《生物次生代谢调控的生物光反应技术及超声雾化-生物光反应器》

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超声雾化生物反应器具有结构简单、操作方便、低成本等特点,属于气液临界相生物反应器。由于采用雾化方式供氧,使营养液在反应器内空间能均匀分布。植物生长在气相和液相之间,反应器中供氧充足、湿度可调,其应用于植物器官大规模培养时,避免了搅拌和通气培养带来的剪切力损伤、长期液体浸没培养所带来的玻璃化和畸形化现象。超声雾化生物反应器能够通过调节气体的成分和分布、反应器内部的湿度而显著地提高芽的诱导扩繁系数、生根频率和驯化效率。现在,超声雾化技术被用于越来越多植物的快速繁殖和次生代谢产物的生产。针对不同的培养体系和培养阶段,设计高效、经济的超声雾化生物反应器在工程技术上正面临着挑战。尽管利用超声雾化反应器已经成功实现了植物微繁殖,但其数量并不是很多,大多处于实验室研究阶段。而且在超声雾化生物反应器中培养药用植物时,科学给光和研究次生代谢光反应规律,又产生了气液临界相环境中对植物科学给光和提供代谢光反应研究手段的科学问题。因此研制一种超声雾化-生物光反应器可以为药用植物高效繁殖和次生代谢光反应研究提供重要的科学装备。主要成果:(1)证明了生物光反应技术在药用微生物发酵中的应用前景。(2)药用植物光反应技术提高药用成分含量。(3)研制了超声雾化生物光反应器。(4)实现了生物光反应技术与超声雾化生物反应器的科学结合。(5)成功实现了超声雾化和生物光反应技术对药用植物的培养。主要创新点:(1)首次实现生物光反应技术在药用微生物发酵中的应用。(2)生物光反应技术在药用真菌子实体和药用植物工厂化生产中的应用。(3)首次将超声雾化技术和生物光反应技术有机结合,研制了一种超声雾化生物光反应器。

成果说明

(1)在药用微生物人工发酵生产药用成分技术领域,突破了传统的给光技术,并填补了异养微生物发酵光反应调控的技术空白。(2)首次提出生物光反应技术在真菌子实体和药用植物工厂化生产中的应用。(3)首次研制成功超声雾化-生物光反应器。该反应器属于药用植物高效繁育和次生代谢调控研究的科学装备,也是药用植物现代工厂化生产关键技术研究的实验设备。

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