助剂对ZnFe_(2)O_(4)氧载体化学链制氢反应性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备不同助剂掺杂改性的ZnFe_(2)O_(4)氧载体,探究不同助剂(Sr、Ce、La和Al)对其性能的影响。化学链制氢实验在固定床反应器中进行,结果表明:添加助剂能有效提高氧载体的性能,单位质量氧载体H_(2)产量从高到低依次为La>Sr>Al>Ce,La改性的ZnFe_(2)O_(4)氧载体反应活性最高。结合X射线衍射、H_(2)-程序升温还原、吸附比表面测试法等表征手段和化学链制氢实验对掺杂助剂La的氧载体物理化学性质作进一步分析,考察不同掺杂质量分数对氧载体反应性能的影响。结果表明:添加质量分数为12%La助剂的ZnFe_(2)O_(4)在化学链制氢反应中单位H_(2)产量最高;La助剂的加入提高了氧载体的比表面积,促进氧空位的形成,加快晶格氧的迁移速率,有利于化学链制氢反应。

火焰合成Pt修饰CuO氧载体低温化学链燃烧特性

采用火焰喷雾热解方法(FSP)合成了Pt修饰CuO纳米氧载体材料(FSP-Pt/CuO),首先通过XRD、SEM等表征手段分析了Pt/CuO的结构和组成;通过热重分析仪、化学吸附仪对比研究了FSP合成的CuO、Pt/CuO以及商用CuO纳米颗粒的化学链燃烧反应性能.结果表明,FSP-Pt/CuO氧载体材料与H_(2)、CO、CH_(4)的还原反应温度能够分别降低到200℃、105℃、290℃以下.进一步考察了H_(2)、O_(2)不同浓度对Pt/CuO氧载体还原、氧化特性的影响,并测试了Pt/CuO氧载体的低温化学链燃烧循环稳定性.最后通过Pt/CuO氧载体颗粒表面的氢溢流原理对低温化学链燃烧过程进行了模型机理解释.

CuFe_(2)O_(4)氧载体与小麦秆-煤化学链共气化研究

以小麦秆与印尼褐煤为原料,制备具有尖晶石结构的CuFe_(2)O_(4)复合氧载体,在自制多功能反应器上,系统研究了CuFe_(2)O_(4)氧载体反应活性及小麦秆和印尼褐煤化学链共气化特性,重点关注小麦秆和煤不同掺混比、气化温度、氧载体过量系数和水蒸气输入量这4个关键运行参数的影响。结果表明:CuFe_(2)O_(4)复合氧载体中Cu-Fe的协同作用有助于晶格氧的有效传递和反应活性的提升,而小麦秆和印尼褐煤化学链共气化时碳转化率及冷煤气效率比单一燃料的大,促进了高品质合成气的形成;小麦秆和褐煤在与CuFe_(2)O_(4)化学链气化过程中的最优运行参数为共气化温度950℃、氧载体过量系数0.2、水蒸气通入体积流量0.125 mL/min、小麦秆-印尼褐煤掺混质量比1∶1,在此最优条件下,合成气产量高达1.262 m^(3)/kg,H_(2)与CO体积比为1.69,碳转化率为89.7%,合成气选择性为63.2%。

一种多重修饰血紫蛋白纳米氧载体的构建及体外性能检测

背景:血紫蛋白分子稳定性及生物相容性优于人和哺乳动物血红蛋白,经过修饰可能成为更加安全长效的红细胞代用品。目的:制备多重修饰血紫蛋白纳米微粒,进行理化性质表征及体外性能测试。方法:以切向流超滤法分离纯化方格星虫血紫蛋白,使用京尼平完成分子内交联,然后利用多巴胺完成纳米粒子封装,再用聚乙二醇完成钝化,获得多重修饰血紫蛋白纳米粒,表征该纳米粒的理化性质。将不同质量浓度(0,0.25,0.5,1.0,2.0 mg/mL)的血紫蛋白纳米粒、血紫蛋白、血红蛋白氧载体HBOC-201分别与巨噬细胞共同孵育6,24 h,与血管内皮细胞共同孵育24 h,采用CCK-8法检测细胞存活率,ELISA法检测血管内皮细胞培养液中一氧化氮及血管细胞黏附因子1水平。结果与结论:(1)血紫蛋白纳米粒电镜下呈现椭球形,有致密外膜,内部质地较为均匀,粒径为(150.12±1.67) nm,分散指数为0.21±0.03,Zeta电位为(-24.54±2.61) mV,半饱和氧分压为(0.97±0.15) kPa,Hill系数为1.49±0.16。(2)孵育6 h,在≤1.0 mg/mL质量浓度范围内,血紫蛋白纳米粒组、血紫蛋白组、HBOC-201组巨噬细胞存活率均在85%以上;在2.0 mg/mL质量浓度下,仅血紫蛋白纳米粒组巨噬细胞存活率在80%以上。孵育24 h,3组巨噬细胞存活率均低于80%,其中血紫蛋白纳米粒组巨噬细胞存活率高于血紫蛋白组、HBOC-201组(P <0.05)。(3)随着药物质量浓度的增加,3组血管内皮细胞存活率降低,在1.0 mg/mL或2.0 mg/mL质量浓度下,血紫蛋白纳米粒组细胞存活率高于血紫蛋白组、HBOC-201组(P <0.05);在相同质量浓度下,血紫蛋白纳米粒组一氧化氮水平高于血紫蛋白组、HBOC-201组(P <0.05);在0.25-2.0 mg/mL质量浓度范围内,血紫蛋白纳米粒组血管细胞黏附因子1水平低于血紫蛋白组、HBOC-201组(P <0.05)。(4)结果表明,经过分子内交联和聚多巴胺/聚乙二醇修饰的血紫蛋白纳米粒在体外具有良好的携氧活性,抗吞噬性能更优,细胞毒性更小。

血红蛋白类氧载体的研究进展及应用前景

红细胞输注已广泛应用于创伤救治、外科手术、输血治疗以及战伤急救等多个方面,但依然存在血液资源紧缺、储存期短、输前需交叉配型、可能经血传播病原体等问题。血红蛋白氧载体(hemoglobin-based oxygen carriers,HBOCs)是一类由无基质血红蛋白通过化学修饰等方法制备的可溶性纳米级具有携释氧功能的氧载体,能代替红细胞为体内各器官、组织输送氧气,且具有无血型和病毒传播风险、储存长,即时可用的特点,也称为红细胞代用品。本文旨在综述HBOCs研究的进展,同时探讨其在除替代红细胞输血治疗以外,针对其他如器官保存、脑缺血、肿瘤等治疗中的应用前景。

血红蛋白类氧载体在肿瘤治疗领域中的应用进展

大多数实体肿瘤内血流和氧气供氧不足,缺氧微环境会加速肿瘤恶化,影响肿瘤预后。因此,改善肿瘤组织的氧合状态对提高肿瘤治疗敏感性和有效性至关重要。血红蛋白类氧载体(hemoglobin-based oxygen carriers, HBOCs)是一类携释氧纳米粒子,可到达正常红细胞难以通过的障碍性微循环小血管,为缺氧的组织器官输送氧气。已有研究证明,HBOCs作为1种潜在的纳米级高效携/释氧剂应用于肿瘤治疗可以增加组织氧合,在肿瘤治疗领域具有巨大应用前景。本文综述了缺氧在肿瘤中的影响,并重点介绍了血红蛋白类氧载体在肿瘤放疗、化疗、新型动力学治疗和免疫治疗领域的应用进展及可能机制。

CuFe_(2)O_(4)改性脱硫渣氧载体与褐煤的反应特性

基于烟气脱硫渣采用改进的提纯工艺和优化参数获得高纯度和反应活性的CaSO_(4),以此作为模板剂结合溶胶凝胶燃烧合成法制备了CuFe_(2)O_(4)改性活化并具有“核-壳”结构的CaSO_(4)-CuFe_(2)O_(4)混合氧载体。在固定床反应器上研究了还原反应温度和循环次数作用下自制CaSO_(4)-CuFe_(2)O_(4)混合氧载体与煤化学链燃烧特性,系统研究了CaSO_(4)副反应与CuFe_(2)O_(4)交互作用下不同气相硫的释放和演化。研究表明,改性脱硫渣与煤反应时,CuFe_(2)O_(4)还原产物Cu、FeO通过未反应CaSO_(4)及已还原的CaS形成的熔融界面获得了其中未能利用的晶格氧,实现了本身的原位氧化,不仅明显提高了改性脱硫渣的反应活性,促进了煤的转化,同时也促进了未反应CaSO_(4)中晶格氧的定向传递和梯级利用。进一步,综合考虑煤的碳转化率以及气相硫的释放特性,确定了改性脱硫渣与煤的最佳反应条件为900℃。而循环实验发现,CaSO_(4)-CuFe_(2)O_(4)氧载体在多次循环中CaSO_(4)副反应不能完全抑制,少量气相硫的逸出加之还原氧载体的部分烧结导致反应活性衰减。

一氧化碳-血红蛋白携氧载体对小鼠脓毒性脑病的作用及其机制

目的探讨一氧化碳-血红蛋白携氧载体(carbon monoxide-hemoglobin based oxygen carrier,CO-HBOC)对脓毒性脑病(sepsis-associated encephalopathy,SAE)的作用及其机制。方法选取SPF级雄性C57BL/6小鼠136只,采用随机数字表随机分为4组:Sham组(假手术处理,术后1h尾静脉注射0.9%氯化钠溶液)、CLP组(建立脓毒症模型,术后1h尾静脉注射0.9%氯化钠溶液)、O2-HBOC组(建立脓毒症模型,术后1h尾静脉注射0.3 Hb/kg O2-HBOC)和CO-HBOC组(建立脓毒症模型,术后1h尾静脉注射0.3 Hb/kg CO-HBOC)。采用盲肠结扎穿刺法建立脓毒症小鼠模型,Morris水迷宫实验观察认知功能。术后24h取脑组织切片采用原位末端标记法(TdT-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)/神经元核(neuronal nuclei,NeuN)/4,6-二氨基-2-苯基吲哚(4,6-diamino-2-phenyl indole,DAPI)荧光染色观察海马凋亡神经元比例;检测海马组织肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)水平,以及线粒体活性氧(mitochondrial reactive oxygen species,mtROS)含量、丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)水平。结果与CLP组相比,CO-HBOC组小鼠水迷宫训练期第3、4天逃避潜伏期减少(t值分别为2.559、2.967,P<0.05),测试期目标象限停留时间增加[(18.4±6.3)s比(8.3±5.5)s,t=3.801,P<0.001],平台穿越次数增加[(3.6±1.8)次比(1.8±1.2)次,t=2.774,P=0.009];COHBOC组海马凋亡神经元比例减少[(16.8±6.2)%比(31.6±8.4)%,t=4.184,P<0.001];CO-HBOC组小鼠海马TNF-α水平降低[(110.3±21.2)ng/L比(205.4±35.5)ng/L,t=6.286,P<0.001],IL-6水平降低[(67.1±14.3)ng/L比(100.6±16.7)ng/L,t=4.218,P<0.001],IL-1β水平降低[(2.1±0.3)ng/L比(3.4±0.6)ng/L,t=5.456,P<0.001],mtROS水平降低[(140.1±24.3)%比(239.8±33.4)%,t=7.482,P<0.001],MDA含量减少[(14.0±3.5)nmol/mg蛋白比(24.6±4.0)nmol/mg蛋白,t=4.699,P<0.001]。结论CO-HBOC可能通过减轻海马神经炎症与氧化应激反应,降低海马神经元凋亡水平,改善SAE。

焦油模型化合物与铁基氧载体的反应特性研究

本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe_(2)O_(3)/30%Al_(2)O_(3))对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为:苯酚>蒽>萘,且苯酚转化生成积炭的比例最多(64%),而萘转化生成积炭的比例最少(40%);氧载体与萘的反应程度相对较高,但容易导致氧载体的烧结。此外,积炭表征显示萘生成的积炭在三种TMCs中具有最高的稳定性。增加氧载体的用量和提高反应温度不仅有利于萘和蒽的进一步转化,而且能够增加气相产物中CO_(2)的分率。由于苯酚分子具有较高的反应活性及较强的裂解效果导致其转化率随氧载体用量和反应温度的增加变化较小,然而,较高的反应温度(1000℃)导致焦油发生严重的裂解现象并产生大量积炭。三次循环实验结果表明与萘反应的氧载体失活最为严重。

甲烷化学链燃烧技术中氧载体的研究进展

天然气在中国能源结构中的占比不断增加,其主要成分甲烷在燃烧过程中会产生大量CO和CO_(2)。甲烷化学链燃烧技术是CO_(2)捕集的重要技术之一,具有能量梯级利用、避免NO_(x)产生等优点,在提高能量利用率的同时可得到高纯度CO_(2),有利于后续封存和转化利用,对我国“双碳”战略实施具有重要意义。影响化学链燃烧技术的主要因素是氧载体,因此氧载体的选择尤为重要。介绍了化学链燃烧技术的基本原理及特点,重点对以甲烷为燃料的化学链燃烧中的镍基、铜基、铁基、锰基、复合金属和非金属氧载体的研究进展进行了总结,发现氧载体的反应性能主要受其载氧能力、反应活性和抗烧结等性能的影响;同时对甲烷化学链燃烧技术中氧载体未来的发展前景进行了展望。

血红蛋白氧载体联合依达拉奉局部预灌注对急性脑梗死模型大鼠神经元的保护作用及机制

目的探讨血红蛋白氧载体(HBOC)与依达拉奉(EDA)联合应用对急性脑梗死(ACI)模型大鼠神经元的保护作用及机制。方法通过在线数据库、网络构建和富集分析,获取HBOC与依达拉奉联合治疗ACI的关键靶点和潜在的作用机制;将120只SD雄性大鼠均分为假手术组、模型组、HBOC治疗组、EDA治疗组、HBOC联合EDA治疗组(联合治疗组),后4组大鼠建立大脑中动脉梗死(MCAO)模型,建模3 h后,各组大鼠分别注射生理盐水(6 mL/kg)、HBOC(6 mL/kg)、EDA(1.5 mL/kg)、HBOC(6 mL/kg)联合EDA(1.5 mL/kg);于造模24 h时,记录各组大鼠的神经功能评分、观察脑缺血梗死灶与脑水肿体积、神经元形态,采用流式细胞术及Western blot检测生物信息学分析出的关键靶点,探讨HBOC联合EDA对ACI模型大鼠的神经保护作用及可能机制。结果网络药理学分析显示HBOC联合EDA治疗ACI有106个共同靶点,生物信息学显示其神经保护作用可能主要是由白细胞介素-17(IL-17)信号通路、缺氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等途径介导,并获得关键通路上存在半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等核心靶点;生物学实验结果显示,与模型组、HBOC治疗组及EDA治疗组相比,联合治疗组的神经功能评分降低、梗死灶体积百分比与脑水肿体积百分比减少、细胞出现碎片化核仁和凋亡小体较少、细胞排列较规则、具有更少的细胞坏死和细胞凋亡比例,药物联合治疗核心靶点Caspase-3、HIF-1α,IL-6、TNF-α的表达也降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论HBOC联合EDA能改善ACI模型大鼠的神经功能缺损症状,显著减少梗死灶体积及脑水肿体积,其机制可能与联合用药减轻ACI时大鼠脑组织的炎症反应与细胞凋亡有关。

铜渣氧载体煅烧改性及氧化还原特性研究

以干法离心粒化的铜渣颗粒为氧载体,进行了铜渣吸氧和释氧反应的热力学分析和实验研究,考察了氧化温度、还原温度、铜渣粒径及CaO加入等对铜渣物相组成的影响。结果表明,铜渣中铁氧化物的释氧反应过程和吸氧反应过程都是逐级进行的;粒化后的铜渣颗粒均具备一定的吸氧和释氧能力;提高氧化和还原温度均有利于铜渣中铁氧化物释氧反应和吸氧反应的进行;铜渣粒径越小,越利于FeO及Fe_(3)O_(4)吸氧反应的进行;加入CaO有利于铜渣释氧反应的进行。

基于全氟化碳的人工氧载体研究进展

全氟化碳是一种具有良好生物相容性的化学惰性物质,已广泛应用于超声造影、器官移植、预防组织器官缺血和再灌注损伤等。全氟化碳纳米乳剂具有高携氧能力,是人工氧载体研究关注的焦点,但因全氟化碳易挥发、不易溶解、乳化后稳定性差等,其纳米乳剂研发成功者极少。本文对全氟化碳纳米乳剂的研究进展进行综述,对影响乳剂稳定性的因素进行分析探讨并提出可能对策,为获得稳定的全氟化碳人工氧载体提供借鉴和参考。

仿生氧载体均相催化性能研究现状

介绍了仿生氧载体研究的意义、生物体内氧载体类型。

异羟肟酸类氧载体新模型化合物研究

异羟肟酸类氧载体新模型化合物研究阳华秦圣英＊吕志凤周先礼李建章卢晓霞（四川大学化学系，成都６１００６４）关键词异羟肟酸钴（Ⅱ）配合物氧载体氧合反应催化环氧化中图分类号Ｏ６１３．６１仿生氧载体研究，已成为当今生物有机和生物无机化学家最关注的课题之一。在...

铈基与钴基Co_3O_4-CeO_2氧载体上甲烷化学链转化特性:产物选择性控制

采用水热法制备了Co_3O_4/CeO_2(x)[x为钴铈原子摩尔比n(Co)∶n(Ce)=6∶4~9∶1]和Ce_(1-y)Co_yO_(2-δ)(y=0.1~0.4)2个系列复合氧化物,并表征了材料的物理化学性质,考察了这些氧化物作为氧载体参与甲烷化学链转化(化学链燃烧和化学链部分氧化)的反应性能.结果表明,2类复合氧化物的甲烷反应活性均明显优于单一氧化物CeO_2或Co_3O_4,但2类氧载体上的甲烷反应产物的选择性具有明显差异.Ce_(1-y)Co_yO_(2-δ)氧载体形成了Ce-Co-O固溶体,储氧能力明显增强,体相晶格氧迁移速率与甲烷活化速率匹配较好,甲烷反应产物以CO和H_2的合成气为主,有利于甲烷的化学链部分氧化.Co_3O_4/CeO_2(x)氧载体中CeO_2与Co3O4之间的相互作用改善了材料的储氧能力和氧化活性,其与甲烷反应时主要生成CO_2,有利于甲烷化学链燃烧.连续性化学链循环实验表明,2类氧载体均具有较好的再生性能和循环稳定性.

批量制备Fe_2O_3/Al_2O_3氧载体及褐煤化学链燃烧实验研究

采用冷冻成粒法、喷雾干燥法、浸渍法、机械混合法批量制备了Fe2O3/Al2O3氧载体,从氧载体产率、制备周期、物理化学表征、煤化学链燃烧中氧载体性能等角度比较各种批量制备方法,确定合适的批量制备技术。实验结果表明,冷冻成粒法的氧载体产率较高,机械性能最优;与褐煤的化学链燃烧实验中,喷雾干燥法和冷冻成粒法制备的氧载体导致碳转化速率较快,然后依次为浸渍法和机械混合法;且前两种方法制备的氧载体的循环稳定性高;不同方法制备的氧载体在第1—4次还原过程中,CO2捕集率均在88%以上,CO2气产率伴随着C转化率的增大而增大,最后接近100%,燃烧效率均在90%以上,表明使用以上4种方法制备的氧载体对CO2捕集效果都较好,对可燃成分的利用程度也都较高。当褐煤作为燃料时,可优先采用由冷冻成粒法和喷雾干燥法批量制得的氧载体。

血红蛋白氧载体的研究目标及新进展

背景:血红蛋白氧载体作为红细胞替代物之一,已研究40余年,至今共有3代不同的血红蛋白氧载体。第1代和第2代主要是对血红蛋白进行化学修饰,而第3代主要是将血红蛋白封装在合成膜中。目的:综述国内外血红蛋白氧载体研究的新进展。方法:以“hemoglobin-based oxygen carriers,red blood cell substitutes,artificial oxygen carriers,artificial blood”“血红蛋白氧载体,红细胞替代物,人工氧载体,人工血液”为检索词,检索2000至2019年PubMed、CNKI中国期刊全文数据库、万方数据库中收录的血红蛋白氧载体制备方法的相关文献,进行总结分析。结果与结论:①胎儿、无脊椎动物、爬行动物的血红蛋白以及β-亚基突变的血红蛋白在制备血红蛋白氧载体上有一定优点;②关于血红蛋白的修饰和封装策略有了新的进展;③联合使用其他药物能够降低血红蛋白氧载体的血管毒性;④血红蛋白氧载体在应用上有了新方向,但是新型血红蛋白氧载体作为红细胞替代物领域的研究,在未来还需要更多的动物实验和临床试验。

化学链燃烧技术中新型氧载体CaSO_4的特性研究

本文提出了一种新的用于化学链燃烧的氧载体: CaSO4,对CaSO4作为氧载体时与CH4组成系统的热力学性能进行了研究,结果表明,在适当的温度范围内, CaSO4还原的直接产物是CaS,而不是CaO和SO2;CaS氧化的直接产物为CaSO4,也不是CaO和SO2。因此,CaSO4可以作为化学链燃烧的氧载体,而且不会有大量的SO2生成。同时,使用热重一红外分析仪研究了CaSO4和CH4系统的动力学特性,利用Coats-Redfern积分式得到CH4还原 CaSO4的反应活化能E=1721．31 kJ／mol。

天然铁矿石为氧载体的生物质化学链气化制合成气实验研究

在一个小型鼓泡流化床反应器上以Ar气为流化介质,对以天然铁矿石为氧载体的生物质化学链气化制合成气过程进行了研究。考察了反应温度对合成气组分、气体产率、碳转化率以及气化效率的影响,反应时间对合成气组分的影响;探讨了氧载体存在对生物质气化过程的影响。结果表明,天然铁矿石可以作为生物质化学链气化制合成气反应过程的氧载体,代替富氧空气或高温水蒸气作为生物质气化的气化剂;随着温度的升高,产物气体中CO、H2的浓度逐渐增加,CO2、CH4浓度缓慢降低;随着反应时间的延长,合成气中H2、CO、CH4的相对浓度缓慢增加,而CO2相对浓度逐渐降低;氧载体的存在能显著提高气体产率和碳的转化率及气化效率。扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析表明,当超过850℃时,铁矿石氧载体颗粒表面烧结现象明显,但反应前后,颗粒表面的成分及含量基本保持不变。