新工科背景下以CDIO理念为引领的虚拟仿真实验教学探索与实践

在新工科建设背景下,培养具有较强工程实践能力的应用型人才是高等工程教育改革的目标。基于 CDIO 教育模式构建的发酵工程虚拟仿真实验教学平台,可以真实还原发酵车间的实景,这种与企业需求接轨、融入国际工程化生产规范知识的虚拟仿真实验,能够弥补学生在传统实验中不能操作大型发酵罐的缺憾,有助于培养学生的工程实践能力,受到了用人单位和教育专家的一致好评。     

基于氧碳平衡的重组巴氏毕赤酵母碳源代谢分析

基于氧元素和碳元素平衡对重组巴氏毕赤酵母（Pichia pastoris)的不同碳源代谢进行了分析.结果表明：以甘油为惟一碳源,当比生长速率由0.064h^-1增大到0.257h^-1时,用于细胞生长的甘油代谢比速率由1.36mmol•g^-1•h^-1增大到5.46mmol•g^-1•h^-1,而用于细胞维持代谢流比例降低了10.4%,同时甘油用于合成代谢和分解代谢的比速率均增大,但是分解代谢流比例逐渐下降,而合成代谢流比例却升高了5.9％;以甲醇为碳源进行表达重组人血清白蛋白恒化培养时,当比生长速率由0.019h^-1增大至0.046h^-1时,用于产物重组人血清白蛋白形成的比速率呈先增大后减少的趋势,在比生长速率为0.027h^-1时最大,为0.31mmol•g^-1•h^-1,占甲醇总代谢流的13.2%.     

恒化培养条件下粪产碱杆菌凝胶多糖的发酵动力学研究

通过恒化培养实验研究了不同稀释速率下粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)的生理代谢特性变化,利用Monod、Luedeking-Piret、Herbert-pirt模型分析了粪产碱杆菌的生长、多糖合成以及底物葡萄糖消耗的动力学变化。结果表明,在铵离子限制条件下的菌体比生长速率与铵离子浓度之间的动力学模型为μ=0.36S/(2.27+S),凝胶多糖比产率与铵离子浓度间的动力学模型为q_p=0.0612S/(2.27+S)+0.14×(1-S/64.94),以及比底物葡萄糖消耗速率与比产率的动力学模型为:q_s=1.5μ+q_p+0.0625。通过对恒化培养模型及生产菌生理代谢参数的分析,统计分析表明该生产菌最佳限制性铵离子浓度为5.75 mg/L,得到控制最适比生长速率为0.21 h~(-1)时,A.faecalis的最高产率可达到0.85 g/L/h,并且最大比产率高达0.171 g/g/h,产率和比产率与批培养过程相比分别提升了118%和200%,能够显著提升凝胶多糖的生产效率。     

在线质谱仪在工业发酵过程优化与放大中的应用

本文主要介绍了在线质谱仪的特点以及在工业发酵过程优化与放大中的应用。在线质谱仪测量精度高、漂移小、分析速度快,可实现长期连续监测,在生物过程领域具有巨大的应用潜力。     

鸟苷发酵代谢过程分析

鸟苷是生产呈味核苷酸 5’ -鸟苷酸的直接前体 ,其发酵法生产得率的提高已经成为限制呈味核苷酸工业发展的重要环节。通过在 5 0L多参数全自动发酵罐上的研究 ,分析了鸟苷发酵过程的基本特征 ,通过将控制参数和菌体生理参数相关分析 ,结合菌体形态变化 ,指出了发酵过程可能存在的代谢流迁移 ,为进一步的过程优化提供了理论依据     

疏水作用层析在重组大肠杆菌表达的rProEMAPⅡ/P43蛋白纯化中的作用

目的建立rProEMAPⅡ/P43蛋白的纯化工艺,明确疏水作用层析(HIC)在纯化中的作用。方法采用由疏水作用层析、离子交换层析、亲和肝素层析组成的工艺对rProEMAPⅡ/P43蛋白进行纯化,并与由离子交换层析和亲和肝素层析组成的工艺相比较,分别进行总蛋白含量测定、SDS-PAGE分析目的蛋白含量及纯度检测。结果在pH为7·4~7·5时,采用HIC方法纯化的蛋白较不采用HIC法回收率提高了28·4%,纯化后rProEMAPⅡ/P43蛋白纯度为92%。结论在rProEMAPⅡ/P43蛋白纯化过程中增加疏水作用层析,可以提高rProEMAPⅡ/P43蛋白收率。     

微生物发酵法制备梅岭霉素

梅岭霉素与阿维菌素和伊维菌素具有相同的母核结构,并具有强烈的杀螨、杀虫和驱虫效果,其产业化研究已被列入国家“十五”攻关项目。梅岭霉素和南昌霉素都是南昌链霉素的发酵产物,经菌种选育,得到一种仅高产梅岭霉素的菌株。优化后的发酵水平在50L发酵罐中达到400ug/ml。通过对萃取条件的优化,梅岭霉素收率达到85％。     

化学-酶法制备^15N-L-酪氨酸的研究

通过化学-酶法途径制备了稳定性同位素标记的^15N-L-酪氨酸。以大肠杆菌所含的天冬氨酸转氨酶催化自制的对羟基苯丙酮酸和^15N-L-天冬氨酸,转化成^15N-L-酪氨酸。主要对酶转化的条件进行了研究,酶反应液经分离纯化后,得到的^15N-L-酪氨酸产品的丰度达98．62％,比原料下降了0．44％,^15N的利用率达40．78％。     

龟裂链霉菌zwf2基因敲入及阻断对土霉素合成的影响

目的考察敲入及阻断zwf2基因对6-磷酸葡糖脱氢酶(G6PDH)活性、细胞生长、土霉素合成的影响.方法构建敲入转化子M4018-(zwf2)和阻断转化子M4018-Δzwf2后,以原始菌株为对照,比较敲入转化子菌株M4018-(zwf2)和阻断转化子菌株M4018-ΔAzwf2摇瓶发酵后G6PDH活性,细胞生长、土霉素合成等生物性质的变化.结果阻断转化子菌株M4018-Δzwf2的G6PDH活性是原始菌的50%左右,敲入转化子菌株M4018-(zwf2)的G6PDH活性则略高于原始菌;阻断转化子菌株M4018-Δzwf2土霉素生物合成水平比原始菌提高27%,比敲入转化子菌株M4018-(zwf2)高约40%;发酵结束时敲入转化子菌株M4018-(zwf2)的细胞干重高于其他2株菌,其它2株菌的细胞干重差异不大.结论 zwf2阻断有利于土霉素的生物合成,zwf2增强则对细胞生长有利.     

基于工程教育专业认证理念的生物工程综合实验教学模式探索

生物工程综合大实验是生物工程专业学生的必修课程,是对微生物学、发酵工程和生物分离工程等专业核心课程的理论知识进行综合运用的典型实践课程。课程教学过程中贯彻“以学生为中心,产出 为导向“的理念,注重学生创新能力和工程素养的培养,并在此基础上进行持续改进,有助于提高学生解决复杂工程问题的能力。