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甾体药物在医疗领域的应用十分广泛,在甾体11位C上引入羟基是生产甾体药物中的关键步骤。黑根霉具有极强的甾体C11α羟基化能力,微生物进行C11α羟基化可以省去化学合成法的14步反应。聚氨酯泡沫具有成本低,密度低,物理化学性质稳定,孔隙率大等优点,可以作为很好的细胞固定化的载体。本文利用吸附法用聚氨酯泡沫对黑根霉进行固定。采用了五种聚氨酯泡沫,固定化效果最好的泡沫每立方厘米可以吸附14.25×10~6个黑根霉孢子,在60分钟左右即可达到最大吸附量。用聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺处理聚氨酯泡沫可以明显提高聚氨酯泡沫的吸附密度。用固定化好的孢子先培养成菌丝,然后在摇瓶进行甾体C11α羟基化转化研究。固定化细胞的转化率高于游离细胞的转化率;沃氏氧化物对菌体生长有明显的抑制作用;对转化的条件进行优化,得到的结果为:固定化材料加入量3.5g/L,发酵20h后投加底物,转化48h,转速200r/min,pH4.5,底物转化率42%。固定化后的菌体重复利用一次后保留46%的活性,重复利用两次后保留13%的活性:在4℃条件下保存3周后仍有34.8%的活性。用固定化细胞在静息细胞条件下进行C11α羟基化的研究。在静息细胞转化过程中加入玉米浆粉可以明显提高静息细胞的转化率,说明转化中细胞需要碳源提供能量,与文献报道中C11α羟基化反应机理相符。加入0.05mol/l丙酮作为助溶剂可提高甾体C11α羟基化的能力,加入0.07g/l的硫酸镁和氯化锰可提高菌体的转化率,超过此浓度会对转化产生不利影响。发酵罐中进行固定化黑根霉C11α羟基化反应最佳通气量为2.5v/v min,在一定范围内,转速的提高可以提高菌体的单位转化率,但过高转速有可能抑制菌体的生长,在搅拌转速250rpm下,底物转化率45%。