pH为7.0时, 适宜的pH使蛋白酶酶活陡升, 将cIFN完全降解。     

一新用于生化反应器的在线细胞显微观察仪

针对生化反应器应用条件,提出了用于生化反应器的在线细胞观察仪的基本技术要求。在比较了国内外现有的细胞在线显微工作原理后,研制了一种基于暗视场的新的显微细胞观察仪,介绍了其关键技术及结构。另外,原位在线显微细胞观察仪应用于酿酒酵母和哺乳动物细胞HEK293细胞的培养试验,在线细胞计数结果与离线细胞计数和细胞干重相比较,均有很好的相关性,表明此仪器基本满足使用要求。     

钝顶螺旋藻生物富集Cr(Ⅲ)影响因素的研究

对钝顶螺旋藻生物富集Cr(Ⅲ)的影响因素进行了研究。发现螺旋藻对Cr(Ⅲ)的生物富集主要经历了快速的吸附和缓慢的吸收两个步骤;化学键较弱的Cr(Ⅲ)化合物具有较高的富集效率;藻细胞浓度一定时,随着Cr(Ⅲ)浓度的增加,单位重量螺旋藻对Cr(Ⅲ)的富集量不断增加,最后趋于饱和;当Cr(Ⅲ)浓度一定时,随着藻细胞浓度的增加,螺旋藻对Cr(Ⅲ)的总富集量逐渐增加而单位重量藻体的富集量减少。研究还证实,螺旋藻干粉比新鲜藻能富集更多的Cr(Ⅲ);pH值是影响Cr(Ⅲ)生物富集的一个重要影响因素,最佳pH在7左右;温度升高和加强光强均可加强Cr(Ⅲ)的富集;阳离子对Cr(Ⅲ)的富集存在一定的促进或抑制作用。     

半连续灌注培养中杂交瘤细胞的生长和代谢

考察了在半连续灌注培养中WuT₃杂交瘤细胞在不同灌注速率下细胞生长的动态变化,培养基中主要基质的消耗和代谢物的生成。当灌注速率D从1.0/d升高到2.0/d时,乳酸得率系数Y_lac/glu降低18%,氨得率系数Y_amm/gln降低40%,丙氨酸得率系数Y_ala/gln升高58%,甘氨酸得率系数Y_gly/gln基本恒定。说明在灌注速率升高的条件下,细胞会调整代谢机制,丙酮酸和过量的谷氨酸通过转氨作用生成丙氨酸而非甘氨酸。     

芽胞杆菌生产嘌呤核苷研究进展

嘌呤核苷在食品和医药领域都有广泛的应用。应用芽胞杆菌生产嘌呤核苷类物质的研究始于 6 0年代 ,其后对合成途径及其代谢调控机制相继进行了深入的研究 ,以下就此做详尽的综述 ,并以肌苷、鸟苷为例 ,对利用芽胞杆菌发酵生产嘌呤核苷的菌种选育和工艺调控的进展做全面的回顾。