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酶法与微生物法制备香草醛的研究

酶法与微生物法制备香草醛的研究

作者：刘海敏深圳大学

学位级别：硕士

香草醛（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）是全球最重要香料物质之一,广泛应用于食品、医药、烟草、日化、电镀等多个行业。香草醛全球年需求量在15,000 t左右,制备方法主要有3种:化学合成法、植物提取法、生物技术法。目前市场上的香草醛大部... 详细信息

香草醛（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）是全球最重要香料物质之一,广泛应用于食品、医药、烟草、日化、电镀等多个行业。香草醛全球年需求量在15,000 t左右,制备方法主要有3种:化学合成法、植物提取法、生物技术法。目前市场上的香草醛大部分来自于化学合成,化学合成法原料来源广泛、工艺成熟,但是产物不专一且对环境污染严重。植物提取法获得的香草醛安全健康、香味纯正,但是产量受限。生物技术法主要包括酶法和微生物转化法,具有反应条件温和、周期短、成本低等优点。而且,国外（例如欧洲）的立法机构规定,使用生物活细胞或者其中的组成部分（例如酶）等生物资源产生得到的物质均属于天然产物。可见,生物技术法合成香草醛具有极大的发展潜力和市场前景。本文拟用酶法和微生物法实现异丁香酚转化成香草醛的反应。微生物法以纺锤芽孢杆菌CGMCC1347作为催化剂,探究天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents,简称NADES）对全细胞催化合成香草醛的影响。酶法则以粗提的大豆脂肪氧合酶作为催化剂,探究各种反应条件（如酶量、底物浓度、反应时间温度、pH）和各种添加剂（如有机溶剂、表面活性剂、低共熔溶剂、天然低共熔溶剂、变性剂、螯合剂）对酶法合成香草醛的影响。主要研究内容如下:1、NADES对微生物法合成香草醛的影响选取13种NADES为添加剂加入到微生物法合成香草醛体系中,研究其对香草醛产率是否有促进作用,同时研究了NADES对非酶催化制备香草醛的影响。大部分NADES对微生物法合成香草醛及非酶催化合成香草醛均有促进作用,在非酶催化体系中,NADES促进程度相对较大,但香草醛浓度水平相对较低。采用了三种实验手段研究加入NADES对细菌细胞的通透性和细胞存活率的影响:（1）分光光度法,（2）激光共聚焦扫描显微术,（3）流式细胞术。实验结果显示,NADES对实验菌株确实存在一定的毒性作用,具体表现为造成细菌内核酸和蛋白的外溢、细菌细胞膜完整性受损,这在一定程度上解释了NADES对微生物法合成香草醛的促进作用。2、酶法合成香草醛反应体系的研究以大豆脂肪氧合酶为催化剂,异丁香酚为底物,硼酸缓冲液（pH 9.0、0.2 M）为反应介质,测试了反应温度、pH、底物浓度、酶量和反应时间等反应条件对生成香草醛的产率的影响。最优条件确定为:5 ml硼酸缓冲液（pH 9.0、0.2 M）、底物浓度30 g/L、酶量0.8 g、反应温度28℃,反应时间84 h。在最佳反应条件下,香草醛产率最高达2.68 g/L。在反应条件确定了的基础上,进一步研究了在反应体系中加入各种添加剂对香草醛产率的影响。这些添加剂包括:5种表面活性剂、10种有机溶剂、8种低共熔溶剂（DES）、13种天然低共熔溶剂（NADES）、7种羧酸类金属螯合剂、3种变性剂。实验表明,这些添加剂大部分对反应没有促进作用,但,其中,螯合剂的促进作用非常明显,特别是氨基羧酸类和羟氨基羧酸类的金属离子螯合剂,使得香草醛的产率得到显著提升,最高达对照组的405%。本文首次将螯合剂引入到酶法合成香草醛体系中,并发现其对香草醛产率有显著提升,很有可能跟酶的活性中心结构和催化机理有关。这为酶法合成香草醛提供了一种新思路。综上所述,酶法催化和全细胞催化都可以用于异丁香酚向香草醛的转化,加入适当的螯合剂对酶法合成反应有很大的促进作用。

关键词：香草醛大豆脂肪氧合酶生物转化法天然低共熔溶剂(NADES) 生物毒性

花旗松素对野百合碱诱导的肺动脉高压大鼠肺血管重塑的影响和机制研究

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花旗松素对野百合碱诱导的肺动脉高压大鼠肺血管重塑的影响和机制...

作者：刘海敏广州医科大学

学位级别：硕士

【研究背景】肺动脉高压(Pulmonary arterial hypertension,PAH)是一种以肺动脉平滑肌细胞(Pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs)异常增殖和迁移导致肺血管重塑(Pulmonary vascular remodeling,PVR)为主要病理改变的严重肺血管疾病。目前还没有理想的药物来治疗PAH,PAH是一种高病死率、无法治愈的严重肺血管疾病。研究表明PASMCs的异常增殖与PI3K/Akt/mTOR通路的激活有关;PASMCs的异常迁移与Wnt/β-catenin通路的激活有关。花旗松素(Taxifolin,Tax)是一种在PAH领域尚未见有人报道的类黄酮化合物,研究发现其可通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路抑制多型性胶母细胞瘤增殖;抑制Wnt/β-catenin通路促进人结直肠癌细胞系HCT116凋亡。因此,我们提出假设,花旗松素可通过靶向PI3K/Akt/mTOR和Wnt/β-catenin通路起到抑制PASMCs增殖和迁移,从而发挥改善野百合碱(Monocrotaline,MCT)诱导的PAH大鼠肺血管重塑的作用。【研究目的】以MCT诱导的PAH大鼠、血小板源性生长因子-BB(Platelet derived growth factor-BB,PDGF-BB)诱导的PASMCs为研究对象,证实花旗松素可通过抑制PASMCs增殖和迁移,从而发挥改善MCT诱导的PAH大鼠肺血管重塑的作用。并进一步应用分子对接和Western Blot实验技术探讨花旗松素通过靶向PI3K/Akt/mTOR通路、Wnt/β-catenin通路发挥抑制PASMCs增殖和迁移的作用。【研究方法】1、构建MCT诱导的PAH大鼠模型,检测各组右心室收缩压(Right ventricular systolic pressure,RVSP)、右心室肥厚指数(Right ventricular hypertrophy index,RVHI)、肺小动脉中层横截面积(medial area,MA)占总横截面积(total artery area,TAA)百分比(MA%)、肺小动脉中层血管壁厚度(medial thickness,MT)占肺小动脉外径(external diameter,ED)百分比(MT%)等指标,利用肺组织免疫荧光技术观察各组PCNA蛋白表达情况;2、利用CCK8和Edu增殖检测技术研究花旗松素对PDGF-BB诱导的大鼠PASMCs增殖的影响;利用细胞划痕实验研究花旗松素对PDGF-BB诱导的大鼠PASMCs迁移的影响;3、利用分子对接技术评估花旗松素与PI3K/Akt/mTOR、Wnt/β-catenin通路相关蛋白的结合能力;利用Western Blot实验技术研究花旗松素对PDGF-BB诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞P-Akt蛋白的影响。【研究结果】1、高剂量(180 mg/kg)花旗松素降低MCT诱导的PAH大鼠的RVSP、RVHI起到保护MCT诱导的PAH大鼠的作用;2、花旗松素通过降低MCT诱导的PAH大鼠的MA%、MT%指标改善PVR;3、高剂量花旗松素可降低MCT诱导的PAH大鼠PCNA蛋白表达、抑制PDGF-BB诱导的PASMCs的增殖、迁移;4、花旗松素通过氢键、疏水作用与PI3K、Akt1、mTOR、TNKS1形成稳定构像,可靶向PI3K/Akt/mTOR、Wnt/β-catenin信号通路,发挥抑制PASMCs增殖、迁移的作用;并可抑制PDGF-BB诱导的大鼠肺动脉平滑肌细胞Akt蛋白的磷酸化。【结论】花旗松素可有效降低MCT诱导的PAH大鼠的RVSP、RVHI、MA%、MT%,抑制PDGF-BB诱导的PASMCs增殖、迁移,从而发挥改善PVR、保护MCT诱导的PAH大鼠的作用。其可通过氢键、疏水作用与PI3K、Akt1、mTOR、TNKS1形成稳定构像,靶向PI3K/Akt/mTOR、Wnt/β-catenin信号通路,发挥抑制PASMCs增殖、迁移的作用。

关键词：肺动脉高压花旗松素肺动脉平滑肌细胞增殖迁移肺血管重塑 PI3K/Akt/mTOR Wnt/β-catenin

纳子峡大坝面板纤维混凝土配合比设计及变形监测分析

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纳子峡大坝面板纤维混凝土配合比设计及变形监测分析

作者：刘海敏西安理工大学

学位级别：硕士

混凝土在我们生活中已无处不在,混凝土内部不可避免地存在大量的微裂缝。目前主要是通过加入掺合料和化学外加剂的方法改善混凝土性能,对纤维混凝土的研究具有工程意义。为了研究植物纤维混凝土在水利工程中的应用情况,本文采用监测分... 详细信息

混凝土在我们生活中已无处不在,混凝土内部不可避免地存在大量的微裂缝。目前主要是通过加入掺合料和化学外加剂的方法改善混凝土性能,对纤维混凝土的研究具有工程意义。为了研究植物纤维混凝土在水利工程中的应用情况,本文采用监测分析的方法对大通河纳子峡电站植物纤维混凝土面板的变形特征进行了研究分析,主要研究内容和所得结论如下:(1)为了确定合适的纤维混凝土配合比,大通河纳子峡水电站面板进行了大量混凝土配合比试验,试验内容有水胶比与抗压强度关系实验、混凝土拌合物性能实验、混凝土力学性能试验、混凝土抗渗性能试验以及混凝土极限拉伸、弹性模量试验。通过试验表明:所用的植物纤维混凝土各项性能指标满足规范及施工使用要求;且各原材料间适应性均较好。(2)采用实时监测的方法,合理布置监测仪器,对大坝面板变形进行监测。监测部位为面板垂直缝及周边缝、面板挠度、面板应变应力、面板钢筋应力以及坝内温度五个方面。所采用的仪器分别为测缝计、固定式斜测仪、应变计及无应力计、钢筋计、温度计。仪器布置的原则是监测范围尽可能大,须覆盖整个坝面,在重点部位增大监测密度,以便获取较为准确的数据。(3)通过2015年及2016年的测点的测值过程线分析面板变形量。2015年面板周边缝、垂直缝各测点测值趋于平稳,基本呈闭合状态。表面变形监测资料反映,坝体表现为向左岸、下游、下沉的趋势。2016年面板应力应变监测中无应力计N15测点应变量呈趋势性减小;面板周边缝、垂直缝监测中,JM31-1测点累计位移量在2016年1月份之后呈增大趋势。总体而言,加入植物纤维后的混凝土面板裂缝较普通混凝土面板裂缝少,且裂缝开度较小,变形在可控制的范围内,大坝运行正常。

关键词：面板堆石坝纤维混凝土配合比设计监测设计变形分析

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湖南省新型农村金融组织发展研究

湖南省新型农村金融组织发展研究

作者：刘海敏湖南农业大学

学位级别：硕士

农村金融是现代农村经济发展的核心,也是农村改革和城镇化进程的可靠性保障。但当前,现行的农村金融体系难以完全满足广大农户的资金需求,从宏观层面上来说,正规的金融体系已逐渐远离农村市场,经营趋于以利润为导向;微观层面则主要表现... 详细信息

农村金融是现代农村经济发展的核心,也是农村改革和城镇化进程的可靠性保障。但当前,现行的农村金融体系难以完全满足广大农户的资金需求,从宏观层面上来说,正规的金融体系已逐渐远离农村市场,经营趋于以利润为导向;微观层面则主要表现为村镇银行、小额贷款公司、农村资金互助社的发展举步维艰,其规模、结构、效率得不到有效的提升。实践证明,农村金融改革最重要的就是要制造一个很好的毛细血管系统,使之能够有效地在基层提供金融服务。2006年12月银监会发布了《关于调整放宽农村地区银行业金融机构准入政策以更好支持社会主义新农村建设的若干意见》,此后央行和银监会多次发布各种指导性意见,鼓励新型金融组织进入农村,为构筑普惠型金融体系打下坚实基础。作为农业大省的湖南也得到了积极响应,但新型农村金融组织在其迅速发展的过程中存在着资金短缺、利率定价能力不足、信贷风险大、政府扶持力度不够、从业人员素质低、缺乏可持续性等因素的制约,因此本文将在对湖南省新型农村金融组织的发展现状及问题进行深入的剖析的基础上,再结合具体的案例,从而确立湖南新型农村金融组织未来的发展思路,并为其可持续发展给出具体对策。

关键词：新型农村金融组织村镇银行小额贷款公司农村资金互助社

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无机-有机高分子复合絮凝剂研究与应用

化工进展 2004年第12期23卷 1277-1284页

作者：周春琼邓先和刘海敏华南理工大学化工与能源学院广州510640 华南理工大学材料学院广州510640

综述了两大类无机有机高分子复合絮凝剂———无机合成有机高分子复合絮凝剂和无机天然高分子复合絮凝剂的发展及其在废水处理中的应用 ,同时对它们的作用机理进行了概括和归纳。

关键词：无机一合成有机复合絮凝剂无机一天然高分子复合絮凝剂作用机理

基于Zynq的MIMO无线传输系统的设计与研究

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基于Zynq的MIMO无线传输系统的设计与研究

作者：刘海敏内蒙古大学

学位级别：硕士

随着通信技术的飞速发展,通信系统对传输速率提出了越来越高的要求,MIMO-OFDM(多输入多输出-正交频分复用)技术不仅可以提高通信系统的传输速率,而且提高了信道容量与抗噪声性能,尤其能够改善由多径衰落引起的不理想数据传输质量,因此MI... 详细信息

随着通信技术的飞速发展,通信系统对传输速率提出了越来越高的要求,MIMO-OFDM(多输入多输出-正交频分复用)技术不仅可以提高通信系统的传输速率,而且提高了信道容量与抗噪声性能,尤其能够改善由多径衰落引起的不理想数据传输质量,因此MIMO-OFDM技术在通信领域中得到了广泛应用。由于软件无线电射频前端电路具有软件控制性、硬件配置性,对环境有较强的配置能力,将软件无线电技术和MIMO技术相结合可以实现较宽的频率覆盖范围和具有很高的吞吐量,为通信系统中信号传输带来很大的优势。本文采用FPGA+ARM架构的Zynq-7000芯片和ADI公司的AD9361射频便捷收发器搭建了2?2 MIMO无线收发系统。首先,本系统在Vivado环境下完成对硬件系统IP核的设计、寄存器的配置,包括在COMS模式下设置AD9361与FPGA的数据接口IP核,以便实现上层应用程序与底层硬件的信息交流;完成AXI总线的设计,实现了ARM与FPGA高速互联并驱动各个功能模块。其次,完成嵌入式系统的移植,主要包括搭建交叉编译环境、移植U-Boot、编译内核、移植嵌入式根文件系统等,实现了AD9361的驱动。最后,基于MATLAB搭建MIMO无线传输系统,在接收端加入符号同步、信道估计、空时编码算法,实现了信号的检测与均衡,验证了MIMO系统对信号处理的可行性。

关键词： Zynq-7000 软件无线电 AD9361 MIMO

层流传热中有效传热温差的改善及复合强化传热

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化工进展 2012年第11期31卷 2390-2394页

作者：邓先和洪宇翔刘海敏华南理工大学化学与化工学院广东广州510641 华南理工大学材料学院广东广州510641

从层流流体有效传热温差的新视角出发,分析与探讨了换热器层流传热的强化理论。首先对层流流体有效传热温差的现象、细节及其变化规律进行了分析,揭示了采用插入物强化层流传热的内在强化机理,探讨了有效传热温差缓变特性的合理利用方法... 详细信息

从层流流体有效传热温差的新视角出发,分析与探讨了换热器层流传热的强化理论。首先对层流流体有效传热温差的现象、细节及其变化规律进行了分析,揭示了采用插入物强化层流传热的内在强化机理,探讨了有效传热温差缓变特性的合理利用方法,提出了改善层流有效传热温差的寻优途径;其次,分析研究了缩放管粗糙传热肋面与插入物相配合的协同传热强化机理,揭示了粗糙肋面协助改善层流有效传热温差的作用与规律。

关键词：层流有效传热温差插入物粗糙肋面复合强化传热

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硫酸盐干湿循环下纤维混凝土的耐久性及寿命

水力发电学报 2021年第9期40卷 141-150页

作者：覃源关科马颖彪刘海敏西安理工大学水利水电学院西安710048 青海黄河电力技术有限责任公司西宁810016

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10%、20%、30%粉煤灰掺量的纤维混凝土试件(纤维掺量同为0.9%),进行两组硫酸盐干湿循环试验(组一:0粉煤灰掺量在2%、5%、10%硫酸钠溶液干湿循环;组二:0、10%、20%、30%粉... 详细信息

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10%、20%、30%粉煤灰掺量的纤维混凝土试件(纤维掺量同为0.9%),进行两组硫酸盐干湿循环试验(组一:0粉煤灰掺量在2%、5%、10%硫酸钠溶液干湿循环;组二:0、10%、20%、30%粉煤灰掺量在5%硫酸钠溶液干湿循环)。分析研究了试件的质量、抗压强度和劈拉强度的变化规律,采用GM(1,1)模型模拟了抗压强度耐蚀系数变化规律,预测不同条件下混凝土服役寿命。结果表明,10%硫酸钠溶液的侵蚀速度快于2%和5%浓度硫酸钠溶液;10%的粉煤灰掺入可以减缓纤维混凝土抗压强度下降速度,增强其耐久性;GM(1,1)模型预测结果表明10%粉煤灰掺量混凝土寿命优于其他三组,与试验结果相符。

关键词：混凝土硫酸盐侵蚀干湿循环寿命预测 GM(1,1)模型

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季铵阳离子纤维素醚的合成

华南理工大学学报（自然科学版） 2007年第8期35卷 83-88页

作者：赵耀明李艳明高洸刘海敏华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510640

以碱性棉短绒纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,合成了季铵盐阳离子纤维素醚,对NaOH与醚化剂的摩尔比、醚化反应温度、时间等因素对合成产物的影响进行了分析,并采用红外光谱对产物的结构进行了鉴定.实验发现:在25℃下,... 详细信息

以碱性棉短绒纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,合成了季铵盐阳离子纤维素醚,对NaOH与醚化剂的摩尔比、醚化反应温度、时间等因素对合成产物的影响进行了分析,并采用红外光谱对产物的结构进行了鉴定.实验发现:在25℃下,经30%的NaOH溶液处理1 h的纤维素保水值高,反应性能良好;在异丙醇稀释剂中,NaOH和醚化剂的摩尔比为1.2、醚化反应温度为45℃、反应时间为3 h时,醚化产物的取代度达1.15.分别用甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮作醚化反应稀释剂,发现产物性能随有机稀释剂的溶度参数——氢键分量的减小而提高,其中以丙酮作为稀释剂制备出的产物取代度为1.19,透光率为98.1%,性能最优异.红外光谱分析证实棉短绒纤维素实现了阳离子化.

关键词：纤维素纤维素衍生物合成季铵化稀释剂