转基因螺旋藻的光生物反应器培养及鉴定

以本实验室构建的转胸腺素基因螺旋藻为藻种,利用中科院过程工程研究所研制的PhR-L20C光生物反应器,根据该反应器的各项性能指标和参数条件,采用本实验室优化过的培养条件,对转化藻进行高密度培养,初始pH值约为9.0,光照强度平均约为10 000 Lx,培养温度28~30℃,一个培养收获周期为10 d,平均生长速率为0.3 OD560.d-1,10 d后藻细胞OD560达3.0,最终藻细胞密度可达到1.3 g.L-1(干重);高密度培养后的转化藻经PCR鉴定,目的基因能够稳定地整合在螺旋藻染色体上,经Western-blot证明外源基因在螺旋藻中获得高效表达,且在光生物反应器中经过30 d的无抗生素G418的高密度培养后,外源基因能够稳定的遗传表达。     

长春花细胞大型生物反应器培养的初步研究

采用 70 L环形通气搅拌生物反应器对长春花细胞的大规模悬浮培养进行了初步的研究 ,2次培养取得成功 ,培养周期 15 d,最大 PCV值达 5 2 % ,生物量鲜重 2 0 5 .6 g/ L。研究结果表明 ,“种子”细胞的接种时期和培养基中的蔗糖质量浓度对培养细胞在 70 L反应器中的生长影响很大。从所做的 2次成功培养分析 ,将培养基的蔗糖质量浓度由 2 0 g/ L提高到 2 5 g/ L ,按 15 %的接种量接种正处于生长指数初期的细胞 ,在 70 L反应器中培养的长春花细胞长势最好 ,最大 PCV值为 5 2 % ,最终生物鲜重 2 0 5 .6 g/ L。     

平板式光生物反应器中光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化的影响

以极大螺旋藻(Spirulina maxima)为材料,采用平板式光生物反应器在不同光照强度下(278、327、373、420和463 μmol·m^-2·s^-1)对其进行培养。通过测定藻生物量、生长速率、叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝素、可溶性蛋白和可溶性糖的含量探讨光照强度对极大螺旋藻生长和生理生化特征的影响。结果表明,在光照强度为373 μmol·m^-2·s^-1时螺旋藻生长最快,生长速率为0.203,培养10 d后生物量达0.298 g·L^-1,是初始生物量的6.2倍。极端光强463 μmol·m^-2·s^-1时藻细胞出现死亡。单位质量藻体中叶绿素a、胞内多糖和胞外多糖积累最大值的光强与生长最佳光强相同,即在373 μmol·m^-2·s^-1时产量均最高。类胡萝卜素在高光强420 μmol·m^-2·s^-1时产量最高,而藻蓝素和可溶性蛋白在较低光强278 μmol·m^-2·s^-1时含量显著高于其他各处理组。该研究结果可为平板式光生物反应器在螺旋藻规模化培养中的推广提供理论基础。     

藻类光生物反应器的研究与应用进展

微藻在太阳能转化和各种代谢产物生产方面有着广泛的应用价值和潜力.解决藻类大量培养的关键问题是研制和开发出光能利用率较高、成本相对低廉、可以大规模化生产的光生物反应器.概述了光生物反应器的研究历程、现状和应川前景.     

螺旋藻工厂化培养条件优化及营养成分比较

[目的]对螺旋藻工厂化的培养条件进行优化,并对其营养成分的含量进行比较。[方法]在以采光板作顶棚的封闭式车间内,采用4种不同直径的光生物反应器对春季螺旋藻进行培养,并对不同直径的光生物反应器所能达到的最大细胞密度及各种主要营养成分的含量进行比较。[结果]在20 cm的光生物反应器所能达到的最大细胞密度最大,为1.52 g/L。20 cm的光生物反应器培养的螺旋藻所含蛋白质和藻蓝蛋白含量最高;蛋白质含量最高可以达到61.2%,藻蓝蛋白含量最高可以达到10.9%。10 cm的光生物反应器培养的螺旋藻所含的粗脂肪、多糖和叶绿素a的含量最高、粗脂肪的含量最高可以达到7.48%,多糖最高可以达到8.2%,叶绿素a可以达到1.3 mg/g。[结论]该方法优化了螺旋藻工厂化的培养条件,为螺旋藻的开发利用提供了理论依据。     

植物细胞培养生物反应器研究进展

介绍了当前植物细胞培养生物反应器的新类型及各自特点,工业化成功的实例及今后的发展趋势,并对植物细胞培养反应器的选择和设计提出了相应的建议。     

太空螺旋藻的生物强化作用

介绍了太空搭载螺旋藻的生物强化作用,它的锌含量是普通螺旋藻粉的80倍,经过太空螺旋藻喂养后的蛋鸡所产蛋的铁含量比普通鸡蛋高出39.1%,表明太空螺旋藻有着较好的生物强化作用。除了微量营养素外,太空螺旋藻的蛋白质、叶绿素、藻蓝蛋白、β-胡萝卜素和亚麻酸的含量分别比普通螺旋藻高出10.8%、28.3%、38.5%、4.8%和16.4%,且螺旋藻鸡蛋的二十二碳六烯酸(DHA)、卵磷脂、β-胡萝卜素和亚麻酸的含量分别比普通鸡蛋高出31.8%、8.3%、305.3%和90.0%,表明它们更具营养价值,对人体健康有更佳的促进作用。     

静电场对钝顶螺旋藻的生物效应

为选育优良的螺旋藻Spirulina platensis藻株,探究静电场的生物学效应,采用静电场对钝顶螺旋藻进行处理,分别在0、3、6、9、12、15、18、21、24、27 k V电压下处理藻株5 min,处理后的藻株依次记为IS、ES-1、…、ES-9,将藻株按照一定条件进行培养后,对其生长速度、藻体上浮性、叶绿素a、丙二醛(MDA)、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)比活性进行测定。结果表明:与对照藻株IS株相比,处理组藻体MDA含量均有所降低;除ES-5藻株外,其他处理藻株的生长速度均明显加快;ES-8藻株上浮性最好,其叶绿素a、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和SOD比活性较IS均有明显增加,增幅分别为37.69%、19.13%、19.26%和7.06%;对ES-8株与IS株叶绿素a的紫外吸收光谱进行比较,发现ES-8株最大吸收峰值与IS株相比有明显变化。研究表明,静电场对钝顶螺旋藻具有生物效应。     

负压式光生物反应器对微藻的培养效果

采用一种新型负压式光生物反应器对常用饵料微藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)的培养效果进行研究,分析培养过程中藻密度、异养菌与弧菌(Vibrios)数量及氨氮与亚硝酸氮质量浓度变化及相互关系。结果表明:在负压光生物反应器培养下威氏海链藻的生长速度快,培养第4天达到平台期,藻密度最大值可达到1.5×10~6个/mL,最大比生长率可达1.37;弧菌与异养菌数量两者变化趋势相同,分别为(0.19～2.70)×10~4 cfu/mL和(0.071～0.93)×10~6 cfu/mL,藻与细菌表现出相互竞争抑制的效果,在指数增长期藻对细菌抑制较强,特别是对弧菌的抑制,在平台期与衰败期藻对弧菌与异养菌的抑制作用逐渐减弱。藻液中氨氮与亚硝酸氮质量浓度随藻密度增加而上升,最高值分别达到0.24 mg/L和0.37 mg/L,指数增长期藻密度与氨氮和亚硝酸氮质量浓度呈显著正相关(P0.05)。因此,采用负压式光生物反应器培养威氏海链藻,可以大大缩短培养周期,抑制细菌生长,提高培养效率和藻液质量,但需要在投喂幼体前对藻液进行充分曝气来降低氨氮与亚硝酸氮质量浓度。该反应器是一种适合饵料微藻培养的系统。研究结果为负压光生物反应器作为微藻生物饵料培养系统的应用提供了参考依据。     

乳鼠心肌细胞在旋转生物反应器中的微载体培养初探

实验尝试在旋转生物反应器(RCCS)中采用微载体培养技术对心肌细胞进行快速培养。采用顺序消化和差速贴壁法分离纯化1~2日龄新生大鼠的心肌细胞,并将其在RCCS内应用Cytodex-3微载体进行培养,于倒置显微镜和扫描电镜下对微载体表面的细胞进行动态观察,同时测定细胞的代谢活性。结果表明,心肌细胞可快速贴附于微载体表面,细胞伸展后生长加速,并可形成心肌细胞-微载体团块,细胞代谢旺盛,说明在RCCS内应用微载体培养技术可简便、快速地在体外培养心肌细胞,是心肌细胞培养的一条可行途径。     

静电场对钝顶螺旋藻的生物效应

为选育优良的螺旋藻Spirulina platensis藻株,探究静电场的生物学效应,采用静电场对钝顶螺旋藻进行处理,分别在0、3、6、9、12、15、18、21、24、27 k V电压下处理藻株5 min,处理后的藻株依次记为IS、ES-1、…、ES-9,将藻株按照一定条件进行培养后,对其生长速度、藻体上浮性、叶绿素a、丙二醛(MDA)、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)比活性进行测定。结果表明:与对照藻株IS株相比,处理组藻体MDA含量均有所降低;除ES-5藻株外,其他处理藻株的生长速度均明显加快;ES-8藻株上浮性最好,其叶绿素a、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和SOD比活性较IS均有明显增加,增幅分别为37.69%、19.13%、19.26%和7.06%;对ES-8株与IS株叶绿素a的紫外吸收光谱进行比较,发现ES-8株最大吸收峰值与IS株相比有明显变化。研究表明,静电场对钝顶螺旋藻具有生物效应。     

动物细胞大规模培养技术研究进展

利用动物细胞大规模培养技术可生产多种生物制品,为提高细胞活力和细胞生长密度,采用有多种添加成分的无血清培养基培养细胞,选择既有利于细胞生长又可提高培养细胞密度的微载体和条件温和、易操作、气体交换速度快的生物反应器,在线监控细胞生存环境和生理活动,减少培养过程中培养基的抑制因素,从而给细胞提供更好的生存环境;另外通过向细胞中导入抗凋亡基因,可减缓细胞凋亡的发生,提高细胞活性和蛋白产量;此外,在动物细胞大规模培养过程中,利用多孔微载体能高效、大量地增殖细胞,具有良好的应用前景.     

多级进气平板式光生物反应器微藻培养性能模拟研究

利用计算流体力学(CFD)方法模拟主要操作参数对多级进气平板式光生物反应器的混合传动、传质及传光性能的影响.结果表明,当3种操作参数通气分配比例、反应器底部度数、隔板长度比例分别为1∶2∶3、30°、3∶2∶1时,反应器的混合传动性能最佳;操作参数分别为1∶3∶2、45°、3∶2∶1时,反应器传质性能最佳;操作参数分别为3∶2∶1、45°、2∶2∶3时,反应器传光性能最佳.模拟试验结果对平板式光生物反应器的优化设计具有重要的参考价值.     

生物反应器在药用蛋白生产中的应用

蛋白药物的重要生产途径之一是通过各种生物反应器来实现。生物反应器可以使用不同生物体,其中以微生物居多,但植物与动物反应器正在成为研究的热点,三种生物反应器各有特点。     

微藻气肥光生物反应器研究进展

利用微藻吸收工业废气中高浓度的CO2不仅可以显著增加微藻的生物量和油脂产量,还可以达到碳减排的目的,但是CO2在水体中溶解度较低一直是微藻利用高浓度CO2的瓶颈。探讨了CO2气肥耦联的微藻培养光生物反应器,着重阐述了两类气肥光生物反应器,即液体培养和半干固态培养光生物反应器,在CO2气源供应与利用上所做的改进和特点,详细比较了二者的装置特性、生物学特性、供气特点以及生产性能,为光自养微藻的高密度培养提供参考。     

生物反应器填埋场研究进展

在介绍生物反应器填埋场概念及特点的基础上,概述了国内外有关生物反应器填埋场处理生活垃圾研究的主要类型和发展趋势,并阐述了生物反应器填埋场对渗滤液和微生物生态的影响.     

间歇浸没式生物反应器在大规模组织培养中的应用研究

介绍了组织培养中4种间歇浸没式生物反应器,即叶轮驱动和蠕动泵驱动的间歇浸没式反应器及2种气体驱动的间歇浸没式生物反应器及其研究进展;综述了农林业中实现商业化生产和正在研究的一些树种以及存在的问题.     

动物乳腺生物反应器研究进展

介绍了动物乳腺生物反应器的优点,论述了其研究及应用概况,并对其发展趋势进行了展望。     

简易塑料大棚培养螺旋藻的研究初报

本文研究探讨了简易塑料大棚及简易培养液在北京地区培养螺旋藻的可行性与效果。试验证明,自然条件下6～8月可以露天放养;加设塑料大棚可放养七个月(4～10月)。6～8月产量可达到6g/m~2·日以上,藻粉质量良好。北京(方)地区利用简易塑料大棚增温放养螺旋藻大有希望。应用工业原料小苏打和廉价易购的化肥配置简易培养液,产量达到用 Zarrouk 培养液产量的94%以上,蛋白质、氨基酸等营养成分达到同类产品的质量。简易培养液可在扩大生产中应用。