摇瓶的体积氧传递系数和氧通透率的测定

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸钠法测出摇瓶的体积氧传递系数和氧透过纱布层的通透率。以氧电极测其内外氧的分压降后,可以算出摇瓶表观体积氧传递系数(k_La)app及真实体积氧传递系数k_La,并进一步求出氧通透率。由实验得出：氧分压降低6．1％,氧传递系数增加一倍;在37c、220r／min、500m1摇瓶(内盛液50m1)8层纱布的氧通透率Pm=43．7moI／m²·h·arm;并且关联出摇瓶容积V、装液量VL、转速n、摄氏温度t之间的模型式：(k_La)_app=1．84×10^-7[t]1.8479·[n]2.3906.(VLV]-0.6360(kLa)=2．02×10^-7[t]1.8525·[n]2.39441·[VLV]-0.6370     

自絮凝酵母SPSC01在组合反应器系统中酒精连续发酵的研究

建立了一套由四级磁力搅拌发酵罐串联组成、总有效容积4000mL的小型组合生物反应器系统 ,其中一级罐作为种子培养罐。以脱胚脱皮玉米粉双酶法制备的糖化液为种子培养基和发酵底物 ,进行了自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵的研究。种子罐培养基还原糖浓度为100g L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 和KH₂PO₄ 各 20g L ,以0.017h^-1 的恒定稀释速率流加 ,并溢流至后续酒精发酵系统。发酵底物初始还原糖浓度 220g/L ,添加 (NH₄)₂HPO₄ 15g/L和KH₂PO₄2 5g/L ,流加至第一级发酵罐 ,稀释速率分别为 0.017、0.025、0.033、0.040和0.05 0h^-1。实验数据表明 ,自絮凝颗粒酵母在各发酵罐中呈部分固定化状态 ,在稀释速率0.040h^-1 条件下 ,发酵系统呈一定的振荡行为 ,其他四个稀释速率实验组均能够达拟稳态。当稀释速率不超过 0 0 33h^-1 ,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到 12 % (V/V)以上 ,残还原糖和残总糖分别在 0 11%和 0 35 % h^-1,流出末级发酵罐的发酵液中酒精浓度可以达到12%（V/V）以上,残还原糖和残总糖分别在0.11%和0.35%（W/V）以下。在稀释速率为0.033h^-1时,计算发酵系统酒精的设备生产强度指标为3.32（g·L^-1·h^-1）,与游离酵母细胞传统酒精发酵工艺相比,增加约1倍。     

早春短命植物鸢尾蒜和准噶尔鸢尾蒜的光合途径

该研究以鸢尾蒜属两种早春短命植物准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum)和鸢尾蒜(Ixiolirion tataricum)为对象,通过解剖结构、光合参数、稳定碳同位素比值(δ¹³C)和光合关键酶活性分析二者的光合途径。结果发现：(1)显微结构和超微结构显示,两种短命植物的叶脉维管束鞘细胞1层、排列较紧密,鞘细胞内含有较多叶绿体且多离心分布,类似C₄花环结构。(2)准噶尔鸢尾蒜和鸢尾蒜最大净光合速率分别为14.81和15.04 μmol·m^-2·s^-1;两者的CO₂补偿点较低,分别为3.57和2.54 μmol·mol^-1,δ¹³C分别为-25.36±0.55‰和-25.76±1.38‰,光合酶PEPC/Rubisco比值分为别0.244和0.322。(3)最大净光合速率、δ¹³C和PEPC/Rubisco比值均说明两种植物为C₃光合途径,但二者均具有类似C₄的维管束鞘结构、较低的CO₂补偿点和暗呼吸速率,并具有高于部分C₃和C₃ C₄中间型植物的PEPC/Rubisco比值,表明两种短命植物的光合途径并非典型的C₃途径,而是C₃ C₄中间型。     

CellCul－20A反应器的丝网间液体交换速率及氧传递模型

针对笼式通气搅拌生物反应器的特点,本文提出了一种简单可信的测量丝网内外液体交换速率的实验方法,根据此方法,在CellCul-20 A生物反应器中得出了通过丝网的液体交换速率关联式: 单层丝网：Qs=1．93×1O^-5N^1.81+1．13×10^-4UG^0.61(Ⅰ) 双层丝网：Qs=3．42×10^-5N^1.49+1．46×10^-4UG ^0.68 (Ⅱ)并在此基础上,建立了台适的深层通气的氧传递模型,得到： 1- 1- 1- (K_La)d.Vc Qs + Vb.[(K_La)b-(K_La)d](Ⅲ)理论分析和实验结果表明,增大丝网内的液体体积和提高丝网内的氧传递速率,可以有效地提高反应器的体积氧传递系数。     

气提式内循环硝化反应器运行性能的研究

气提式内循环反应器具有很好的生物硝化性能,能承受高进水氨浓度（78.49mmol/L）,具有高容积转化效率（163.18 mmol/L·d）,运行性能稳定（氨去除率保持在94.42%以上）。在气提式内循环反应器的运行过程中,可产生硝化颗粒污泥。颗粒污泥开始出现的时间约为45d,颗粒污泥的粒径平均值0.83 mm,沉降速度55.53m/h,氨氧化活性0.95mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d。硝化颗粒污泥也具有厌氧氨氧化活性,氨氧化速率0.23mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d,亚硝酸还原速率0.24mmol (NO^-₂-N)/g(VS)·d。     

O -·2增强谷氨酸与其受体的结合力及EBSELEN的保护作用

用放射配体测定受体法研究了黄嘌呤(X)/黄嘌呤氧化酶(XO)体系产生的超氧阴离子自由基(O -·2)对［3H］DL-谷氨酸与大鼠大脑皮层突触膜谷氨酸受体结合的影响,结果表明O -·2明显增强谷氨酸与其受体的结合力,此作用能被2-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)酮(EBSELEN)(1 μmol/L)所抑制.     

人白三烯A4水解酶的提取和纯化

人白细胞匀浆中的LTA₄H经硫酸铵分段盐析,DEAE-纤维素柱层析,Sephadex柱层析和HpLCmono-Q阳离子交挟柱层析,再经羟基磷灰石柱纯化,得到其纯度可达90—95％的产物。酶活性为212LTB₂nmol·mg^-1·min^-1。较纯化前活性提高350倍。SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳显示酶的分子量为68000—70000的单体蛋白质。与以前报道人红细胞LTA₄H不同。     

超氧化物歧化酶模拟化合物的生物活性研究

根据天然超氧化物歧化酶(SOD)活性部位结构合成了含苯并咪唑的5种配体及其32种分别含Cu（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）的模拟化合物.经光谱、电化学测试证明这些化合物具有拟S3D活性,其50％抑制率浓度（IC50）为10-6～10-8mol·L-1,催化超氧离子自由基（O-·2）歧化的反应速率常数kq为106～108mol-1·L·s-1.同时观察到几种模拟化合物有抗肿瘤活性或增强水稻抗寒性.     

喷射自吸管式生化反应器研究

本文研究了喷射自吸管式生化反应器的吸气及所液传质特性,提出了吸气量(Qs)和容积氧传递系数(kLa)的数学表达式：Qg=5.2×10^-2W^0.144_cLR^0.079_cD(L-D)^0.328D²_nPoπ——P^o_gTo[(D-Dn)²-1](Pn-Pl)-1)(Kla)₁=0.999(W-V)^0.38V^0.90_sg(L-D)^-0.16(Kla)2=1.003(W-V)^0.71V^0.28_sg(L-D)^-0.32(加C圈)反应器的具优工况为：L/D=320-400,D/D=2.7—3。8,Pn=5—13×10⁴N/m²。Kla最高达4280h^-1,比能耗为0.72—2.16×10³kJ/kgO₂用于培养饲料酵母,酵母浓度达40.04kg/m³.最大生长速率为6.24kg/m³·h,比能耗为1.66—2.52×10³KJ/kg DBM.空气利用率为10—20%.是一般生化反应器的2—4倍。     

环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化

探讨了不同环境条件对小球藻(Chlorella sp.)叶绿素荧光动力学参数以及净光合放氧速率的影响,确定了以L₁海水培养基为基础,以8.8 mmol/L浓度的(NH₂)₂CO为氮源、0.145 mmol/L NaH₂PO₄ · H₂O浓度为磷源,在150 μmol · m^-2 · s^-1光照强度、培养温度为18 ℃的小球藻最优培养条件。在此条件下,明显加快了小球藻细胞的生长速度,促进了油脂和脂肪酸的积累,细胞密度增加24%,油脂和脂肪酸含量分别增加了16.8%和66.6%。在培养液中添加外源柠檬酸(最适浓度以0.06 mmol · L^-1 · d^-1为宜)可以明显提高小球藻的生长速度,促进其脂肪酸的积累。同时也可看出,筛选的小球藻藻种具有生长快、易培养、产油高的优点,可作为生物能源研究的良好材料,为海洋微藻的开发利用奠定了基础。     

MM工程菌的大规模发酵培养工艺研究

首先在50L发酵罐上研究了MM工程菌的发酵培养工艺。确定了接种量4％,搅拌转速300～500r／min,pH7,2和糖补加速率0．066 g．(L·mjn)^-1等参数,活菌数可达每毫升211亿。以氧传递系数为放大准则可成功地将该工艺在200L倒产发酵罐上再现,说明该工艺具有可放大性。     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振（ESR）的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生O₂^-_·的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶（SOD）抑制剂四氰乙烯（TCNE）以及原位光照检测ESR信号等手段，在PSⅡ中检测到O₂^-_·与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下，光照时PSⅡ中O₂^-_·与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O₂^-_·产率与氧分子浓度直接正相关.O₂^-_·产率还具有pH值依赖性，在pH值为6.0～6.5范围内，O₂^-_·产率最高，大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O₂^-_·产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O₂^-_·的主要部位，通常大部分的O₂^-_·能被内源SOD清除，且O₂^-_·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

What is the usual internal carbon dioxide concentration in C<Subscript>4</Subscript> species under midday field conditions?

The carbon dioxide concentrating system in C₄ photosynthesis allows high net photosynthetic rates (P _N) at low internal carbon dioxide concentrations (C _i), permitting higher P _N relative to stomatal conductance (g _s) than in C₃ plants. This relation would be reflected in the ratio of C _i to external ambient (C _a) carbon dioxide concentration, which is often given as 0.3 or 0.4 for C₄ plants. For a C _a of 360 μmol mol⁻¹ that would mean a C _i about 110–140 μmol mol⁻¹. Our field observations made near midday on three weedy C₄ species, Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli, and Setaria faberi, and the C₄ crop Sorghum bicolor indicated mean values of C _i of 183–212 μ mol mol⁻¹ at C _a = 360 μmol mol⁻¹. Measurements in two other C₄ crop species grown with three levels of N fertilizer indicated that while midday values of C _i at high photon flux were higher at limiting N, even at high nitrogen C _i averaged 212 and 196 μmol mol⁻¹ for Amaranthus hypochondriacus and Zea mays, respectively. In these two crops midday C _i decreased with increasing leaf to air water vapor pressure difference. Averaged over all measurement days, the mean C _i across all C₄ species was 198 μmol mol⁻¹, for a C _i/C _a ratio of 0.55. Prior measurements on four herbaceous C₃ species using the same instrument indicated an average C _i/C _a ratio of 0.69. Hence midday C _i values in C ₄ species under field conditions may often be considerably higher and more similar to those of C₃ species than expected from measurements made on plants in controlled environments. Reducing g _s in C₄ crops at low water vapor pressure differences could potentially improve their water use efficiency without decreasing P _N.     

呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用

实验证明细胞色素c具有很强的抗氧化功能,在线粒体中氧化态的细胞色素c直接清除O2·-,还原态的细胞色素c清除H2O2.由于呼吸链传递电子合成ATP的同时,总有少部分电子从呼吸链底物端的复合物Ⅰ和Ⅲ漏出,而且漏出的电子首先使氧分子还原成O2·- ,然后O2·-歧化成H2O2,所以细胞色素c清除O2·-和H2O2的功能使呼吸链出现了两条电子漏旁路.细胞色素c通过这两条电子漏路径实现其控制线粒体中O2·-和H2O2水平的功能.根据两条电子漏旁路都是O2·-代谢路径的事实,引进了线粒体自由基代谢的概念,并从自由基代谢失调的角度探讨了呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用.     

以摇瓶所得摄氧率为基准进行发酵放大

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸盐法测出摇瓶口纱布层氧通透率的基础上,在实际发酵情况下通过测定瓶内气、液相氧的变化得出其发酵过程中的摄氧率(OUR)及氧传递系数(K_La)。以特制摇瓶取得的菌体CUR为基准进行发酵过程和发酵罐的放大。通过质谱仪在线检测及采样分析,研究了3种不同供气流量及搅拌转速下的放大结果。摇瓶与发酵罐在菌体OUR、菌体产量方面吻合很好,而在整个放大过程中,发现摇瓶与发酵罐内的氧传递系数(K_La)、溶解氧(C_L)差异较大。     

一种用分光光度计检测氧自由基的新方法

报告检测过硫酸铵／N, N,N′,N′-四甲基乙二胺体系所产生的氧自由基的新方法.O-·2与羟胺溶液反应生成NO-2,NO-2经对氨基苯磺酸和α-萘胺显色在波长530 nm处有专一吸收峰,其颜色深浅与产生的O-·2呈量效关系.氧自由基清除剂抗坏血酸对O-·2的清除作用也呈明显的量效关系.     

镍离子对尖叶莴苣氮素吸收和生长生理的影响

以‘全年油麦菜’尖叶莴苣为试验材料,采用水培方式,研究3个浓度(0 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1、1 mg·L^-1)Ni²⁺在22.4 mg·L^-1 N处理下对尖叶莴苣氮素吸收的生长及生理影响。结果显示：(1)尖叶莴苣根系和地上部生物量随处理时间的增加呈上升趋势。与对照T₁(0 mg·L^-1 Ni²⁺、112 mg·L^-1 N)相比,T₂处理(0 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)对尖叶莴苣根系及叶片生长具有一定抑制作用,植株鲜重、干重、根冠比、根系长度、平均直径、表面积、体积、根尖数、分根数、叶片表面积和体积在T3处理(0.1 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)下显著高于对照,T₄处理(1 mg·L^-1 Ni²⁺、22.4 mg·L^-1 N)对尖叶莴苣根系及其叶片生长具有一定促进作用,但对其根尖数和分根数表现出一定抑制性。(2)随着Ni²⁺浓度的增加,尖叶莴苣叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈先升后降的变化规律,且均在T₃处理下显著提高。(3)随着处理时间的增加,尖叶莴苣叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)逐渐上升,胞间CO₂浓度(C_i)逐渐下降,且T₃处理叶片的G_s显著高于对照,其C_i最低,P_n最大。(4)施加Ni²⁺对尖叶莴苣有机酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及SOD和POD活性有显著影响,在T₃处理下有机酸含量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量显著增加,SOD和POD活性显著提高。(5)T₃处理尖叶莴苣根系中N及叶片中B和Ca含量较高;根系中Ni含量高于叶片,T₃处理叶片中的Ni含量较低,Mg含量较高;植株体内Cu含量随Ni²⁺浓度增加而下降。研究表明,外源Ni²⁺处理能影响低氮条件下(22.4 mg·L^-1 N)尖叶莴苣幼苗生长及生理状况,适宜浓度(0.1 mg·L^-1)Ni²⁺可有效提高尖叶莴苣根系对氮素的吸收利用效率,减少氮素施用量,促进尖叶莴苣根系和地上部叶片生长,增加光合色素含量,并提高净光合速率,进而改善植株的产量和营养品质。     

改进指数模型对紫茉莉光合-光响应及CO2响应适用性研究

五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO₂响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应改进指数模型拟合R²均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO₂·m^-2·s^-1,饱和CO₂浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO₂·m^-2·s^-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO₂响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。     

修剪节位及修剪时期对四季蜜芒枝条生长及反季节开花的综合效应

五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO₂响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应改进指数模型拟合R²均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO₂·m^-2·s^-1,饱和CO₂浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO₂·m^-2·s^-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO₂响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。     

厌氧氨氧化菌混培物生长及代谢动力学研究1

研究了厌氧氨氧化菌混培物的动力学特性。测得细胞产率系数1.573mgVS(mmol NH⁺₄)^-1;细胞衰减常数0.052mgVS(g·VS·d)^-1。厌氧氨氧化菌混培物的最大氨氧化速率1.320～2.761mmol(gVS·d)^-1,最大亚硝酸盐转化(反硝化)速率14.497mmol(gVS·d)^-1。厌氧氨氧化菌混培物利用氨的Km值1.801～4.215mmol·L^-1,利用亚硝酸盐的Km值0.468mmol·L^-1。氨自身的抑制常数38.018～98.465mmol·L^-1,实际最大氨氧化速率的氨浓度16.656mmol·L^-1。亚硝酸盐对厌氧氨氧化的抑制常数5.401～11.995mmol·L^-1。厌氧氨氧化的最适pH7.605。厌氧氨氧化的最适温度30℃。V_maxa、K_ma、K_ia和K_in的活化能依次为37.316、30.239、33.695和30473kJ·mol^-1。