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离子液体/水双液相生物催化左旋乙基甾烯双酮

作　者: 胡晓杰
导　师: 毛淑红
学　校: 天津科技大学
专　业: 微生物与生化药学
关键词: 离子液体雷斯青霉全细胞生物催化
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 4次
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内容摘要

双液相生物催化体系经常被用于全细胞生物转化,可解决底物和产物在水相中溶解度低的问题。然而,被用做为第二相的大多数有机溶剂对细胞的生物催化活性具有毒性。离子液体具有较高分配系数及绿色环保等优点,成为替代有机溶剂构建双液相体系最有前途的分配相。本项目以雷斯青霉(Penicillium raistrickii)生物催化左旋乙基甾烯双酮15α羟基化为研究模型,结合离子液体的生物相容性及分配系数等,研究了离子液体/水双液相生物催化体系在雷丝青霉15α羟基化左旋乙基甾烯双酮中的应用。利用孢子存活率、抑菌圈及葡萄糖消耗量等指标研究离子液体对于雷斯青霉的生物相容性,结果表明,对于丝状真菌,葡萄糖消耗量是检测离子液体生物相溶性比较可靠的实验手段,所选四种离子液体对雷斯青霉代谢活性的影响大小为[HMIm][NTf2]>[HMIm][PF6]>[BMIm][PF6]>[BMIm][NTf2]。建立离子液体双液相生物催化体系,研究不同离子液体对于甾体转化效率的影响。结果表明：与纯水相及离子液相／发酵液双液相相比,[BMIm][NTf2]/磷酸缓冲液(pH6.5)双液相体系能够显著提高生物催化效率。之后分别构建[BMIm][NTf2]/磷酸缓冲液和[BMIm][PF6]/磷酸缓冲液双液相体系,研究磷酸缓冲液相的pH、两相体积比、菌体重量及底物投料量等参数对于甾体生物催化效率的影响,结果表明：利用[BMIm][NTf2]/磷酸缓冲液(pH6.5)和[BMIm][PF6]/磷酸缓冲液(pH5.8)双液相转化体系进行左旋乙基甾烯双酮的羟基化,转化率分别为70.21%和61.37%。通过多次萃取分别对上述两种双液相体系中的离子液体进行回收,并利用回收后的离子液体进行四次甾体生物催化,转化率分别达到55.26%和50.13%。本研究表明离子液体双液相在甾体生物催化中具有较好的应用效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
1 前言  8-20
  1.1 甾体激素类药物的微生物转化  8-11
    1.1.1 甾体激素类药物概述  8
    1.1.2 微生物转化法合成甾体激素类药物  8
    1.1.3 微生物转化法合成甾体激素类药物的研究历史  8-9
    1.1.4 微生物转化法合成甾体激素类药物的特点  9-10
    1.1.5 甾体化合物C15α-羟基化的研究进展  10-11
    1.1.6 15α羟基化生物转化存在的问题  11
  1.2 离子液体的概述  11-15
    1.2.1 离子液体的结构特点  12
    1.2.2 离子液体在生物催化中的应用  12-14
    1.2.3 离子液体的生物相容性  14-15
    1.2.4 离子液体的应用前景和主要问题  15
  1.3 微生物全细胞生物转化中的双液相体系  15-18
    1.3.1 有机溶剂在双液相体系中的应用  16-17
    1.3.2 离子液体在双液相体系中的应用  17-18
  1.4 本论文的研究背景  18
  1.5 本论文的研究目的及意义  18-19
  1.6 本论文的主要研究内容  19-20
2 材料与方法  20-26
  2.1 实验材料  20-22
    2.1.1 实验试剂  20-21
    2.1.2 实验仪器  21-22
    2.1.3 实验菌种  22
    2.1.4 培养基  22
  2.2 实验方法  22-26
    2.2.1 底物溶解度和分配系数的测定方法  22
    2.2.2 菌种活化方法  22
    2.2.3 菌种培养方法  22-23
    2.2.4 孢子悬液的制备方法  23
    2.2.5 离子液体对雷斯青霉的毒性作用的检测方法  23
    2.2.6 生物转化方法  23-25
    2.2.7 离子液体回收利用的方法  25-26
3 结果与讨论  26-49
  3.1 产物标准溶液的制备及标准曲线的绘制  26
  3.2 羟基化左旋乙基甾烯双酮的HPLC鉴定结果  26-28
  3.3 核磁共振成像检测的左旋乙基甾烯双酮结构鉴定  28-29
  3.4 雷斯青霉的生长曲线  29-30
  3.5 离子液体对雷斯青霉菌体毒性的影响  30-39
    3.5.1 离子液体对雷斯青霉孢子存活率的影响  31-34
    3.5.2 牛津杯法检测离子液体对雷斯青霉毒性的影响  34-37
    3.5.3 离子液体对雷斯青霉代谢活性的影响  37-39
  3.6 双液相体系中的雷斯青霉15α-羟基化  39-49
    3.6.1 底物和产物在不同离子液体和水相中的分配情况  39-40
    3.6.2 双液相体系中离子液体及水相组成对底物转化的影响  40-41
    3.6.3 离子液体/水双液相体系中催化左旋乙基甾烯双酮  41-46
    3.6.4 离子液体的回收利用  46-49
4 结论  49-50
5 展望  50-51
6 参考文献  51-57
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  57-58
8 致谢  58

离子液体/水双液相生物催化左旋乙基甾烯双酮

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