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纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum)是粘细菌中可降解利用纤维素的一类生理类群,其次级代谢产物埃博霉素(Epothilone)可促进微管聚合,使肿瘤细胞有丝分裂受阻,导致肿瘤细胞凋亡。目前临床应用的埃博霉素类抗肿瘤药物具有药效强、抗肿瘤谱广等特点,已成为最理想的抗肿瘤药之一。但其产生菌在液体环境中聚团非均匀性生长极大限制了埃博霉素的大规模生产,提高埃博霉素发酵生产能力是研发该类药物的一个重点。本论文以实验室保存的纤维堆囊菌为试验菌株,以便宜易得的硅藻土为主要原料,采用造孔剂法经模压成型、固相烧结制成优良的硅藻土基多孔陶瓷,将其进行改性后应用到纤维堆囊菌液体发酵体系中,为纤维堆囊菌提供生长附着面,从而提高埃博霉素产量。另外提供了一种固定化纤维堆囊菌发酵培养物的新途径。本论文主要研究结果如下:制备了性能优良的硅藻土基多孔陶瓷。本论文采用造孔剂法,以木屑为造孔剂制备硅藻土基多孔陶瓷,采用单因素及正交优化实验研究了木屑造孔剂大小、添加量及成型压力对硅藻土基多孔陶瓷机械强度、孔隙率及将其添加至纤维堆囊菌发酵体系后埃博霉素产量、固定菌体量的影响;通过SEM对吸附固定前后硅藻土基多孔陶瓷进行显微结构分析。结果表明:当30目木屑造孔剂添加量为2.5%(质量分数),7MPa下制得的硅藻土基多孔陶瓷性能良好,孔径集中在5μm,比表面积为23.55m2/g,孔隙率为42%,机械强度为10.2MPa,吸附固定菌体量为0.024g/g,埃博霉素产量达36.8mg/L。SEM图像表明所得硅藻土基多孔陶瓷满足吸附固定纤维堆囊菌的要求,效果良好,可作为固定化纤维堆囊菌的载体。为了加强硅藻土基多孔陶瓷的吸附能力,本论文对硅藻土基多孔陶瓷进行改性。研究经不同改性剂不同浓度改性后的硅藻土基多孔陶瓷吸附固定纤维堆囊菌发酵后埃博霉素产量、多孔陶瓷固定量的影响;并通过SEM、XRD对改性后硅藻土基多孔陶瓷的微观形貌、晶相进行了分析。研究表明:经2.0mol/L FeCl3改性的硅藻土基多孔陶瓷吸附固定纤维堆囊菌发酵后,埃博霉素产量达65.7mg/L,多孔陶瓷固定量量达0.042g/g,与未改性前相比,均提高了两倍。SEM、XRD分析均说明改性硅藻土基多孔陶瓷表面粘附一层Fe2O3薄膜,增强静电吸附能力。通过单因素及正交优化实验研究固定化纤维堆囊菌的发酵条件,并分析绘制了固定化纤维堆囊菌的代谢曲线。实验所得最适发酵条件为在300mL三角瓶中装液量为55mL,固液比3:5,接种量10%,温度30℃,转速220r/min,发酵时间为8d时,埃博霉素的产量达91.3mg/L,与游离发酵相比提高了近4倍。在此条件下进行固定化纤维堆囊菌发酵,糖含量呈下降趋势,在菌体生长的稳定期埃博霉素产量增长较快,与次级代谢产物产生阶段相符。