電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測中的應(yīng)用
【專利說明】電子嗔覺器在多拉菌轟發(fā)醒過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測中 的應(yīng)用
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，特別設(shè)及電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵過程環(huán)己甲酸濃 度在線檢測中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003] 多拉菌素，商品名為"通滅"（Dectomax)，是20世紀(jì)90年代由美國輝瑞公司研制 開發(fā)的新一代大環(huán)內(nèi)醋類廣譜抗寄生蟲藥，它由突變的阿維菌素鏈霉菌株在含有環(huán)己甲酸 (CHC)的環(huán)境下生物合成。多拉菌素屬于阿維菌素類藥物，但具有比阿維菌素更佳的藥代動 力學(xué)特性和功效，其抗寄生蟲范圍廣泛、體內(nèi)血藥濃度高、消除慢(多拉菌素半衰期5. 7天， 阿維菌素半衰期4. 2天)，藥效維持時間長、無過敏反應(yīng)等。多拉菌素已由美國食品藥品管 理局（抑A)批準(zhǔn)作為治療牛、羊、豬等家畜胃腸道線蟲、彪肺蟲、眼部寄生蟲、蛇蠟、吸風(fēng)、巧 癖蛾等寄生蟲感染的獸用驅(qū)蟲藥。家蛹與哺乳動物相比，其對阿維菌素類殺蟲劑的敏感程 度增加600~700倍，且具有很高的選擇性，在正常使用劑量下，安全性較好。
[0004] 在多拉菌素批培養(yǎng)發(fā)酵工藝中，環(huán)己甲酸是多拉菌素合成過程中的重要前體物 質(zhì)，該物質(zhì)被直接用于多拉菌素分子結(jié)構(gòu)合成。關(guān)于環(huán)己甲酸對多拉菌素發(fā)酵的影響的報(bào) 道顯示，該前體對細(xì)胞生長有顯著的抑制作用，但環(huán)己燒甲酸添加量的不足又會限制產(chǎn)物 的快速合成。在發(fā)酵過程中環(huán)己燒甲酸殘留量的檢測主要是通過氣相色譜或液相色譜進(jìn)行 測定，運(yùn)種測定方法耗時較長，在實(shí)際生產(chǎn)過程中難于實(shí)現(xiàn)大批量樣本的快速檢測，因此現(xiàn) 在的多拉菌素發(fā)酵過程中環(huán)己燒甲酸往往采用定時檢測和分批補(bǔ)加的方式進(jìn)行。為了能夠 實(shí)現(xiàn)環(huán)己燒甲酸殘留量的在線監(jiān)測和反饋控制，并優(yōu)化最佳的環(huán)己燒甲酸控制技術(shù)，本發(fā) 明首次提出并找到了利用電子嗅特異傳感膜進(jìn)行多拉菌素發(fā)酵液中環(huán)己燒甲酸殘留濃度 的在線實(shí)時檢測與優(yōu)化控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵 過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測中的應(yīng)用。
[0006] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供了電子嗅覺器在環(huán)己甲酸含量檢測中的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明還提供了電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測中的應(yīng) 用。
[0008] 所述應(yīng)用：包括W下步驟： (1)標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：在發(fā)酵罐中通入不同濃度的環(huán)己甲酸，W電子嗅覺器的響應(yīng)值作為 橫坐標(biāo)，W環(huán)己燒甲酸的濃度作為縱坐標(biāo)，得出電子嗅覺器檢測的響應(yīng)值與發(fā)酵液內(nèi)環(huán)己 燒甲酸濃度的擬合方程，即為標(biāo)準(zhǔn)曲線； (2)將多拉菌素發(fā)酵罐的發(fā)酵尾氣通入電子嗅覺器中，檢測發(fā)酵尾氣中環(huán)己甲酸在電 子嗅覺器內(nèi)的響應(yīng)值，即得多拉菌素發(fā)酵罐的環(huán)己甲酸的濃度。
[0009] 作為優(yōu)選，所述電子嗅覺器采用氣敏傳感膜TGS2440。
[0010] 作為另一種優(yōu)選，多拉菌素發(fā)酵條件為：溫度19-45Γ;攬拌轉(zhuǎn)速50-800轉(zhuǎn)/min; 通氣比為4. 5vvmW下，優(yōu)選4.OvvmW下。
[0011] 本發(fā)明還提供了電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測及環(huán)己 甲酸含量控制中的應(yīng)用。
[0012] 有益效果：本發(fā)明確定了一個新的多拉菌素發(fā)酵過程前體的補(bǔ)加優(yōu)化工藝，即通 過電子嗅在線檢測和反饋控制前體物質(zhì)環(huán)己燒甲酸的補(bǔ)加量，將發(fā)酵液內(nèi)的環(huán)己燒甲酸維 持在最佳濃度，既滿足菌體合成多拉菌素所需要的前體量，又不會由對菌體的代謝活性產(chǎn) 生不利的影響。該方法彌補(bǔ)了過程取樣進(jìn)行液相或氣相色譜測定耗時時間長，難于實(shí)現(xiàn)在 線檢測和及時控制的不足，對多拉菌素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)作用。
【附圖說明】
[0013] 圖1為電子嗅覺器在多拉菌素發(fā)酵過程環(huán)己甲酸濃度在線檢測中的應(yīng)用示意圖。
[0014] 圖2為環(huán)己燒甲酸的電子嗅覺器特定雷達(dá)指紋圖譜； 圖3為不同濃度下的特定通道響應(yīng)變化曲線； 圖4為不同通氣比的情況下電子嗅覺器的響應(yīng)值； 圖5為電子嗅覺器檢測環(huán)己燒甲酸濃度的擬合曲線； 圖6為氣相色譜檢測環(huán)己燒甲酸濃度的曲線； 圖7為在線反饋控制環(huán)己燒甲酸補(bǔ)加速率與傳統(tǒng)批次補(bǔ)加工藝對多拉菌素發(fā)酵合成 的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例中多拉菌素發(fā)酵條件： (1)菌種和培養(yǎng)基 生產(chǎn)菌株：多拉鏈霉菌JT-01，保存于江蘇威凌生化有限公司 斜面種子、平板培養(yǎng)基： 淀粉0.6%，酵母抽提物0.4%，硫酸儀0.05%，憐酸氨二鐘0.05%，氯化鋼0.05%，硝酸 鋼 0. 1%，瓊脂粉 1.5%;pH7。
[0016] 搖瓶種子培養(yǎng)基： 淀粉2%，黃豆餅粉1%，憐酸氨二鐘0.2%，氯化鋼0.1%，碳酸巧0.2%;pH7。
[0017] 發(fā)酵培養(yǎng)基： 淀粉15%，黃豆餅粉1.2%，酵母提取物0.7%，憐酸氨二鐘0.5%，氯化鋼0.06%，10%濃 度的環(huán)己甲酸鋼3%;pH7。
[001引 （2)儀器和試劑 儀器：發(fā)酵罐：上海國強(qiáng)生化裝備有限責(zé)任公司1化和5化發(fā)酵罐；舜宇恒平尾氣質(zhì)譜 儀及分析軟件；722型紫外一可見分光光度計(jì)；旋轉(zhuǎn)式搖床。
[001引 （3)培養(yǎng)方法 多拉菌素發(fā)酵采用Ξ級發(fā)酵，其中包括二級種子發(fā)酵。
[0020] 將保藏的菌種抱子用接種針或無菌竹簽均勻涂在斜面/平板培養(yǎng)基上，在28Γ和 40%相對濕度條件下培養(yǎng)5-7天。
[0021] 在500ml搖瓶中加入100ml種子培養(yǎng)基，滅菌后接入3-4ml抱子懸浮液，在28°C， 240巧m下培養(yǎng)24-48小時。
[0022] 在500ml錐形瓶中加入100ml發(fā)酵培養(yǎng)基，接入8ml種子液，在28°C，240巧m下培 養(yǎng)13天。
[002引 （4)測定方法： 還原糖測定：DNS方法。
[0024] 生物量測定：離線測定采用濕體積法，將10血發(fā)酵液置于離屯、管，300化pm離屯、 15min，將離屯、上清倒入量筒，根據(jù)上清的體積計(jì)算出發(fā)酵液的體積。效價(jià)測定：采用國家藥 典方法。
[00巧]pH、DO在線測定：采用MettlerToledo耐高溫電極進(jìn)行在線測定。
[002引溫度：銷溫度電極在線測定。
[0027] 進(jìn)氣和尾氣中氧和二氧化碳的測定：采用舜宇恒平尾氣質(zhì)譜儀對發(fā)酵過程中的進(jìn) 氣和尾氣進(jìn)行實(shí)時在線采集分析。
[0028] 氧消耗速率0UR和二氧化碳生成速率(ER測定：0UR和祀R的計(jì)算通過對發(fā)酵尾 氣的分析數(shù)據(jù)計(jì)算得到。
[0029] 電子嗅氣敏傳感器：電子嗅含有16個氣敏傳感器，運(yùn)些傳感器的敏感膜材料是半 導(dǎo)體氧化物Sn化，當(dāng)待測氣體與陶瓷膜接觸時，涂在陶瓷膜表面的Sn〇2敏感膜的電阻隨著 待測氣體的種類和濃度的不同而變化。當(dāng)空氣掠過敏感膜表面時，空氣中的氧氣與敏感膜 中游離的負(fù)電子通過電子親和力結(jié)合，形成一個勢壘，運(yùn)個勢壘會導(dǎo)致氣敏傳感器