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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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在明串珠菌构建高产甘露醇的细胞工厂

食品与发酵工业 2024年第7期50卷 9-16页

作者：刘成川金红星河北工业大学化工学院天津300401

甘露醇是一种具有多种功效的六糖醇,被广泛应用于医药、食品、化工和电子等行业。为构建高产甘露醇的明串珠菌,建立了将底盘细胞转化为高产目标产物菌株的理论:细胞工厂的“源-库”学说。通过2次同源重组,打破染色体中基因的操纵子和重... 详细信息

甘露醇是一种具有多种功效的六糖醇,被广泛应用于医药、食品、化工和电子等行业。为构建高产甘露醇的明串珠菌,建立了将底盘细胞转化为高产目标产物菌株的理论:细胞工厂的“源-库”学说。通过2次同源重组,打破染色体中基因的操纵子和重叠基因模式,并将甘露醇外排泵蛋白(mannitol efflux pump,MEP)基因序列和再生NADH的酶(甲酸脱氢酶)基因序列定点插入到染色体上。蔗糖为90 g/L时,打破mep基因的操纵子和重叠基因模式的菌株甘露醇产量比原始菌株(CGMCC1.10327)提高了9.5%。原始菌株染色体上敲入一个拷贝mep基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到120 g/L,甘露醇产量也达到55.18 g/L。CCTCC M2020762菌株染色体上敲入一个拷贝甲酸脱氢酶基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到145 g/L,甘露醇产量也达到101.6 g/L。使细胞工厂具备更强的“源”能(NADH再生等)和更大的“库”容(提高MEP活性),实现目标产物的超高产。

关键词：细胞工厂源-库明串珠菌甘露醇发酵合成生物学

泡沫分馏技术的过程强化策略及其在食品工业中的应用研究进展

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食品工业科技 2024年第18期45卷 384-393页

作者：程小东刘伟杨春燕殷昊卢珂河北工业大学化工学院天津300402

泡沫分馏是一项绿色、经济的初级分离技术,在食品工业领域具有良好的应用前景。然而,由于操作参数对界面吸附和泡沫排液具有截然相反的影响,泡沫分馏间歇操作很难同时获得较高的富集比和回收率。为了解决这一难题,研究者们开发了多种泡... 详细信息

泡沫分馏是一项绿色、经济的初级分离技术,在食品工业领域具有良好的应用前景。然而,由于操作参数对界面吸附和泡沫排液具有截然相反的影响,泡沫分馏间歇操作很难同时获得较高的富集比和回收率。为了解决这一难题,研究者们开发了多种泡沫分馏过程强化策略。本文首先对近年来界面吸附和泡沫排液过程强化的相关研究进行概括总结,并分析了各种方法的优缺点。随后,综述了泡沫分馏在蛋白质、酶类、皂苷、多酚类物质和生物防腐剂的分离中的研究进展。基于文献梳理和问题分析,未来可开展以下三方面研究以促进泡沫分馏的工业应用:开发能够同时强化界面吸附和泡沫排液的新方法;开发能够特异结合非表面活性物质且可重复使用的新型捕收剂;抑制解吸过程中的蛋白质变性。

关键词：泡沫分馏界面吸附泡沫排液过程强化表面活性剂

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编织晶界:高强度晶体薄膜合成的通用策略

科学通报 2024年第26期69卷 3834-3836页

作者：马翰泽何光伟姜忠义天津大学化工学院天津300354

晶态多孔膜材料因其规整有序、结构丰富、构效关系明确、稳定性优异、可设计性强等特性,在先进膜材料的研究与应用中具有重要发展前景.目前,晶态膜材料已广泛应用于膜分离、传感器、催化、电池等领域,且其应用领域在迅猛扩大.晶态膜材... 详细信息

晶态多孔膜材料因其规整有序、结构丰富、构效关系明确、稳定性优异、可设计性强等特性,在先进膜材料的研究与应用中具有重要发展前景.目前,晶态膜材料已广泛应用于膜分离、传感器、催化、电池等领域,且其应用领域在迅猛扩大.晶态膜材料通常为多晶结构,由细小的晶粒共生连接而成,不同取向的晶粒之间的界面被称为晶界.

关键词：多晶结构可设计性膜材料构效关系多孔膜晶态晶体薄膜膜分离

基于非对称聚乳酸共混物调控多重立构复合晶:定量研究

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高分子学报 2024年第4期55卷 473-484页

作者：郭明威黄黎明赵志锋南京大学化学与化工学院南京210023 信阳艺术职业学院信阳464000 河北工业大学化工学院天津310030

定量地探讨了非对称聚乳酸(PLA)外消旋共混物中,链长和摩尔比对立构复合(SC)结晶形成的关键贡献.通过控制对映体链段差异与共混比例制备一系列聚乳酸外消旋共混物,结果发现在对映体平均聚合度(DP)60以内的对映体共混物中,2个对映体具有... 详细信息

定量地探讨了非对称聚乳酸(PLA)外消旋共混物中,链长和摩尔比对立构复合(SC)结晶形成的关键贡献.通过控制对映体链段差异与共混比例制备一系列聚乳酸外消旋共混物,结果发现在对映体平均聚合度(DP)60以内的对映体共混物中,2个对映体具有完全相同数量的相同链长时,形成的SC结晶更有序且具有更少的纠缠度或非晶区域.另一方面,当2个对映体链长度不等时,长段的多余段可能在SC结晶表面保持无定形,或与其他短对映体复合,或多余链段间堆积形成同质(HC)结晶,这取决于链长的差异和共混比的双重作用:当链长差异不显著时(x_(L)

关键词：聚乳酸立构复合晶共混比分子量对映体共混物

Ag-Ni/KCC-1的制备及其在草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯中的催化性能

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高校化学工程学报 2024年第1期38卷 90-98页

作者：张舜光崔阳刘林林张金颐陈学青天津理工大学化学化工学院天津300384 中国天辰工程有限公司技术发展部天津300400 河北工业大学化工学院天津300401

针对草酸二甲酯(DMO)加氢制备乙醇酸甲酯(MG)反应中,银(Ag)基催化剂成本较高、催化性能不稳定等问题,为降低成本并提高催化性能,以水热合成法制备的树枝状纤维形二氧化硅纳米球(KCC-1)为载体,采用等体积浸渍法制备Ag/KCC-1、Ag-Ni/KCC-... 详细信息

针对草酸二甲酯(DMO)加氢制备乙醇酸甲酯(MG)反应中,银(Ag)基催化剂成本较高、催化性能不稳定等问题,为降低成本并提高催化性能,以水热合成法制备的树枝状纤维形二氧化硅纳米球(KCC-1)为载体,采用等体积浸渍法制备Ag/KCC-1、Ag-Ni/KCC-1负载型催化剂。考察了Ag的较优负载量及总负载量不变时,Ag与镍(Ni)较佳的质量比。结果表明,Ag/KCC-1催化剂中,不同Ag负载量的催化剂,其结构和催化性能均有所不同,Ag负载量(质量分数)为15%时,性能较好;Ag-Ni/KCC-1催化剂中,适量Ni的引入对催化剂的结构和催化性能均有明显提高,当Ag和Ni的负载量分别为12%和3%时,催化性能较佳,与单组分负载的Ag/KCC-1催化剂相比,DMO转化率由90.37%提高至96.75%,MG转化率由90.77%提高至92.48%,MG收率由82.04%提高至89.47%。

关键词：草酸二甲酯乙醇酸甲酯催化剂树枝状纤维形二氧化硅纳米球 Ag-Ni/KCC-1

“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

构筑晶格匹配牺牲层:制备高质量自支撑薄膜材料的有效途径

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科学通报 2024年第13期69卷 1666-1668页

作者：刘毅姜忠义大连理工大学化工学院大连116024 天津大学化工学院天津300354

自支撑型薄膜材料因其脱离衬底束缚而展现出物化性质均一、便于成型组装、避免界面缺陷等优异特性,在柔性电子器件、智能传感系统、能量储存转换、化学分离等领域表现出巨大应用潜力.目前已开发出的自支撑型薄膜的制备方法包括化学刻蚀... 详细信息

自支撑型薄膜材料因其脱离衬底束缚而展现出物化性质均一、便于成型组装、避免界面缺陷等优异特性,在柔性电子器件、智能传感系统、能量储存转换、化学分离等领域表现出巨大应用潜力.目前已开发出的自支撑型薄膜的制备方法包括化学刻蚀、物理/机械剥离、界面合成、原位转化等.

关键词：智能传感系统能量储存化学分离柔性电子器件化学刻蚀晶格匹配界面缺陷牺牲层

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化工过程中的电子传递、质子传递和分子传递

化工学报 2024年第3期75卷 1052-1064页

作者：李诗浩吴振华赵展烽吴洪杨冬石家福姜忠义天津大学化工学院天津300072 天津大学环境科学与工程学院天津300072

随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递... 详细信息

随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递、热量传递与质量传递为基础,揭示了物质、能量传递与化学反应的协同强化规律,对化工领域的发展具有重要和深远意义。近年来,由于光能、电能等清洁能源以及绿色生物制造、光电化学工程等新学科引入化工反应过程中,以电子传递、质子传递和分子传递为代表的三类传递现象得到了广泛关注和大量研究,为“三传一反”理论注入了新的活力。在此背景下,尝试将电子传递、质子传递和分子传递三类现象进行分析和介绍,针对不同化学反应的特点,初步总结了通过电子传递、质子传递和分子传递过程的单独或协同强化,以实现传递过程与化学反应过程的高度匹配,进而实现化学反应效率的显著提升。

关键词：电子传递质子传递分子传递化工过程化学反应生物催化太阳能