生物催化剂在有机合成中的应用

生物催化剂具有许多优点,目前在有机合成工艺中应用广泛。本文主要探讨生物催化剂在取代反应、加成与消除反应、酰胺的合成和氧化还原反应等有机合成反应中的应用,以此发现生物催化剂的优良品性。     

泊洛沙姆（Poloxamer）在脂溶性化感物质生物检测中的应用

在脂溶性化感物质的生物检测中,常规方法是使用有机溶剂对化感物质进行助溶,此法本身会对受体植物产生为害,并且不能准确定量.本研究结合药剂学理论,将动物和细胞实验中常用的增溶剂泊洛沙姆(F-68)应用于脂溶性化感物质的生物检测,用泊洛沙姆对香草醛和阿魏酸两种化感物质进行增溶,以乙醇助溶为对照,比较两种方法的化感物质活性.结果表明,化感物质用泊洛沙姆增溶后,形成的溶液是一个稳定的体系,试验过程中浓度不会发生变化,可准确定量考察化感物质的活性,同时泊洛沙姆对受体植物不产生影响.乙醇助溶处理中,或由于乙醇不易完全挥发,因乙醇的存在而对受体植物产生影响,表现为化感物质活性的加强;或随乙醇的挥发,化感物质以晶体析出,表现为化感物质活性的减弱,不能准确定量考察化感物质的活性.     

最新专利文摘

CN101108975:耦合制备蓖麻油生物柴油的方法本发明公开了一种“浸出+反应”耦合法制备蓖麻油生物柴油的方法。以蓖麻籽为原料,在超声条件下或无物理场作用条件下,蓖麻油浸出与酯交换反应耦合制备生物柴油。浸出与酯交换反应一步完成,极大地简化工艺流程,节约生产成本;甲醇既为浸出溶剂又为酯交换剂,有利于循环和节约原料,也有利于后期物料的分离。解决了现有的生物柴油制备方法对油脂的质量要求较高,工艺路线较长,各种原料、试剂及设备消耗较大,试剂污染也比较严重,生产成本比较高的问题。CN101108976:一种生物柴油及其制备方法本发明涉及一种生物柴油及其制备方法。生物柴油在制备过程中,将原料油和预处理剂按一定比例在预处理装置中,加热搅拌反应后,过滤,进入预脂化装置中再添加酸性催化剂和粗甘油,加热、搅拌,循环后进入脂化装置中,加甲醇和碱性催化剂或酸性催化剂,加热,加速循环反应后,回收甲醇,放出甘油和分离出皂化物,得到的生物柴油水洗后蒸馏即可完成。所得的生物柴油产品满足现行德国、美国和我国新实行的《GB/T20802~2007》标准。不仅节约了能源,且甲醇、催化剂等消耗量少,能耗低,适用于各种原料油,经济性价比高,工艺简单...     

生物催化剂立体选择性的基因工程改造

野生型生物催化剂对于其天然底物通常具有较好的反应活性和选择性,但生物催化剂在有机合成中应用时多数情况下是非天然底物,这就要求对野生型生物催化剂进行改造,以提高其对非天然底物的反应活性、稳定性和选择性(包括区域选择性和立体选择性)。以下根据酶催化剂的类型总结了近几年来通过基因工程改变生物催化剂的立体选择性的最新进展,盼望起到抛砖引玉的作用,以此促进我国在这一领域的快速发展。     

生物催化立体选择性氧化还原中存在问题及其发展策略

以立体选择性氧化还原酶或其全细胞催化的不对称氧化还原反应已经成为转化光学活性手性醇及其他手性化合物的有效手段。然而,生物催化氧化还原反应体系存在着催化活性与专一性、反应体系与催化稳定性等生物催化剂所固有的局限性问题,而且,生物氧化还原反应必需辅酶及其再生问题也是限制该转化途径产业化应用的一个重要因素。围绕上述生物催化立体选择性氧化还原中存在的关键问题,现代分子生物技术及反应工程的不断突破和发展为改善生物催化立体选择性氧化还原在催化剂本身和反应工程方面的局限性提供了有效的发展策略,为其进一步大规模产业应用提供了发展基础。     

用荧光漂白恢复技术研究竹红菌乙素在小鼠肝癌细胞内的扩散过程

利用竹红菌乙素自身的荧光特征,在ＦＰＲ装置上直接测定了乙素在ＡＨ细胞内的侧向扩散系数和荧光漂白的恢复率。实验结果表明乙素在ＡＨ细胞内的扩散系数Ｄ＝３．２×１０＾－９ｃｍ＾２／ｓ＾－１荧光漂白恢复比率Ｒ＝９７．８％,上述实验说明乙素在细胞膜内与生物大分子之间没有形成共价键形式的结合状态。     

最新专利文摘

CN101608131 一种无副产甘油的生物柴油制备方法 本发明公开了一种无副产甘油的生物柴油制备方法,将酯交换试剂与动植物油脂混合,在催化剂存在下,30～450℃反应2～18h,其中酯交换试剂与动植物油脂的质量比为1：1～30：1,催化剂添加量为动植物油脂质量的1％～30％,反应器内压力为0．05～30MPa;过滤除去催化剂并蒸馏除去过量的酯交换试剂,产品即为生物柴油;反应产物无副产物甘油。     

酶工程

酶是最重要的生命物质之一,乃生物体内进行新陈代谢、自我复制、物质的合成、分解及转化所不可缺少的生物催化剂。在常温、常压等温和条件下酶能高度专一地、高效地催化底物发生反应。因此,酶的开发和利用是当代新技术革命中的一个重要课题。最近十多年来,酶在工业和医学上的研究和应用发展非常迅速,现已形成一个专门学科──酶工程。它是酶学基本原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合的结果。酶工程的原始定义主要是指自然酶制剂在     

超临界流体技术制备生物柴油进展及前景

超临界流体技术制备生物柴油不使用催化剂,生产过程清洁环保,是极具发展潜力的绿色可再生能源生产技术。本文首先简述超临界流体的特点及其用于生物柴油制备的物理、化学基础;其次详细分析超临界流体技术制备生物柴油的过程中反应温度、反应压力、醇油摩尔比、低碳醇种类、水、脂肪酸、反应器及反应形式等工艺控制条件对反应的影响和原因,并介绍超临界流体制备生物柴油中的过程强化方法和技术经济性。尽管超临界流体制备生物柴油具有原料适应性好、投资和运行成本低、生产过程清洁等优点,但存在反应条件苛刻、甲醇用量高等问题,从工业化角度指出使用廉价废弃油脂原料降成本、调节原料酸值降低反应苛刻度、连续化和大型化是超临界流体制备生物柴油技术的重点提升方向。     

不稳定生物样品的前处理

本文综述了几种不稳定生物样品的前处理方法,如易被酶解的蛋白变性或加入抑制剂使酶失活,易被氧化的加入抗氧剂或衍生化掩蔽不稳定基团,光不稳定的避光操作,易受pH值和温度影响的选择合适条件等,最大程度保证测定结果的准确性。     

基于“三温模型”的珍稀濒危荒漠植物半日花蒸腾速率研究

利用远红外热成像技术获取半日花叶温,并根据"三温模型"原理测定半日花的蒸腾速率,结果表明:在晴朗天气条件下,测定时间段内半日花蒸腾速率的日变化曲线呈"单峰型",且峰值出现在15:00,最低值出现在17:00;叶温在测定时间内均高于气温,叶温与气温差最大为9.58 K,最小为0.71 K;在半日花所测冠幅范围内,冠幅越大,其蒸腾速率越大,蒸腾扩散系数越小。样本中,最大冠幅半日花测定时间内的蒸腾速率均值最高,为9.42×10-6MJ m-2d-1,蒸腾扩散系数最低,为0.41;最小冠幅半日花测定时间内的蒸腾速率均值最低,为4.18×10-6MJ m-2d-1,蒸腾扩散系数最高,为0.76。试验测定结果与传统测定技术结果相比较表明:利用远红外热成像技术非接触无损伤测定半日花蒸腾速率具有可行性。     

手性医药化学品生物催化合成进展与实践

手性生物催化是利用生物催化剂对手性分子构型的识别能力进行选择性催化的新型物质加工过程,具有催化效率高、选择性强和反应条件温和等优势。近十年来,生物催化技术快速崛起,树立了多个大品种原料药过程替代的成功范例,成为手性医药化学品绿色制造不可或缺的重要工具。笔者分析了生物催化商业和学术发展的新动向,并结合笔者在手性药物生物催化合成的产业化开发实践,指出了今后的发展方向。     

细胞透性化技术及其应用

细胞透性化技术可以在不破坏细胞整体有机体系的情况下改变细胞膜的通透性,从而克服细胞膜的渗透屏障,降低胞外物质的传质阻力,使胞内酶在稳定的细胞内环境中发挥作用,从而提高其稳定性和催化效率.细胞透性化技术方法简便,在提高固定化细胞生物转化效率以及胞内酶的原位分析等方面有着广泛的应用.本文将简要介绍细胞透性化技术的概念、处理方法及其应用情况.     

固定化脂肪酶催化制备生物柴油条件优化

本文探讨了以固定化脂肪酶为催化剂催化制备生物柴油中醇油比、水含量、游离脂肪酸酸值和催化剂使用寿命对菜子油酯交换反应的影响,并与以NaOH、固体碱纳米水滑石为催化剂生物柴油的制备条件相比较.研究表明:固定化脂肪酶为催化剂所需最佳醇油比最低,仅为4:1,游离脂肪酸含量对酯交换反应影响甚微,且有较强的抗水性,固定化脂肪酶催化剂可可重复使用6次;NaOH为催化剂酯交换反应抗水性最强,随游离脂肪酸的增加,酯交换转化率显著降低;纳米水滑石为催化剂可重复使用5次,酯交换产物易分离,所得产品完全符合德国生物柴油标准.     

受体内化和核转位参与的细胞信息传递

近年来,对在物质信息的细胞内传递过程中进一步的认识,发现这些物质除了可经第二信使系统引起生物效应外,尚可通过激动剂介导的受体内化和核转位反应直接引起配体特异性的核基因表达改变。本文对受体内化和核转位过程及其影响因素作一概述。     

固定化全细胞催化可再生油脂合成生物柴油的稳定性

酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放、产物易分离回收等优点,越来越得到关注。全细胞催化剂,无需酶的提取和纯化,减少了酶活损失,有望大幅降低生产成本;Rhizopus oryzae IFO4697全细胞可以有效催化植物油脂合成生物柴油,进一步提高全细胞在催化植物油脂甲醇解制备生物柴油过程中的稳定性,对于工业放大具有重要意义。本实验对固定化全细胞Rhizopus oryzae IFO4697催化植物油脂合成生物柴油的稳定性进行了系统地研究,结果表明:反应体系水含量对于全细胞催化剂的反应活性和催化稳定性有重要影响,5%～15%含水量适宜;研究范围内,载体粒度及干燥方式对稳定性影响不显著;经过戊二醛交联后,全细胞催化油脂甲醇解反应的稳定性显著提高,1200h反应后,仍然可以保持75%的生物柴油得率;真空抽滤直接回用的方式有利于稳定性的保持。在优化条件下,回用20个批次,生物柴油得率可维持在80%。     

提高三角酵母细胞DAO表观活力的透性化研究

三角酵母(Trigonopsis variabilis)的D-氨基酸氧化酶(D-amino acid oxidase,DAO,EC1.4.3.3)是一种胞内酶,完整细胞并不呈现酶促活性。为了获得三角酵母细胞的较高表观活力,需对细胞进行处理以改变壁和膜对反应底物和产物的通透性。研究中比较了冻融、丙酮、丁醇和十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethylammonium bromide,CTAB)等理化因子的透性化效率,并对丙酮的透性化条件进行了优化。证明丙酮的透性化作用与溶剂浓度、保温时间和温度有关。30%～35%丙酮浓度,4～28℃保温,可得到最大酶活力。透性化所需时间极短,在5min内即可完成。同时,透性化细胞中的DAO比无细胞抽提液中的酶对热更为稳定。用丙酮透性化细胞作为生物催化剂可有效地转化头孢菌素C(Cephalosporin C, CPC)为戊二酰-7ACA(Glutaryl-7-ACA,GL-7ACA)。     

氮杂环卡宾二氧化碳加合物催化转酯反应制备生物柴油

为了开发一种无金属有机催化剂用于生物柴油的制备,合成了一系列咪唑(啉)类氮杂环卡宾的二氧化碳加合物(N-heterocyclic carbenes CO2adducts,NHC-CO2),通过加热使其释放游离卡宾,并催化转酯反应制备生物柴油。为了比较催化活性,不同结构的NHC—CO2被用于大豆油的转酯反应中。结果发现:当使用咪唑类催化剂时,产物中甲酯含量大于90%,而当使用咪唑啉型催化剂,甲酯含量不足20%,这说明咪唑类催化剂更适合本研究中的转酯反应。催化剂最佳用量为大豆油的2%(摩尔百分比),最佳醇油比为12∶1。本研究中催化剂前体释放游离卡宾进入反应介质,反应迅速,产品分离简单,是制备生物柴油的有效绿色方法。     

分析植物组织中海藻糖的气质联用及毛细管气相色谱法

介绍一种用1-甲基咪唑为溶剂和催化剂、盐酸羟胺和乙酸酐为肟化和乙酰化试剂,对植物样品中海藻糖等糖类物质进行乙酰化衍生化后的气相色谱分离、质谱鉴定的分析方法.以核糖醇为内标,通过校准曲线对植物组织中的海藻糖进行定量分析.此法测定海藻糖的最低量可达8.17×10-11g,适于植物样品中微量海藻糖的分析测定.     

甲烷单加氧酶的催化性能和活性中心结构

甲烷单加氧酶是甲烷利用细菌代谢甲烷过程中的重要酶系,它能够催化烷烃羟基化和烯烃环氧化反应;还能催化降解氯代烃类,可用于环境中氯代烃类化合物污染的治理,是具有广泛应用前景的生物催化剂．甲烷单加氧酶是含有μ－氧桥双核铁催化活性中心的蛋白,它的研究对分子氧的活化、化学催化剂的设计具有重要意义．文章介绍了甲烷单加氧酶催化性能和机理的最新研究进展．