钛粉末注射成形PEG/PMMA黏结剂体系的PHB改性研究

金属注射成型(MIM)中使用水溶性聚乙二醇(PEG)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏结剂体系会导致大量孔洞形成,该黏结剂体系导热性差,使得零件尺寸越大,注射脱模时间越长。用聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)作为PEG结晶抑制剂可解决上述问题。采用导热系数仪、DSC、流变学实验、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,研究PHB含量对黏结剂导热系数、结晶行为、喂料流变特性、注射保压时间及生坯显微结构的影响。结果表明:PHB/PEG共混物随着PHB含量的增加,结晶温度从纯PEG的55.18℃下降至25%(质量分数,下同)PHB改性的51.4℃,熔融焓从79.5 J/g逐渐增加至107.6J/g,导热系数从0.2433 W·m^(-1)·K^(-1)适当增加至0.3469 W·m^(-1)·K^(-1),黏结剂结晶度的增加可改善其导热性能;由于PEG/PHB/PVAc三元体系中存在复杂氢键的相互作用,导致黏结剂结晶温度从未添加PHB的50.07℃降低并稳定在添加25%PHB的43.3℃;添加15%PHB后制备的喂料黏度与剪切速率符合幂律流体规律,在120℃时喂料的剪切稀化指数从未改性的0.77减小至0.62,相同注射条件下注射脱模时间从未改性的100 s缩短至50 s便可获得表面光滑无裂纹、内部孔洞少且分布均匀的钛注射生坯。

聚醋酸乙烯酯(PVAc)对PHB/PCL共混物理化性能研究

聚醋酸乙烯酯(PVAc)作为非共价键型增容剂加入到聚羟基丁酸酯(PHB)/聚己内酯(PCL)(25∶75,质量分数,下同)二元共混体系中,通过溶液浇铸法制备薄膜,探究不同含量的PVAc(1%、3%、5%)对PHB/PCL共混物体系的力学性能和理化性能的影响。结果表明,PVAc含量为1%时,薄膜的断裂伸长率和拉伸强度分别为未添加PVAc的PHB/PCL薄膜的2.50倍、1.19倍。傅里叶变换红外光谱(ATR‐FTIR)显示,在PVAc的桥联作用下,PHB和PCL的羰基(C=O)基团和甲基(CH_3)基团之间存在分子间氢键的相互作用,羰基峰(C=O)发生移位,并且峰值降低。扫描电子显微镜(SEM)显示,PVAc的加入降低了共混体系中分散相的尺寸,分布更为均匀,共混体系的相容性有所改善。

甘薯PHB基因家族的全基因组鉴定和表达分析

蛋白质抑制素(prohibitin,PHB)是在原核生物到真核生物中发现的含有SPFH结构域的蛋白质。植物PHB基因家族参与多种不同生物过程的重要功能,包括生长发育以及对生物和非生物胁迫的响应。目前PHB蛋白在拟南芥、水稻、玉米、大豆、番茄和陆地棉等多种植物中被鉴定。但对甘薯中PHB家族的系统分析仍未确定。本研究鉴定出甘薯11个PHB基因,且对这些保守的蛋白质基序和基因结构的分析显示它们在系统发育亚群中具有高度的保守性。此外,启动子区域预测出与多种激素调节及胁迫相关的顺式作用元件,同时研究发现IbPHB基因在植物不同部位及受到不同的非生物胁迫时的表达模式存在差异。本研究系统分析了甘薯中IbPHB基因的一般特性,为甘薯及其他植物中PHB基因的功能特性研究提供了理论基础。

美仁牦牛PHB基因克隆及组织表达

为研究美仁牦牛抗增殖蛋白(PHB)的结构及功能,并探究其在7日龄牛和成年牛的各组织中的表达情况。以美仁牦牛肾脏组织cDNA为模板克隆美仁牦牛PHB基因序列。对基因序列进行生物信息学分析以及对蛋白质进行理化性质预测,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测PHB基因在美仁牦牛2个年龄段8个组织中的相对表达量。结果表明,美仁牦牛PHB基因的CDS区全长819 bp,共编码272个氨基酸;同源性比对发现美仁牦牛与普通牛的同源性最高(99.1%);美仁牦牛PHB蛋白分析显示,PHB蛋白内存在1个N-糖基化潜在位点和2个O-糖基化潜在位点,其氨基酸等电点为5.55,不稳定系数(Ⅱ)为46.07,总平均疏水性为0.045,预测为不稳定疏水性蛋白质;亚细胞定位显示,PHB蛋白位于线粒体(30.4%),蛋白内共有潜在磷酸化位点15个,PHB蛋白高级结构由α-螺旋(56.25%)、无规则卷曲(22.43%)、延伸链(16.54%)和β-转角(4.78%)相互连接而成。RT-qPCR结果显示,美仁牦牛2个发育阶段的8个组织中均有PHB基因的表达。在对比2个时期的PHB基因组织表达规律后发现,7个组织的PHB基因表达量随美仁牦牛的生长发育而降低,在美仁牦牛肝脏、脾脏、肺脏、脂肪和睾丸组织中,PHB基因表达量随年龄显著降低(P<0.05)。

生物可降解PHB材料的研究

综述了通过物理共混改性和化学结构改性2种不同方式来改善聚羟基丁酸酯(PHB)的材料性能,包括与天然原料、无机填料和生物降解树脂共混以及嵌段/接枝化学结构改性制备增强复合材料的最新研究进展,并对PHB未来的应用前景进行展望。

重组大肠杆菌利用醋酸及乳酸为碳源合成PHB

以廉价的工业副产物醋酸及乳酸为碳源,对产PHB重组大肠杆菌进行培养,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。将来自Cupriavidus necator的PHB合成操纵子phaCAB基因簇克隆至pBAD载体,得到产PHB菌株BL21_pBAD_phaCAB,以阿拉伯糖为诱导剂,在大肠杆菌中进行重组表达。分别使用LB及M9培养基,对重组菌株BL21_pBAD_phaCAB进行培养,研究其生长速度及PHB产量,探索产PHB重组大肠杆菌最适培养基。以添加0.04 g/L乳酸、1.2 g/L乳酸、0.02 g/L醋酸、0.6 g/L醋酸、0.04 g/L乳酸+0.02 g/L醋酸、1.2 g/L乳酸+0.4 g/L醋酸的M9培养基(均含2 g/L葡萄糖)为实验组,以M9培养基(含2 g/L葡萄糖)为对照组,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。分别取第6,12,24和36小时的培养液,分析其葡萄糖、醋酸及乳酸含量的变化。结果表明,低氮型M9培养基更适合产PHB重组大肠杆菌在低糖培养环境中生长。在葡萄糖消耗殆尽后,大肠杆菌能够以醋酸及乳酸为碳源进行代谢,因此在培养基中添加一定浓度的醋酸及乳酸能够有效地提高重组菌株BL21_pBAD_phaCAB产PHB能力,在乳酸添加量为1.2 g/L时,PHB产量达到最高(1.43 g/L),比对照组提高78%。

涂层结构对AlSi/PHB封严涂层热应力影响的有限元分析

可磨耗封严涂层是提升航空发动机气密性和运行效能的一种重要途径,而涂层结构对其热应力及使用寿命具有重要影响。本研究以AlSi/PHB封严涂层为研究对象,利用ABAQUS有限元仿真软件和Python编程语言建立了具有不同结构参数的涂层有限元模型,系统研究了面层厚度、聚苯酯颗粒及孔隙结构特性对热震工况下涂层热应力的影响规律。结果表明:当面层厚度为0.1 mm~1.9 mm时,面层厚度对涂层-基体界面应力的影响小于其对涂层侧面应力的影响,且当面层厚度超过0.3 mm左右时,涂层中出现最大拉应力的部位由涂层-基体界面转变为涂层侧面;当聚苯酯颗粒含量为30 vol.%~50 vol.%时,随着聚苯酯含量的增加,涂层-基体界面和涂层侧面的峰值应力均波动不明显;当面层孔隙率为5 vol.%~15 vol.%时,涂层-基体界面峰值应力随孔隙率的增大呈现先降低后增大的趋势;当孔隙直径为60μm~110μm时,涂层内部峰值拉应力随孔隙直径的增大而增大。综合考虑涂层结构与热应力的关系,AlSi/PHB封严涂层的结构参数优选为:面层厚度为0.3 mm~1.1 mm之间,聚苯酯颗粒含量为40 vol.%~50 vol.%,面层孔隙率为11 vol.%左右,面层孔隙直径为70μm~80μm。

生物合成材料聚β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

聚β-羟基丁酸(PHB)是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下,作为碳源和能源贮存在生物体内的一类热塑性聚酯.它作为微生物合成的可降解材料,除了具有与化学合成高分子相似的性质外,还具有一般化学合成高分子没有的性质,如光学活性好、透氧性低、抗紫外线辐射、生物可降解性、生物组织相容性、压电性和抗凝血性等,具有广阔的应用前景,越来越受到人们的关注.国内外的许多公司和科研机构纷纷开展可降解塑料的研发工作.着重介绍了PHB的理化性质、检测方法、生物合成、降解以及基因改良菌种方面的研究进展,同时对其应用、目前存在的问题以及可能的解决方案进行了讨论.

黄连素与聚β-羟基丁酸酯对大口黑鲈生长、免疫和肠道菌群的影响

【目的】探究饲料中添加黄连素(BBR)与聚β-羟基丁酸酯(PHB)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)反季幼苗生长、免疫和肠道菌群的影响,为BBR与PHB在大口黑鲈配合饲料中的应用和大口黑鲈反季繁育提供理论依据。【方法】以大口黑鲈秋苗(体质量130.34±0.26 mg)为试验材料,以投喂基础饲料为对照(CK),B、P和MIX组分别投喂饲料B(1‰BBR)、饲料P(1‰PHB)和饲料BP(1‰BBR+1‰PHB),BP5、BP7和BP14组分别以每5、7和14 d的频率交替投喂饲料B与饲料P,养殖30 d,测定大口黑鲈生长性能、肝脏和肠道生化指标,分析肠道菌群结构及功能。【结果】在生长性能上,与CK相比,除P和MIX组外,其余处理组终末总体质量均显著提高(P<0.05,下同),饲料系数均显著降低;BP5、BP7和BP14组增重率、存活率均显著高于CK;BP7组终末总体质量、增重率和存活率均最高,饲料系数最低。在肝脏中,B、P、BP5、BP7、BP14和MIX组的ACP和AKP活性均显著高于CK,同时GOT和GPT活性均显著低于CK。在肠道中,与CK相比,其他处理组MDA和IL-6含量均显著降低,CAT和LZM含量均显著提高;BP5和BP7组TNF含量均显著低于CK。肠道菌群物种在门分类水平分布上,与CK相比,BP5、BP7和MIX组变形菌门相对丰度明显降低、厚壁菌门相对丰度明显增加,BP7组拟杆菌门相对丰度明显增加;在属分类水平分布上,与CK相比,BP5和BP7组无色杆菌属相对丰度明显降低,乳杆菌属相对丰度明显增加。BP7组微生物功能基因在代谢通路和环境信息处理通路显著富集。【结论】饲料中添加BBR可提高大口黑鲈秋苗的生长性能,BBR和PHB的添加或混合添加均能有效提高鱼体免疫能力及抗氧化能力、改善肝脏损伤和降低肠道炎症反应,以每7 d的频率交替投喂含BBR的饲料与含PHB的饲料效果最好;推测是由于BBR和PHB改变大口黑鲈肠道菌群结构及功能,改善了肝脏及肠道健康。

生物可降解塑料PHB提取的研究进展

详细介绍了生物可降解塑料PHB的各种提取方法的原理及操作过程，分析了各种提取方法的特点及存在的问题，并通过大量的文献数据比较了它们对PHB的提取率、纯度及分子量的影响。

厌氧下的PHB和聚磷酸盐及其生化机理研究

用氧化还原电位仪严格监测反应过程 ,准确测定了在厌氧状况下PHB的合成量与聚磷酸盐的释放量 ;对活性污泥细胞内的PHB颗粒和聚磷颗粒进行了大量染色及显微镜检分析。通过试验证明 ,厌氧状况发生了PHB大量合成与聚磷酸盐大量释放 ,并得出二者关系曲线图 ,对其生化机理进行了深入研究。

活性污泥法合成PHB的研究进展

PHB是许多微生物在非稳态条件下积累的一种生物聚合物,可作为微生物的胞内碳源和能源内储物,还可用作优良的可生物降解塑料、生物相容性材料和环保高分子材料。主要综述了活性污泥法合成PHB的最新研究进展。重点介绍了SBR工艺、强化生物除磷工艺、微好氧/好氧活性污泥工艺等不同工艺的PHB合成机制和研究水平;以及营养配比条件(如碳源、C/N比、氮源和磷源),工艺运行控制条件(如DO浓度、pH、污泥龄和温度),以及底物/生物量比等因素对合成PHB的影响。提高现行活性污泥法合成PHB水平是降低PHB的生产成本,实现活性污泥资源化的前提条件。研发能够同步实现氮磷等污染物的高效去除以及PHB资源化的新工艺,以及实现PHB资源化的活性污泥工艺运行控制条件的优化研究是今后活性污泥法的发展趋势之一。

PHB监测A^2/O工艺除磷及负荷率耦合关系的研究

以上海市白龙港城市污水厂初沉池污水为进水,培养驯化污泥并构建A2/O试验系统,监测PHB消耗、生成的动态变化,并分析其与除磷和BOD5负荷率的耦合关系.结果显示,曝气池中PHB的消耗与除磷呈现良好的正相关关系(p<0.05),平均消耗约140 mg左右的PHB可去除1 mg P;厌氧池中PHB的生成与释磷存在着极显著的正相关关系(p<0.01),平均释放1.17mg的磷可生成约100 mg的PHB;厌氧池中PHB的含量与系统F/M的正相关性显著(p<0.05),负荷为0.176 g/(g.d)较负荷0.413 g/(g.d)下PHB的生成量平均减少约4 mg/g(以MLSS计);PHB的合成与厌氧池中BOD5的去除量的相关性较差(p>0.05),但与温度呈极为显著的正相关关系(p<0.01),温度的升高有助于微生物合成PHB,最高温度(33.2℃)比最低温度(17.1℃)活性污泥中PHB含量约增加5 mg/g(以MLSS计),占总量的20%左右.

He-Ne激光和紫外线对PHB产生菌的复合诱变效应

采用紫外线、He -Ne激光及紫外线与He-Ne激光复合作用的方法,对本实验室的一株产PHB的细菌G -Q7进行诱变,以提高其产量 结果表明,紫外线和He -Ne激光单独作用,诱变效果不佳,而二者的复合作用却能产生很好的效果 用He- Ne激光辐照20min再经紫外线照射150s,正变菌株的细胞量为11. 5g/L,PHB含量为65%,并具有良好的遗传稳定性 对诱变前后菌株积累的PHB产物的外观、热性质和13C- NMR图谱进行分析,结果表明该诱变使代谢途径中的某种酶发生了改变。

新型可降解塑料聚-β-羟基丁酸(PHB)的研究进展

介绍了PHB的性质用途和检测方法及提取工艺,重点评述了PHB的生物合成方法及其研究进展,并简要分析了PHB的应用前景和发展方向。

PHB及糖原在废水生物处理好氧条件下的形成

在室温、pH值 6 .7～ 7.2及充分曝气的条件下 ,于SBR反应器中 ,采用活性污泥处理分别以溶解性有机物苯甲酸钠和葡萄糖为底物的废水 ,发现曝气初期 30min废水的COD去除率达90 %以上 ,同时污泥细胞内的聚合物聚 β 羟基丁酸酯 (poly β hydroxybutyrate ,简称PHB)和糖原含量快速增加。苯甲酸钠废水培养 5 2d的污泥 ,在曝气 30min内吸收的COD约有 5 9%被转化为PHB ,葡萄糖废水培养 5 1d的污泥 ,在曝气 10min内吸收的COD约有 2 4 5 %被转化为糖原而贮存在细胞内 ,这些胞内聚合物含量经 2 40min曝气后基本回复至起始水平。

生物技术生产生物可降解塑料PHB的研究进展

本文综述了ＰＨＢ的合成和降解途径及其关键酶的基因克隆，比较了细菌发酵法及遗传工程菌生产ＰＨＢ的优缺点并讨论了发酵法生产ＰＨＡｓ的前景。随着近年来植物基因工程的发展，用植物大规模生产生物可降解塑料已成为可能，但仍然存在许多障碍，本文进一步探讨了转基因植物生产ＰＨＢ的限制因素和克服方法。

容积负荷变化模式对嗜盐混合菌发酵乙酸合成PHB的影响

以嗜盐混合菌发酵生产PHB具有免灭菌程序、易提取、产量高等优势而被广泛关注。本研究集中考察了嗜盐混合菌(MMCs)发酵生产PHB过程中调整容积负荷的方式对PHB生产的影响。在研究中通过比较恒定接种生物量改变底物浓度以及恒定底物浓度调整接种生物量两种调整方式下PHB发酵生产的最大细胞含量、PHB最大容积产率以及表观动力学,确定了MMCs的最佳OLR,以及两种变化方式的本质差异。研究结果表明,两种方式下随着OLR升高,细胞内最大PHB的积累量和PHB容积产率也随着增加。本研究发展的嗜盐MMCs最佳OLR=0.91 kg·(kg·d)-1。在相同的OLR下,高的接种生物量始终具有高的碳源转化率和底物消耗速率。为此,采用高接种生物量发酵生产PHB可以提高PHB生产效率并降低PHB的成本。

聚-β-羟基丁酸(PHB)在细菌建立感受态中的作用

介绍了PHB作为细胞膜上的物质运输通道成分在细菌感受态中的结构、分布、分析方法以及其可能的作用 ,阐明了PHB的合成与细菌感受态建立的关系和PHB在感受态细胞摄取外源DNA时的作用方式 ,同时也对控制生物体合成PHB的相关基因和酶作了简要介绍 ,并探讨了研究PHB的实际意义。

利用糖蜜发酵生产生物降解塑料PHB的研究

由Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｌａｔｕｓ经单菌落分离，从中筛选到一株高效利用糖蜜产聚羟基丁酸（ＰＨＢ）的优良菌株１０１８。在６Ｌ台式发酵罐（Ｎ.Ｂ.Ｓ）中，进行了该菌利用甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜积累ＰＨＢ的分批补料培养的研究。结果表明，培养５４ｈ左右发酵液中细胞干重达７０～８５ｇ／Ｌ，ＰＨＢ含量占细胞干重的６０％～７０％，生产强度１．０ｇＰＨＢ／Ｌ／ｈ以上；发酵液经非有机溶剂提取制得ＰＨＢ产品，纯度９５％，提取收率８０％以上。