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。     

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。     

常规诱变结合高通量筛选选育可利霉素高产菌株

可利霉素是通过基因工程定向育种技术获得的新型大环内酯类抗生素,是国家一类新药.[目的]为满足工业化生产需要,其工程菌株的发酵水平有待提高.[方法]多种常规诱变技术交替处理和高通量筛选方法选育可利霉素高产菌株,处理方法包括原生质体紫外诱变、DES(硫酸二乙酯)诱变、紫外光复活诱变、缬氨酸抗性筛选和正突变菌株的富集.[结果]高产菌株WSJ-1-7-49-133-82-43的摇瓶生物效价比出发菌株WSJ-1-7-49提高56％,500L中试发酵罐突变菌株效价较出发株高61％.[结论]说明多轮常规诱变育种结合高通量的筛选方法可以用于工业生产菌株的高效筛选.     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

逆转录病毒载体构建的hNT-3基因在大鼠成纤维细胞中的表达

为了检验重组逆转录病毒对体外培养细胞的感染能力和效率 ,用逆转录病毒载体构建的人神经营养因子 3(pLXSN NT3)感染大鼠原代成纤维细胞 ,经G4 18筛选获得了稳定整合有外源hNT 3的工程细胞株 .RT PCR证实了外源基因hNT 3已整合到宿主细胞基因组 ,并可合成其mRNA ;PCR检测方法证明细胞株不含具有感染能力的病毒 ;Western印迹证明了细胞能正确表达hNT 3;大乳鼠背根神经节检测了细胞上清液中的NT 3生物活性 .体外感染实验的成功为进一步进行基因治疗动物实验打下了基础