大肠杆菌耐热元器件的构建及其应用

以提高大肠杆菌耐热性为目的,基于腾冲嗜热菌(Thermoanaerobacter tengcongensis MB4)热激蛋白基因T.te-HSP20构建了诱导型耐热元器件T7-T.te-HSP20和组成型耐热元器件gapA-T.te-HSP20,转入大肠杆菌(Escherichia coli)获得工程菌E.coli-TH和E.coli-GH。工程菌E.coli-TH在30℃和IPTG诱导下,目标蛋白呈可溶性表达,经50℃热激30 min后,存活率提高了3.2倍。高温发酵表明gapA-T.te-HSP20扩宽了工程菌E.coli-GH的最适生长温度的范围(37~43℃),较大程度提高了大肠杆菌的耐热性。抗逆性分析还发现工程菌E.coli-GH具备了耐热与耐丁醇的双重功能,并有一定的抗乙酸和乙醇能力。为工业梯度升温发酵生产生物基产品的高效制造、节省成本提供了新思路。     

类泛素介导和热激响应协同提高酿酒酵母的热稳定性

通过调节类泛素和热激响应介导的酿酒酵母内部的活性蛋白质平衡,提高酵母细胞的热稳定性和乙醇发酵性能,从而达到工业生产中降低控温能耗的目的。将5个蛋白质平衡相关基因分别与调控基因FBA1p组合构建耐热元器件,并将其导入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae INVSC1,通过梯度升温培养筛选得到能赋予酵母细胞较好耐热性的类泛素元器件FBA1p-atg8和热激蛋白元器件FBA1p-hsp104;其对应的工程菌S.c-ATG8和S.c-HSP104在40℃恒定培养下,OD660值均比对照高50%以上(84 h),细胞存活率分别是对照的1.64倍和3.01倍(72 h),且都具有较好的细胞壁完整性及海藻糖合成量。将atg8与hsp104组合构建成双功能耐热元器件,其工程菌S.c-ATG8-HSP104在40℃恒定发酵的生长能力、细胞活力和乙醇生产能力都明显优于S.c-ATG8与S.c-HSP104。结果表明,通过类泛素介导与热激蛋白响应协同调节胞内活性蛋白质平衡可以有效地提高酿酒酵母的热稳定性。     

类泛素介导和热激响应协同提高酿酒酵母的热稳定性

通过调节类泛素和热激响应介导的酿酒酵母内部的活性蛋白质平衡,提高酵母细胞的热稳定性和乙醇发酵性能,从而达到工业生产中降低控温能耗的目的。将5个蛋白质平衡相关基因分别与调控基因FBA1p组合构建耐热元器件,并将其导入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiaeINVSC1,通过梯度升温培养筛选得到能赋予酵母细胞较好耐热性的类泛素元器件FBA1p-atg8和热激蛋白元器件FBA1p-hsp104;其对应的工程菌S.c-ATG8和S.c-HSP104在40℃恒定培养下,OD₆₆₀值均比对照高50%以上(84h),细胞存活率分别是对照的1.64倍和3.01倍(72h),且都具有较好的细胞壁完整性及海藻糖合成量。将atg8与hsp104组合构建成双功能耐热元器件,其工程菌S.c-ATG8-HSP104在40℃恒定发酵的生长能力、细胞活力和乙醇生产能力都明显优于S.c-ATG8与S.c-HSP104。结果表明,通过类泛素介导与热激蛋白响应协同调节胞内活性蛋白质平衡可以有效地提高酿酒酵母的热稳定性。     

大肠杆菌温敏耐热系统的构建与应用

发酵过程中热胁迫不仅影响微生物的生长和生产,还因冷却控温增加了生产成本。通过人工设计合成的温敏型RNA开关调控来源于腾冲嗜热菌(Thermoanaerobacter tengcongensis MB4)的热激蛋白DnaK的表达,该温敏型耐热系统显著提高了大肠杆菌的耐热性,同时还减少了大肠杆菌在37℃过表达热激蛋白的代谢负荷。将该系统应用于产赖氨酸大肠杆菌的高温发酵,不仅强化了其在40℃下的生长能力,而且显著提高了其在高温下的生产能力,赖氨酸产量比对照组提高了2.95倍。温敏型耐热系统的应用为人工耐热生物系统的构建提供了新方法。     

PPDI型聚氨酯弹性体的耐热性研究

以对苯二异氰酸酯（PPDI）和不同的聚合物多元醇制得了PPDI型聚氨酯弹性体（PUE）,并对其进行了动态力学分析（DMA）,通过确定储能模量（E＇）-温度（T）曲线中的拐点温度和logE＇-T中的高弹态平台区的斜率,研究了PUE材料的耐热性.最终研究结果表明,MDI型PUE的耐热性能低于PPDI型PUE的耐热性能,芳香族的扩链剂能够提高PUE的耐热性能;分子结构和聚集态结构的不同,使PUE的热稳定性各不相同.     

PPDI型聚氨酯弹性体的耐热性研究

本文以对苯二异氰酸酯（PPDI）和不同的聚合物多元醇制得了PPDI型聚氯酯弹性体（PUE），并对其进行了动态力学分析（DMA），通过确定储链模量（E’）-温度（T）曲线中的拐点温度和logE＇-T中的高弹态平台区的斜率，研究了PUE材料的耐热性。最终研究结果表明．MDI型PUE的耐热性能低于PPDI型PUE的耐热性能．芳香族的扩链剂能够提高PUE的耐热性能：分子结构和聚集态结构的不同．使得PUE的热稳定性各不相同。     

耐高温加成型硅橡胶灌封料耐热性研究

研究加成型硅橡胶灌封料耐热性。通过热老化前后物理机械性能测试，考察了影响加成型硅橡胶灌封料耐热性的因素，用热失重－差示热分析仪（ＴＧ－ＤＴＡ）考察了金属氧化物耐热添加剂对提高加成型硅橡胶灌封料耐热性的效果，分析了耐热添加剂的作用机制。     

枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因的克隆与表达

目的克隆、表达枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因,并检测其酶学性质。方法从枯草芽孢杆菌染色DNA中,PCR扩增枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因Sapr,插入载体pET-28a(+)中,构建重组分泌型表达质粒pET-28a-Sapr,热激转化大肠埃希菌(E.coli)BL21(DE3),25及37℃条件下,IPTG诱导重组蛋白表达,表达的重组蛋白经10%SDS-PAGE分析,并采用Folin法测定酶活性。结果重组表达质粒经双酶切及PCR鉴定,证明构建正确,测序结果表明与GenBank中登录的序列同源性达100%;表达的重组蛋白相对分子质量约39 600,最佳诱导温度为25℃,主要以可溶性形式表达,表达量约占菌体总蛋白的12%;重组菌发酵产物酶活性为322 U/ml。结论在大肠埃希菌中成功表达的特异蛋白具有生物学活性,为进一步研究改性分离蛋白的功能特性奠定了基础。     

SBS/蒙脱土纳米复合材料耐热性能研究

采用溶液混合方法制备了苯乙烯/丁二烯三元嵌段共聚物（SBS）/有机蒙脱土（OMMT）纳米复合材料（NC）,对SBS/OMMT NC的热学性能进行了研究。结果表明,添加OMMT对于所有复合体系均提高了耐热性能,其中以SBS4402/OMMT-DK1B体系最为明显,热失重中心温度Tdc提高幅度达27℃;当OMMT用量为2.5质量份时,NC的Tdc最高,表明耐热性能最好,超过2.5质量份后,耐热性能下降;星型结构SBS耐热性能的提高明显高于线型SBS。     

表达重组谷氨酸脱羧酶工程菌发酵条件的优化

目的对表达谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,EC4.1.1.15,简称GAD或GDC)的重组大肠杆菌的发酵条件进行优化。方法通过单因素试验优化表达GAD的重组大肠杆菌B3C1的诱导剂IPTG添加时间、IPTG浓度、诱导时间、诱导温度,再经响应面分析法优化工程菌的发酵条件(氯化钠、胰化蛋白胨、酵母粉、摇床转速、初始pH值、培养时间、接种量、装液量)。结果工程菌的最佳诱导条件为:IPTG添加时间为工程菌接种后4 h,IPTG浓度为0.8 mmol/L,诱导时间为4 h,诱导温度为35℃;工程菌的最佳发酵条件为:酵母粉1.01%,氯化钠0.6%,胰化蛋白胨1.5%,培养时间11.25 h,摇床转速250 r/min,初始pH值6.5,接种量3.0%,装液量11.70 ml。工程菌在该条件下发酵培养,GAD酶活达1 227.33 U,比优化前提高了12.29%。结论已成功对表达GAD的重组大肠杆菌的发酵条件进行了优化,为其工业化生产奠定了基础。     

室温固化耐高温耐水胶粘剂的研制

采用酚醛环氧树脂F-51和环氧树脂CYD-128复合树脂、自制的羧基丁腈改性环氧树脂增韧剂和酚醛胺固化剂以及陶瓷耐热填充剂复配,研制出1种室温固化耐高温耐水胶粘剂。测试了不同固化剂,增韧剂,填充剂对胶粘剂粘接强度的影响并考察了胶粘剂的耐水性。结果表明,该胶A组分最佳配方为:CYD-12880g,F-5120g,羧基丁腈改性环氧树脂10g,轻质碳酸钙20g,陶瓷耐热填充剂1#40g,2#20g;B组分配方为:酚醛胺固化剂40g,轻质碳酸钙20g,陶瓷耐热填充剂1#35g,A与B质量比为2:1时,室温固化1d后的剪切强度达21.4MPa(室温),150℃剪切强度6.2MPa,水中浸泡30d后强度几乎无变化。该胶可长期在高温条件下使用,满足耐磨陶瓷粘接的技术要求。     

耐温耐磨双组分瓷膜涂料的研制

瓷膜涂料具有高硬度、耐磨、耐腐蚀等优异特性,以甲乙两组分按一定比例混合熟化8。24h后,喷涂至工件上,于180℃烘烤20-40min,制得瓷膜涂层。研究了甲、乙组分配比,以及纳米氧化铝和碳化硅用量对涂膜综合性能的影响。通过在烫发器上的应用,进一步表明瓷膜涂料具有优异的耐温和耐磨特性。     

不同充液率平板热管性能实验

搭建了平板热管测试实验台，对不同充液率下热管性能进行了实验研究，并以最佳充液率的热管为研究对象，分析了加热功率、冷却水温及冷却水流速对热管性能的影响。实验结果表明：充液率为20%和30%时热管在各加热功率下展现了良好的性能，最小热阻为0.18℃/W和0.19℃/W，热导率为8158W/(m·℃)和8540W/(m·℃)。由于沸腾换热滞后性，相较于功率增加，功率减少时热管性能更优，同等加热功率条件下蒸发段温度更低。功率增加和功率减少对热管蒸发段热阻影响较大，而冷凝段热阻几乎不受影响。当冷却水温为17℃和22℃时，热管蒸发段温度比冷却水温为7℃和12℃时蒸发段温度低2℃左右。相较于冷却水温22℃时，冷却水温为17℃时热管蒸发段温度能更快达到稳定值。冷却水流速影响蒸发段温度及达到稳定运行的时间，实验表明热管工作的最佳冷却水流速为5.81g/s。     

环氧树脂耐热性的研究进展

主要介绍了关于环氧树脂(EP)耐热改性方面的研究进展。讨论了影响环氧树脂耐热的影响因素,通过引入耐高温基团,使环氧树脂分子链结构发生改变,从而提高环氧树脂的耐热性能。并进行了总结展望。     

几种抗氧剂对有机硅密封剂耐热性能的影响

以801耐热增效剂、草酸铁、130#氧化铁、3602#氧化铁和纳米氧化铁为抗氧剂,研究了抗氧剂对双组分缩合型室温硫化有机硅密封剂耐热性能的影响。实验结果表明,在双组分缩合型室温硫化有机硅密封剂体系中,添加801耐热增效剂的密封剂耐热性能最优,其余抗氧剂的效果依次为草酸铁、130#氧化铁和3602#氧化铁,纳米氧化铁最差。     

光固化低黏度环氧丙烯酸酯的合成与性能研究

合成了可紫外光固化的低黏度环氧丙烯酸酯树脂,通过红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱对树脂结构进行了表征;采用综合热分析仪(DSC-TG)对树脂固化膜的耐热性能进行了分析。结果表明,在树脂中添加活性单体时,随单体官能度的增加,固化膜的耐热性能增加,但双官能团单体的用量对固化膜的耐热性能没有明显影响。固化膜具有较好的耐热性,初始分解温度为330.7℃,玻璃化转变温度为76.9℃。所得树脂黏度仅为3~4Pa.s(60℃),为市售产品的1/3,附着力1级,硬度4 H,耐水性能优异,无需添加单体使用。     

PEG/PTMG/IPDI体系聚氨酯耐热及耐紫外线性能研究

对PEG/PTMG/IPDI体系的聚醚型脂肪族聚氨酯(PU)材料耐热和耐紫外线性能进行研究。研究表明,与PEG相比,PTMG含量的增加会显著提高树脂的拉伸强度、耐热性以及耐紫外线性能。当PU树脂软段全部用PEG时,DMA测试结果显示树脂材料熔融温度低于120℃;在35℃时紫外线照射72 h后,树脂快速分解,力学强度大幅损失。     

新型三维脉动热管的性能

把传统脉动热管冷却段改进成双螺旋结构,形成新型三维脉动热管,并建立实验平台,考察了以丙酮为工质,在充液率54%、冷却水温度22℃的条件下,不同加热功率（20~700W）、不同倾斜角度（0°、50°、90°）对新型三维脉动热管的启动以及传热性能的影响,通过加热段以及冷却段管壁温度变化判断脉动热管启动运行特性,通过总热阻评价热管传热效果。实验结果表明,脉动热管在0°、50°和90°倾斜角度下均可以启动,但90°倾斜角时更有利于新型脉动热管的启动和稳定运行。90°倾斜角时,脉动热管在加热功率40W时启动,100W达到稳定运行状态,700W时到达传热极限,脉动热管的总热阻呈现先减小后增大的趋势,总热阻最小可达0.117℃/W。脉动热管在90°和50°倾斜角度下传热总热阻没有明显差异,但在0°倾斜角时,极易达到传热极限且在整个过程中热阻要比50°和90°倾斜角条件下高很多,加热功率180W达传热极限。     

水性聚氨酯耐热改性的研究进展

阐述了聚氨酯结构对耐热性能的影响,综述了近年来在提高水性聚氨酯（WPU）耐热性方面的研究工作,即利用耐热性好的材料对水性聚氨酯进行改性,如采用环氧树脂、丙烯酸酯、有机硅、有机氟改性和改性填料等材料对WPU进行耐热改性,对今后耐热性WPU的研究进行了展望。     

有机硅胶粘剂的耐热性能研究

以自制的有机硅树脂为基体,通过添加耐热填料制得一种耐高温胶粘剂。探讨了无机耐热填料的受热温度、受热时间对胶粘剂剪切强度的影响。试验结果表明:当m(TiO2)∶m(ZnO)=1.0∶1.0时,胶粘剂在300℃时受热1 h,能够获得高达6.61 MPa的拉伸剪切强度;当受热时间延长至4 h时,胶粘剂仍可保持5.20 MPa的剪切强度;350℃受热1～4 h,胶粘剂获得了5.53～4.01 MPa的剪切强度;在400℃分别受热1 h和4 h,胶粘剂的剪切强度降至3.65 MPa和2.54 MPa。随着受热温度的升高、受热时间的延长,胶粘剂的剪切强度呈下降趋势。