| 摘要 | 第5-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第1章 绪论 | 第17-32页 |
| 1.1 青霉素概述 | 第17-22页 |
| 1.1.1 青霉素类药物的市场 | 第17页 |
| 1.1.2 青霉素的发现 | 第17-18页 |
| 1.1.3 青霉素的生物合成 | 第18-19页 |
| 1.1.4 青霉素研究现状与瓶颈 | 第19-21页 |
| 1.1.5 产黄青霉菌株退化 | 第21-22页 |
| 1.1.6 过程模型 | 第22页 |
| 1.2 工业生物过程与流场不均一性 | 第22-27页 |
| 1.2.1 生物反应器内流场不均一性的原因和后果 | 第22-25页 |
| 1.2.2 工业生物过程缩放(scale-down)研究 | 第25-27页 |
| 1.3 恒化培养与定量代谢组学研究 | 第27-29页 |
| 1.3.1 恒化培养及其优势 | 第27页 |
| 1.3.2 基于同位素稀释质谱法(IDMS)的定量代谢组学研究 | 第27-29页 |
| 1.4 本课题研究的内容和意义 | 第29-32页 |
| 第2章 高产产黄青霉定量代谢组学共性实验方法的建立 | 第32-52页 |
| 2.1 引言 | 第32-34页 |
| 2.2 快速取样设备和快速取样方法 | 第34-40页 |
| 2.2.1 快速取样的概念与必要性 | 第34页 |
| 2.2.2 快速取样装置概述 | 第34-36页 |
| 2.2.3 材料及原理 | 第36-40页 |
| 2.2.3.1 材料 | 第36页 |
| 2.2.3.2 结构 | 第36页 |
| 2.2.3.3 取样流程 | 第36-37页 |
| 2.2.3.4 预设程序 | 第37页 |
| 2.2.3.5 性能评估 | 第37-40页 |
| 2.3 同位素内标和快速取样方法 | 第40-42页 |
| 2.3.1 同位素内标的制备(发酵) | 第40-42页 |
| 2.3.1.1 标记底物和标记前体 | 第40页 |
| 2.3.1.2 分批发酵培养基 | 第40页 |
| 2.3.1.3 葡萄糖溶液(分消) | 第40-41页 |
| 2.3.1.4 补料分批发酵培养基 | 第41页 |
| 2.3.1.5 其它 | 第41页 |
| 2.3.1.6 发酵罐准备 | 第41页 |
| 2.3.1.7 接种 | 第41页 |
| 2.3.1.8 分批发酵 | 第41-42页 |
| 2.3.1.9 补料分批 | 第42页 |
| 2.4 同位素内标的制备(取样) | 第42-43页 |
| 2.4.1 取样准备 | 第42-43页 |
| 2.4.2 取样 | 第43页 |
| 2.4.3 离心 | 第43页 |
| 2.4.4 提取与样品保存 | 第43页 |
| 2.5 快速取样流程 | 第43-46页 |
| 2.5.1 常规取样操作流程 | 第43-44页 |
| 2.5.2 胞内(连续)快速取样操作流程(快速抽滤法) | 第44-45页 |
| 2.5.3 胞外(连续)快速取样操作流程(冷钢珠法) | 第45-46页 |
| 2.6 高级分析检测方法的建立 | 第46-51页 |
| 2.6.1 GC-MS分析方法 | 第46-49页 |
| 2.6.1.1 标品准备 | 第46页 |
| 2.6.1.2 样品准备 | 第46页 |
| 2.6.1.3 冷冻抽干 | 第46页 |
| 2.6.1.4 样品衍生 | 第46页 |
| 2.6.1.5 测定方法 | 第46-47页 |
| 2.6.1.6 测定结果 | 第47-49页 |
| 2.6.2 LC-MS/MS分析方法 | 第49-51页 |
| 2.6.2.1 标品准备 | 第49页 |
| 2.6.2.2 样品准备 | 第49页 |
| 2.6.2.3 测定方法 | 第49-50页 |
| 2.6.2.4 测定结果 | 第50-51页 |
| 2.7 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 基于动态补料策略的高产产黄青霉基本生理特性研究 | 第52-64页 |
| 3.1 引言 | 第52-54页 |
| 3.2 菌株 | 第54页 |
| 3.3 全合成培养基 | 第54页 |
| 3.4 分批发酵 | 第54页 |
| 3.5 恒化培养 | 第54-55页 |
| 3.6 过程取样 | 第55页 |
| 3.7 9-Pool代谢结构化动力学模型 | 第55-56页 |
| 3.8 过程数据 | 第56-63页 |
| 3.8.1 单次糖脉冲实验(Pulse)与周期性糖脉冲(Oscillation) | 第56-60页 |
| 3.8.1.1 氨基酸 | 第56页 |
| 3.8.1.2 磷酸糖、有机酸和糖醇 | 第56-57页 |
| 3.8.1.3 胞内碳分布 | 第57页 |
| 3.8.1.4 腺嘌呤核苷酸和能荷 | 第57-59页 |
| 3.8.1.5 糖脉冲与9-pool模型 | 第59-60页 |
| 3.8.2 稀释率线性变化(Ramp) | 第60-63页 |
| 3.8.2.1 Ramp-Down-Up宏观参数 | 第60-61页 |
| 3.8.2.2 Ramp-Down-Up胞内代谢物 | 第61-62页 |
| 3.8.2.2.1 氨基酸 | 第61页 |
| 3.8.2.2.2 磷酸糖类、有机酸和糖醇类 | 第61-62页 |
| 3.8.2.3 胞内碳分布 | 第62页 |
| 3.8.2.4 Ramp-Down-Up与9-pool模型 | 第62-63页 |
| 3.9 本章小结 | 第63-64页 |
| 第4章 工业规模青霉素发酵过程剪切效应缩放研究 | 第64-78页 |
| 4.1 引言 | 第64-65页 |
| 4.2 材料与方法 | 第65页 |
| 4.3 恒化培养 | 第65页 |
| 4.4 胞内、外代谢物快速取样 | 第65页 |
| 4.5 qPCR样品制备 | 第65-66页 |
| 4.6 分析方法 | 第66页 |
| 4.7 计算方法 | 第66-67页 |
| 4.7.1 数据调谐 | 第66页 |
| 4.7.2 胞质内游离NADH/NAD比例 | 第66页 |
| 4.7.3 腺苷酸能荷 | 第66页 |
| 4.7.4 胞内代谢流 | 第66-67页 |
| 4.8 结果与讨论 | 第67-77页 |
| 4.8.1 计算流体力学-工业规模反应器的数值模拟 | 第67页 |
| 4.8.2 菌种退化取决于功率输入 | 第67-70页 |
| 4.8.3 代谢流分析(化学计量学) | 第70-72页 |
| 4.8.4 葡萄糖运输 | 第72-73页 |
| 4.8.5 胞质还原力水平 | 第73-75页 |
| 4.8.6 中心碳代谢中的质量作用比 | 第75-76页 |
| 4.8.7 转录分析 | 第76-77页 |
| 4.9 本章小结 | 第77-78页 |
| 第5章 工业青霉素发酵过程底物浓度梯度缩放研究 | 第78-94页 |
| 5.1 引言 | 第78-79页 |
| 5.2 材料和方法 | 第79-81页 |
| 5.2.1 菌株与培养基 | 第79-80页 |
| 5.2.2 恒化培养条件 | 第80页 |
| 5.2.3 全位标记同位素内标 | 第80页 |
| 5.2.4 取样 | 第80-81页 |
| 5.2.5 计算方法 | 第81页 |
| 5.2.6 分析方法 | 第81页 |
| 5.2.7 9-pool结构化模型 | 第81页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第81-91页 |
| 5.3.1 总体结果 | 第81页 |
| 5.3.2 青霉素合成 | 第81-82页 |
| 5.3.3 化学计量学 | 第82-83页 |
| 5.3.4 胞外葡萄糖浓度 | 第83-84页 |
| 5.3.5 胞内葡萄糖浓度 | 第84-85页 |
| 5.3.6 葡萄糖吸收 | 第85-87页 |
| 5.3.7 周期性补料过程代谢物变化 | 第87-89页 |
| 5.3.8 双组分反应器内代谢物变化 | 第89-91页 |
| 5.4 转录分析 | 第91-93页 |
| 5.5 本章小结 | 第93-94页 |
| 第6章 海藻糖途径缺失的基因工程菌构建及其生理代谢研究 | 第94-109页 |
| 6.1 引言 | 第94-96页 |
| 6.2 仪器与材料 | 第96-97页 |
| 6.2.1 实验仪器 | 第96页 |
| 6.2.2 菌种和质粒 | 第96页 |
| 6.2.3 引物 | 第96-97页 |
| 6.2.4 培养基 | 第97页 |
| 6.3 突变株的构建 | 第97-101页 |
| 6.3.1 载体构建 | 第97-99页 |
| 6.3.2 土壤农杆菌转化 | 第99页 |
| 6.3.3 共培养 | 第99-100页 |
| 6.3.4 转化子验证 | 第100-101页 |
| 6.3.4.1 转化子的PCR验证 | 第100页 |
| 6.3.4.2 转化子的qPCR验证 | 第100-101页 |
| 6.4 葡萄糖耐受实验 | 第101-102页 |
| 6.5 孢子形成 | 第102-103页 |
| 6.6 代谢改造对菌体生理和青霉素合成的影响 | 第103-107页 |
| 6.6.1 分批发酵 | 第103-105页 |
| 6.6.1.1 菌种 | 第103页 |
| 6.6.1.2 发酵培养基 | 第103页 |
| 6.6.1.3 发酵和检测 | 第103页 |
| 6.6.1.4 分批发酵过程参数 | 第103-105页 |
| 6.6.2 恒化培养 | 第105-107页 |
| 6.6.2.1 过程控制 | 第105页 |
| 6.6.2.2 过程取样 | 第105-107页 |
| 6.6.2.2.1 恒化培养过程宏观参数 | 第105-106页 |
| 6.6.2.2.2 胞内代谢物 | 第106-107页 |
| 6.7 本章小结 | 第107-109页 |
| 第7章 总结与展望 | 第109-111页 |
| 7.1 结论 | 第109-110页 |
| 7.2 创新点 | 第110页 |
| 7.3 展望 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-128页 |
| 致谢 | 第128-129页 |
| 在读期间发表论文情况 | 第129-130页 |
| 附录Ⅰ | 第130-132页 |
| 附录Ⅱ | 第132-135页 |
| 附录Ⅲ | 第135-137页 |
| 附录Ⅳ | 第137-140页 |
| 附Ⅴ | 第140-145页 |
| 附录Ⅵ | 第145-146页 |
| 附录Ⅶ | 第146-150页 |
