PK-15细胞微载体悬浮培养生产猪细小病毒的工艺研究

通过对猪细小病毒接毒时间TOI、MOI和收毒时间进行优化,开发了一种基于PK-15细胞静置培养的猪细小病毒生产工艺,最大病毒滴度达到107.5TCID50/ml。通过进一步优化接毒时间,成功建立了基于PK-15细胞反应器微载体悬浮培养的猪细小病毒培养工艺,在5L反应器上最大病毒滴度达到107.2TCID50/ml。首次发现乳酸对葡萄糖得率与病毒滴度的正相关性,当猪细小病毒滴度处于最大值时,乳酸对葡萄糖得率也达到最大值,可作为指针病毒滴度及收毒时间的重要参数。     

黑曲霉发酵过程中菌体形态的分析方法建立及应用

丝状真菌(Filamentous fungi)的发酵生产通常具有较高的工业应用价值,但其菌体形态是一个区别于其他非丝状菌的一个重要发酵指标。针对目前形态分析的瓶颈,本研究使用琼脂糖凝胶对黑曲霉菌形进行固定,利用平板实现菌球样本的大量制备,并结合图形处理软件自建自动化处理程序,实现了大量准确可靠的菌体形态参数的获得,大大增加了形态数据处理通量及准确度。应用该方法于黑曲霉发酵生产糖化酶过程中不同供氧水平及剪切水平下菌体形态的研究,通过大量形态数据定量阐明了黑曲霉在不同剪切水平下的分区域形态分布特性,为进一步工业过程的形态优化提供了重要的研究方法。     

脱氮假单胞菌生产维生素B12过程中粪卟啉Ⅲ的测定及发酵调控

脱氮假单胞菌发酵生产维生素B₁₂过程中,副产物粪卟啉Ⅲ的积累对产物的代谢合成和分离提取有很大的影响。建立了发酵液中粪卟啉Ⅲ的HPLC快速测定方法,发酵液处理后直接进样测定,检测线性范围为12~275 μg/ml,重复性好。研究了不同供氧水平、二氧化碳浓度和pH值对发酵过程中维生素B₁₂和粪卟啉Ⅲ代谢合成的影响,并在120吨发酵罐中进行了发酵过程优化控制。结果表明:在发酵过程产物的合成期控制适当的供氧水平、控制二氧化碳浓度在8.6±0.8%、维持pH值在7.0±0.12能明显抑制卟啉Ⅲ的生物合成,同时使维生素B₁₂产量提高15%。     

利用大肠杆菌高效表达人载脂蛋白AI及其性质分析

载脂蛋白AI(apolipoproteinAI,apoAI)是高密度脂蛋白HDL的主要组成成分 ,流行病学研究表明apoAI的含量决定血浆中HDL的高低 ,而HDL具有胆固醇逆向转运的功能 ,起到降低冠心病发生概率的作用。通过大肠杆菌表达系统来生产apoAI的蛋白原proapoAI,蛋白的表达形式为包涵体 ,通过疏水柱进行柱上复性。同时在proapoAI和apoAI之间设计一个酸水解位点 ,通过将蛋白原proapoAI进行酸水解来得到成熟蛋白apoAI。最终得到的成熟蛋白apoAI在结构分析和脂结合特性上都与天然的apoAI相似 ,从而为该蛋白的工业生产上提供了一个良好的基础。     

鸟苷发酵过程的定量和优化：抑制NH4+离子积累提高了苷产量70%

基于质量守恒定律和代谢反应中间代谢物的拟稳态假设,定量研究了枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）代谢流分布随时间变化的特征。研究结果表明,在鸟苷发酵过程40h左右,存在着从己糖单磷酸途径到酵解途径的代谢流迁移,所迁移的碳源主要生成了氨基酸和有机酸。定量研究的结果,为发酵过程的工艺优化提供了重要依据。     

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。     

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。     

鸟苷发酵的优化研究

以鸟苷产生菌_{Bacillussubtilis}AJ2 0 66为生产菌株 ,采用 5 0L自控发酵罐与摇瓶培养相结合的联动优化方法对鸟苷发酵进行了研究。谷氨酸钠对鸟苷发酵比较重要 ,培养基中加入 1 %的谷氨酸钠可使 5 0L罐最终产苷达 31 49g/L。次黄嘌呤 (Hx)作为前体可以直接用于鸟苷合成 ,发酵后期加入 0 2 %的Hx,可使 5 0L罐最终产苷达 33 2 4g/L。     

应用规模缩小方法的鸟苷发酵过程放大*

利用鸟苷生产菌株枯草芽孢杆菌(B.subtilis)754#,在50L发酵罐成功优化的基础上,分别在12M^3的中试规模和100M^3的生产规模进行了放大,产苷分别达到29．4g/L和21．4g/L;进而通过过程缩小(scale down)方法,从代谢流动态变化的角度研究了放大过程中存在的问题,发现DO是限制过程放大的另一重要因素,据此将50L规模克服代谢流迁移的优化工艺成功放大到生产规模,使产苦水平进一步提高了18％,达25．2g/L。