α-酮异己酸的生物合成研究进展

α-酮异己酸是重要有机酸、药用氨基酸合成前体、新陈代谢调节因子和治疗药物,其生物合成路径条件温和,环境友好。本文对α-酮异己酸的生理功能和体内代谢机理进行了归纳,并着重对其生物合成路径的研究进展进行了综述。现有研究表明,α-酮异己酸可用葡萄糖为底物,通过代谢工程改造的谷氨酸棒杆菌或大肠杆菌工程菌发酵合成,但产物浓度较低;或以L-亮氨酸为底物,经氨基酸转氨酶、氧化酶、脱氨酶、重组工程菌或全细胞催化转化合成,产物浓度较高。α-酮异己酸高产菌株的筛选、利用代谢工程方法对菌株进行改造以构建高效工程菌、发酵与分离提取工艺优化等问题,是今后需要研究的重点。     

长效防污闪涂料

武汉工程大学的董中强等人以100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶、12份疏水性气相法白炭黑为填料、40份氢氧化铝和5份十溴联苯醚为复合阻燃剂、烷基肟酮硅烷为交联剂、二月桂酸二丁基锡为催化剂，再添加适量偶联剂和1，1，1-三氯乙烷，配成了长效防污闪涂料。该涂料的性能符合《国家电网公司跨区电网输变电设备外绝缘用防污闪涂料使用指导原则（试行）》的要求。     

长效防污闪涂料

武汉工程大学的董中强等人以100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶、12份疏水性气相法白炭黑为填料、40份氢氧化铝和5份十溴联苯醚为复合阻燃剂、烷基肟酮硅烷为交联剂、二月桂酸二丁基锡为催化剂，再添加适量偶联剂和1，1，1-三氯乙烷，配成了长效防污闪涂料。该涂料的性能符合《国家电网公司跨区电网输变电设备外绝缘用防污闪涂料使用指导原则（试行）》的要求。     

转晶剂对不同工业石膏制备α-半水石膏的影响

磷石膏和脱硫石膏是堆存量最大的工业固废石膏,将其转化为半水石膏作为建筑胶凝材料是最主要的资源化利用途径。采用蒸压法制备α-半水石膏,以磷石膏和脱硫石膏为原料,天然石膏作为对照组,探究了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、硫酸铝[Al2(SO4)3]、复合转晶剂CM（硫酸铝、柠檬酸钠）对α-半水石膏晶体形貌的调控作用及其强度的影响。结果表明,于135℃下蒸压5 h,3种石膏均能稳定制备α-半水石膏,3种转晶剂对于半水石膏物相组成无影响,同时0.4%（质量分数）CM能够有效降低晶体的长径比;通过t检验法检测,转晶剂对脱硫石膏、天然石膏制备的α-半水石膏的抗压强度有显著性增强作用,α-半水石膏的抗压强度增加2倍以上,分别为13.59 MPa和17.45 MPa。而转晶剂对以磷石膏为原料制备的α-半水石膏的强度没有明显作用。脱硫石膏和天然石膏在0.4%CM的调控下晶体长径比降低,抗压、抗折强度显著提升,而磷石膏由于其杂质影响,转晶剂的作用效果不明显,研究结果可为工业石膏的工业化生产提供一定的理论指导。     

阳离子交换型连续床用超大孔晶胶的制备

采用原位接枝法,将3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠(AHPSA)接枝到聚丙烯酰胺基晶胶基质孔隙内表面,制备得到了阳离子交换型连续床用的带磺酸基超大孔晶胶介质.通过脉冲示踪法测量停留时间分布(RTD),得到了晶胶介质的理论等板高度(HETP).通过测量一定压差下流经晶胶床柱的液量,得到晶胶介质的渗透率.用溶菌酶作为模型蛋白测量晶胶介质的吸附容量.考察了单体浓度、接枝反应时间等反应条件对晶胶介质的HETP、渗透率、蛋白质吸附容量等性能的影响.结果表明:接枝AHPSA的阳离子交换晶胶介质的HETP基本不受接枝反应时间和单体浓度的影响,其渗透率随接枝反应时间增大略有减小,其对溶菌酶的吸附容量与接枝单体的浓度成正比,受接枝反应时间的影响较小.     

柠檬酸和pH值对α-半水脱硫石膏晶体形貌的调控及影响

采用常压盐溶液法制备α-半水脱硫石膏,研究转晶剂柠檬酸在不同pH值条件下对α-半水脱硫石膏晶体形貌的影响.从产物晶体形貌、脱水速率、液相离子浓度等角度,研究了溶液pH值对柠檬酸调晶效果的影响规律.结果表明:柠檬酸调晶效果非常显著,在0.01%的低掺量下,α-半水脱硫石膏由棒状转变为长径比接近1∶ 1的短柱状晶体.pH值是影响其调晶效果最敏感的因素之一,在pH=3.5～4.8之间的酸性范围内,有利于结晶习性改良.     

常压盐溶液法制备α-半水钛石膏

以钛白石膏为原料,利用常压盐溶液法制备α-半水钛石膏(α-HHTG)。研究转晶剂配比、悬浮液p H值和浓度对晶体形貌的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察晶体形貌,X射线衍射仪(XRD)对制得的α-半水钛石膏进行表征。结果表明:在以氯化钠为盐介质,反应时间为4h,反应温度维持在沸点附近,转晶剂硫酸铝质量浓度为0.6 Wt%、柠檬酸钠0.28 Wt%,悬浮液p H值为4.1、浓度20 Wt%时,α-半水钛石膏晶体形貌最佳,呈短柱状,长径比约为1∶1。     

双功能基团整体晶胶的层析性能与床层非均匀性研究

超大孔晶胶在生物技术领域有广泛的应用前景,研究具有新型功能基团的晶胶介质及其性能具有重要意义。今以N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化铵为接枝单体,通过接枝修饰,制备得到具有离子交换和疏水双功能基团的聚丙烯酰胺基整体晶胶新介质,并对其基础和层析性能及床层非均匀性进行了研究。将晶胶床柱沿轴向分为四段,分别对其渗透率、孔隙率及在不同流速下的蛋白质吸附层析和轴向分散性能进行了实验研究。结果表明,该晶胶对牛血清蛋白的吸附容量随p H和流速而变化;在2 cm·min-1的流速下,当p H为5.0时最大吸附容量达7.3 mg·m L-1晶胶柱,且吸附容量随流速增大而略有减小。沿床层轴向由顶到底晶胶的基础性能参数和吸附容量呈现差异性,在流速1~6 cm·min-1下其平均蛋白质吸附容量分别为2.41、2.14、2.58和2.57 mg·m L-1晶胶,相同流速下各段吸附容量间的差异达9.33%~16.15%;其渗透率和流速1~10 cm·min-1等板高度等基础性能参数间的相对差异达6.46%和21.05%。     

超细SiO2颗粒的制备及其对α-淀粉酶的吸附固定化

采用Triton X-100反胶团体系法和Stber法分别制备粒径为50 nm及1μm的SiO2颗粒,用二氯二甲基硅烷(DDS)对其进行表面疏水性修饰,用于α-淀粉酶的固定化.结果表明,经DDS修饰的SiO2颗粒对α-淀粉酶的吸附能力明显提高,且有效提高了吸附稳定性,经6次洗涤后酶活仅损失30%;1μm SiO2颗粒比50 nm SiO2颗粒对α-淀粉酶的吸附量大,SiO2颗粒载体固定的α-淀粉酶的活性为50 nm SiO2>1μm SiO2>50 nm修饰后SiO2>1μm修饰后SiO2.     

超细SiO2颗粒的制备及其对α-淀粉酶的吸附固定化

采用TritonX-100反胶团体系法和St(o)ber法分别制备粒径为50 nm及1μm的SiO2颗粒,用二氯二甲基硅烷(DDS)对其进行表面疏水性修饰,用于α-淀粉酶的固定化.结果表明,经DDS修饰的SiO2颗粒对α-淀粉酶的吸附能力明显提高,且有效提高了吸附稳定性,经6次洗涤后酶活仅损失30％;1μm SiO2颗粒比50 nm SiO2颗粒对α-淀粉酶的吸附量大,SiO2颗粒载体固定的α-淀粉酶的活性为50 nm SiO2＞1 μm SiO2＞50 nm修饰后SiO2＞1 μm修饰后SiO2.     

硫酸铝、草酸钾及其共混物对α-半水石膏制备及性能的影响

制备高强石膏是磷石膏资源化的重要途经。为实现磷石膏资源化,采用蒸压水溶液法,以硫酸铝、草酸钾及其共混物为转晶剂,在蒸压温度为130℃、保温时间为6 h、液固质量比为0.5条件下制备了α-半水石膏。讨论了不同转晶剂对α-半水石膏形貌和力学性能的影响。结果表明,以硫酸铝为转晶剂时,所制备试样的形貌随转晶剂掺量的增大呈现由针状向长柱状、小晶粒向大晶粒发展的趋势,而以草酸钾为转晶剂制备的试样形貌多为短柱状、晶粒大小不一。当转晶剂总量为石膏量的0.6%、硫酸铝与草酸钾掺量比为5∶1时所制备的石膏试样具有晶粒尺寸大、晶体形貌规整（六方状晶体）的特点,其2 h抗折强度和2 d绝干抗压强度分别可达5.88、36.90 MPa。     

N-(α-苯氧基)十四酰牛磺酸钠的合成

以α-溴代十四酸乙酯、苯酚、牛磺酸为原料,经W illiam son醚化,水解,催化酰化等反应制备了一种芳氧基作疏水基团支链的牛磺酸盐类表面活性剂,即N-(α-苯氧基)十四酰牛磺酸钠(SPTT)。研究了W illiam son醚化制备α-苯氧基十四酸乙酯的反应条件,考察了几种常用酰化方法对于合成N-(α-苯氧基)十四酰牛磺酸钠的可行性。研究结果表明,醚化反应的最佳条件为:n(α-溴代十四酸乙酯)∶n(苯酚)∶n(K2CO3)=1.05∶11∶,DMF为溶剂,用苯回流分水3 h,α-苯氧基十四酸乙酯的收率为78.3%;合成N-(α-苯氧基)十四酰牛磺酸钠(SPTT)的最佳方法是催化酰化法,即在二环己基碳二亚胺(DCC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)的催化下,α-苯氧基十四酸与牛磺酸及碳酸钠反应,n(α-苯氧基十四酸)∶n(DCC)∶n(NHS)∶n(牛磺酸)∶n(碳酸钠)=1∶1∶1∶1.5∶1.5,收率为72.3%。中间体及产物经FTIR,1HNMR,ESI-MS等表征,符合结构特征。     

内嵌纳凝胶阴离子交换聚甲基丙烯酸羟乙酯复合晶胶分离苯乳酸研究

采用超声乳化聚合法制备了聚甲基丙烯酸丁酯纳凝胶,然后经结晶致孔法制备了内嵌纳凝胶的甲基丙烯酸羟乙酯纳晶胶,对其接枝功能单体N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化铵,得到内嵌纳凝胶阴离子交换纳晶胶,用于从发酵液中分离苯乳酸。结果表明:所得纳晶胶具有良好的渗透性能和轴向分散性能,在流速为1 cm·min^-1时,不同配比纳晶胶对牛血清白蛋白的吸附容量为3.9～5.4 mg·ml^-1;将质量比为8∶2(HEMA∶pBMA)的纳晶胶用于从转化液中分离苯乳酸,所得苯乳酸的纯度达89.24%,回收率93.74%,分离效果好,表明其在生物分离方面有良好的应用前景。     

超大孔聚丙烯酰胺晶胶微球的制备及其生物相容性和吸附性能

利用反相悬浮结合溶剂结晶致孔法制备了具有超大孔隙、球形度良好的聚丙烯酰胺晶胶微球,晶胶微球平均粒径为234.1μm,孔径约为10~50μm。采用原位接枝法,将2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPSA)接枝到晶胶微球孔隙表面上,得到了带有磺酸基团的阳离子交换晶胶微球。考察了晶胶微球的生物相容性和吸附蛋白质及重金属离子Cu2+的性能,结果表明:在大肠杆菌培养液中,添加晶胶微球,对大肠杆菌的生长影响不大。接枝了AMPSA的晶胶微球表现出更强的吸附Cu2+的能力,吸附容量达到1.14 mmol·g-1。同时,接枝后的晶胶微球也具有一定吸附蛋白质的能力,溶菌酶的吸附容量达到54.5 mg·g-1。因此,该大孔晶胶可望在微生物固定化、生物分离和重金属离子吸附中会发挥更大的作用。     

快速表干型有机硅电子胶的研制

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,加入重质碳酸钙、纳米碳酸钙、气相法二氧化硅、乙烯基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡等制得快速表干型有机硅电子胶,探讨了重质碳酸钙与纳米碳酸钙质量比、乙烯基三乙氧基硅烷与二月桂酸二丁基锡质量比及用量对有机硅电子胶性能的影响.结果 表明,在制备有机硅电子胶时,重质碳酸钙与纳米碳酸钙的较佳...     

透明质酸对脱硫石膏制备高分散性α-半水石膏形貌和强度的影响

在常压,Ca(NO3) 2-KCl溶液中,以脱硫石膏为原料,研究了聚合物大分子透明质酸转晶剂浓度和pH值对α-半水石膏晶体生长的影响.实验结果表明,pH值为5.5,转晶剂透明质酸浓度为3.0g·L-1时,制备的α-半水石膏为规整度高、分散性好的六边短柱状晶体.α-半水石膏水化硬化浆体力学性能测试显示,浆体抗压强度和抗折强度随着α-半水石膏晶体长径比减小和规整度的增加而逐渐变大,其最大值分别为58.8 MPa和28.5 MPa,属于高强石膏.     

以葡萄糖为原料结合生物发酵与化学合成制备酮泛解酸

D-泛酸(维生素B5)是一种重要的维生素,在饲料、化妆品和制药行业均有广阔的市场。酮泛解酸是泛酸生物合成途径的中间体,易内酯化为酮基泛解酸内酯,后者可立体选择性地转化为D-泛解酸,并进一步用于D-泛酸的生产。本工作提供了一种采用α-酮基异戊酸与甲醛经羟醛反应合成酮泛解酸的新方法。其中,反应物α-酮基异戊酸可由葡萄糖原料经发酵法生产。结果表明,以葡萄糖为碳源,经克雷伯氏肺炎杆菌发酵能高水平生产D-泛酸生物合成途径的关键前体—α-酮基异戊酸。采用商品α-酮基异戊酸开发一种新型的酮泛解酸合成方法;分析合成反应机理,确定总反应级数为1.87;经条件优化确定酮泛解酸合成反应的最佳pH=13,最佳温度为45℃,此条件下酮泛解酸转化率达83.5%。调节酮泛解酸溶液pH至强酸性,有助于其内酯化合成酮基泛解酸内酯。之后采用前述优化的方法,由流加发酵制备的25.2 g/L α-酮基异戊酸合成酮泛解酸19.9 g/L。最后通过异丁醇萃取、活性炭脱色、浓缩结晶方法进行产物提纯,调节酮基泛解酸内酯溶液pH在7~10范围内可使其开环转化回酮泛解酸。最终得到酮泛解酸及其内酯的纯品。本研究建立了以葡萄糖为原料通过α-酮基异戊酸中间体生产酮泛解酸的方法。该方法结合生物发酵和化学合成过程,采用廉价原料,具有绿色高效的特点,有望用于工业化生产泛酸。     

转晶剂对磷石膏制备α半水石膏影响的研究

转晶剂是磷石膏制备α半水石膏的重要影响因素.利用固体废弃物磷石膏制备高强α半水石膏,实验采用了半干法的工艺,研究了不同转晶剂单掺和复掺对高强α半水石膏晶粒的生长及其水化硬化后力学强度的影响,通过扫描电镜(SEM)分析了高强α半水石膏内部晶粒生长情况和水化后结晶情况.实验结果显示:单一转晶剂对α半水石膏的力学性能影响并不显著,相对来说柠檬酸钠的影响较为明显.而转晶剂复掺效果最好,当掺入的柠檬酸钠与硫酸铝的比例为1∶1,掺量各为0.06％时,得到的晶粒完整,水化硬化后试块的抗折强度为6.7 MPa,抗压强度为25.65 MPa.     

葡聚糖甲基丙烯酸甲酯水溶液的相变特性及其晶胶微球的制备

葡聚糖衍生物作为组织工程支架载体和分离介质的基质材料,在生物医学工程和生物分离领域具有重要应用。晶胶介质是近几年研究的一种新型层析分离材料,但以葡聚糖衍生物为基质的晶胶介质则鲜有研究。今利用在线温度采集系统,通过测定葡聚糖甲基丙烯酸甲酯(Dex-MA)反应水溶液体系的冷冻曲线,研究了不同条件下该体系的液-固相变特性;并通过微流控聚焦成形方法,制备得到了以葡聚糖衍生物为基质的晶胶微球介质。结果表明,浓度为2%~10%(wt)葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系的结晶点温度在-0.54~0.25℃,起始结晶相变温度在-6.32~-13.26℃间随机分布;因此,维持冷冻温度约在-14℃以下,则可实现结晶相变致孔。以葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系为水相,乙酸乙酯溶液为油相,经微流控聚焦成形方法,于水相流速0.0054~0.0087 m×s~(-1)、油相流速0.0365~0.0433 m×s~(-1)下制备得到的葡聚糖衍生物晶胶微球,具有较均匀的粒径分布,平均粒径在1000~1400μm,随水相流速增大而增大,随油相流速增大而减小;其内部具有相互连通的超大孔隙,孔径尺寸为1~20μm。     

超大孔聚丙烯酰胺晶胶微球的制备及其生物相容性和吸附性能

利用反相悬浮结合溶剂结晶致孔法制备了具有超大孔隙、球形度良好的聚丙烯酰胺晶胶微球,晶胶微球平均粒径为234.1 mm,孔径约为10～50 mm。采用原位接枝法,将2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPSA）接枝到晶胶微球孔隙表面上,得到了带有磺酸基团的阳离子交换晶胶微球。考察了晶胶微球的生物相容性和吸附蛋白质及重金属离子Cu²⁺的性能,结果表明：在大肠杆菌培养液中,添加晶胶微球,对大肠杆菌的生长影响不大。接枝了AMPSA的晶胶微球表现出更强的吸附Cu²⁺的能力,吸附容量达到1.14 mmol·g^-1。同时,接枝后的晶胶微球也具有一定吸附蛋白质的能力,溶菌酶的吸附容量达到54.5 mg·g^-1。因此,该大孔晶胶可望在微生物固定化、生物分离和重金属离子吸附中会发挥更大的作用。