不同活化温度对磷酸活化竹薄壁细胞活性炭理化结构与性能的影响

为探究活化温度对竹薄壁细胞活性炭(PPCAC)理化性质及性能的影响,以脱除木质素的竹薄壁细胞为原料,磷酸为活化剂,在不同活化温度(400℃、500℃、600℃、700℃)下制备活性炭,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪、X射线衍射光谱(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其孔隙结构、化学结构和晶体结构进行对比分析,并探讨不同活化温度制备的活性炭对亚甲基蓝的吸附能力,为新型竹基活性炭的开发利用提供理论依据和科学参考。结果表明:PPCAC表面的化学组成以C和O元素为主,P元素在活性炭表面的分布较均匀且含量较少;活化温度升高可使醇、酚、醚转化为石墨碳和羰基、羧基,当温度持续升高,又会发生逆反应转化回最初的含量;不同温度下活化的样品孔径以狭缝型的微孔和中孔为主,孔隙结构参数随温度的变化没有明显规律,当温度为500℃,活性炭具有最大的比表面积922.71m^(2)/g和最丰富的中孔结构0.98cm^(3)/g;不同活化温度下制备PPCAC对亚甲基蓝均表现出较好的吸附性能,其中PPCAC-700具有最高的吸附量614mg/g,表明活性炭的MB去除能力并不是完全由孔隙结构决定,也与其表面化学性质相关。

钾营养对甘薯块根薄壁细胞微结构、^(14)C同化物分配和产量的影响

选用徐薯 18号为材料 ,通过大田试验研究了供钾水平对甘薯块根薄壁细胞显微和超微结构、块根呼吸速率和ATP含量、14 C同化物分配和产量等的影响。结果表明 ,施用适量钾肥 ,甘薯块根薄壁细胞膜结构完整、清晰 ,内含较多的线粒体和质体 ,胞质较丰富 ;块根的呼吸速率和ATP含量较高 ,有利于提高块根“库”的活性。适量供钾 ,增加单位体积块根内的淀粉粒数 ,提高块根淀粉含量 ;促进光合产物由叶片向块根的运输 ,提高了14 C同化物在块根中的分配比例 ;促进块根迅速膨大 ,增加单薯重 ;

冬枣果实韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构观察和功能分析

利用透射电镜技术,对发育过程中的冬枣果实韧皮部及周围薄壁细胞的超微结构进行了观察研究。结果表明,果实发育早期筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间存在少量胞间连丝,发育中期胞间连丝数量有所增加,筛分子和伴胞间及韧皮薄壁细胞间存在丰富的胞间连丝,显示了从筛管伴胞复合体卸出到周围薄壁细胞的同化物的卸载路径可能发生了变化。果实发育的各个时期伴胞胞质致密,富含线粒体、内质网和高尔基体,液泡化程度不等;果实发育前期,筛分子伴胞复合体与邻近的薄壁细胞质膜存在囊泡结构,果实韧皮部薄壁细胞胞质中含有丰富的线粒体、内质网、高尔基体、多泡体和小囊泡,到后期线粒体开始降解,显示了伴随果实发育薄壁细胞内的物质代谢和运转功能经历了由活跃到下降的过程。

黄藤材薄壁细胞木质素分布的可见光谱分析

以我国特有的黄藤为研究对象,运用可见光显微分光光度计,对不同生长时期黄藤材薄壁细胞及细胞壁微区木质素含量和分布进行研究。结果表明:随着黄藤材藤龄的增大,薄壁细胞次生壁中紫丁香基木质素含量不断增大,紫丁香基木质素和愈疮木基木质素总量呈"降—升—降"的变化趋势。薄壁细胞角隅处木质素含量高于次生壁,薄壁细胞壁各微区木质素含量均为胞间层较高,初生壁次之,次生壁最少。

麦草纤维细胞和薄壁细胞木质素特性

制备了麦草纤维细胞磨草木质素(MFL)和薄壁细胞磨草木质素(MPL)试样,对木质素试样进行了物理和化学分析。研究结果表明:MFL较MPL活性官能团含量高,平均分子量低,是导致纤维细胞在碱性介质中脱木质素速度较薄壁细胞快的重要原因。

麦草纤维细胞浆和薄壁细胞浆的漂白特性

从分离的纤维细胞和薄壁细胞,进行Soda-AQ制浆,制得硬度相同与不同的纤维细胞浆和薄壁细胞浆,接着进行二段次氯酸盐漂白,并对制得的纤维细胞漂白浆和薄壁细胞漂白浆进行热老化和光老化测定,结果表明:(1)纤维细胞浆对次氯酸盐的反应性较薄壁细胞浆大,易漂白。(2)在热老化过程中,纤维细胞漂白浆和薄壁细胞漂白浆的返黄值,均随半纤维素含量增加而增加;在光老化中,薄壁细胞漂白浆的返黄值软纤维细胞漂白浆大,这有可能是由于薄壁细胞漂白浆中的残留木素和无色发色体,在光的作用下引起的。

苹果果实韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构观察和功能分析

利用透射电镜技术 ,对发育过程中的苹果 (MalusdomesticaBorkh)果实韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构进行了观察研究。结果表明 ,在主脉和细脉的筛分子 (SE)和伴胞 (CC)之间存在胞间连丝 ,胞间连丝在筛分子一侧是单通道 ,在伴胞一侧呈多分枝通道。在细脉中筛分子小 ,伴胞大 ,在主脉中则是筛分子大 ,伴胞小。伴胞内胞质和核质稠密 ,富含线粒体、内质网和高尔基体 ,液泡内往往呈现多膜包被的囊泡结构 ,有时还可以看到壁旁体。细脉中伴胞的内膜有轻微内陷。细脉和主脉的筛分子腔内均存在类似囊泡的结构和丝状不定形物。主脉中筛分子胞壁往往形成珠光壁 ,内含大量的淀粉型质体。筛分子和伴胞与周围薄壁细胞之间几乎不存在胞间连丝 ,形成了SE/CC复合体与周围薄壁细胞间的共质体隔离。在韧皮薄壁细胞之间存在大量的胞间连丝 ,在果肉普通薄壁细胞之间也存在着大量的胞间连丝 ,韧皮薄壁细胞与果肉普通薄壁细胞之间也有丰富的胞间连丝联系。综合观察结果认为 ,苹果果实中同化物的SE/CC复合体卸出 ,可能以质外体卸出为主 ;而同化物卸出后的运输积累过程则可能是共质体和质外体途径并存的过程。

用流式细胞仪研究秋茄叶柄薄壁细胞大小及叶绿素含量与海水盐度的关系

采用快速离析方法和流式细胞仪研究了红树植物秋茄成熟叶柄薄壁细胞的大小和叶绿素含量与海水盐度之间的关系。结果表明 ,海水盐度为 0 .8%～ 2 .0 %时 ,随着盐度的升高 ,叶柄薄壁细胞大小和单位体积叶绿素含量的变化趋势与叶肉细胞一致。海水盐度为 0 .8%～ 1.0 %时 ,随着盐度升高 ,向有利于提高光合作用强度的方向发展 ;海水盐度在 1.0 %～ 2 .0 %之间时 ,随着盐度的升高 ,向加强生理干旱适应性方向发展。海水盐度高于2 .0 %时 ,叶柄薄壁细胞的大小和单位体积薄壁组织叶绿素含量随盐度的变化趋势与叶肉细胞不同 ,原因尚待进一步研究。实验结果表明 ,借助快速离析方法 ,使用流式细胞仪研究器官细胞相关特性是可行的 ,为从形态学角度研究红树植物耐盐机理提供了可能 。

蒜鳞片薄壁细胞衰退过程中酶的细胞化学定位及DNA生化分析

蒜在储藏过程中,鳞茎薄壁细胞衰退,其营养物质供给幼芽萌发生长。采用细胞化学方法,对蒜休眠进程中的鳞茎薄壁细胞进行了ATPase以及APase的细胞化学定位,结果显示在薄壁细胞的质膜、细胞壁和胞间连丝上的酶活性随着蒜自休眠至萌发的不同发育进程而呈现增强的趋势,且在萌芽期酶活性表现最为强烈,表明细胞内物质的降解、转化与输出的加强有助于细胞内含物向新生芽的彻底转移。配合采用琼脂糖凝胶电泳对衰退薄壁细胞的DNA进行了分析,实验结果表现出典型的DNA Ladder,为蒜鳞茎薄壁细胞的衰退属于受基因控制的程序性死亡范畴补充了生化证据。

洋葱鳞茎薄壁细胞原生质体胞质肌动蛋白质微丝骨架的形态与结构

使用四甲基罗丹明标记的鬼笔环碱(TRITC-Ph)探针,以新分离的洋葱鳞茎薄壁细胞原生质体为材料,观察了细胞胞质肌动蛋白微丝骨架的结构与形态。研究结果发现洋葱鳞茎内部细胞的细胞质内存在极丰富而精细的肌动蛋白微丝束。这些肌动蛋白微丝束的直径约1.0—4.5μm,有下列四种不同的排列形式:(1)相互平行排列,方向大体与细胞的长轴垂直;(2)从一些结合位点辐射而出,并向四周延伸,然后再相互交织在一起,形成一个非常密集而复杂的网络;(3)细而稀疏,相互交织成网状,两端分别与质膜不同位置上的结合位点相连;(4)粗而稀疏,相互交织成网状,两端都与质膜相连,或一端与质膜相连,另一端与细胞核周围的微丝束网络相连。部分微丝束具有“Y”形分支。

麦草纤维细胞和薄壁细胞制浆特性的研究

本文首次建立了从麦草原料分离纤维细胞和薄壁细胞的简便有效方法,并比较了这两种细胎的Soda-AQ法制浆特性。研究结果表明:(1) 原料中纤维细胞的木素含量较薄壁细胞高,而半纤维素含量则是薄壁细胞较纤维细胞高;(2) 在相同的制浆条件下,纤维细胞的制浆得率较薄壁细胞高,而碱耗则是薄壁细胞的较高;(3) 纤维细胞脱木素速度较薄壁细胞的快,且都表现为假一级反应,薄壁细胞中半纤维素溶出较纤维细胞快。

离体蒜苔贮存中薄壁细胞超微结构的变化

离体蒜苔贮存中薄壁细胞逐渐衰老，原生质表现出有序的降解和胞间转移。由细胞内膜产生的自体吞噬泡将细胞器消化。降解的原生质组分通过共质体和质外体两种途径转移，并最终运输至顶端作为珠蒜生长的营养。

竹材薄壁细胞机械分离方法及研究进展

竹材薄壁组织在竹材工业化利用的多个方面常会造成不同程度的生产障碍、资源浪费、环境污染等。基于此及竹材纤维细胞与薄壁细胞的力学性能、细胞形态、胞间层黏结方式等的差异,提出了采用机械手段高效分离竹材薄壁细胞组织与维管束组织。文中重点分析了竹材薄壁组织的分离对竹材制浆的良好促进作用以及薄壁细胞的有效利用方法,阐述了目前可以实现薄壁组织与维管束组织分离的机械方法及其优劣,并提出了表征薄壁细胞分离效果的方法。

姜黄薄壁细胞原位拉曼光谱研究

用拉曼光谱原位分析姜黄橙黄色及黄色薄壁细胞中的物质。德宏、广西及西双版纳姜黄三种样品橙黄色细胞的拉曼光谱非常相似,较强峰出现在1 632/1 633/1 637、1 599/1 601/1 605、1 184/1 186/1 190 cm-1,中等强度的峰出现在1 529/1 528/1 534、1 425/1 426/1 430、1 306/1 308/1 311、1 235/1 235/1 239、1 167/1 168/1 173、1 122/1 125/1 130、967/969/975 cm-1。三种姜黄薄壁细胞中出现的强峰、次强峰位置、峰型都一致,说明三种姜黄橙色薄壁细胞中物质的主要成分相同。与姜黄素(curcumin)拉曼光谱的主要的19条谱线比较,在姜黄橙色细胞拉曼谱的17条谱峰中有16条与之对应。而黄色薄壁细胞中大部分谱线与支链淀粉的谱峰有较好的对应关系。用密度泛函理论计算了姜黄素的拉曼光谱,并对谱线进行了初步的归属。

高地钩叶藤材薄壁细胞壁主要化学成分的微区分布

为构建棕榈藤材薄壁细胞壁结构模型,扩大棕榈藤材的用途、提高棕榈藤材的利用率,以高地钩叶藤为研究对象,在藤茎高2 m处截取试样,经软化、聚乙二醇包埋、切片、硼氢化钠(NaBH_(4))溶液浸泡、显微共聚焦拉曼光谱仪逐点扫描、获取光谱数据、分析。研究结果表明:薄壁细胞的次生壁(S)上纤维素的集团数量比最高,复合胞间层(CML)的纤维素集团数量比次之,而细胞角隅(CC)处纤维素的集团数量比最低;次生壁外部(SⅠ)、中部(SⅡ)和内部(SⅢ)3个形态区纤维素的集团数量比差别较小;CML与SⅡ处纤维素集团数量比没有差别。CC处的木质素集团数量比最高,CML次之,S上的木质素集团数量比最低。SⅠ、SⅡ和SⅢ3个形态区木质素集团数量比差别较小,SⅡ木质素集团数量比小于CML。S层上的半纤维素集团数量比最高,CML次之,CC处集团数量比最低。薄壁细胞壁上纤维素、半纤维素集团数量比由高至低依次是S、CML和CC,而木质素集团数量比分布相反。SⅠ、SⅡ和SⅢ3个形态区域纤维素集团数量比、木质素集团数量比差别均较小。

马铃薯薄壁细胞组织一维等温干燥模型

为真实描述植物薄壁细胞物料干燥过程的水分传输机理,该文基于组织生理结构、微观参数测量技术和细胞结构变化,提出了适用于整个低温对流干燥过程的薄壁细胞组织模型。模型假设组织由细胞聚集而成,细胞由细胞壁、细胞膜和细胞腔模型溶液组成。细胞壁中的水分为纯水,干燥过程中细胞壁仅变形,不收缩;细胞膜为理想半透膜,集总了真实细胞内所有的跨膜渗透效应;模型溶液中的水分扩散则代表了真实细胞内部所有的扩散效应;干燥过程中,细胞膜始终紧贴细胞壁,细胞失去膨压后,塌陷收缩。基于组合参数传输模型建模方法构建了考虑细胞和收缩的一维传质模型。模型中细胞尺度的水分传输为局部水势平衡假设下的细胞腔到细胞腔、细胞壁网络和细胞气相间隙传输,宏观传递系数直接由细胞传输特性推演获得。模拟和试验表明:平均干基含水率不低于1.0 kg/kg时,模型可准确预测马铃薯组织的干燥过程,相对误差不超过20%。模型分析揭示:马铃薯组织干燥过程水分传输途径的优先级为细胞腔到细胞腔>细胞壁网络>细胞间隙。

杨木纤维细胞与薄壁细胞酶解性能差异性研究

以杨木为原料,经冰醋酸-过氧化氢处理得到杨木纤维细胞和薄壁细胞,加入纤维素酶进行酶水解,考察了纤维细胞与薄壁细胞酶解性能的差异性,并对酶水解过程的影响因素、水分分布状态规律和力学性能进行分析。研究结果表明:薄壁细胞具有更高酶促反应可及性,酶解72 h可发酵糖达到208.6 g/L,较纤维细胞提高8.5%。在相同木糖得率(59%)下,薄壁细胞酶用量比纤维细胞降低了50%;在高固体系(固形物的量大于15 g/mL)下,薄壁细胞的酶解率提高了15.4%~33.3%。水分分布状态表明,薄壁细胞在酶解过程中水束缚作用更弱,具有更好的液化性能。根据力学性能分析发现酶水解过程的前24 h是决定纤维细胞与薄壁细胞酶解性能差异的关键阶段。此外,薄壁细胞在酶解过程中力学性能较弱,有助于节约能耗和缩短转化周期。

毛竹薄壁细胞组分分布及取向显微成像研究

薄壁细胞是竹材基本组织中的主要细胞类型起到填充及淀粉贮存作用,是竹材中重要的力学承载单元之一。采用共聚焦荧光显微技术对解离后的竹材薄壁细胞形态进行成像观察,透射电子显微镜成像发现薄壁细胞次生壁呈现宽窄交替的同心层状结构,且单层厚度在0.2~0.3μm。在此基础上利用532 nm共聚焦显微拉曼光谱成像技术原位状态下研究竹材薄壁细胞壁中木质素、纤维素区域化学,通过C—H伸缩振动(2789~3000 cm^-1)特征峰峰高拉曼成像成功的区分出薄壁细胞复合胞间层以及次生壁,由于空间分辨率限制无法对薄壁细胞次生壁亚层进行区分。通过对薄壁细胞拉曼光谱380 cm^-1(吡喃环C—C—C对称弯曲振动)和1600 cm^-1(木质素苯环伸缩振动)特征峰成像发现其次生壁中纤维素具有明显的区域选择性,而木质素具有明显的区域选择性,主要汇聚于复合胞间层及次生壁内层。与木质素共轭相联的松柏醛/芥子醛,以酯键和醚键与木质素和半纤维素相联的对羟基肉桂酸类与木质素分布规律类似。采用偏振光拉曼成像阐明纤维素微纤丝在薄壁细胞与纤维细胞各亚层中的空间取向差异,拉曼强度比值表明相对于纤维细胞宽层,纤维细胞窄层及薄壁细胞次生壁中纤维素分子更加趋近垂直于细胞轴向,也即是大的微纤丝角。研究结果加深了对毛竹薄壁细胞结构、细胞壁区域化学及分子取向特性的理解,能够为高效精准利用竹材提供重要的理论指导。

弯曲过程中竹材薄壁细胞的形态变化

【目的】从微观层面探索竹材的弯曲性能,观察细胞在弯曲过程中的形态变化,为竹材弯曲机制的研究和开发利用提供依据。【方法】以竹篾为研究对象,采用循环加载-卸载方式,在电镜下观察弯曲过程中竹篾拉伸层薄壁细胞的形态变化。通过分析循环加载过程中细胞长轴和短轴的变化、拉伸层薄壁组织的应变变化、拉伸层薄壁细胞长轴和短轴的应变变化以及拉伸层薄壁细胞回弹率的变化,比较不同加载状态下薄壁细胞的变形。【结果】竹篾弯曲过程中,随着载荷增加,在试样未被破坏前,受拉层薄壁细胞在水平方向上被拉伸,在短轴方向上有轻微压缩。同一循环周期下,卸载后薄壁细胞的长轴和短轴均发生回弹。当试样弯曲变形时,相邻薄壁细胞的细胞壁产生褶皱变形。在试样破坏前,薄壁细胞长轴和短轴发生的最大应变分别为1.03%和0.71%,薄壁组织长轴发生的最大应变为0.72%,薄壁细胞长轴和短轴的回弹率分别为30.96%和5.93%。【结论】采用Image-Pro Plus软件对细胞进行分析,可直接观察细胞变形。在弯曲过程中,竹篾拉伸层薄壁细胞长轴变长,短轴变短。加载到相同位置时,竹篾受拉层薄壁细胞在长轴方向上的应变大于短轴,长轴的回弹率比短轴高,薄壁细胞长轴方向的弹性较好。

不同超声时间对竹材薄壁细胞基纳米纤维素薄膜性能的影响

为了高效利用竹材中的薄壁细胞,提高其附加值。首先采用物理法高效分离毛竹材中薄壁细胞和纤维。然后,采用不同时间的高强度超声处理与化学预处理制备了纳米纤维素(NCF)薄膜。结果表明,不同超声处理时间对NCF薄膜的结构和微观形貌影响较大。延长超声处理时间,可使得薄膜的微观结构变得更加完善,即表面更加光滑且截面更加致密;同时可以轻微地提高NCF薄膜的结晶度和NCF上纤维素分子间的氢键作用。另外,随着超声处理时间的增加,NCF薄膜的拉伸性能显著提高,溶胀度和水蒸气透过系数则显著降低。其中,与未处理样品相比较,超声处理50 min制得NCF薄膜的拉伸强度提高了355.4%,溶胀度和水蒸气透过系数分别降低了40.0%和81.1%。但是保水性基本保持不变。