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有机电极材料在水系电池中的应用研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 3872-3890页

作者：邵威马壮郑宏玮刘光举高翔谢健和庆钢浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310027

与商业化电池相比,水系有机电池(AOBs)具有低成本、高安全性、环保等特点,使其更适用于便携电子设备和电网储能应用。电极材料作为水系有机电池重要组成部分,在实现电池的高容量和长循环寿命方面起到至关重要的作用。基于绿色发展的需求... 详细信息

与商业化电池相比,水系有机电池(AOBs)具有低成本、高安全性、环保等特点,使其更适用于便携电子设备和电网储能应用。电极材料作为水系有机电池重要组成部分,在实现电池的高容量和长循环寿命方面起到至关重要的作用。基于绿色发展的需求,有机电极材料应具备理论比容量高、资源丰富、设计灵活性强等优点。本文综述了不同储能机理的有机电极材料的最新研究进展,包括羰基化合物、亚胺化合物、导电聚合物、COFs材料、MOFs材料以及复合材料等。同时总结了有机电极材料在水系电池中的导电性和溶解性问题,并提出了不同的解决策略。最后,讨论了水系有机电池的关键挑战以及未来努力方向,未来仍需要更多具有更好电子导电性和快速动力学的电极材料应用于水系有机电池。

关键词：水系有机电池电极材料水系电解液有机化合物高安全性

氯化钙/聚乙烯醇涂膜处理对脆红李生理生化的影响

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中国食品学报 2024年第2期24卷 218-227页

作者：李东郝旺雷雨李静雅张诗琪李甜四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾643002

为降低脆红李采后腐烂率,减缓果实后熟与衰老,延长货架期,以脆红李为试材,对比2%氯化钙浸泡、聚乙烯醇涂膜、2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜3种保鲜处理在4℃贮藏环境中对脆红李的可滴定酸(TA)、可溶性固形物(SSC)、呼吸强度、硬度、丙二醛... 详细信息

为降低脆红李采后腐烂率,减缓果实后熟与衰老,延长货架期,以脆红李为试材,对比2%氯化钙浸泡、聚乙烯醇涂膜、2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜3种保鲜处理在4℃贮藏环境中对脆红李的可滴定酸(TA)、可溶性固形物(SSC)、呼吸强度、硬度、丙二醛含量(MDA)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性等生理、生化指标的影响。结果表明:2%氯化钙浸泡+聚乙烯醇涂膜的复合保鲜方式有效延缓TA含量降低并维持在0.8%以上,减缓SSC含量上升(P<0.05),保持在16°Brix左右,将果实硬度保持在14.11 N以上,较好地维持了脆红李风味及口感,同时把呼吸强度维持在4.9758~19.9898 mg/h·kg范围波动,抑制脆红李的呼吸强度(P<0.05),第30天时PG活性才逐步上升至70.72μg/h·g FW,显著抑制PG活性(P<0.05),降低MDA累积,在12~24 d内显著抑制PPO活性(P<0.05)使其从0.2 U/g FW逐步下降至0.058 U/g FW,延缓了果实的后熟与衰老。采后用2%氯化钙浸泡后结合聚乙烯醇涂膜复合处理的脆红李在4℃冷藏条件下保鲜效果最好,能有效延缓脆红李的衰老变质。

关键词：脆红李浸钙处理:聚乙烯醇涂膜保鲜生理生化

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高通量单分子定位显微成像技术进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：林昭珺常桓梽李依明南方科技大学生物医学工程系

由于衍射极限的存在，传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及其细胞器之间的相互作用。单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术，为生命科学领域的研究提供了重要手段。大视场高通量单分子成像技术具有高分... 详细信息

由于衍射极限的存在，传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及其细胞器之间的相互作用。单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术，为生命科学领域的研究提供了重要手段。大视场高通量单分子成像技术具有高分辨率、成像范围大和成像时间短等特点被生物医学领域广泛用于观察和分析复杂的生物结构和功能。本文从基于硬件扫描的拼接成像技术、基于大面阵s CMOS大视场高通量成像技术、大景深单分子定位成像技术、高通量数据分析技术四个方面回顾了近年来大视场高通量单分子定位技术研究进展。最后，对大视场高通量单分子定位成像技术的发展方向进行了展望。

关键词：高通量大视场单分子定位显微镜超分辨成像技术

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高通量单分子定位显微成像技术进展（特邀）

激光与光电子学进展 2024年第6期 82-96页

作者：林昭珺常桓梽李依明南方科技大学生物医学工程系

由于衍射极限的存在，传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及细胞器之间的相互作用。单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术，为生命科学领域的研究提供了重要手段。大视场高通量单分子成像技术具有分辨率... 详细信息

由于衍射极限的存在，传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及细胞器之间的相互作用。单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术，为生命科学领域的研究提供了重要手段。大视场高通量单分子成像技术具有分辨率高、成像范围大和成像时间短等特点，在生物医学领域广泛用于观察和分析复杂的生物结构和功能。从基于硬件扫描的拼接成像技术、基于大面阵sCMOS的大视场高通量成像技术、大景深单分子定位成像技术、高通量数据分析技术4个方面回顾近年来大视场高通量单分子定位技术的研究进展。最后，对大视场高通量单分子定位成像技术的发展方向进行展望。

关键词：高通量大视场单分子定位显微镜超分辨成像

耐热碱性蛋白酶AH-101的异源表达、酶学性质与洗涤应用研究

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中国生物工程杂志 2024年第4期44卷 23-32页

作者：郝漫邵岚莹公为峰惠威史超硕路福平张会图天津科技大学生物工程学院天津300457

目的:通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)数据库筛选可以应用于洗涤工业的蛋白酶,使用地衣芽孢杆菌进行高效表达。方法:利用同源重组的方式将蛋白酶基因整合到地衣芽孢杆菌基因组中,研究重组蛋白酶的酶学特性和... 详细信息

目的:通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)数据库筛选可以应用于洗涤工业的蛋白酶,使用地衣芽孢杆菌进行高效表达。方法:利用同源重组的方式将蛋白酶基因整合到地衣芽孢杆菌基因组中,研究重组蛋白酶的酶学特性和洗涤效果。结果:该重组酶的最适作用温度为60℃,最适pH为11.0;AH-101具有良好的耐热性,可以在20~55℃范围内保持稳定,在60℃保温1 h,剩余活性仍高于30%;此外,该酶与表面活性剂和液体洗涤剂具有良好的兼容性,在终浓度为0.1%和0.5%的表面活性剂和液体洗涤剂中孵育2 h,重组酶的酶活力损失小于30%。结论:成功构建了一株含有外源蛋白酶的地衣芽孢杆菌重组菌株,对重组蛋白酶的特性和洗涤效果进行研究,该重组蛋白酶可以作为环保型酶制剂应用到洗涤工业中。

关键词：耐热碱性蛋白酶地衣芽孢杆菌整合表达洗涤工业

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纤维素-聚乙烯亚胺水凝胶的制备及其抑菌性

高校化学工程学报 2024年第5期 805-813页

作者：卢丹吴升冬沈冲孟琴浙江大学生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江大学化学工程与生物工程学院浙江工业大学膜分离与水科学技术研究院

纤维素是地球上存量最大的生物质，为了将其功能化并开拓新的用途，制备了一种纤维素基的抗菌水凝胶，并利用平板抑菌实验证明了其对两种常见植物病害真菌有良好的抑制效果。首先，采用高碘酸钠将纤维素氧化，测定其氧化度，并得到最适... 详细信息

纤维素是地球上存量最大的生物质，为了将其功能化并开拓新的用途，制备了一种纤维素基的抗菌水凝胶，并利用平板抑菌实验证明了其对两种常见植物病害真菌有良好的抑制效果。首先，采用高碘酸钠将纤维素氧化，测定其氧化度，并得到最适氧化条件；然后将氧化纤维素与聚乙烯亚胺反应生成水凝胶，并通过高速匀浆得到质量分数为1.0%的水凝胶悬浮液；最后，评价纤维素-聚乙烯亚胺水凝胶(PEI/OC-gel)对水稻稻瘟病菌和尖孢镰刀菌(西瓜专化型)的抑菌效果。结果表明，质量浓度高于0.75 mg·m L-1的PEI/OC-gel可有效抑制稻瘟病菌和尖孢镰刀菌(西瓜专化型)的生长，因此有望将其用于防治水稻稻瘟病和西瓜蔓枯病等常见的植物真菌性感染。

关键词：纤维素聚乙烯亚胺水凝胶植物病害真菌抑菌

模型辅助抗体连续捕获过程表征和关键影响因素分析

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高校化学工程学报 2024年第5期 752-761页

作者：贾思宁孙艳娜高栋王海彬姚善泾林东强浙江大学生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院杭州博之锐生物制药有限公司

针对双柱连续流层析CaptureSMB连续捕获过程，提出了模型辅助过程表征方法。首先，比较了传统实验设计方法(DoE)和模型辅助方法，对6个中高风险参数进行了表征。结果表明，传统DoE方法无法准确表征参数对过程性能的影响，而模型辅助方... 详细信息

针对双柱连续流层析CaptureSMB连续捕获过程，提出了模型辅助过程表征方法。首先，比较了传统实验设计方法(DoE)和模型辅助方法，对6个中高风险参数进行了表征。结果表明，传统DoE方法无法准确表征参数对过程性能的影响，而模型辅助方法可排除无效操作点且考察范围更广。其次，通过模型确定了连接上样流速、连接上样时间和断开上样流速的参数范围，预测了最大过程产率操作点，进一步通过蒙特卡罗模拟和评估操作点的稳健性，得到最优的过程产率操作点。实验结果表明，模型辅助方法准确可靠，节约了时间和材料成本，可为连续捕获过程表征与优化提供指导，促进连续制造的工业应用。

关键词：单克隆抗体连续捕获层析模型过程表征过程优化

利用光驱动的生物杂合系统实现CO_(2)转化生产化学品

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 294-303页

作者：干雅梅柴甜甜张健高聪宋伟吴静刘立明陈修来江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生命科学与健康工程学院江苏无锡214122

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在... 详细信息

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在光吸收范围相对较窄、光生电子在传输过程中易损耗等问题,限制了太阳能到化学品的转化效率.为了解决上述难题,科研人员模仿自然光合作用中的关键部分,探索构建人工光合系统,相关研究引起了广泛关注.本文通过将碲化镉量子点(CdTe QDs)与大肠杆菌(***)相耦合,构建了一种光驱动无机-生物杂合系统(IBPHS),用于捕获太阳能并驱动CO_(2)转化合成高价值化学品.该系统主要由光催化模块和生物催化模块组成.在光催化模块中,通过生物合成CdTe QDs进行光能捕获,并将其转化为电子.通过敲除***的Cd2+外排蛋白(ZNTA)编码基因,实现了***胞内Cd2+过量积累.通过“时空耦合”方式,并借助共聚焦显微镜、高分辨率透射电镜和X射线能谱分析,确认了CdTe QDs在***胞内的组装合成.利用紫外-可见分光光度计研究了光催化模块对光子的吸收能力.结果表明,光催化模块的吸收峰位于400-420 nm.利用瞬时光电流,评估了光催化模块的光生电子能力.实验发现,该模块可以产生0.07μA光电流,表明完成了光催化模块的构建.在生物催化模块中,将光催化模块产生的电子用于还原NAD+再生NADH.采用NADH生物传感器,分析了***胞内NADH含量,结果表明,在蓝光照射下***胞内NADH含量比黑暗条件下提高了5.1倍.在此基础上,通过表达NADH依赖型乳酸脱氢酶(LDH)将丙酮酸还原为乳酸,在蓝光光照下乳酸积累量达到了0.44 g/L,而黑暗条件下无乳酸积累,从而验证了生物催化模块的有效性.基于光催化模块和生物催化模块,进一步组装构建了IBPSH,用于驱动CO_(2)还原合成甲酸和丙酮酸.在蓝光照射下,IBPHS能够合成0.65 g/L甲酸和0.18 g/L丙酮酸,其CO_(2)利用速率分别达到51.98 mg/gDCW/h和21.92 mg/gDCW/h,超过了光合细菌.综上所述,本文利用光催化模块与生物催化模块相耦合的方式,组装构建了一种新型的人工光合系统,实现了光驱动CO_(2)还原合成高附加值化学品,为理性设计材料-生物杂合系统提供了借鉴,同时也为挖掘绿色生物制造潜力、开发太阳能化学制造平台提供参考.

关键词：人工光合系统 CO_(2)利用光能转换 CdTe生物合成 NADH再生

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番茄花序发育调控进展

分子植物育种 2024年

作者：曹莉莉重庆大学生物工程学院

花序由茎尖分生组织在开花诱导后分化发育形成。番茄在世界上种植广泛，花序分枝数量是番茄重要的农艺性状，对番茄的产量和品质起着重要影响，因此合适的花序分枝数量已经成为优异番茄品种的一个重要指标。目前虽然已报道大量基因参与... 详细信息

花序由茎尖分生组织在开花诱导后分化发育形成。番茄在世界上种植广泛，花序分枝数量是番茄重要的农艺性状，对番茄的产量和品质起着重要影响，因此合适的花序分枝数量已经成为优异番茄品种的一个重要指标。目前虽然已报道大量基因参与番茄花序发育，但针对这些基因没有综合描述，本研究重点介绍茎尖分生组织的大小、花分生组织身份基因、花序分生组织确定性、ALOG家族蛋白以及激素对番茄花序结构发育的影响，以期在阐明番茄花序结构分子调控机制的基础上为培育具有优异花序分枝数量的番茄品种提供理论依据。

关键词：番茄花序发育分生组织