地方高校应用型化学专业人才培养模式改革与实践——以三峡大学化学专业为例

地方高校作为我国高等教育的重要组成部分,承担着为区域经济发展培养应用型人才的历史使命。三峡大学坚持以立德树人为根本任务,确定“素质高、能力强、专业精”的应用型人才培养目标,三峡大化学专业积极与行业企业对接,依托宜昌区域千亿生物医药产业,开展面向地方制药行业的“三协同”应用型化学专业人才培养模式改革与实践,在课程思政体系建设、人才培养方案优化、课程体系建设、教学团队建设和创新创业体系建设等方面开展创新和实践,探索地方高校应用型人才培养模式。

三峡大学校园人工种植植物调查与分析

经过近2年的实地调查、分类统计,三峡大学校园内人工种植植物共计155种或变种,隶属76科,130属。本文对三峡大学校园人工种植植物的组成和观赏特性进行了分析,并根据植物配置提出了一些建议。

钴锌铁氧体改性生物炭对水中结晶紫的吸附性能研究

染料在生产和生活中广泛使用,导致环境中染料污染问题频发,尤其是水体,对生态系统和人体健康带来潜在危害。生物炭具有来源广泛且符合“双碳”的要求,被广泛用于环境污染治理。但由于原始生物炭的吸附能力差,且缺乏选择性。因此,对生物炭改性是最常用的方法。为了提高生物炭对染料结晶紫(CV)的吸附效果,研究以橙子皮为原料,通过共沉淀-热解法制备钴锌铁氧体改性的磁性生物炭(Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC)。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪(BET)、Zeta电位仪对改性前后的生物炭进行详细表征。实验结果表明,改性后产生介孔结构,显著增加了材料的比表面积,而且增加了材料的表面正电荷,提高材料的pH适应性,从而促进生物炭对CV的吸附效果。通过批处理实验考察不同实验条件对Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC吸附CV的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行拟合,发现Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附性能显著提高,去除率可达到99.64%,相较于单独的BC(41.94%)和Co0.5Zn0.5Fe2O4(26.78%)吸附能力显著增强。一级动力学和Langmuir模型更好地拟合吸附过程和吸附等温线。吸附过程是单层吸附,以物理吸附为主,最大吸附量为227.59 mg/g。Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC在pH 5~11都能有效地吸附CV。常见的共存阴阳离子稍微促进Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附。在自来水和长江水中,吸附效果比纯水中好。这说明该材料具有很好的抗干扰能力。经过5次循环后对CV的去除率仍能达到69.75%。研究为CV污染水体的处理提供一种潜在材料,也为生物炭改性对染料废水的吸附提供一种新思路。

半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明,HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯,降解率达80%,木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸,最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群,宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系;HMC的半纤维素降解酶系完整,包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶;同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力,该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索,有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。

瓦尼桑黄固体发酵产物的化学成分及其生物活性研究

对瓦尼桑黄(Sanghuangporus vaninii)固体发酵产物的化学成分及生物活性进行研究。采用超声提取、柱层析以及半制备高效液相色谱等方法分离纯化,通过波谱数据鉴定了化合物的结构,并对所得单体化合物进行体外抗氧化活性、α-葡萄糖苷酶和黄嘌呤氧化酶抑制活性筛选。从瓦尼桑黄固体发酵产物中分离得到17个化合物,分别为(2Z,4E)-γ-ionylideneacetic acid(1)、phellinulin E(2)、phellinulin F(3)、phellinulin G(4)、phellinulin J(5)、phellinulin L(6)、phellinulin M(7)、phellinulin N(8)、elgonenes D(9)、咖啡酸(10)、hispidin(11)、3-hydroxyhispidin(12)、原儿茶酸(13)、4-(3-ethoxy-4-hydroxyphenyl)but-3-en-2-one(14)、丁子香酚(15)、亚油酸甲酯(16)、硬脂酸(17),其中化合物1~9为首次从瓦尼桑黄中分离得到。活性测试结果显示化合物10~13表现出良好的抗氧化活性,对DPPH自由基的半数抑制浓度(IC_(50))分别为16.45、37.52、82.71、50.46μg/mL,对ABTS自由基的IC_(50)值分别为1.43、2.26、34.55、21.60μg/mL,对羟基自由基的IC_(50)值分别为38.43、49.46、86.74、69.16μg/mL。化合物10、11还对黄嘌呤氧化酶表现出良好的抑制作用,IC_(50)值分别为28.73和44.80μg/mL。化合物17具有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性,其IC_(50)值2.31μg/mL。

华泽兰内生真菌Septoriella phragmitis次级代谢产物及其生物活性研究

为研究华泽兰内生真菌Septoriella phragmitis的化学成分及其生物活性,运用硅胶柱柱色谱、半制备高效液相色谱等方法对其进行分离提纯,结合现代波谱技术鉴定化合物结构,从Septoriella phragmitis提取液中分离得到10个化合物,分别鉴定为腺苷(1)、cyclo-(S-Pro-S-Ile)(2)、5-羟基-2-羟甲基-4H-哌喃-4-酮(3)、3α-hydroxyartemisinic acid(4)、leptosphaerone C(5)、1-氨基四氢化萘(6)、泽兰素(7)、β-吲哚基丙氨酸(8)、环(丙氨酸-酪氨酸)二肽(9)、β-D-fructopyranocy-(2→6)-D-glucopyranose(10),所有化合物均为首次从华泽兰内生真菌Septoriella phragmitis中分离。对所得化合物采用对硝基苯基-β-吡喃半乳糖苷法测定α-葡萄糖苷酶抑制活性,对硝基苯磷酸盐法测定PTP1B抑制活性,MTT法测定胃癌细胞HGC-27抑制活性,标准精度对接法进行分子对接。化合物6和7有α-葡萄糖苷酶抑制活性,IC_(50)值分别为8.1、8.6μg/mL;化合物6、7和9有PTP1B抑制活性,IC_(50)值分别为6.5、8.2、0.5μg/mL;化合物5和6有胃癌细胞HGC-27抑制活性,IC_(50)值分别为12.2、16.8μg/mL。分子对接显示化合物6和7与α-葡萄糖苷酶和PTP1B蛋白有较强关联性,可作抗糖尿病先导化合物进行后续研究。

分析化学类实验课程考核评价体系构建——以三峡大学为例

课程考核作为教学的重要环节对反映学生学习情况、知识掌握情况和教师教学质量和教学效果至关重要。但目前在实验教学过程中还存在很多不重视实验课程考核的现象,比如考核形同虚设、考核形式单一、考核结果区分度小可信度低等现象。本论文以省属综合性大学——三峡大学分析化学相关实验课程为例,以建立符合专业培养目标的考核体系为目的,进行了问题分析和考核形式改革的探讨。以期通过多元化的全过程考核,激发学生学习的积极性;通过细化的过程打分制度,使考核过程有据可查,增强教师授课的责任感,提高学生考核结果的可信度。

产三峡肽素的草酸青霉SG-4的全基因组测序

为充分解析草酸青霉SG-4的遗传信息,利用二代Illumina测序和三代PacBio测序相结合的方法对SG-4的全基因组进行测序,经过基因组组装、基因预测和功能注释后,对全基因组进行共线性分析和次级代谢产物合成基因簇预测。结果表明,草酸青霉SG-4基因组全长为31.17 Mb,GC含量为50.5%,包括线粒体基因组在内,共由9条基因支架(scaffold)组成,含有8430个蛋白质编码基因、175个tRNA和50个rRNA基因。与swiss-prot、Pfam、NR、GO和KEGG等数据库相比,COG数据库注释的基因数最多,可达7483个。共线性分析结果表明,SG-4与数据库中报道的其他草酸青霉的同源性有一定差异,且存在多处异位重排现象。通过生物信息学分析发现,SG-4基因组中有28个次级代谢产物生物合成基因簇,其中,14个基因簇的功能未见报道,将NRPS相关基因簇与转录组数据进行对应的同时,分析与三峡肽素合成趋势的相关性,得到9条基因簇,经前期实验验证其中有一条可能是负责三峡肽素合成的候选基因簇。研究丰富了草酸青霉的基因组信息,为全面了解草酸青霉的基因组信息、揭示三峡肽素的生物合成途径奠定基础。

生物促生剂在硫酸新霉素制药废水生化系统中的应用研究

本章收集了某硫酸新霉素制药企业2020年~2021年生化系统各反应池COD浓度和NH4+-N浓度的监测数据,对生化系统各反应池存在的问题进行了分析。结果表明,水解池需要提高并稳定其水解酸化能力;兼氧池氨氮去除率有待提高;好氧池亟需提高并稳定其COD和氨氮的处理能力。针对以上问题,选择合适的生物强化剂,并分别对水解池、兼氧池及好氧池的处理效果进行了研究。

有机合成化学课程的教学探索与实践——以三峡大学为例

有机合成化学是化学、化工专业本科生的必修课核心课程之一,也是毕业生从事医药化工相关领域工作的一项核心技能,因此对其进行教学探索与实践改革是提高相关专业本科生培养质量最有效的方式之一。为提升有机合成化学课程的教学质量,采取了多种措施:包括探索以教学内容的改革与创新,通过“项目式”实验教学培养和激励创新意识,基于学生创新意识培养的教学方法研究、课程考核体系和考核方法研究,最终实现创新应用型化学与化工人才的培养目标。

三峡库区不同植被土壤微生物量碳氮磷生态化学计量特征

土壤微生物通过矿化和固持营养而显著影响土壤肥力。以湖北宜昌点军区三种植被类型(柏树、橘树、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量进行了研究,探讨了不同植被覆盖土壤微生物量碳氮磷特征及它们之间的联系。结果表明:不同植被覆盖显著改变土壤微生物量碳氮磷含量,土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)都是柏树地显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地之间无显著性差异。土壤微生物量磷(MBP)的大小顺序为菜地>柏树地>橘树地。相关性分析的结果表明土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮互相之间具有显著的正相关性(p<0.01),土壤全磷与土壤微生物量磷之间也具有显著的正相关性(p<0.01),这意味着土壤微生物量可以作为土壤肥力变化的指标。三种植被类型的土壤MBC/MBN之间都无显著性差异,而土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化顺序是橘树地>柏树地>菜地。MBC/MBP和MBN/MBP与MBP之间具有显著的负相关性(p<0.01),而微生物碳氮与MBC/MBN,MBN/MBP和MBC/MBP之间都无显著的相关性。这意味着土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化主要与微生物量磷具有显著的关系。

几株内生真菌对三峡地区柑橘的生物保鲜作用

从三峡地区自然腐烂的柑橘果实上分离出1株优势致腐菌,经r DNA-ITS序列分析和形态学观察,鉴定该菌为Penicillium citrinum。用来自三峡地区特有灌木疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)的12株具较高抗氧化活性内生真菌,分析其对柑橘致腐菌的拮抗作用。结果表明,其中4株具有较好的拮抗效果,菌株SG-4的发酵液水相粗提物的抑菌活性最好,在柑橘中亦可抑制致腐菌生长,自然贮藏过程中有效阻止柑橘果实腐烂,说明可在三峡地区柑橘的生物保鲜中进行推广和利用。

利用转录组学分析三峡肽素生物合成的基因簇

为了分析三峡肽素(Sanxiapeptin)生物合成途径,本文采用BGISEQ-500平台测定了SG-4在200 mL培养4、7 d及300 mL培养7 d时c DNA文库,并对高通量测序产生的6.42 Gb序列数据进行了无参转录组分析。结果表明,转录组序列比对率高达93.88%,差异基因主要集中在抗生素合成、物质转运及氧化还原代谢等途径,在非核糖体肽合成酶(NRPS,Non-ribosomal peptide synthetase)基因簇PDE_01071中,21个基因的表达趋势与物质的含量完全吻合,暗示其可能参与了三峡肽素的合成。

浓香型白酒酿造过程中酒醅微生物区系变化特征分析

采用高通量测序技术研究浓香型白酒发酵过程中窖池内不同深度糟醅的细菌群落组成,探讨理化因子的变化规律及与细菌群落结构变化的相关性,为提高浓香型白酒的品质提供生物学理论依据。结果表明,不同深度糟醅的群落结构无明显差异,不同发酵阶段糟醅的微生物菌群差异相对较大。入窖时乳酸杆菌属(Lactobacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)是主要的优势菌属,发酵前期醋酸菌(Acetobacter)是主要的菌属(52.74%),乳酸杆菌属(Lactobacillus)在中后期占绝对优势,最高相对丰度达96.42%。冗余分析(RDA)表明,还原糖、乙醇、含水量、乳酸、乳酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯是与菌群相关性较高的理化因子。上述研究揭示了浓香型白酒发酵过程中微生物区系的特征和变化规律,以及与理化性质的相关性,可为科学认识浓香型白酒发酵过程与机制提供理论依据。

生物强化技术在硫酸新霉素制药废水中的应用

为了提高硫酸新霉素制药企业废水生化系统抗冲击力,增强对难降解有机物的降解能力,降低废水生物毒性,在模拟生化系统水解池、好氧池及缺氧池中分别投加生物解毒剂和生物菌剂,对各反应池进水、出水水质COD浓度及去除率、NH_(3)-N浓度及去除率、发光细菌的发光强度等进行了监测。经过17天的试验,结果表明:在进水水质波动较大的情况下,投加生物药剂的模拟生化系统出水COD浓度稳定在700~800 mg/L、NH_(3)-N浓度稳定在10 mg/L以下,且波动较小,抗冲击能力强于空白组;COD去除率提高至76.1%~82.5%,NH_(3)-N去除率达到97.5%以上。同时,实验组投加生物药剂后,废水中的生物毒性对发光细菌的抑制率比空白组低,实验组活性污泥微生物的生长不仅没有受到抑制,反而还有促进作用。

生物炭对粗放型绿色屋顶出流水质的影响

以粗放型绿色屋顶的基质层为研究对象,构建了2组不同基质的粗放型绿色屋顶装置,每组设置了4个梯度(0%、6%、8%、10%)的生物炭,考察各组在经历9次人工降雨过程中,基质淋失率、出流水样的水质和污染负荷削减率的差异.结果表明:添加生物炭在抑制基质淋失率和提高出流水质方面作用明显.其中以在植被混凝土为主要基材中添加8%生物炭对于基质淋失率和出流水样中的N、P质量浓度的抑制作用、污染负荷的整体削减作用都是最好的;以在园林废弃物为主要基材中添加10%生物炭对于提高出流水质、削减污染负荷的效果是最好的,但是在抑制基质淋失率方面添加6%生物炭的设施效果最好.

新工科背景下制药工程专业实践能力培养路径的探索

实践能力是制药工程专业的核心培养目标,也是本专业人才培养中的短板,而目前随着新工科的快速发展,对制药工程专业实践能力的培养提出了更高的要求。基于此,分析了制药工程专业实践能力培养中存在的问题,并从实践教学体系、实践教学平台、校企联合培养、学科竞赛、师资队伍建设、课程评价机制等方面出发,对制药工程专业实践能力的培养路径进行了探索,具有一定的借鉴意义。

面向产出人才培养的生物工程专业师资队伍建设思考

培养面向产出的符合工程教育专业认证标准的人才是地方高校人才培养目标的核心,教师队伍建设是实现这一目标的重要环节。针对生物工程专业目前师资队伍建设中出现的教师工程实践经验不足、教师学术水平和国际视野不足和教师的“立德树人”动力不足等问题,进行相关分析并提出解决途径,为生物工程专业师资队伍建设提供重要参考。

利用离子交换法分离草酸青霉发酵液中的三峡肽素

三峡肽素是草酸青霉(Penicillum oxalicum)发酵液中的一种线性五肽,对柑橘类水果的采后致腐菌有强烈的抑制作用,是一种潜在的水果保鲜剂.实验室主要通过发酵液醇沉淀、旋蒸浓缩、液相制备等方法进行小规模分离.为了提高三峡肽素的大规模分离能力,利用732强酸性苯乙烯阳离子交换树脂和D201大孔强碱性阴离子交换树脂对其进行了分离,探索了分离条件,优化了工艺参数,并分析了分离收率.结果表明:离子交换法可有效分离三峡肽素,阳离子交换树脂的最佳上样pH值为3.2,洗脱pH值为9,洗脱盐氯化钠的浓度为0.5 mol/L,收率可达88.42%,且色素和残糖含量较低.阴离子型树脂的收率略高,可达92.92%,其最佳分离条件为上样pH值为10,洗脱pH值为4,洗脱盐浓度为0.1 mol/L,但是去色素和残糖的能力及脱盐效率要弱于阳离子型树脂.

生物与医药专业学位研究生专业实践模式及应用能力提升探索

随着现代生物产业的发展,对相关专业人才需求和要求不断提高。生物与医药专业学位研究生是面向生物与医药产业而培养的高级专业技术人才。其中专业实践是培养的关键环节。文章通过对3种不同类型专业实践模式下所培养学生的成绩分析,剖析了不同实践模式下的特征和不足,并总结了进行生物与医药专业学位研究生专业实践教学的经验,为培养更加适应现代生物与医药产业发展的高级应用型人才提供参考。