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γ-聚谷氨酸（Gamma-Polyglutamic acid，γ-PGA）是经微生物聚合而成的可生物降解的大分子多肽。通常由上千个谷氨酸单体组成，分子量20万-100万，不同的菌种产生γ-PGA的分子量不同。γ-PGA在自然界或人体内能生物降解成内源性物质谷氨酸，不易产生蓄积和毒副作用。它由谷氨酸的α-NH2和γ-COOH通过γ-酰胺键连接而成，因此在侧链上存在大量的羧基，具有良好的吸水性，易于修饰，为药物传输系统提供了条件。 文中较全面论述了缓控释药物载体γ-PGA的应用及发展概况；系统研究了γ-PGA的制备方法——发酵-水解法。 主要研究内容为（1） 高产γ-PGA菌种的筛选及鉴定；（2） 高效生产γ-PGA；（3） γ-PGA分离纯化；（4） 用作缓控释药物载体的γ-PGA的制备。 1．高产γ-PGA菌种的筛选及鉴定。利用分离培养基进行特定筛选，获得了一株高产γ-PGA的菌种，命名为Bacillus subtilis NX-2。其生物学性状为革兰氏阳性枯草芽孢杆菌，细胞大小为0.7-1.0×1.3-2.0μm，芽孢大小为0.7-0.9×1.0-1.5μm，圆柱形，中生，壁薄。该菌能在15℃-50℃的条件下生长，最适温度30℃-40℃。 2．高效生产γ-PGA。文中研究了碳源、氮源、pH、离子、温度、转速等发酵因素，以粘度、吸光度、PGA产率为判据，实验发现1)0.5％的酵母膏是γ-PGA的最佳氮源；2)葡萄糖、麦芽糖、甘油、果糖、蔗糖等都可为碳源，麦芽糖最佳；3)培养基中不添加谷氨酸，NX-2菌不会合成γ-PGA，当加入3％谷氨酸后，发酵液中能积累最大量的γ-PGA，但发酵液中谷氨酸含量不减少；4)在最优化条件下实验室摇瓶培养，产γ-PGA量为25-30g/L，整个PGA生产过程成本低。最终确定最佳发酵条件为：发酵培养基以0.05％的MgSO4·7H2O，0.2％的K2HPO4为矿物元素添加剂；0.5％酵母膏为氮源；2％葡萄糖为碳源：加3％的L-谷氨酸钠；调节pH为7.0，温度37℃，转速220rpm。 3．γ-PGA分离纯化及鉴定。含γ-PGA的高粘度发酵液，利用离心方 摘 要 法除去发酵液中的菌体，在上清液中加入工业酒精，体积为上清液的4倍， 沉淀得到Y－PGA。然后用去离子水溶解Y－PGA，透析除去小分子，60aC 真空干燥得到白色结晶。 通过元素分析、紫外、红外、氢谱、碳谱等现代分析技术对Y－PGA 进行了分析、鉴定，确证样品是Y．PGA。 采用电泳法测定Y－PGA的分子量。依据PGA侧链按基的性质，选用可 以与核基结合的碱性染色剂亚甲基蓝（0．5％／3％乙酸），以聚丙烯酸胺（l％） 为电泳的凝胶载体，电泳缓冲液（展开剂）采取90mmol tyis／硼酸缓冲液 中．5X 上样缓冲液为 63．smmol tris／硼酸缓冲液中H6．8人 测定结果为 发酵所得PGA分子量在20－36万道尔顿之间。 4．低分子量Y－PGA的制备。低分子量Y－PGA的制备采用酸热水解 大分子Y－PGA的方法，考虑到PGA水解液后续纯化处理问题，建议添加 0刀smol·L”‘盐酸，在100C条件下水浴降解12小时，可获得符合作为药 物载体的Y－PGA（2－6万道尔顿）。 5．膜分离去杂浓缩、低温冷冻干燥。水解后的Y－PGA水溶液采用膜 分离法，选用截留分子量为 10，000的有机膜，除去分子量 35L·h”‘·m＼ 膜分离并初步浓缩后的溶液经旋转蒸发再浓缩，真空冷冻干燥36小时， 得到白色粉末状产物，并进行结构确证和分子量测定。 主要技术创新为利用价廉易得的谷氨酸发酵高效制备Y－PGA；以碱性 染料为染色剂，电泳法成功测定Y－Y－PGA的分子量：研究水解法制备适 合作为药物载体的Y－PGA，并将膜分离技术运用到制备中 本文所进行的药物载体Y－PGA 的制备研究，菌种稳定，方法简便， 工艺成熟，产率高，产品纯度高，为工业化生产奠定了基础。