肺念菌素B_0的发酵工艺研究

【摘要】肺念菌素B0为一种丝状真菌产生的抗真菌活性物质,由于其本身具有一定的溶血性质,需要通过化学修饰进行改造,才能用于人体。卡泊芬净就是肺念菌素B0经过结构修饰的首个上市的棘白菌素类抗真菌药物,它是β-1,3-D-葡聚糖合成酶的非竞争性抑制剂,主要用于念珠菌属和曲霉菌属等的感染。由于肺念菌素Bo化合物的发酵工艺复杂,国际上能成功开发并进行生产的厂家稀少,因此进行该产品的工艺研究具有重要的经济价值。本课题采用实验室已筛选改良过的肺念菌素B0生产菌株HS707-3796进行发酵工艺的研究。首先,在250m1摇瓶上进行工艺条件摸索,确定了关键的工艺控制参数。发酵培养温度采用变温培养：周期0-72h,27℃C培养；周期72-288h,25℃培养；摇瓶装量20ml/250ml;种子培养周期36-48hr；移种量为12%。试验证明剪切力对发酵有显著的负面影响,在工艺控制中应通过调控手段减少剪切力的影响因素.通过碳源、氮源单因素试验,盐离子浓度实验,微量元素实验以及前体物添加实验,得出最佳发酵培养基配方为：甘露醇12%,葡萄糖1.0%,甘油0.8%,黄豆饼粉2.8%,酵母粉0.7%,玉米浆干粉0.7%,硫酸铵0.4%,KH2PO40.7%,FeSO4·7H2O0.04%,MnSO4·4H2O35ppm,ZnSO4·7H2O85ppm,脯氨酸0.9%,初始pH6.6-6.9。灭菌方式采用121℃,35min以内。经过这几个工艺参数的研究和确立,发酵效价由原先的469μg/ml提高到1312μg/ml,为发酵小试工艺优化及中试工艺放大提供了有力的数据支持。其次,在50L全自动通用发酵罐上进行了肺念菌素B0的发酵工艺研究,通过控制和调节搅拌转速、搅拌叶形式,补加前体以及pH、溶氨、溶氧、通气量、种子级数、碳源流加等试验,结果表明肺念菌素B0发酵的最佳工艺为：使用倾斜叶片圆盘涡轮桨,发酵过程中流加前体并控制脯氨酸残留量在0.20%,pH用氨水控制在5.6。最低溶氧控制在30%以上,放大时可采用三级发酵。使用以上最佳控制条件,可使发酵效价在50L罐上达到1703μg/ml。最后,在摇瓶工艺及50L小罐的工艺基础上,进行5000L中试罐的发酵工艺放大,同时过程中根据降低剪切力影响的思路,在溶氧不足时,先提高空气流量,再提高罐压力,最后提高搅拌转速的策略,使得最终在5000L发酵罐上肺念菌素Bo的发酵水平达到了1689μg/ml,基本重复出了小试的发酵水平,产量较最初的菌种水平提高了3-4倍。
【作者】郑玲辉；
【导师】吴绵斌；陈华；
【作者基本信息】浙江大学，制药工程，2014，硕士
【关键词】肺念菌素B0；卡泊芬净；抗真菌药物；菌种；发酵；

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