Chemistry & Bioengineering

在介绍石油降解微生物及其降解机理的基础上,重点阐述了石油污染土壤的生物修复技术研究进展,主要包括生物刺激法、生物强化法、生物通风法及微生物联合修复法,并对未来的研究方向进行了展望.

植物源生物炭是一种廉价高效的吸附剂.综述了植物源生物炭的制备方法、活化方法及其对抗生素的吸附研究进展,分析了吸附效果的影响因素,并展望了其未来的研究方向,为植物源生物炭用于水体中抗生素的吸附处理提供了一定的参考.

采用红外光谱(IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)联用等手段对煤制乙二醇工艺中草酸二甲酯加氢催化剂的结焦物进行了分析,并探究了加氢催化剂结焦的原因.结果表明,结焦物是由加氢反应过程中,包括草酸二甲酯、乙醇酸甲酯、乙二醇以及各种加氢副产物在内的醇类和酯类物质自聚或相互聚合生成的一种结构复杂的聚合物.根据结焦物的组分并结合工业装置运行的情况,认为加氢过程中生成的高沸点醇类物质的积累是导致加氢催化剂结焦的主要因素,而草酸二甲酯的品质对延缓加氢催化剂的结焦影响明显.

将氯化锂(LiCl)添加到聚乙烯醇(PVA)水溶液中制成铸膜液,以微孔聚丙烯(PP)膜作为基膜和覆膜,制备了 PVA/PP复合膜,采用透湿性测量平台研究了 PVA/PP复合膜的透湿性,分析了气体流量、高湿气体进口相对湿度和两侧通道高度对PVA/PP复合膜水蒸气传质通量和湿交换率的影响.结果表明,PVA/PP复合膜可以选择性透过水蒸气,阻止CO2透过;随着LiCl质量浓度的增加,水蒸气传质通量增加;随着气体流量的增加,水蒸气传质通量增加,湿交换率降低;随着PVA/PP复合膜两侧气体湿度差的增大,水蒸气传质通量增加,湿交换率升高;随着两侧通道高度的增加,水蒸气传质通量减小,湿交换率降低.

以9-氨基-(9-脱氧)表辛可宁(2)和方酸二乙酯(3)为原料,经缩合反应得到一种结构新颖的辛可宁-方酰胺催化剂(1),并将其应用于催化β-硝基苯乙烯(4)和乙酰丙酮(5)的不对称Michael加成反应,得到手性3-(2-硝基-1-苯基乙基)戊-2,4-二酮(6),通过1HNMR、13CNMR、MS等手段对辛可宁-方酰胺催化剂及催化产物6的结构进行了表征,并对催化产物6的合成条件进行了优化.结果表明,在辛可宁-方酰胺催化剂用量n(辛可宁-方酰胺催化剂)∶n(β-硝基苯乙烯)为0.08∶1、溶剂为二氯甲烷、室温下反应12 h的最佳条件下,催化产物6收率达到90％,ee值＞99％.

建立了同时测定新疆不同产地沙枣花中椴树苷、紫云英苷含量的HPLC法.色谱条件为:Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱温30 ℃,流动相为乙腈(A)-0.1％磷酸水溶液(B),梯度洗脱,流速1.0 mL·min-1,检测波长360 nm,进样量10 μL.结果表明,椴树苷、紫云英苷浓度分别在12.687 5～406.00μg· mL-1、3.281 3～105.00 μg·mL-1范围内与峰面积线性关系良好,平均加标回收率分别为98.74％、98.40％,RSD值分别为2.78％、2.17％.该方法稳定可靠,可应用于沙枣花的质量控制.

采用化学共沉淀法制备了 Fe3O4纳米粒子,将款冬花多糖与Fe3O4纳米粒子超声反应制备了款冬花多糖磁性纳米粒;以款冬花多糖磁性纳米粒粒径和分散系数(PDI)为考察指标,在单因素实验的基础上,运用Box-Behnken响应面法优化了款冬花多糖磁性纳米粒的制备工艺.结果表明,在m(款冬花多糖)∶m(Fe3O4纳米粒子)为1∶1.0、超声时间为30 min、超声功率为400 W的最佳条件下,款冬花多糖磁性纳米粒的粒径为678.6 nm、PDI为0.554,款冬花多糖磁性纳米粒中多糖含量为16.31％、铁含量为31.31％,为款冬花多糖的进一步应用奠定了基础.

通过浸渍吸附法将伊立替康(ICA)和姜黄素(CUR)负载于MIL-100(Fe)中,成功制备了双载药复合物ICA/CUR@MIL-100(Fe),建立了 同时测定 ICA/CUR@MIL-100(Fe)中 ICA、CUR 载药量的 HPLC 法,并进行了方法学验证.色谱条件为:Agilent C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),柱温25 ℃,流动相为乙腈-水溶液(含8％冰醋酸、0.08 mol·L-1十二烷基硫酸钠、0.002 mol·L-1磷酸氢二钠)(48∶52,体积比),流速1.0 mL·min-1,检测波长376 nm,进样量20 μL.结果表明,该方法线性关系良好,ICA和CUR的平均加标回收率分别为100.06％±0.81％、101.07％±1.59％,RSD 值分别为 0.81％、1.57％;ICA 和 CUR 的平均载药量分别为 12.33％±0.66％、26.97％± 1.59％.该方法快速、灵敏、精确,可用于同时测定ICA/CUR@MIL-100(Fe)中ICA、CUR的载药量.

以2-氟苯乙酮(2)为起始原料,经溴代、丙二腈取代、环合、脱氯得到5-(2-氟苯基)-1 H-吡咯-3-甲腈(6),然后与1-(3-甲氧基丙氧基)苯磺酰氯(7)发生亲核取代反应得到5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲腈(8),再经催化氢化、还原氨化得到柯诺拉赞-d3(1),其结构经NMR和MS确证,7步总收率为14.1％,化学纯度为99.5％,同位素丰度为98.3％,可作为稳定同位素内标试剂用于临床药物代谢动力学研究.

通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术克隆获得了 4个水虻脂肪酸合成关键基因乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因HiACC和脂肪酸合成酶(FAS)基因HiFAS1、HiFAS2、HiFAS3,对其进行序列分析和系统进化树构建,并利用RT-qPCR检测分析了其在水虻不同发育阶段、组织、营养条件下的表达模式.结果表明,HiACC、HiFAS1、Hi-FAS2、HiFAS3等4个基因在双翅目昆虫中高度保守;4个基因均在卵期、4～5龄幼虫期表达量较高,在蛹期表达量较低;4个基因主要集中在脂肪体和前中肠表达;与基础饲喂对照组相比,饥饿组、高脂饲喂组的4个基因表达量均显著下调,其中在饥饿胁迫下表达量最低.为后续研究ACC和FAS的表达调控机制,提高水虻油脂积累效率提供了理论依据.

以泡沫金属镍、九水合硝酸铁和硝酸锰为主要原料,采用浸渍法制备了 1种适合燃煤电厂脱硝反应用低温SCR催化剂,对其制备工艺参数进行了优化,并对其脱硝性能进行了评价.结果表明,最佳制备工艺参数如下:Fe负载量为8％、Mn负载量为4％、煅烧温度为500 ℃;当"(NH3)∶n(NO)为1.0∶1、O2含量为5％、空速为30 000 h-1时,低温SCR催化剂Fe8Mn4/Ni对模拟烟气的脱硝效率较高,当温度为160 ℃时,脱硝效率达到85％以上,能够满足低温条件下的使用需求.

以NH4HCO3和NH4Al(SO4)2为原料,采用沉淀法合成了前驱体碳酸铝铵(AACH),再经热解得到氧化铝粉体,系统研究了热解温度、干燥方式、NH4HCO3与NH4A1(SO4)2物质的量比对前驱体AACH和热解产物氧化铝的影响.结果表明,在NH4HCO3与NH4Al(SO4)2物质的量比为10∶1、无水乙醇置换水干燥AACH、热解温度为1 025 ℃的条件下,可以得到粒径约50 nm、比表面积93.23 m2·g-1、分散性较好的纳米氧化铝粉体.当纳米氧化铝粉体中掺入2.0％TiO2时,在含8％H2的N2气氛下1 550 ℃烧结2 h,可以得到相对密度97.40％、体积电阻率3.47×109Ω·cm的氧化铝陶瓷.

类胡萝卜素属于萜类化合物,在染色、食品、医药等领域具有很高的应用价值.类胡萝卜素常采用化学合成法、植物提取法和微生物发酵法得到,其中微生物发酵法最具发展前景.综述了胶红酵母产类胡萝卜素的代谢途径、优化菌株培养策略及类胡萝卜素提取策略,并介绍了利用基因工程手段调控关键酶基因的表达水平来提高类胡萝卜素产量及控制代谢途径筛选类胡萝卜素高产菌株,为类胡萝卜素的工业化生产提供了理论依据.

将那他霉素精品在光照强度5 000 Lx下进行光降解,得到那他霉素光降解杂质粗品,采用制备液相色谱法对那他霉素光降解杂质粗品进行分离纯化,并通过MS和NMR等分析手段对其结构进行鉴定,确定该光降解杂质为那他霉素的C12位差向异构体.

采用自制一体式膜生物反应器(MBR)深度处理垃圾渗滤液(COD 800～1 300 mg·L-1、氨氮40～80 mg· L-1),考察了 MBR启动及优化条件下连续运行状况.结果表明,启动11 d后COD、氨氮去除率分别达到63.65％、81.78％;在HRT为24 h、DO为3～4 mg·L-1的最优条件下运行28 d,COD、氨氮去除率分别达到80％以上、90％以上,但跨膜压差从20.3 kPa增至46.8 kPa,表明膜污染产生且逐渐加剧;傅立叶变换红外光谱分析表明,膜面污染物与污泥的有机官能团相似;荧光光谱分析表明,膜面污染物主要为多糖类、类色氨酸蛋白质、类富里酸和类腐殖酸;对比分析MBR稳定运行15 d和28 d时的胞外聚合物和溶解性微生物产物的特征荧光峰,发现膜面污染物的特征荧光峰与胞外聚合物、溶解性微生物产物的荧光峰相似,且与胞外聚合物的相似性更高,说明胞外聚合物为膜污染的主要来源,溶解性微生物产物为膜污染的次要来源,因此MBR长期稳定运行需重点关注胞外聚合物的控制.

建立了顶空-气相色谱法检测注射用阿尼芬净的卤化丁基胶塞中的2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基环戊烷、环己烷等5种挥发性化合物.采用DB-624色谱柱,起始温度60 ℃保持3 min,以5 ℃·min-1升温到80 ℃保持10 min,再以15 ℃·min-1升温到240 ℃保持10 min,分流比20∶1,顶空瓶80℃平衡40 min.在上述条件下,5种挥发性化合物的分离度均大于1.5,其浓度均在0.1～20 μg·mL-1范围内与峰面积线性关系良好,加标回收率均在81.1％～101.7％之间,相对标准偏差均小于10％.该方法专属性强、重现性好、准确度高,可用于包装材料与药品相容性试验中的可挥发性化合物的检测.

采用水热氧化法处理压裂返排液反渗透浓水,考察不同水热氧化条件下的COD、总磷去除效果;对水热氧化一级出水进行生化处理形成二级出水,研究COD去除效果;对处理效果较好的二级出水继续进行化学除磷和活性炭吸附.结果表明,在温度为270 ℃、初始氧分压为1～2 MPa的最优条件下,水热氧化一级出水COD去除率可达到54.57％～66.78％,总磷去除率≤10％,有机磷转化率达到87.3％～91.3％.5种条件下的一级出水继续进行生化处理,COD的去除效果差异较小,去除率在26.0％～36.1％之间.生化处理后的二级出水继续进行化学除磷,当PAC投加量为1 450 mg·L-1时,总磷可降至0.53 mg·L-1,无机磷可降至0.20 mg·L-1,总磷去除率为95.18％,其除磷效果优于水热氧化一级出水直接进行化学除磷的效果.化学除磷后继续投加粉末活性炭吸附,COD去除效果较为明显,建议在实际工程中应对紧急情况时,可投加粉末活性炭避开高盐废水难生物降解问题,使最终出水满足排放要求.

利用有机物易于接枝修饰的优点,以壳聚糖基有机物为粒子电极、Ti/Sn-Sb-La钛锡电极为阳极、石墨电极为阴极,构建了三维电极体系,研究了其对含酚废水的降解效果,并探究了降解机制.结果表明,因为壳聚糖基粒子电极的填充,构建的三维电极体系极板间距缩小、比表面积增大、活性反应位点增加、传质速率加快,降解速率显著提高,其对150 mg·L-1含酚废水的100 min降解率可以达到80％,且废水浓度较高时降解速率较快.

利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对SiO2纳米粒子进行改性,得到改性SiO2纳米粒子,通过FTIR和接触角分析对其进行了表征,并通过静态实验考察了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液、SiO2-SDS纳米流体、改性SiO2-SDS纳米流体在有、无氯化镁存在下对CO2 泡沫的起泡性、发泡性和稳定性的影响.结果表明,经改性SiO2纳米粒子表面改性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面在油-水体系中更亲油,在空气-水体系中更亲气;与SDS溶液(质量浓度0.236％,半衰期80 min)相比,SiO2(质量浓度0.06％)-SDS纳米流体、改性SiO2(质量浓度0.05％)-SDS纳米流体的泡沫半衰期均有所延长,分别延长至120 min、140 min;当SDS质量浓度从0.236％增至0.472％时,改性SiO2-SDS纳米流体的泡沫半衰期从140 min延长至270 min;在氯化镁存在下,改性SiO2-SDS纳米流体的泡沫半衰期可达90 min.

合成了 6个吴茱萸碱衍生物5a～5f,并通过血管环实验、CCK-8细胞增殖实验、内皮细胞毒性实验对其血管舒张活性、细胞毒性进行了研究,通过网络药理学方法筛选了吴茱萸碱与高血压的关联靶点,通过分子对接分析了高活性衍生物5a与5个关联靶点的相互作用模式.结果表明,吴茱萸碱衍生物5a～5f均对苯肾上腺素预收缩的大鼠肠系膜动脉血管具有舒张作用,其中衍生物5a的舒张作用最强;吴茱萸碱衍生物5a～5f对肝癌细胞的细胞毒性相比吴茱萸碱有所改变,其中衍生物5a、5c对肝癌细胞的细胞毒性有所下降;衍生物5a对内皮细胞HUVEC的损伤比吴茱萸碱略小;筛选出吴茱萸碱与高血压的关联靶点5个,活性较高的衍生物5a与这5个关联靶点的结合能均较高,可以通过氢键、疏水作用和碳氢相互作用等多种方式进行对接,表明这类吴茱萸碱衍生物很可能通过多靶点共同作用而具有了较高的血管舒张活性.