探討pH值和通氣量對Penicillium brevicompactum生產Mycophenolic acid之影響

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陳奕廷(Yi-Ting Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

探討pH值和通氣量對Penicillium brevicompactum生產Mycophenolic acid之影響

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摘要(中)

本研究中的Mycophenolic acid(MPA)是用來作為器官移植時抑制免疫反應的藥物，作為Inositol MonoPhosphate DeHydrogenase（INPDH）之非競爭型抑制劑，針對淋巴細胞之合成路徑進行抑制而達到降低免疫反應的發生，而實驗所使用微生物是Penicillium brevicompactum進行深層液態發酵（submerged fermentation）生產MPA。
??本研究中利用攪拌式發酵槽控制發酵期間之pH值由3.5~6.5和通氣量由0.1v.v.m~0.5v.v.m，可以得到最佳的培養條件( pH值和通氣量 )，菌體最適合的生長pH值為5.5，而對於菌體發酵生產MPA的產率來看來看pH值控制在4.5，而在工業上時間是最被重視的數值，經實驗結果發現pH=5.5的μ（比生長速率最大，菌體生長所需要之時間最短），但是產物生產所需要的時間是以pH值為4.5時最短，所以可以藉由兩階段(two-stage)的pH值調控發展出最佳的製程，而實驗結果也符合所預期之結果，得到最大的產率Productivity=2.50mg/l.hr相較於控制單一pH值的批次發酵結果提升了24%，因此在對於pH值的探討上找出一個適合的製程。
??b通氣量的探討上，發現產物對菌體的轉化率（YP/X）在通氣量為0.1v.v.m時有最大值0.07g/g，但是在菌體生長上面0.5v.v.m是最為快速的，所以在氧氣的討論上發現，低的溶氧會對於產物MPA的產出事有利的，而菌體的生長速度是在高的溶氧條件下有著最大值，但是就產率來說，因為通氣量低雖然會使得MPA的產量提升但是卻會使得整體的發酵時間延遲，因此在研究中所重視的產率並不會有所提升。

關鍵字(中)

★ Penicillium brevicompactum
★ 通氣量之影響
★ pH值之影響
★ Mycophenolic acid
★ 兩階段操作

關鍵字(英)

論文目次

摘要 I
圖目錄 V
表目錄 VIII
第一章、緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 4
第二章、文獻回顧 5
2-1黴菌的介紹： 5
2-1-1黴菌的分類： 5
2-1-2青黴菌之介紹： 6
2-2 Mycophenolic acid 之介紹 8
2-2-1 Mycophenolic acid之發現 8
2-2-2 Mycophenolic acid之生化合成 9
2-2-3 Mycophenolic acid在醫療上的用途 10
2-3 人體免疫系統和器官移植之介紹 11
2-3-1 人體免疫系統簡介 11
2-3-2 人體器官移植之簡介 12
2-3-2 人體器官移植時所使用的藥物 16
2-3-3 Mycophenolic acid應用在器官移值上 21
2-4 深層液態發酵培養 24
2-5 影響發酵的物理化學等環境生長因子 24
2-5-1 培養基組成 24
2-5-1.1 碳源 24
2-5-1.2 氮源 25
2-5-1.3 碳氮比 25
2-5-1.4 碳氮比 25
2-5-2 攪拌速率 26
2-5-3 pH值 27
2-5-4 溶氧值(DO值) 28
2-5-5 溶氧值對於青黴菌之影響 29
2-5-6二氧化碳對青黴菌之影響 30
2-5-6溫度： 31
2-6發酵動態行為的數學模式 32
2-6-1與生長有關的產物(growth-associated product) 32
2-6-1與生長無關的產物(nongrowth-associated product) 33
2-6-1混合生長相關的產物(mixed-growth-associated product) 33
2-7氧氣質傳對於菌體生長與MPA生成之影響： 34
第三章、實驗材料與方法 38
3-1實驗材料： 38
3-1-1實驗菌株： 38
3-1-2培養基組成： 38
3-1-3實驗藥品： 41
3-1-4實驗儀器與設備： 42
3-2實驗方法： 43
3-2-1菌體之接種及保存方法： 43
3-2-4發酵槽培養： 44
3-2-5實驗分析方法： 45
第四章實驗結果與討論 50
4-1 發酵槽培養實驗 50
4-2 發酵槽實驗之pH值（controlled）對Penicillium brevicompactum 生產MPA之影響 51
4-2-1 發酵動力曲線的比較 51
4-2-1 pH值對於發酵時間的影響 54
4-2-2 pH值對於菌體生長的影響 54
4-2-3 pH值對於產物MPA的影響 56
4-3在發酵槽中兩階段控制 60
4-1-2 兩階段控制發酵槽pH值實驗對產物之影響 61
4-3-1兩階段控制對發酵時間之影響 62
4-3-2兩階段控制對菌體之影響 63
4-3-3兩階段控制對P. brevi-compactum生產MPA之影響 64
4-4 控制不同通氣量在攪拌式發酵槽對P. brevi-compactum 生產MPA之影響 67
4-3-1 通氣量對發酵時間的影響 69
4-3-2 通氣量對菌體生長的影響 70
4-3-3 通氣量對MPA生成的影響 71
第五章?結論與建議 75
5-1 結論 75
5-2 建議 77
第六章?參考文獻 78

參考文獻

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指導教授

徐敬衡(Chin-Hang Shu)

審核日期

2005-7-19

推文