聚羟基脂肪酸酯(PHAs)基止血材料研究进展

在意外事故、自然灾害及军事冲突中,人体会受到严重外部创伤,出现大量的不可控出血,极易导致伤员的缺血性休克甚至死亡。因此,伤口的快速止血是提高伤者存活率的关键,快速止血一般需要借助止血材料实现。聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一种天然高分子化合物,具有良好的生物相容性、生物可降解性、可改性等特性,其降解产物还具有促进活体细胞增殖和分化的作用,可加速伤口愈合,是一种极具潜力的止血材料,受到生物医学研发人员的广泛关注。但在应用过程中,PHAs基材料在韧性、抗菌和凝血能力方面仍然存在缺陷。因此,若想开发基于PHAs的止血材料,必须对其韧性、抗菌能力及凝血性能进行改善。本文综述了近年来PHAs基材料在韧性、抗菌能力以及凝血性能等方面的研究进展,可为PHAs基止血材料的研究开发提供参考。PHAs基止血材料具有较高的经济价值,相关研究对严重创伤的救护和新型生物材料的应用推广具有重要意义。

Yields of Polyhydroxyalkanoates （PHAs） during Batch Fermentation of Sugar Cane Juice by Alcaligenes latus and Alcaligenes eutrophus

In this work, sugar cane juice was fermented to produce polyhydroxyalkanoates （PHAs） by Alcaligenes latus TISTR 1403 and A. eutrophus TISTR 1095. The juice was characterized and composed of total sugars 105.5 g·L^-1 （sucrose 36.6g·L^-1 , fructose 26.0g·L^-1 , glucose 21.8g·L^-1 and other sugars 21.1g·L^-1 ）. Each inoculums （ 10%, v/v） was separately cultivated in the medium containing 20g·L^-1 total sugars under condition （30℃, 200 rpm, pH 6.5-7）. It was found that the A. eutrophus can be grown better than the A. latus. Only the A. eutrophus was further cultured under different total sugar concentrations （20, 30, 40 and 50g·L^-1 ）. The optimal contents of total sugar, dry cell mass （DCM） and maximum PHAs were obtained at 50g·L^-1 , 6.013g·L^-1 and 1.84g·L^-1 , respectively after 60 h fermentation which were converted to biomass yield （Yx/s）, product yield （Yp/5）, specific product yield （Yp/x） and productivity of 0.163, 0.05, 0.306 and 0.031 g.Llhl. Large scale of PHAs production was conducted in 5 L fermentor using the optimal condition obtained under 30% dissolved oxygen. The DCM and the maximum PHAs were 5.881g·L^-1 and 1.281g·L^-1 which were calculated to values of Yx/s, Yp/s, Yp/x and productivity at 0.19, 0.04, 0.218 and 0.021g·L^-1 , respectively.

ABR产酸-硫酸盐还原相颗粒污泥富集PHAs产生菌

为探究硫酸盐有机废水厌氧处理合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的可行性,利用五隔室厌氧折流板反应器(ABR)以硫酸盐有机废水为底物富集PHAs产生菌合成PHAs,考察不同进水COD/SO_(4)^(2-)比值(12.5、9.3、4.0)对ABR产酸-硫酸盐还原相(第1、第2隔室)颗粒污泥PHAs合成效果的影响,进而探讨该体系中PHAs合成模式。结果表明:随进水COD/SO_(4)^(2-)比值降低,产酸-硫酸盐还原相的COD与SO_(4)^(2-)去除沿程后移,第1隔室呈现丁酸型代谢类型为主,第2隔室由乙酸型转为丁酸型代谢类型为主;颗粒污泥PHAs的高含量隔室由第1隔室后移至第2隔室,其中COD/SO_(4)^(2-)比值为9.3时,产酸-硫酸盐还原相中颗粒污泥PHAs产生菌大量富集、PHAs合成效果最好;在颗粒污泥中PHAs产生菌个体大,PHAs颗粒密集地布满整个菌体细胞;产酸-硫酸盐还原相中存在产酸菌(APB)、脂肪酸型硫酸盐还原菌(FSRB)、乙酸型硫酸盐还原菌(ASRB)生物链式协同代谢模式,并且在菌体内形成大量PHAs。该研究为硫酸盐有机废水的资源化利用提供理论支持。

慢性病共病、相位角与老年人肌少症相关的肌肉质量减少的关系研究

目的·探讨慢性非传染性疾病(慢性病)共病、相位角与老年人肌少症相关的肌肉质量减少的相关性,以及慢性病共病、相位角对老年人肌肉质量减少的预测价值。方法·对2018年8月1日—2019年7月31日入住上海交通大学医学院附属仁济医院老年科,年龄≥60岁的患者进行回顾性筛查。收集患者基本情况(性别、年龄、用药数、共病数、有无骨质疏松症、有无吸烟史等),以及实验室检查指标(血红蛋白、白蛋白、血肌酐、血尿酸、铁蛋白、维生素D、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等)结果。计算年龄调整后查尔森合并症指数(age-adjusted Charlson comorbidity index,aCCI)。采用InBody S10生物电阻抗身体成分检测仪进行人体成分测试,记录身体质量指数(body mass index,BMI)、骨骼肌质量指数(skeletal muscle mass index,SMI)、相位角(phase angle,PhA)。部分患者接受握力测量。肌肉质量减少采用2019年亚洲肌肉减少症工作组(Asian Working Group for Sarcopenia,AWGS)推荐的SMI值(男性≤7.0 kg/m^(2)、女性≤5.7 kg/m^(2))进行诊断。根据测定的SMI值将患者分为肌肉质量正常组与肌肉质量减少组。采用单因素和多因素Logistic分析老年患者发生肌少症相关的肌肉质量减少的危险因素。并进一步运用受试者操作特征曲线(receiver operator characteristic curve,ROC曲线)及曲线下面积评估相关因素预测肌肉质量减少的价值。结果·共入组慢性病共病患者359例,其中男性226例,女性133例;肌肉质量正常组241例,肌肉质量减少组118例,老年人肌少症相关的肌肉质量减少发生率为32.9%。单因素Logistic回归分析提示年龄(OR=1.036,95%CI 1.013~1.060)、共病数(OR=1.117,95%CI1.025~1.217)、aCCI(OR=1.123,95%CI 1.031~1.222)、高密度脂蛋白(OR=3.688,95%CI 2.065~6.622)与老年人肌肉质量减少的风险呈正相关,BMI(OR=0.514,95%CI 0.443~0.597)、PhA(OR=0.195,95%CI 0.126~0.303)、血红蛋白(OR=0.984,95%CI 0.972~0.996)、三酰甘油(OR=0.606,95%CI 0.424~0.866)与老年人肌肉质量减少的风险呈负相关。多因素Logistic回归模型提示PhA(OR=0.338,95%CI 0.119~0.959)、BMI(OR=0.634,95%CI 0.476~0.844)与老年人肌肉质量减少的风险呈负相关。BMI、PhA预测老年人肌少症相关的肌肉质量减少的ROC曲线下面积分别为0.893(95%CI 0.855~0.931)和0.786(95%CI 0.736~0.837),敏感度分别为0.724和0.676,特异度分别为0.916和0.762;BMI联合PhA预测老年人肌肉质量减少的ROC曲线下面积为0.917(95%CI 0.883~0.951),敏感度为0.867,特异度为0.860。结论·aCCI与老年人肌少症相关的肌肉质量减少具有相关性。随着BMI、PhA的下降,老年人肌肉质量减少的风险升高。BMI联合PhA具有较高的老年人肌少症相关的肌肉质量减少的预测价值。未发现慢性病共病对其的预测价值。

木质素生物合成可降解包装材料聚羟基脂肪酸酯的研究进展

目的通过对木质素生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究,实现PHAs的低成本、规模化生产和木质素的高值化利用。方法归纳分析现阶段国内外木质素降解菌及生物合成PHAs的主要菌种和目前存在的问题,介绍生物合成PHAs的木质素底物种类、合成过程中工艺优化策略的相关研究进展,同时总结PHAs在包装领域的相关应用。结果木质素生物合成PHAs过程中,通过筛选木质素降解菌、培养PHAs合成菌、优化PHAs的合成工艺及影响因素,可有效提高木质素底物的转化率和PHAs的产量,从而降低生产成本。结论木质素转化为PHAs的过程虽然面临着一些挑战,但随着技术的不断创新和生产工艺的优化,木质素为底物合成的绿色生物塑料PHAs在包装领域会有广阔的应用前景和发展空间,必将推动包装材料向绿色化、安全化方面发展。

硝化作用强度对EBPR工艺运行效果的影响

[目的]本文旨在探究硝化作用强度对强化生物除磷(EBPR)工艺运行效果的影响。[方法]采用厌氧-好氧型序批式生物反应器(SBR)驯化得到EBPR污泥,将进水氨氮浓度提高至48 mg·L^(-1),比较无硝化抑制剂和添加硝化抑制剂2种条件下EBPR系统中硝化作用强度及除磷效率的变化,分析硝化作用强度对EBPR工艺运行效果的影响。在系统运行各阶段均取1个周期,测定混合液中磷酸根、氨氮、硝氮、亚硝氮质量浓度以及EBPR污泥中糖原、聚羟基烷酸(PHA)含量的周期变化,分析硝化作用强度对聚磷菌代谢的影响。[结果]在进水氨氮浓度提高至48 mg·L^(-1)且无硝化抑制剂的情况下,硝化作用强度逐渐增强,17 d后硝化反应速率上升至1.45~1.80 mg·h^(-1)·g^(-1),系统出现了好氧磷释放现象,导致除磷效率大幅下降,同时出现糖原的降解量与合成量显著上升、PHA的合成量与降解量显著下降等代谢异常现象;再次加入硝化抑制剂,系统的除磷功能在24 h内恢复正常。[结论]EBPR工艺运行效果与硝化作用强度密切相关,当硝化反应速率上升到一定程度时可引起好氧磷释放现象,导致EBPR工艺除磷效率大幅下降。

T-SPOT联合颗粒酶B阳性Ts淋巴细胞对成人结核病诊断的价值

目的探讨结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)联合颗粒酶B(GrB)+CD8^(+)T淋巴细胞在诊断结核病中的价值。方法选取南昌大学第一附属医院2021年2月至2022年3月疑似结核病患者212例,所有患者均保留T-SPOT结果,流式细胞仪检测外周血中T淋巴细胞亚群及其穿孔素和GrB的表达,根据出院最终诊断分为结核病组和非结核病组,比较两组间T-SPOT斑点数和淋巴细胞亚群及其穿孔素和GrB表达差异,ROC曲线分析ESAT-6斑点数,CFP-10斑点数,结核特异性抗原(TBAg)与植物血凝素(PHA)斑点数的比值(TBAg/PHA)(ESAT-6/PHA和CFP-10/PHA中较大的一个),GrB^(+)Ts(CD8^(+)T)及“结核比值”[TBAg/(PHA*GrB^(+)Ts)]的诊断效能。结果GrB^(+)Ts细胞百分比在结核组中显著高于非结核组(44.95±2.98 vs 33.49±1.87,P<0.05),而总T细胞、穿孔素+T细胞,GrB^(+)T细胞,Ts细胞和穿孔素+Ts细胞百分比差异无统计学意义(P>0.05);非结核组T-SPOT.TB阳性率为51.85%,明显低于结核组的92%,且结核组的A抗原斑点数及B抗原斑点数显著大于非结核组(P<0.05),ROC曲线显示A抗原诊断结核病的灵敏度和特异性分别为80.0%和56.8%,曲线下面积(AUC)为0.748,约登指数为0.368;B抗原的灵敏度和特异性为分别62.0%和77.8%,AUC为0.758,约登指数为0.398;A抗原+B抗原灵敏度和特异性为72.0%和74.1%,AUC为0.796,约登指数为0.461;结核组的TBAg/PHA比率要显著高于非结核组(1.21±0.17 vs 0.26±0.02,P<0.001)以0.59为cut-off值时,诊断结核病的灵敏度和特异性分别为66%和91.4%,AUC高达0.852,约登指数为0.574;结核组的“结核比值”要显著高于非结核组(4.58±0.87 vs 1.71±0.24,P<0.01),以1.24为cut-off值时,诊断结核病的灵敏度和特异性分别为82.0%和72.2%,AUC为0.794,约登指数为0.542。结论应用TBAg/PHA比率和TBAg/(PHA*GrB^(+)Ts)比值诊断结核病的效能要优于常规的T-SPOT检测,两者结合使用对结核病诊断可能具有重要价值。

以PHAs为固体碳源的城镇二级出水深度脱氮研究

利用从连续运行的缓释碳源滤料滤池中取出的聚羟基脂肪酸酯（PHAs）颗粒，研究了微生物和硝酸盐对其的总有机碳（TOC）释放速率的影响，并研究了温度、pH值、硝态氮浓度对其反硝化速率的影响．结果表明：原有的和附着有微生物的PHAs颗粒在去离子水中TOC释放速率分别为0．030，0．053mg／（g·d），远低于水中有硝酸盐时的TOC释放速率【进水N03-N为30mg／L时，TOC释放速率为O．533mg／（g·d）】．温度和pH值对反硝化速率影响较大，pH值为7．5时，在15～35℃范围内，30℃下的反硝化速率最大，为O．067mg／（g．h）；温度为30℃时，pH值在6．0～9．0范围内，pH值为7．8时的反硝化速率最大，达到0．061mg／（g-h）．反硝化速率与N03-N浓度之间的关系符合Monod方程，最大反应速率和半饱和常数分别为4．74mgN03-N／（gSS·h）和56．6mg／L．

不同补料方式对好氧颗粒污泥合成PHA的影响

为提高好氧颗粒污泥(AGS)合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的产量,探究了4种不同补料方式(未补料、好氧0h补料、好氧0.5h补料和好氧1h补料)对AGS合成PHA的影响,同时考察了此过程中AGS的碳氮磷去除效能以及微生物群落结构变化.结果表明,补料能够提高AGS合成PHA的含量,在好氧1h补料时AGS合成PHA的含量最高,为125.06mg/g;同时补料时间会影响AGS的脱氮除磷性能,当补料时间由好氧0h延迟至好氧1h时,AGS的总氮去除率由(87.49±5.49)%降至(67.60±16.24)%,溶解性正磷酸盐(SOP)去除率由(94.08±1.42)%降至(62.91±15.33)%.且不同补料时间条件下,AGS的微生物群落结构变化较大,合成PHA的优势菌群差异较大,在未补料和好氧0h补料条件下,优势菌为既能合成PHA同时能够脱氮或除磷的不动杆菌属(Acinetobacter);在好氧1h补料条件下中,优势菌为能合成PHA的噬氢菌属(Hydrogenophaga)和黄杆菌属(Flavobacterium).

基于CiteSpace的PHA研究进展与热点分析

目的直观把握PHA相关领域的研究进展和热点,推动PHA领域的发展。方法以CNKI与Web of Science数据库中近10年的相关文献为对象,采用文献计量方法,使用CiteSpace软件绘制PHA研究知识图谱。结果相关文献的年度发文量不断上升,国内外学术界对PHA领域的关注度越来越高,国际PHA领域的跨单位合作比国内更广泛。该领域的研究力量遍布全球,其中清华大学、葡萄牙里斯本新大学、马来西亚理科大学、昆士兰大学、布尔诺理工大学等机构的贡献突出、影响较大,陈国强是该领域发文量最多的学者。通过分析关键词可知,目前对PHA的关注重点主要集中在力学性能、生物降解、混合菌群、活性污泥、除磷脱氮等方面。结论在未来的PHA研究中,PHA的增强改性、在活性污泥中提取PHA及生物法合成PHA仍是研究热点。

活性污泥合成聚羟基烷酸(PHAs)的研究进展

聚羟基烷酸(PHAs)是微生物合成的作为碳源和能源的贮存物。PHA同时也是一种可完全生物降解的塑料,由于其良好的环境效应及机械性能,受到广泛关注。使用活性污泥及廉价基质合成PHA以降低生产成本有很好的应用前景。文章综述了活性污泥合成PHA的最新研究进展,包括活性污泥合成PHA的工艺、影响因素及提高PHA合成量的策略。

基于感知哈希算法的特征融合玻璃瓶缺陷检测

特征提取作为玻璃瓶缺陷检测任务中至关重要的一环,特征集中丰富的特征信息将直接影响缺陷检测的准确率。传统的单一特征提取算法提取的特征信息往往过于单一,使得最终的检测准确率偏低。针对上述问题,提出了方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradients,HOG)特征与尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)特征融合的特征提取算法。针对不同缺陷边缘提取轮廓不够准确的问题,提出了基于感知哈希算法(Perceptual Hash Algorithm,PHA)的边缘检测算子选择方法。通过支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行训练和验证。实验结果表明,提出的边缘检测算子选择方法可以针对不同缺陷选择最适合的边缘检测算子,特征融合算法的瓶身缺陷检测平均准确率可达88.7%。较单一的HOG特征提取算法提升了7.99%,较单一的SIFT特征提取算法提升了2.97%。

活性污泥利用混合碳源合成PHAs的工艺条件优化

利用SBR反应器驯化具合成聚羟基烷酸酯(PHAs)能力的活性污泥,以乙酸∶丙酸=1∶2为混合碳源,通过调控pH、COD浓度、改变碳源投加方式,对活性污泥合成PHA的工艺参数进行优化。实验结果表明:pH控制为5、7、9时,pH=7的中性环境更有利于剩余污泥贮存PHAs,贮存量可达51.9 mg/g;COD浓度为200、400、600 mg/L条件下,COD=400 mg/L时剩余污泥贮存PHAs的能力较强,最高产率约为60.27 mg/g;采用3次投加碳源的方式使PHAs的产率提高到初始量的3.7倍以上,高于一次性投加碳源方式。

PBS/PHAs的熔融行为和非等温结晶动力学

用示差扫描量热仪测定了聚羟基丁酸酯(PHAs)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系的熔融和非等温结晶动力学。结果发现:PHAs和PBS之间存在着相互作用。用Jeziorny方程对共混体系的非等温结晶动力学进行了研究,说明PHAs的加入对PBS的结晶动力学参数影响不大,PHAs的加入没有起到异相成核的作用,而是使PBS的结晶生长更加完善。用Kissinger方程计算了体系的结晶活化能,发现PHAs的加入使结晶活化能先升高后降低。

外加碳源的活性污泥合成生物降解塑料PHAs的试验

聚羟基脂肪酸酯 (PHAs)是许多污泥微生物在不平衡生长条件下合成的细胞内能量和碳源储藏性物质 ,是一种新型的可完全生物降解的热塑性塑料 .以污泥微生物作为PHAs的合成菌 ,采用乙酸钠、丙酸钠及丁酸钠作为单一碳源在好氧条件下合成得到占污泥干重 5 5 8%、3 90 %及 4 98%的PHAs和在厌氧条件下合成得到占污泥干重 1 2 3 2 %、9 5 5 %及 1 1 3 5 %的PHAs.实验表明 ,污泥微生物里广泛存在PHAs合成菌 ,厌氧条件比好氧条件的PHAs产率要高 ;最佳的实验条件下得到PHAs的量占污泥干重的 1 2 3 2 % ,此时碳源转化率为 3 0 65 % .此外 。

红外光谱法动态跟踪聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的热变性过程

本文利用FTIR光谱法研究了常温下和升温、降温过程中PHB ,P(HO co HD)及不同组分的P(HB co HV)和P(HB co HH)共聚物的变化。结果表明 ,PHB、P(HB co HV)和P(HB co HH)在变温过程中红外光谱图发生了明显变化 ,此过程是物理变化 ,且过程可逆。

利用废弃物发酵法生产聚羟基烷酸PHAs

聚羟基烷酸(PHAs)是一种可降解聚合物,与石化塑料相比它具有生物降解性及生物相容性等优点,在不久的将来必然有广阔的应用前景。生产PHAs的主要方法是发酵法,在过去的几十年里传统的深层发酵法生产PHAs的工艺已经得到深入的研究,近些年固态发酵法生产PHAs也吸引了越来越多研究者的关注。

海藻资源应用于聚羟基脂肪酸酯生产的研究进展

聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)是一种可生物降解的高分子聚酯材料,主要由微生物在一定的胁迫条件下产生,具有较多的单体结构,由于其具备良好的生物相容性和生物可降解性,近年来对其研究逐渐深入,但由于其生产成本较高导致其在生物塑料行业的应用进展缓慢,而以废料作为微生物碳源进行生产的方式往往会对环境造成二次污染。近年来大型海藻养殖量逐年上升,其含有丰富的碳水化合物等生物质资源,对其资源化利用的研究主要集中于食品、医药、饲料、新能源等领域,目前仅在海藻饲料和海藻肥领域实现了工业化,对其资源化利用的方式仍然需要不断地研究创新,使海藻资源的利用率达到最大,以创造更多的经济价值。为了引入庞大的海藻资源进行PHA的生产,降低其生产成本,促进其在生物塑料行业的应用,本文综述了PHA近年来在生产工艺研究上的进展情况,阐明了微藻生物合成PHA及大型海藻作为PHA生产的碳源的可行性,并评估了海藻资源作为碳源开发的优劣,为将来黄海绿潮资源的开发利用提供新的思路。

利用有机废水生产聚羟基烷酸(PHAs)的进展

聚羟基烷酸(PHAs,polyhydroxyalkanoates)是由微生物经β-羟基烷酸聚合而成的一类高分子化合物的总称,它具有优良的生物可溶性、生物可降解性、光学活性、压电性等品质。本文综述了近年来利用有机废水生产PHAs的研究进展。

微生物电合成聚羟基脂肪酸酯的基本原理及研究进展

目的综述微生物电合成(Microbial Electrosynthesis,MES)生产聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)的基本原理、影响因素及其在包装工业领域应用面临的挑战,以期优化其生产工艺、实现PHAs的高效和低成本合成、拓宽绿色包装材料合成技术。方法基于近几年国内外的最新研究进展,总结现有合成PHAs方法存在的不足,介绍MES合成方式及原理,阐述MES系统合成PHAs影响因素,探讨MES系统在合成PHAs等绿色包装材料所面临的挑战。结论MES系统在合成PHAs领域具有巨大的研究潜力,未来的重点研究方向是开发高效电活性微生物、优化电合成条件以及MES系统结构来提高PHAs产量,并拓宽MES系统在合成可降解包装材料领域的应用。