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海洋浮游硅藻(Marine planktonic diatom,MPD)是海洋微藻中的单细胞浮游生态类群,其胞外、胞内物质如多糖(Polysaccharide)和多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFA)含量丰富,在海洋水产养殖和海洋生物制药业中应用前景广阔.本文从海洋浮游硅藻(MPD)藻种的分离和保存开始,对其优化规模培养、增产、采收,胞内和胞外物质的提取、分离、纯化、成分分析与结构修饰、药理活性和应用等方面进行了研究,得出结论如下: 1.海洋浮游硅藻藻种可采用稀释法和微挑法加以分离,且后者分离的目的性、时效性更好.不同藻种的保存条件差异很大,在优化专业培养基中接种比例为1:12(藻种密度为3×105 cells/ml),经“双抗”和GAF保护,新月菱形藻在4℃和无光照条件下,保存良好;三角褐指藻则在25℃和有光照条件下,易于保存. 2.海洋浮游硅藻在优化专业培养基上可进行大规模培养.随着生长影响因子(Growth affection factor,GAF)的加入,1000mg/L的GAF对新月菱形藻(Nitzschia closterium, NC)、800mg/L的GAF对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum,PT)增产、助长和防污效果显著;可采用低速离心法和絮凝法采收成熟藻体,以低速离心法操作更为简便.把纯化、促进培养目标藻的生长与抑制其他伴生杂藻生长相结合,增强海洋浮游硅藻大规模培养的抗污染性和适应性,提高培养产出率,是本研究的创新之处. 3.将藻体采收完毕之后的离心上清液过滤、恒温浓缩、醇提、脱蛋白、去色素、复溶、透析和冷冻干燥后得胞外物质粗品,经硫酸-蒽酮法定性检测为多糖;再经DEAE-C柱层析分离,可知其胞外多糖为三种多糖的混合物.采用柱前衍生化高效液相色谱法(HPLC)对纯品均一多糖进行成分分析可知其中含有甘露糖(Man)、鼠李糖(Rham)、葡萄糖(Glu)和半乳糖(Gal)等单糖组分.通过“血清药理学”等实验方法进行体内、体外实验表明,胞外多糖在抗肿瘤细胞S180与Hela、抗流感病毒FM和促进血液淋巴细胞增值等方面效果良好,而且经氯磺酸-吡啶法硫酸酯化结构修饰的胞外多糖药理活性显著提高.胞外多糖的药理学研究是海洋浮游硅藻基础开发应用研究的全新领域.把海洋浮游硅藻作为传统的生物饵料培养转向生物医药和保健品应用领域,是本研究又一新的探索. 4.海洋浮游硅藻藻体经超声波破碎、氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化、石油醚萃取、低温浓缩,得胞内物质.气相色谱仪－质谱仪联用(GC-MS)检测为多不饱和脂肪酸(PUFA),并富含多烯脂肪酸中的二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA).这为廉价、高效获取多不饱和脂肪酸生产原料开辟了新途径. 5.人工培养条件下,海洋浮游硅藻繁殖快、生长周期短、生物量大,可作为海洋生物制药新的原料来源.本研究为全面深入开发海洋浮游硅藻资源提供了有效依据.