两种生物反应器高密度培养小球藻研究

小球藻在水产、环保、医疗和重要生命活性物质生产等众多领域的研究与应用得到不断深入,如何高效培养出高密度小球藻以满足各个应用领域的需要是亟待解决的难题。试验探索了利用生物反应器高密度异养培养小球藻的方法,利用气升式、机械搅拌式两种生物反应器对小球藻进行培养,初步比较了流加培养方式应用在两种生物反应器的效果。通过流加高浓度培养基得到细胞总数1.988×107/mL,最大细胞干重29.944g/L。结果表明,在机械搅拌式生物反应器中流加培养基能够获得最大生长量。     

产虾青素红发夫酵母Phaffia rhodozyma的反应器培养

利用经过优化的简单培养基在5L机械搅拌式生物反应器中对产虾青素红发夫酵母Phaffia rhodozyma进行高密度培养．培养过程分两个阶段：初始阶段以细胞生长为主,大量积累酵母细胞;当细胞浓度达到一定的水平后,在培养中后期流加尿素,促进细胞内虾青素合成,提高虾青素产量．最终得细胞干重为30．8g／L,虾青素产量为28．1mg／L（以单位体积发酵液中的虾青素质量计）,虾青素含量为923．2ug／g（以每克干细胞中的虾青素质量计）,原料对细胞的转化率为0．359．研究结果为用红发夫酵母大规模培养生产虾青素奠定了基础．     

流加培养对球等鞭金藻生长和生化成分的影响

采用恒速和变速流加培养技术,研究了氮和磷等营养条件对球等鞭金藻生长和生化成分的影响．结果表明：在恒速流加培养奈件下,细胞密度、细胞干重、胞内蛋白质和叶绿素含量达到了0．870×10^7mL^-1、0．17g/L、0．14g/g和0．60mg/g的水平,分别比对照组高3．0倍、2．7倍、2．1倍和11．5倍;采用变速流加技术细胞密度、细胞干重、胞内蛋白质和叶绿素含量进一步提高到1．400×10^7mL^-1、0．24g／L、0．16g／g和0．70mg／g的水平,分别比对照组高4．9倍、3．9倍、2、5倍和13．3倍．可见,流加培养尤其是变速流加培养能有效地促进球等鞭金藻的生长．在此基础上,通过数学模型控制对变速流加的培养奈件进行了优化,获得了最适的流加条件．结果表明,当流加因子K=0．100时,球等鞭金藻的细胞密度、细胞干重、蛋白质和叶绿素含量分别达到了2．220×10^7mL^-1、0．44g／L、0．17g／g和0．70mg/g的更高水平,比对照组高6．9倍、7．7倍、2、6倍和14．1倍．     

不同流加发酵方式对重组枯草芽孢杆菌生产维生素B2的影响

在5 L发酵罐中培养重组枯草芽孢杆菌RH33生产核黄素,该重组菌的染色体上含有多个解除了转录调节的核黄素操纵子．由于过高的初糖浓度导致严重的代谢溢流,因此间歇发酵过程只能得到较低的菌体量和产物产量．分别采用了3种不同的流加培养方式：分批流加、恒速流加和葡萄糖限制流加来减弱代谢溢流并提高核黄素的产量．同间歇培养相比,分批流加培养能微弱提高重组菌的核黄素产量,而恒速流加和葡萄糖限制流加均能显著提高菌体量和核黄素产量．对于恒速流加培养,当流加速率为0．48 mL／min时核黄素产量和菌体量可以分别达到9．8g/L和27．3g/L对于葡萄糖限制流加培养,通过人工控制葡萄糖流加速率使培养基中的葡萄糖浓度为10～2 g/L时,重组菌RH33可以达到最高的核黄素产量和菌体量(分别为12．5g/L和34．7g/L)．在葡萄糖限制流加培养中核黄素产率约为0．06 g(核黄素)／g(葡萄糖),高于其他几种培养方式．     

生物反应器内人参细胞的培养生长及代谢特性

利用2．4L搅拌式反应器对人参细胞的培养生长与代谢特性进行了研究．结果显示：细胞3个生长时期的持续时间与接种量、初始营养浓度、营养流加情况及培养条件（如温度和溶解氧等）有关；分批培养和流加培养时的最大细胞得率分别为12g/L和35g/L（细胞干重）；细胞的皂甙含量在旺盛生长期快速上升，并保持增长至衰退期前期；干细胞中最大的皂甙含量达60～70g／kg；随着细胞的生长，培养液的电导值从8000μS以上下降至600μS以下，细胞自溶后逐渐回升．另外，培养后期部分细胞颜色变红，但没有发现颜色转变对皂甙含量造成影响．培养液的电导可以作为判别培养状态的指标之一，用于指导培养控制及终止培养操作．细胞的收获时间应在衰退期的前期．     

生物反应器高密度异养培养小球藻

首先用摇瓶实验确定异养流加分批培养小球藻中起始葡萄糖及KNO3的适宜浓度与流加葡萄糖及KNO3浓度的控制范围和补料液中最适C/N值.培养基中起始添加10g·L-1葡萄糖和1.6g·L-1KNO3较适宜.在此前提下,流加分批培养时葡萄糖和NO3-质量浓度应分别控制在617～245g·L-1和≤0.44g·L-1,补料液中最适C/N值为41.2.据此结果,经5L通风搅拌反应器放大培养实验,效果良好.连续流加分批异养培养小球藻59h,总糖60g·L-1,得藻生物量341g·L-1,葡萄糖转化率为56.8%,实现了高密度培养.     

鼠源抗过敏融合蛋白的瞬时表达及纯化

采用流加和降温培养工艺,实现在5 L搅拌式生物反应器规模的瞬时基因表达。首先比较了两种表达载体在CHO-S细胞中的瞬时基因表达,发现pID-mAAFP载体介导的瞬时转染表达可以获得mAAFP的高水平表达。采用pID-mAAFP载体在1.3 L搅拌式生物反应器中进行瞬时基因表达,与分批培养相比,通过流加和降温培养工艺对转...     

流加培养裂殖壶菌发酵生产二十二碳六烯酸

利用流加技术高密度培养裂殖壶菌生产二十二碳六烯酸(DHA),根据裂殖壶菌间歇发酵的特性,通过分别流加浓缩全培养基和高浓度葡萄糖(600 g/L)以提高细胞密度和DHA含量.结果表明,当培养过程中葡萄糖浓度降至10 g/L左右时,采用变速流加葡萄糖使发酵液的糖浓度维持在10～20 g/L之间,对裂殖壶菌的生长和脂肪酸的积累最有利,发酵120 h后,其生物量、脂肪酸以及 DHA含量达到最大值,分别为60.6、40.2和8.0 g/L,DHA 累计速率为66.7 mg/(L·h).     

生物反应器高密度异培养小球藻

首先用摇瓶实验确定异养流加分批培养小于藻中起始葡萄糖及ＫＮＯ３的适宜浓度与增加葡萄糖及ＫＮＯ３浓度的控制范围和补料中最适Ｃ／Ｎ值,培养其中起始添加１０ｇ．Ｌ＾－１葡萄糖和１．６ｇ．Ｌ＾－１ＫＮＯ３较适宜。在此前提下,流加分批培养时葡萄糖和ＮＯ＾－３质量浓度应分别控制在６．１７－２．４５ｇ．Ｌ＾－１和≤０．４４ｇ．Ｌ＾－１,补料液中最适Ｃ／Ｎ值为４１．２。据此结果,经５Ｌ通风搅拌反应器放大培养实验,     

重组肠激酶在甲醇酵母中高效表达的培养条件研究

对重组肠激酶在甲醇酵母中高效表达的发酵条件进行了优化，并在BiofloⅢ发酵罐中实现了高密度培养和高效表达。结果表明；温度30C，培养基pH6．0，当酵母密度达到200A600mm以上时，加入无水甲醇，控制甲醇的流加体积，使其终体积分数为1．0％～3．O％，继续诱导培养72h左右，酵母菌密度可达到150g／L，重组肠激酶总活性可达58kIU／L发酵液。     

川蔓藻水浸提液的克藻效应与机理

采用普通小球藻在不同浓度的川蔓藻水浸提液中纯培养的方法，研究了川蔓藻对普通小球藻的克藻效应与机理、结果显示，川蔓藻的水浸提液对普通小球藻的抑制作用显著并具有浓度效应、96h的抑制率与浸提液浓度的对数线性相关．半抑制浓度（IC50）为6．332g（dw）／L．川蔓藻的水浸提液使藻细胞内丙二醛的含量急剧增高，并显鲁改变了藻细胞外可溶性蛋白和多糖的比值、透射电镜观察显示，川蔓藻的水浸提液主要损伤藻细胞的膜系统,川蔓藻水浸提液对普通小球藻的抑制机理为：损坏藻细胞的膜系统和改变胞外聚合物的含量，从而增加小球藻表面的疏水性，最终藻细胞絮凝沉降死亡.     

红豆杉细胞在反应器中培养动力学的研究

应用气升式生物反应器及搅拌式生物反应器悬浮培养红豆杉细胞,得到细胞生长和紫杉醇合成动力学曲线.经过反应器动力学的比较,结果表明红豆杉细胞较适于在机械搅拌式反应器中培养.     

小球藻在养殖水体内的生长特征及其影响作用

研究小球藻Chlorella vulgaris在养殖水体内的生长特征及其作用。结果显示,在光强4 500 lx,水温25℃条件下,小球藻在养殖水体内呈Lgiatic方式增长,K值为2 543×10~4 mL~(-1),r值为0.591 3,最大可持续产量(MSY)为375.91×10~4 cell·mL~(-1)·d~(-1),在养殖系统内每10~6 cell L~(-1)小球藻的生产力为9.4 J·L~(-1)·d~(-1)。对比实验研究发现,水体营养盐浓度对小球藻密度有一定的影响,罗非鱼苗在自然养殖水体内的最大密度制约作用为4.47 g·L~(-1),小球藻能够有效吸收养殖水体中的氮、磷营养物质,能够改善养殖环境,减轻养殖密度制约作用,提高养殖效果。     

重金属汞和镉对普通小球藻生长的影响

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究材料,研究了不同浓度的Hg2+和Cd2+对其生长的影响.结果表明:低浓度(0⁰.50 mg/L)的Hg2+和Cd2+由于毒性兴奋效应能刺激普通小球藻细胞密度的增长,促进叶绿素含量的增加和蛋白质的合成;当Hg2+和Cd2+浓度进一步增加,则抑制普通小球藻的生长;当Hg2+和Cd2+的浓度分别为2 mg/L时,无蛋白积累.     

Effects of five heavy metals at sub-lethal concentrations on the growth and photosynthesis of Chlorella vulgaris

The impact of sub-lethal concentrations(0.05,0.5,5 μmol L 1) of the heavy metals copper(Cu),chromium(Cr),zinc(Zn),cadmium(Cd) and lead(Pb) on the growth and photosynthesis of Chlorella vulgaris was studied during 96 h exposure experiments.The results showed that the effects of these five metals on the growth of Chlorella vulgaris were dependent on both concentration and exposure time.It was found that 5 μmol L 1 treatments of Cu,Cr,Zn,Cd and Pb significantly inhibited the growth of Chlorella vulgaris,and the effect became weaker with an increase in exposure duration.Different effects on chlorophyll fluorescence were found for different metals,with Cu and Cr having an inhibiting effect and Zn and Cd having a promoting effect.The effects of heavy metals upon the growth and photosynthesis of Chlorella vulgaris were independent of each other and not causally related.     

Increased production of recombinant prourokinase with porous microcarrier cell culture by periodic pressure oscillation in a stirred tank reactor

0 IntroductionIn microbiological fermentation and plant cell cul-ture ,there are manyexamples of applying“periodic oper-ation”to enhance productivity[1-3],although the mecha-nismof this effect remains obscure .In animal cell cul-ture ,applying intermittent hydrostatic pressure could in-crease cell proliferation[4-6]orincrease enzyme activity[7].Process parameters such as temperature , pressure , pH,light intensity and nutrients concentration may be chosentointroduce physical stimuli .Cytopo…     

自养与异养条件下小球藻对氮、磷的利用

研究了自养与异养条件下球藻对营养化水体中氮，磷的利用及藻体的生长，自养条件下，第2天对氮，磷利用达最大值，同时生物量也达最大，异养条件下，第2天对氮，磷利用基本达最大值，但藻体仍在生长，研究发现，对氮，磷利用率与藻体生长状态有关，并非随细胞密度增大而增大，自养宜在对数期收获得藻体，异养宜在稳定期收获藻体。     

丙酮对小球藻和水华微囊藻的生长及叶绿素荧光参数的影响

以小球藻和水华微囊藻细胞的生长状况、光合作用参数、叶绿素a质量浓度的变化作为指标,研究不同体积分数的丙酮对2种藻类的毒性效应.结果表明:体积分数为0.000 5%~0.500 0%的丙酮对小球藻和体积分数为0.000 5%~0.050 0%的丙酮对水华微囊藻均不同程度地促进藻细胞生长,对藻类的叶绿素a无影响,明显提高了藻类的最大光合速率(rETR_max)、光能利用率(α)和光适应能力(I_k),同时提高了光系统Ⅱ的最大光化学效率(F_v/F_m);丙酮体积分数为5.000 0%的小球藻和丙酮体积分数为0.500 0%~5.000 0%的水华微囊藻,其藻类光合作用、叶绿素a显著降低,导致藻类生长严重抑制甚至死亡;丙酮对小球藻和水华微囊藻的最大无影响体积分数(NOEC)分别为0.500 0%,0.050 0%,说明水华微囊藻对丙酮更为敏感.     

不同氮磷质量浓度对鳗池优势藻生长的影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)、小球藻(Chlorella vulgaris)、四尾栅藻(Scendesmus quadricauda)4种鳗池常见优势藻为实验对象,研究不同N、P质量浓度对4种藻生长的影响.结果表明:铜绿微囊藻和水华微囊藻最适生长的N、P质量浓度范围分别为150～350mg/L和0.005～5mg/L,小球藻的最适N、P质量浓度范围分别为25～250mg/L和75～100mg/L,四尾栅藻的最佳N、P质量浓度范围分别为25～150mg/L和50～100mg/L.从实验结果来看,蓝藻和绿藻对N、P的需求差异较大.     

微量元素铁对3种水华藻类生长的影响

在温度为25℃,光照强度为2500lx,光暗比为14h∶10h的实验室条件下,研究微量元素铁对3种水华藻类(铜绿微囊藻、小球藻和小环藻)生长的影响.结果表明:当其他营养盐富足时,培养液中的微量元素铁对3种水华藻类的生长均有显著的影响.在培养中期,较高的铁浓度对细胞密度和叶绿素a质量浓度均有明显的促进作用;在培养20d后,当培养液中的铁浓度分别低至0.19~0.24、0.22~0.47和0.15~0.16mg·L~(-1)时,铜绿微囊藻、小球藻和小环藻细胞增殖缓慢.因此,有效调节微量元素铁的浓度也会影响到自然水体中藻类的生长.