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伪蛋白生物材料的分类、合成及其应用

化工进展 2024年第4期43卷 2001-2016页

作者：薛云娇张璇刘洋陈玉焕房静杨芳河北工业大学化工学院天津300130 天津生物工程职业技术学院天津300462

伪蛋白是一种新型合成生物可降解材料,以氨基酸为基本结构单元,它与蛋白质不同的是除了含有肽键外,还含有其他连接基团,这种结构使其既具有蛋白质的优良特性,又具有良好的力学性能、热性能、可调节的物理化学性能以及优异的细胞相容性... 详细信息

伪蛋白是一种新型合成生物可降解材料,以氨基酸为基本结构单元,它与蛋白质不同的是除了含有肽键外,还含有其他连接基团,这种结构使其既具有蛋白质的优良特性,又具有良好的力学性能、热性能、可调节的物理化学性能以及优异的细胞相容性和3D微孔结构等性质,因此伪蛋白能够有效应用于载体、伤口愈合、组织工程等生物医药领域。本文首先综述了目前所研究的伪蛋白的类型,包括非功能性和功能性伪蛋白两类;之后详细阐述了缩聚合成伪蛋白的方法,包括溶液缩聚、界面聚合、熔融缩聚、开环聚合四种方法;接着归纳了伪蛋白生物材料在药物载体、基因载体、组织工程、创面敷料等方面的应用;最后,对伪蛋白生物材料在合成路线及应用方面未来的发展进行了探讨和展望。

关键词：伪蛋白合成聚合物载体组织工程

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“重组人红细胞生成素制造工艺虚拟仿真实验”课程的建设与实践

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生物工程学报 2024年第6期40卷 1950-1962页

作者：冯佳蒋建兰冯远航朱宏吉余林玲赵广荣卢文玉史清洪天津大学化工学院天津300072

针对生物工程类专业制造工艺学习传统模式中存在的问题,本文阐述了“重组人红细胞生成素制造工艺虚拟仿真实验”课程的建设与实践过程。以重组人红细胞生成素药物为载体,将现代生物制造技术与三维信息技术高度融合。阐述了课程的教学理... 详细信息

针对生物工程类专业制造工艺学习传统模式中存在的问题,本文阐述了“重组人红细胞生成素制造工艺虚拟仿真实验”课程的建设与实践过程。以重组人红细胞生成素药物为载体,将现代生物制造技术与三维信息技术高度融合。阐述了课程的教学理念、教学目标、教学内容、实施方式及实验方法和实验交互性操作步骤及考核标准。以学生为中心,创新实验方案设计、教学方法和评价体系,培养学生分析问题、解决复杂生物医药工程实际问题的能力,拓宽学生的思路和视野。

关键词：重组人红细胞生成素虚拟仿真生物工程类教学改革

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火龙果皮花青素生物转化菌株筛选及工艺优化

中国酿造 2024年第1期43卷 197-202页

作者：程水明李露欣刘杰凤广东石油化工学院生物工程系广东茂名525000

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mel... 详细信息

该研究以火龙果皮粉为发酵基质,采用20种食用真菌进行发酵,通过监测发酵后发酵液中花青素含量的变化,筛选出转化效率高的供试菌株作为火龙果皮发酵菌株,并采用响应面法优化其发酵工艺。结果表明,20种食用真菌中,经蜜环菌(Armillaria mellea)发酵的火龙果皮液中花青素含量最高,其最优发酵工艺为发酵时间5 d、接种量6%、发酵温度25℃、料液比1∶50(g∶mL)。在此优化条件下,发酵液中花青素含量达(2.03±0.02)mg/100 mL,是未经食用真菌转化的11.94倍,表明微生物辅助可有效转化火龙果果皮中花青素。

关键词：火龙果果皮花青素生物转化食用真菌筛选工艺优化

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酵母细胞催化合成18α-甘草酸

化工学报 2024年

作者：邢登雪张良李文强梁建华秦磊张根林李春石河子大学化学化工学院/新疆兵团绿色化工过程重点实验室北京理工大学化学与化工学院生物化工研究所/医药分子科学与制剂工信部重点实验室清华大学化学工程系/工业生物催化教育部重点实验室

18α-甘草酸（18α-Glycyrrhizin， 18α-GL）是一种齐墩果烷型皂苷，18α-GL比其差向异构体18β-GL极性小、亲脂性好，更强的抗毒抗炎作用和更高的肝脏靶向性使18α-GL成为保肝护肝领域的主要药物成分。但目前18α-GL的制备方法污染大... 详细信息

18α-甘草酸（18α-Glycyrrhizin， 18α-GL）是一种齐墩果烷型皂苷，18α-GL比其差向异构体18β-GL极性小、亲脂性好，更强的抗毒抗炎作用和更高的肝脏靶向性使18α-GL成为保肝护肝领域的主要药物成分。但目前18α-GL的制备方法污染大，效率低，亟需开发一种绿色简单地合成18α-GL的方法。本研究利用酵母细胞异源表达了糖基转移酶，通过全细胞催化的方式鉴定出可催化18α-甘草次酸（18α-Glycyrrhetinic acid，18α-GA）特异性合成18α-单葡萄糖醛酸甘草次酸（18α-Glycyrrhetinic acid 3-O-monoglucuronide，18α-GAMG）的糖基转移酶cGuCSyGT和催化18α-GAMG 特异性合成18α-GL的糖基转移酶GgUGT1。进一步运用了蛋白质结构预测和分子动力学模拟探究了cGuCSyGT对18α-GA的催化活性比18β-GA低的原因。最后采用优化底物添加浓度、底盘细胞、底物添加时间、反应时间、培养基成分补加和底物溶剂的策略构建了酵母催化合成18α-GAMG和18α-GL的最优工艺，使18α-GAMG和18α-GL的产量分别达到36.38（±1.87）mg/L和39.32（±0.75）mg/L。本研究首次实现了18α-GAMG和18α-GL的微生物催化合成，为将来18α-GL的微生物全合成提供了理论基础和技术支撑。

关键词：甘草 18α-甘草酸 18α-单葡萄糖醛酸甘草次酸糖基转移酶酵母细胞催化

交联法制备UiO-66-NH2功能化棉纤维对活性蓝4的吸附性能研究

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化学工业与工程 2024年第4期41卷 97-108页

作者：段兴宇曲红梅董敏张家财孙一萍李晓龙天津大学化工学院

以环氧氯丙烷（ECH）交联棉纤维（CF）和UiO-66-NH2,方便地制备了一种新型的富氨基金属有机骨架材料功能化棉纤维基复合材料（UCF）,并应用于水溶液中活性蓝4（RB4）的高容量吸附。与通过水热合成在基质材料上生长MOFs的方法相比，交联... 详细信息

以环氧氯丙烷（ECH）交联棉纤维（CF）和UiO-66-NH2,方便地制备了一种新型的富氨基金属有机骨架材料功能化棉纤维基复合材料（UCF）,并应用于水溶液中活性蓝4（RB4）的高容量吸附。与通过水热合成在基质材料上生长MOFs的方法相比，交联法更加快速和简便。扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）证实了UCF的合成。此外，进一步研究了吸附剂用量、pH值、温度、染料浓度和接触时间等因素对吸附性能的影响，探究了吸附等温线、动力学和热力学性质，并对吸附机理进行了分析和总结。结果表明：最适宜条件下，UCF的最大吸附量为539.2 mg·g-1,相比于原棉纤维增加了785.39%;吸附过程遵循Freundlich等温线模型和准二级动力学模型；吸附过程是自发放热的；静电相互作用是吸附过程中的主要推动力。为生物质-MOFs复合材料的制备提供了新思路，同时也显示了该复合材料在染料废水治理领域的应用潜力。

关键词：染料废水吸附棉纤维金属有机骨架化学改性

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二氧化硅纳米片的合成与应用研究进展

化学工业与工程 2024年第4期41卷 1-12页

作者：吴才军王军政天津大学化工学院

二氧化硅纳米片作为一种二维材料，兼备介孔特性，在生物医药、催化吸附和分离纯化等领域有着广泛的应用。由于二氧化硅缺乏层状前驱体，同时二维结构本身具有较高的表面能，导致合成出的纳米片有形状不规则、步骤繁琐和介孔孔径较小等... 详细信息

二氧化硅纳米片作为一种二维材料，兼备介孔特性，在生物医药、催化吸附和分离纯化等领域有着广泛的应用。由于二氧化硅缺乏层状前驱体，同时二维结构本身具有较高的表面能，导致合成出的纳米片有形状不规则、步骤繁琐和介孔孔径较小等系列问题。针对上述问题，从国内外二氧化硅合成的相关研究出发，阐述了不同合成方法的原理、总结出各自的优势及不足。此外，还介绍了二氧化硅纳米片在环境、生物和能源领域的应用，并对未来的应用研究方向进行了展望，可以为二氧化硅纳米片的进一步研究提供参考。

关键词：二氧化硅纳米片介孔二维材料

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MXenes纳米点的制备及应用进展

化学工业与工程 2024年第3期41卷 26-34页

作者：朱彦松苏军军潘宏斐任相魁陈志坚天津大学化工学院

二维（2D）层状材料MXenes具有优良的理化性质。由MXenes制备的纳米点材料MXenes纳米点（MNDs）,不仅可继承二维层状MXenes材料本身的物理和化学特性，而且由于纳米点的尺寸效应还展现出了一些新特性。对基于MXenes的纳米点材料进行了... 详细信息

二维（2D）层状材料MXenes具有优良的理化性质。由MXenes制备的纳米点材料MXenes纳米点（MNDs）,不仅可继承二维层状MXenes材料本身的物理和化学特性，而且由于纳米点的尺寸效应还展现出了一些新特性。对基于MXenes的纳米点材料进行了综述，全面总结了文献中包括Ti3C2和MoC2等不同类型MXenes纳米点的制备方法，对各类常见的制备方法进行了对比，并对不同方法优缺点进行了分析，在此基础上总结了此类新型纳米材料在光电及生物医学领域的应用前景。

关键词： MXenes 纳米点综述光电材料

基于壳聚糖/银离子的可逆温敏水凝胶的制备与性能

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精细化工 2024年第5期41卷 1036-1042页

作者：徐世宽张弘妹戚鹏飞曹张军邢彦军东华大学化学与化工学院上海201620 东华大学生物与医学工程学院上海201620

以壳聚糖(CS)和AgNO_(3)为主要原料,通过CS与Ag^(+)的超分子络合作用制备了一系列可逆温敏CS-Ag水凝胶,采用FTIR、XRD、XPS、SEM和EDS对CS-Ag水凝胶的结构和化学状态进行了表征。结果表明,通过同时调节AgNO_(3)用量和体系pH可制备具有... 详细信息

以壳聚糖(CS)和AgNO_(3)为主要原料,通过CS与Ag^(+)的超分子络合作用制备了一系列可逆温敏CS-Ag水凝胶,采用FTIR、XRD、XPS、SEM和EDS对CS-Ag水凝胶的结构和化学状态进行了表征。结果表明,通过同时调节AgNO_(3)用量和体系pH可制备具有相同凝胶温度的CS-Ag水凝胶。当CS用量为0.60 g、AgNO_(3)用量为0.19 g、体系总体积为21 mL、保持水凝胶pH=4.24时,制备的CS-Ag-19水凝胶凝胶温度为50℃,具有最佳的热可逆性能,至少可循环相变5次,具有室温避光保存5个月的稳定性,并表现出对大肠杆菌良好的抗菌性能。CS-Ag-19的溶胶-凝胶转换是由CS的氨基在不同温度下的超分子相互作用控制,H^(+)和Ag^(+)在温度、浓度变化的驱动下,对游离氨基的竞争反应(质子化和络合作用)之间的平衡关系使水凝胶具有温敏可逆性。CS-Ag-19水凝胶的可注射和温敏凝胶性能使其具有作为水凝胶抗菌敷料的应用潜力。

关键词：可逆温敏水凝胶壳聚糖银离子抗菌性可注射性功能材料

不同取代度乙酰化淀粉的制备、表征及热塑性分析

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食品工业科技 2024年第13期45卷 230-238页

作者：王静文杜家鸿刘鑫许丁予姚先超林日辉广西民族大学化学化工学院广西多糖材料与改性重点实验室广西高校化学与生物转化过程新技术重点实验室广西南宁530006

为了使淀粉作为高分子材料更好地应用在材料行业,需要将淀粉进行改性,本研究以木薯淀粉为原料,依次对其进行预处理和无水介质的乙酰化处理,通过控制反应时间的变化,制备了不同取代度乙酰化淀粉。并且通过X射线衍射、偏光显微镜、扫描电... 详细信息

为了使淀粉作为高分子材料更好地应用在材料行业,需要将淀粉进行改性,本研究以木薯淀粉为原料,依次对其进行预处理和无水介质的乙酰化处理,通过控制反应时间的变化,制备了不同取代度乙酰化淀粉。并且通过X射线衍射、偏光显微镜、扫描电子显微镜、接触角测量、差示扫描量热分析等表征手段探究了预处理对乙酰化淀粉颗粒理化性质的影响、高取代度淀粉与低取代度淀粉理化性质的差异。结果表明:预处理可缩短原淀粉乙酰化所需时间,高取代度乙酰化淀粉晶体衍射峰消失,偏光十字消失,形貌由圆形变为多孔状,可以在丙酮等有机溶剂中溶解,预处理淀粉乙酰化反应0.5 h其疏水接触角就可达69.006°±0.520°,淀粉熔融温度降到155℃,分解温度由280℃增加到340℃,使淀粉热稳定性增强,具有热塑性。该研究可在半小时内制备出取代度为2.5的乙酰化淀粉,可以溶解在有机溶剂中,为淀粉在材料行业的应用提供了新思路。

关键词：乙酰化淀粉高取代度淀粉理化性质热塑性

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