微生物发酵法合成虾青素的研究进展 被引量：5

1

作者 周强 周大伟 +6 位作者 孙敬翔 王靖楠 姜万奎 章文明 蒋羽佳 信丰学 姜岷 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第1期126-143,共18页

虾青素是一种高附加值的抗氧化萜类物质,具有很强的抗氧化活性,同时还具有抗癌、预防炎症、护眼等诸多功效。随着合成生物学技术的不断发展,利用微生物发酵法合成虾青素是实现虾青素工业化生产最有效的途径之一,也更能满足消费者对天然... 虾青素是一种高附加值的抗氧化萜类物质,具有很强的抗氧化活性,同时还具有抗癌、预防炎症、护眼等诸多功效。随着合成生物学技术的不断发展,利用微生物发酵法合成虾青素是实现虾青素工业化生产最有效的途径之一,也更能满足消费者对天然化合物的需求。目前,生产虾青素的微生物包括细菌、真菌、藻类等。本文系统介绍了虾青素的结构性质和生产方法,重点讲述了虾青素天然合成以及外源构建的合成路径,总结了不同微生物如雨生红球藻、酵母和大肠杆菌生产虾青素的最新进展,分析了利用基因工程和发酵过程调控手段提高虾青素产量的方法。未来,通过代谢工程等手段(如虾青素合成基因过表达、使用高强度启动子、代谢途径优化等)可提高虾青素产量,以进一步增加虾青素在食品、医疗、化妆品和饲料等产业的应用。 展开更多

关键词 微生物 虾青素 萜类物质 生物合成

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Co掺入对CeMoO_x/Al_2O_3协同催化NO、CO和C_3H_8的影响 被引量：4

2

作者 眭国荣 金奇杰 +2 位作者 王红 沈岳松 祝社民 《南京工业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第6期1-6,31,共7页

采用挤出成型法将Co掺入CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3制备系列催化剂CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3,研究Co掺入对协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附/脱附法、NH3程序升温脱附法(NH_3-TPD)、NO程序升温脱附法(... 采用挤出成型法将Co掺入CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3制备系列催化剂CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3,研究Co掺入对协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附/脱附法、NH3程序升温脱附法(NH_3-TPD)、NO程序升温脱附法(NO-TPD)、H_2程序升温还原法(H_2-TPR)和X线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。结果表明:Co掺入有利于CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3氧化CO和C_3H_8,CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3在空速7 200 h^(-1)条件下,NO的转化率为98.85%,CO的转化率为79.41%,C_3H_8的转化率为81.33%。催化剂中Co的掺入会提高氧化-还原性能、酸量、NO吸附-脱附能力、Ce^(3+)浓度以及化学吸附氧浓度。这些结果均有利于提高协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的活性。 展开更多

关键词 CeO2/Al2O3 柴油机尾气 NO 催化脱除

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2-苯乙醇生物合成的研究进展 被引量：6

3

作者 严伟 高豪 +6 位作者 蒋羽佳 钱秀娟 周杰 董维亮 章文明 信丰学 姜岷 《合成生物学》 CSCD 2021年第6期1030-1045,共16页

2-苯乙醇(2-PE)是一种具有玫瑰香味的重要香料化合物,广泛应用于化妆品、香水、食品等行业。传统的2-PE生产主要是从植物原料中提取或化学合成。然而,这些方法无法满足消费者对天然香料日益增长的需求。以发酵法或酶法生产的L-苯丙氨酸... 2-苯乙醇(2-PE)是一种具有玫瑰香味的重要香料化合物,广泛应用于化妆品、香水、食品等行业。传统的2-PE生产主要是从植物原料中提取或化学合成。然而,这些方法无法满足消费者对天然香料日益增长的需求。以发酵法或酶法生产的L-苯丙氨酸为前体,利用酵母细胞将其转化为2-PE,产品既符合环境友好的要求,又满足“天然”产品的定义,可以取代从玫瑰或其他植物精油中提取的天然2-PE。因此,生物法合成2-PE已经引起人们的广泛关注。本文综述了生物法合成2-PE的现状和发展前景,指出相对于传统的化学合成和天然植物提取,生物转化比较具有优越性。并对2-PE的合成途径、全局调控机制、提高2-PE产量的策略以及农工废弃物作为原料的利用进行了系统的论述。此外,本文还讨论了原位产物分离技术在2-PE生物合成中的应用。 展开更多

关键词 2-苯乙醇 生物合成 全局调控 代谢工程 原位萃取

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材料介导细胞固定化技术在生物发酵中的应用 被引量：3

4

作者 高豪 陆家声 +5 位作者 章文明 董维亮 方艳 余子夷 信丰学 姜岷 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3923-3931,共9页

细胞固定化技术具有高效、反应操作简便、能长时间保持细胞活力且可反复利用、稳定性好、耐受性强等优点,在生物发酵等领域显示出巨大的应用潜力。本文介绍了近年来高分子载体材料、无机载体材料和复合载体材料的细胞固定化技术在生物... 细胞固定化技术具有高效、反应操作简便、能长时间保持细胞活力且可反复利用、稳定性好、耐受性强等优点,在生物发酵等领域显示出巨大的应用潜力。本文介绍了近年来高分子载体材料、无机载体材料和复合载体材料的细胞固定化技术在生物发酵领域的研究进展,分析了不同材料介导固定化细胞在复杂的环境,如低或高pH、毒性底物和高浓度产物等条件下与游离细胞生长代谢性能差异;并阐述了新型高分子膜材料(中空纤维膜和微米/纳米纤维膜)作为载体在生物发酵中的优势和应用;最后展望了通过设计新型优良聚合物载体来实现人工混菌体系在生物发酵中的可控性和鲁棒性。材料作为生物与非生物中物质界面上的活性和可调成分,为细胞提供了适宜的微环境,在生物发酵领域将得到更广泛应用。 展开更多

关键词 固定化 多细胞 生物反应器 发酵 膜材料

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甲基营养型大肠杆菌构建策略的研究进展 被引量：3

5

作者 陶雨萱 张尚杰 +6 位作者 景艺文 信丰学 董维亮 周杰 蒋羽佳 章文明 姜岷 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3932-3941,共10页

利用微生物细胞工厂实现原料转化和产品合成是绿色生物制造的核心。然而,当前生物制造仍以富含糖类的谷物粮食为主要原料,存在“与民争粮”的争议,亟需开发非粮原料。甲醇作为煤化工产业中的重要产品,具有来源广、价格低、还原性强等优... 利用微生物细胞工厂实现原料转化和产品合成是绿色生物制造的核心。然而,当前生物制造仍以富含糖类的谷物粮食为主要原料,存在“与民争粮”的争议,亟需开发非粮原料。甲醇作为煤化工产业中的重要产品,具有来源广、价格低、还原性强等优势,有替代粮食原料的潜力。天然甲基营养菌可利用甲醇生产单细胞蛋白和各种氨基酸,但存在理论收率低、遗传改造工具不足等缺点。随着合成生物学的发展,以大肠杆菌等模式生物作为底盘细胞构建人工甲基营养菌,实现甲醇到各种化学品的生产已成为研究热点。本文总结了多种甲基营养型大肠杆菌的构建策略,明确了影响天然路径代谢的关键因素与代谢过程中的重要中间产物,概括了各种天然路径在大肠杆菌中的优化策略与人工新路径的构建方法,并对工程菌株的优化提出了展望。 展开更多

关键词 甲醇 大肠杆菌 合成生物学 工业生物技术 代谢途径 甲基营养型

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氧化石墨烯(GO)在水泥基复合材料中的应用研究进展 被引量：9

6

作者 张则瑞 吴建东 +1 位作者 王立国 李东旭 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期3008-3012,3019,共6页

氧化石墨烯(GO)具有二维层状结构,表面承载了多种活性含氧基团。GO不但具有粒径小、比表面积大、表面能高以及表面原子所占比例大等特点,还具有优异的导电性能、导热性能、力学以及光学性能。GO以其独特的结构和优异的性能应用在水泥基... 氧化石墨烯(GO)具有二维层状结构,表面承载了多种活性含氧基团。GO不但具有粒径小、比表面积大、表面能高以及表面原子所占比例大等特点,还具有优异的导电性能、导热性能、力学以及光学性能。GO以其独特的结构和优异的性能应用在水泥基材料中可改善其性能,因此GO在水泥基材料中的应用成为当前研究的一个热点。本文总结了GO的制备、分散方法,归纳了GO对水泥基复合材料的性能影响和机理分析,阐述了当前GO在水泥基材料研究中存在的问题以及发展趋势。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 分散方法 性能 机理分析

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氨基树脂表面活化提高固定化核酸酶P_1连续催化性能 被引量：2

7

作者 何林姣 刘晓静 +2 位作者 黄金莎 庄伟 应汉杰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3850-3860,共11页

考察了固定化酶常用载体-氨基树脂几何结构及表面活化过程对固定化核酸酶P1性能的影响,并进行了动力学和连续催化稳定性研究。FESEM、BET及FTIR等表征发现,氨基树脂具有大量酶可利用的孔,在固定化过程中核酸酶P1主要利用的孔径范围为4~3... 考察了固定化酶常用载体-氨基树脂几何结构及表面活化过程对固定化核酸酶P1性能的影响,并进行了动力学和连续催化稳定性研究。FESEM、BET及FTIR等表征发现,氨基树脂具有大量酶可利用的孔,在固定化过程中核酸酶P1主要利用的孔径范围为4~30 nm。相对游离的核酸酶P1而言,所得固定酶耐酸、耐热性增强;米氏动力学研究表明各组固定酶对底物的亲和力下降,最大反应速率下降;后交联组的重复利用性相对物理吸附、化学交联组明显增强。优化的固定化条件为:酶和载体比例为3:20(质量比),酶浓度为0.8 g·L^(-1),酶液pH为6.0,固定时间为10 h,在优化条件下所得固定酶的单位载体酶活为10013 U·g^(-1)。同时设计及优化柱连续反应器操作条件,确定反应温度为65℃,进料流量为0.75 ml·min^(-1),使得产品的核苷酸浓度维持30 g·L^(-1)(水解率为60%)以上的累计时长达120 h,有利于核酸酶P_1连续生产核苷酸的工业化应用。 展开更多

关键词 氨基树脂 核酸酶P1 交联 表面活化 柱连续反应器

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一碳资源在酵母中的利用与转化 被引量：2

8

作者 郭峰 张尚杰 +4 位作者 蒋羽佳 姜万奎 信丰学 章文明 姜岷 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期30-39,共10页

在当前日趋严重的气候与能源危机下,传统的化工行业亟需减少对化石燃料的依赖,转而开发利用更为清洁可持续的原料,如包括甲醇、甲酸和二氧化碳等在内的一碳资源。作为真核生物的酵母由于细胞器的存在能够隔绝一碳化合物代谢过程中产生... 在当前日趋严重的气候与能源危机下,传统的化工行业亟需减少对化石燃料的依赖,转而开发利用更为清洁可持续的原料,如包括甲醇、甲酸和二氧化碳等在内的一碳资源。作为真核生物的酵母由于细胞器的存在能够隔绝一碳化合物代谢过程中产生的有毒物质渗入细胞质对细胞产生毒害,在一碳化合物的生物转化中极具潜力。近年来,随着对甲醇代谢途径愈发深入地了解以及遗传操作工具的逐步完善,利用天然甲醇酵母以甲醇作为碳源生产化学品取得了重要进展。同时,开发常用的工业酵母如酿酒酵母、解脂耶氏酵母为人工甲基营养型酵母,实现将一碳资源进行高值化转化也取得了不俗的成就。本文着重讨论了酵母底盘在转化利用一碳原料方面的研究进展,在此基础上讨论并分析了目前一碳资源生物转化存在的瓶颈以及潜在的解决方案,指出随着更多精准高效的工具的开发以及对细胞代谢网络的阐释,依托酵母细胞进行一碳资源的生物转化将在未来的绿色生物制造中扮演越来越重要的角色。 展开更多

关键词 甲醇 甲酸 二氧化碳固定 合成生物学 代谢工程

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多维度纳米增强水泥基复合材料的研究进展 被引量：3

9

作者 潘锐之 张树鹏 +2 位作者 郑大鹏 崔宏志 李东旭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期97-103,共7页

纳米材料领域的飞速发展为水泥基复合材料的增强改性提供了宝贵的机会。工程纳米材料存在3种主要形状,即0维纳米颗粒、1维纳米纤维和2维纳米片层。有大量文献已经报道了0维纳米颗粒和1维纳米纤维(如纳米二氧化硅和碳纳米管)在水泥基中... 纳米材料领域的飞速发展为水泥基复合材料的增强改性提供了宝贵的机会。工程纳米材料存在3种主要形状,即0维纳米颗粒、1维纳米纤维和2维纳米片层。有大量文献已经报道了0维纳米颗粒和1维纳米纤维(如纳米二氧化硅和碳纳米管)在水泥基中的应用,而2维纳米片层状的氧化石墨烯(GO)的发现为水泥基复合材料提供了又一种维度的增强方式,目前已经受到了越来越广泛的关注。综述了近期各种维度纳米改性水泥基复合材料的研究进展,并总结了纳米材料与水泥基复合材料复合后的工作性、水化反应、力学性能及微观结构。 展开更多

关键词 纳米材料 维度 增强 水化 水泥基材料

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氧化石墨烯对水泥基自流平砂浆性能的影响 被引量：6

10

作者 张则瑞 吴建东 +2 位作者 杨敬斌 周建和 李东旭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期240-245,共6页

通过氧化和超声波分散制备了浓度为7. 4 g/L的氧化石墨烯(GO)分散液,研究了不同GO掺量条件下硅酸盐体系自流平砂浆及其硬化体的流动度、凝结时间、力学性能和耐久性能,并借助XRD、SEM和MIP等手段分析其改性机理。实验得出GO的最佳掺量是... 通过氧化和超声波分散制备了浓度为7. 4 g/L的氧化石墨烯(GO)分散液,研究了不同GO掺量条件下硅酸盐体系自流平砂浆及其硬化体的流动度、凝结时间、力学性能和耐久性能,并借助XRD、SEM和MIP等手段分析其改性机理。实验得出GO的最佳掺量是0. 04%(质量分数)。在该掺量下,相比未掺GO的空白样,水泥基自流平砂浆的流动度与凝结时间稍有降低,28 d抗折、抗压强度和耐磨性能分别提高38. 9%、27. 7%和48. 8%。28 d试样的氯离子渗透性能较空白样降低了98. 5%。微观测试结果表明,氧化石墨烯能够促进硅酸盐水泥的水化进程,调控水泥水化产物的微观结构,从而提高水泥基自流平材料的力学性能和耐久性能等。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 水泥基自流平砂浆 氯离子渗透 耐久性能

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ECTFE膜性能对盐水精制过程的影响 被引量：1

11

作者 蔡玉春 汪朝晖 +4 位作者 汪效祖 刘飞 王肖虎 顾俊杰 崔朝亮 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期434-439,共6页

用热致相分离法制备乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)膜,对ECTFE、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)膜材料盐水精制的性能进行比较。对ECTFE膜进行亲水改性,进一步表征改性前后ECTFE膜盐水精制性能,并对过滤过程中的膜污染行为进行分析。结果... 用热致相分离法制备乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)膜,对ECTFE、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)膜材料盐水精制的性能进行比较。对ECTFE膜进行亲水改性,进一步表征改性前后ECTFE膜盐水精制性能,并对过滤过程中的膜污染行为进行分析。结果表明:当盐水精制运行180h以内时,ECTFE膜在盐水精制工艺中有更好的分离性能和选择性;当ECTFE膜平均孔径为210nm时,膜的渗透通量最大,截留效果好,亲水改性也有利于提高ECTFE膜在盐水过滤工艺中的抗污染性能。 展开更多

关键词 盐水精制 ECTFE膜 亲水改性 膜污染

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绿色稀释剂制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物多孔膜 被引量：1

12

作者 徐克 汪效祖 +2 位作者 汪朝晖 刘飞 崔朝亮 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期306-310,共5页

采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)混合物为二元稀释剂,通过热致相分离(TIPS)法制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)多孔膜,用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对样品的结构与性能进行表征。通过改变二元稀释剂的比例,考察... 采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)混合物为二元稀释剂,通过热致相分离(TIPS)法制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)多孔膜,用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对样品的结构与性能进行表征。通过改变二元稀释剂的比例,考察二元稀释剂的组成对ECTFE多孔膜的结构与性能的影响。结果表明:随着DOTP在二元稀释剂中比例的增加,多孔膜结构从液-液(L-L)分相与固-液(S-L)分相并存逐渐转变为疏松的球晶结构。当二元稀释剂中DOTP的比例为50%时,ECTFE多孔膜的通量与单一稀释剂制得的ECTFE多孔膜通量相比提高1.5倍以上。 展开更多

关键词 热致相分离法 乙烯-三氟氯乙烯共聚物 多孔膜 二元稀释剂

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人工多细胞体系设计与构建研究进展 被引量：2

13

作者 钱秀娟 陈琳 +4 位作者 章文明 周杰 董维亮 信丰学 姜岷 《合成生物学》 2020年第3期267-284,共18页

合成生物学的发展正从优化基因元件与模块走向从头设计复杂代谢线路。多细胞体系因可实现代谢功能分工、复杂底物多组分利用及耐受复杂环境等,在医药、食品、化工、环境及能源等领域发挥着不可替代的作用,并已成为合成生物学发展的新方... 合成生物学的发展正从优化基因元件与模块走向从头设计复杂代谢线路。多细胞体系因可实现代谢功能分工、复杂底物多组分利用及耐受复杂环境等,在医药、食品、化工、环境及能源等领域发挥着不可替代的作用,并已成为合成生物学发展的新方向。然而,多细胞体系的研究还处于起步阶段,理性设计与构建人工多细胞体系、解析细胞间信息互作机制及调控多细胞体系结构等方面还面临诸多挑战。本文综述了人工多细胞体系在医药开发与医疗健康、天然产物合成、木质纤维素一体化生物加工以及环境修复等领域的应用,总结了人工多细胞体系的构建原理,阐述了多细胞体系内细胞间的交流机制,并剖析了人工多细胞体系面临的诸多挑战以及针对性的解决方案,为构建系统鲁棒、稳定、可控的人工多细胞体系提供理论指导。 展开更多

关键词 人工多细胞体系 医疗健康 天然产物合成 一体化生物加工 环境修复 交流机制 菌群结构

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