植物油新材料研究与开发

植物油高分子材料是生物材料领域一个新兴研究方向.以植物油为原料可以合成聚烯烃、聚醚、聚酯以及聚氨酯等系列高分子化合物.本文总结了利用植物油合成高分子材料的各种化学反应路径,并对植物油新材料清洁生产工艺发展趋势进行了分析.     

合成生物学在化工新材料领域的应用及展望

材料是一切经济活动的基础,每一次社会变革都伴随着材料的更新迭代。化工材料多以石油为原料制得,但是这种工艺路线碳排放量大。合成生物学的发展得益于学科交叉和技术创新,是新一轮的材料革命推动者,用生物合成的方式,改变传统的石油化工生产工艺,为材料科学的发展注入了新的动力。围绕合成生物学在化工新材料中的应用,重点介绍了合成生物学在高分子材料领域的发展和产业化情况,以期探究未来新材料在碳中和背景下的发展路径。     

聚丙烯酰胺微生物降解研究进展

聚丙烯酰胺是一类重要的水溶性高分子聚合物,已广泛应用到工农业生产的各个领域和人们的日常生活中。由于具有良好的理化特性,一直被认为是安全、无毒和稳定的,所以有关其在自然界中的降解及其可能产生毒性的研究在很长一段时期内被忽视。事实上,聚丙烯酰胺在环境中的残留、迁移、降解对环境具有潜在危害性。目前,其应用范围和规模正呈现快速增长趋势,而其研究多集中在其合成和应用方面,对聚丙烯酰胺的降解尤其是生物降解研究极少。     

蛋白质类医用高分子微生物合成的研究进展

蛋白质类医用高分子是一类重要的功能高分子材料,在生物医学领域有着广泛的应用。随着现代生物技术特别是分子生物学技术的发展,微生物合成医用高分子材料已成为可能。微生物合成除了大规模、低成本的特点外,还可对蛋白质高分子进行分子设计,从而赋予其新的材料性能,以满足不同的需要。该文综述了蛋白质类医用高分子（胶原与明胶、弹性蛋白、丝蛋白）微生物合成的研究进展,指出微生物合成的原理方法及应用现状,并对其发展前景进行了展望。     

我国聚β—羟基丁酸的研究进展与展望

聚采β-羟基丁酸（PHB）是细菌细胞内积累的一种能被微生物的酶所降解的一种高分子聚合物,作为细胞内的能源和碳源物质。介绍了PHB的特性和应用情况。PHB的合成机理和主要技术方法,我国PHB的研究进展和展望等。     

c-di-GMP对细菌胞外多糖合成与运输的调控

环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)的发现已有29年。作为重要的细菌第二信使,c-di-GMP可参与调节细菌生物膜的合成与降解、运动、毒性、细胞周期、细胞分化等多种活动过程。胞外多糖(EPS)是细菌生物膜的主要组成成分,其合成和运输主要受c-di-GMP调控。目前细菌胞外多糖在医药、食品、农业、工业和环保等多个领域均有广泛的应用,其相关研究备受关注。本文旨在论述细菌中c-di-GMP合成与降解的调控,部分合成酶(Diguanylate cyclase,DGC)与降解酶(Phosphodiesterase,PDE)及其受体分子(Receptor)晶体结构等研究成果,并结合我们研究农杆菌ATCC31749中c-di-GMP对可德胶合成调控的基础上,重点阐述c-di-GMP对纤维素、藻酸盐、多聚氮乙酰葡萄糖胺(PNAG)和可德胶等EPS合成与运输的调控机制。     

γ-聚谷氨酸的微生物合成、相关基因及应用展望

γ-聚谷氨酸是一种具有极强水溶性、生物相容性、可完全降解性的环境友好型新材料。介绍γ-聚谷氨酸的基本性质、微生物合成及其影响因素,综述其合成相关基因、合成酶复合体的研究进展及在水凝胶和药物载体方面的应用前景。     

水处理絮凝剂研究与应用进展

水处理絮凝剂的发展经历了从最初的传统絮凝剂,到无机高分子絮凝剂,再到有机高分子絮凝剂;从简单的天然有机高分子絮凝剂,到合成的有机高分子絮凝剂,再到基于生态安全性的天然改性有机高分子絮凝剂;从单纯的无机或有机高分子絮凝剂,到有机 无机复合絮凝剂;从化学絮凝剂,再到具有生态安全性能的生物絮凝剂.为了促进水处理絮凝剂的迅速发展和实际应用,本文综述了水处理絮凝剂在国内外的研究进展与应用现状,重点对化学和微生物两大类絮凝剂分别阐述了其特点以及在水处理中的应用情况,并对其发展方向进行了分析和评价;尤其是针对目前我国絮凝剂研究与开发应用中的不足,对今后的研究工作提出了一些建议和设想.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯水解酶研究进展

塑料自20世纪首次合成以来给人类生活带来了极大的便利。然而,塑料稳定的高分子结构导致了塑料废弃物的持续堆积,对生态环境和人类健康均造成严重威胁。聚对苯二甲酸乙二醇酯[poly(ethylene terephthalate),PET]是产量最高的一种聚酯类塑料,近年来PET水解酶的相关研究展现出生物酶法对塑料进行降解、回收的巨大潜力,也为塑料生物降解机制研究建立了参考范例。本文综述了不同微生物来源的PET水解酶及其PET降解能力,阐述了最具代表性的PET水解酶—IsPETase降解PET的催化机理,并总结了近年来通过酶工程改造而获得的高效降解酶,为未来的PET降解机制研究、PET高效降解酶的进一步挖掘和改造提供参考。     

一株高效降解芘的细菌分离、鉴定及其降解效果

摘要：【目的】获得高效降解高分子量多环芳烃的细菌,并研究其对多环芳烃的降解能力。【方法】利用富集培养和芘升华平板方法,从焦化厂污染土壤中分离多环芳烃降解细菌,对分离菌株通过形态特征、16S rRNA基因和gyrb基因序列相似性分析进行鉴定,并研究该菌对高分子量多环芳烃（HMW-PAHs）的降解效果。【结果】筛选到一株能以芘、苯并蒽、屈、苯并芘、茚并芘、苯并苝、荧恩为碳源和能源生长并降解这些底物的菌株HBS1,该菌株的16S rRNA基因和gyrb基因序列与Gordonia amicalis的相应基因的相似     

石油基塑料的微生物降解

石油基塑料种类繁多、数量巨大、应用广泛,常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PUR)等。这些合成塑料因其高分子量、高疏水性及高化学键能的特点难以被微生物降解,从而在环境中长期存在和累积,"白色污染"已经成为一个全球性问题。因此安全经济的微生物降解合成塑料是人类面临的一个选择和难题。文中从微生物资源及相关酶学研究方面综述了聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯这6种石油基塑料的生物降解的研究现状。目前关于上述6种石油基塑料的微生物降解研究依然大多停留在微生物资源的寻找中,已发现的具备相关能力的菌株种类较少,并且微生物降解效率均非常缓慢;对于其降解机理及关键基因和酶的研究比较少。文中为进一步开展塑料生物降解研究,寻找高效的塑料降解菌株资源以及进一步在遗传、分子和生化水平研究塑料生物降解机理研究,从而最终实现合成塑料的彻底降解和高值化利用提供了借鉴。     

高等植物脯氨酸代谢研究进展

很多植物在胁迫条件下可以通过增加合成、减少降解而在体内累积大量脯氨酸,这对于调节渗透平衡、防止渗透胁迫对植物造成伤害、清除自由基、保护细胞结构具有重要意义。脯氨酸合成、降解相关酶的编码基因大都已经克隆到,但对脯氨酸在植物发育中的具体作用、胁迫条件下脯氨酸累积的分子机理了解还比较少。概述了植物控制脯氨酸合成、降解相关酶的编码基因的研究进展情况。     

一株高效丙烯腈降解细菌Rhodococus rhodochrous BX2的丙烯腈降解条件优化

【目的】以丙烯腈为目标污染物,利用实验室已筛选获得的一株高效腈降解菌Rhodococus rhodochrous BX2,研究其对丙烯腈的降解特性,优化降解条件以提高菌株对丙烯腈的降解能力。【方法】通过单因素试验和响应面分析相结合的方法优化Rhodococus rhodochrous BX2对丙烯腈的降解条件。考察外加碳、氮源对BX2的生长及丙烯腈降解的影响,并确定其在丙烯腈合成废水中对丙烯腈的处理效果。【结果】菌株BX2优化后的最佳降解条件为:底物浓度403.51 mg/L、p H 7.44、温度34.46°C,在此条件下丙烯腈的降解率为95.1%。外加碳源为葡萄糖,或外加氮源为氯化铵对菌株生长及丙烯腈降解有明显的促进作用。菌株Rhodococus rhodochrous BX2能够高效降解合成废水中的丙烯腈,在30 h时其丙烯腈降解率可达89.4%。【结论】降解条件优化以及外源物质的添加强化了菌株对丙烯腈合成废水的处理效果,为生物法处理丙烯腈废水新方法的开发提供技术支持。     

生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

聚β-羟基丁酸(PHB)是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下,作为碳源和能源贮存在生物体内的一类热塑性聚酯.它作为微生物合成的可降解材料,除了具有与化学合成高分子相似的性质外,还具有一般化学合成高分子没有的性质,如光学活性好、透氧性低、抗紫外线辐射、生物可降解性、生物组织相容性、压电性和抗凝血性等,具有广阔的应用前景,越来越受到人们的关注.国内外的许多公司和科研机构纷纷开展可降解塑料的研发工作.着重介绍了PHB的理化性质、检测方法、生物合成、降解以及基因改良菌种方面的研究进展,同时对其应用、目前存在的问题以及可能的解决方案进行了讨论.     

用SDS．NaClO从重组大肠杆菌中分离聚-β-羟基丁酸酯

聚－β－羟基丁酸酯(PHB)是微生物合成的一种以颗粒状态存在于细胞中的高分子聚合物,由于它具有生物可降解性、生物相容性等特性,在医学上具有独特而广阔的应用前景。从微生物细胞中分离PHB的方法有溶剂萃取法⑵、化学试剂法〔2-4〕和酶法⑸。目前工业生产中以溶剂萃取法和酶法为主,但这两种方法成本均很高。用次氯酸钠破细胞壁从真养产碱杆菌中分离PFIB的化学试剂法具有操作简单、效率高等优点⑹,但次氯酸钠会引起PHB分子的严重降解〔7.8〕。Hahn等人⑼比较了用次氯酸钠作用于真养产碱杆菌和重组大肠杆菌的情况,发现低浓度的次氯酸钠对重组大肠杆菌中的PHB几乎不降解,高浓度的次氯酸钠降解作用也小于对真养产碱杆菌中PHB的降解。本文研究了用NaClO与SDS相结合的作用从重组大肠杆菌中分离PHB的方法,试图利用二者的互补作用．降低SDS用量,减少对PHB分子量的降解．以获得较高纯度和分子量的PHB。     

芘在土壤中的共代谢降解研究

高分子量多环芳烃（PAHs)的降解通常以共代谢方式进行,研究比较了高分子量多环芳烃代表种类芘作为唯一C源和能源的降解过程和有共代谢底物存在下的降解过程,结果表明,25d后前者中芘的降解率57％,而后者中芘的降解率为80％,且有共代谢底物存在下,芘在降解过程中关衰期缩短;水扬酸,邻苯二甲酸,琥珀酸钠能作为共代谢底物提高芘的降解率,琥珀酸钠效果最好,芘和低要子量多环芳烃之间也有共代谢关系,菲促进了芘的降解,但萘未出现同样的结果,此外,这阐明了共代谢原理和适宜作高分子量多环芳烃共代谢底物的物质。     

生物降解地膜新材料的发展及产业化前景

地膜是我国农业生产中重要的物质生产资料之一,其广泛应用促进了农业生产方式的改变,提高了农业生产力,但同时地膜残留也带来严重的"白色污染"。近年来,由于降解新材料与加工工艺的不断创新,降解地膜得到了快速发展。就生物降解地膜出现的背景、发展过程、应用现状、面临的问题及其产业化前景进行了论述和分析。随着技术进步和环境问题的日益突出,生物降解地膜将成为21世纪农业新材料发展的重要领域。     

新型耐磨高分子人工关节材料生物相容性研究

新型耐磨高分子人工关节材料是用８０ＫｅＶ不同剂量Ｃ３Ｈ８＾＋和Ｎ２＾＋对超高分子聚乙烯样品表面进行离子注入后的材料,通过对该材料进行弹性反冲探测,显示其磨损性能增强。通过各项相容性试验,其均符合各项试验标准,并与对照样品在试验过程中出现的情况一致。因此,经离子注入的超高分子聚乙烯作为新型耐磨高分子人工关节材料可应用于临床。     

丛毛单胞菌在环境污染物降解方面的研究进展

环境污染物的微生物降解是环保领域研究的一个热点。研究发现,丛毛单胞菌对多种污染物有很好的降解效果。综述目前已分离的一些丛毛单胞菌对不同污染物的降解特性、代谢途径,并分析了影响其降解效果的各种因素,介绍应用现状并对前景进行展望。     

一种可降解的阳离子聚合物基因转染试剂

目的：合成一种高效、低毒的新型阳离子聚合物载体。方法：以低分子量的聚乙烯亚胺（PEI）为阳离子聚合物的基本单位,以可水解的2,4-戊二醇二丙烯酸盐（PODOA）为交联剂,合成高分子聚合物。用DNA凝胶迟滞实验验证聚合物与DNA的亲和力,以绿色荧光蛋白基因和萤光素酶检测其基因转染效率,用聚合物凝胶电泳实验鉴定其降解性,以MTT法检测其细胞毒性。结果：聚合物具有高的DNA结合亲和力、高基因转染效率,基因转染后的萤光素酶活性高达3×10^9RLU／mg,其基因转染效率相当于甚至优于目前市售的转染试剂,而细胞毒性明显低于其他试剂。该聚合物在中性环境下可降解,而在酸性条件下非常稳定。结论：合成的聚合物具有高转染效率和低细胞毒性,可能在转染和基因治疗研究中起重要作用。