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。

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)。

Weavability of β-Hydroxybutyrate and β-Hydroxyvalerate Copolymers( PHBV ) /PLA Used in Artificial Blood Vessels

The β-hydroxybutyrate and β-hydroxyvalerate copolymers( PHBV) /polylactic acid( PLA) is a new biocompatible material,which is developed through bacterial fermentation in vivo systems.The PHBV / PLA material could be used to make continuous filaments.However,features of artificial blood vessels,especially small diameter vascular grafts made of PHVB / PLA materials are not known.This research are to evaluate and improve weavability of the PHBV / PLA material, and to explore feasibility of using it in artificial blood vessels.Preliminary results showed that weavability of PHBV / PLV was not good,but its weavability could be improved by using methods of weak chemical,such as sizing.In this research,scanning electron microscope( SEM) was adopted to evaluate weavability of PHBV / PLV after sizing and observe surfaces of yarns and fabrics.Also,in order to set proper parameters in heat settings,differential scanning calorimetry( DSC) was used to identify glass transition temperature.

穿膜肽修饰的PHBHHx负载紫杉醇递药系统构建

采用乳化溶剂挥发法、基因重组和蛋白纯化技术,制备了穿膜肽修饰的3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)负载紫杉醇(PTX)递药系统。通过调控乳化剂的种类、用量、包封材料与药物比例优化了纳米微球的尺寸、药物包封率及载药量,并对递药系统的尺寸、形貌进行了表征。结果表明:水包油型乳化剂选用0.5 mL的吐温-20、水相乳化剂选用60 mL(1%)聚乙烯醇,微球尺寸达到150 nm左右时,均匀性良好;PTX与PHBHHx比例为1∶50时,药物包封率及载药量达到最优,分别为81.02%和50.9 mg/g;递药系统分散度好,表面略显粗糙,基本呈球形,粒径约为150 nm。在最优条件下制备的PTX载药系统粒径较小,包封率较高,易实现功能化蛋白修饰,为PTX纳米药物提供了一种新的设计思路。

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%。

PHBV结晶行为调控与相变机理的研究进展

聚羟基丁酸戊酸酯共聚酯(PHBV)材料是一种可生物降解聚合物,但存在脆性大、韧性差、热稳定性差等诸多问题,在纺织材料加工和应用方面受到了局限。针对性进行结晶调控是改善PHBV材料的脆性问题的有效途径,据此对国内外相关研究进展进行了综述。阐述了PHBV的晶体结构特点以及聚合单体含量对材料结构和性能的影响;具体分析了PHBV结晶行为调控的几种方法,包括化学改性、物理共混改性、外力场诱导结晶,热处理和热应力拉伸;围绕PHBV存在的晶相转变行为,对β晶形成条件和现有的相变机理研究进行了梳理和分析。最后指出未来可综合考虑多种结晶调控方法间的协同效应,以期进一步扩大PHBV材料在纺织领域的应用。

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。

PHB及P34HB的增韧改性进展

聚3-羟基丁酸酯(PHB)及其共聚酯——聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)是生物质来源的可生物降解聚合物。由于其性能优良,具有良好的可生物降解性、生物相容性等,使其在生物医用和包装领域具有极大潜力。然而,其二次结晶、成核速率慢、生产成本高、热稳定和力学性能差等缺点,限制了其广泛应用。目前,已经进行了许多研究来改善PHB及P34HB的性能,从而使其具有更大的竞争力。讨论了PHB及P34HB的最新增韧方法和策略,包括与天然高分子材料(淀粉、纤维素等)、可生物降解聚合物(聚乳酸、聚己内酯等)共混,并对这类生物降解材料的发展前景进行了展望。

聚电解质静电沉积改性PHBV抗氧化膜的制备与性能研究

食品中的过渡金属离子能够催化氧化脂质导致食品质量下降,因此开展抗氧化包装研究具有重要意义。本研究以覆盖聚丙烯酸(PAA)接枝层的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)薄膜为基材,壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为聚电解质,通过层层自组装法制得具备金属螯合能力的PHBV-g-PAA/(CS/SA)n非释放型抗氧化包装膜,研究聚电解质溶液浓度和pH对活性膜化学性质、微观形貌、活性基团含量以及Cu(Ⅱ)离子螯合能力的影响。结果表明:通过傅里叶变换红外光谱仪与酸性橙7染色法对活性膜进行表征,证明CS和SA聚电解质已成功交替组装到PHBV-g-PAA薄膜表面;通过SEM观察活性膜形貌结构发现,随着聚电解质溶液浓度和pH增大,组装层厚度不断增加,当CS和SA聚电解质溶液浓度为1.0 mg/ml、pH分别为5.0和7.0时,聚电解质组装层较为均匀平整;此时,活性膜表面氨基密度为136.38 nmol/cm^(2),Cu(Ⅱ)离子螯合量为124.93 nmol/cm^(2)。该活性膜具备一定的抗氧化能力且高于PHBV及PHBV-g-PAA薄膜,在食品包装领域具有广阔的应用前景。

3种不同添加物对凡纳滨对虾生长、非特异免疫和抗病力的影响

为评估3种不同添加物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、非特异免疫反应及抗病力的影响,在基础饲料中分别添加了丁酸梭菌CBG01(Clostridium butyricum CBG01)活菌(CB组)、3%聚β-羟基丁酸酯(PHB组)和1%丁酸钠(BS组)来投喂对虾,对照组投喂基础饲料,养殖6周后测量对虾生长情况、检测血清非特异免疫指标和肝胰腺免疫相关基因表达水平,进行副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒实验。研究表明,CB组和PHB组对虾末体质量和特定生长率显著高于对照组(P<0.05),CB组最高,BS组与对照组差异不显著(P>0.05)。3个处理组对虾成活率和饲料效率均显著高于对照组(P<0.05)。3个处理组对虾血清中溶菌酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性以及总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),CB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酚氧化酶活性显著高于对照组(P<0.05),PHB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、总一氧化氮合酶活性显著高于对照组(P<0.05),BS组对虾血清中酸性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,CB组对虾肝胰腺中所有免疫相关基因(SOD、LZM、proPO、LGBP、HSP70、Imd、Toll、Relish、TOR、4E-BP、eIF4E1α、eIF4E2)相对表达量均显著上调(P<0.05),而PHB组的Toll基因以及BS组的Imd、Toll、Relish、eIF4E2基因相对表达量与对照组无显著差异(P>0.05)。副溶血弧菌攻毒实验表明,3个处理组对虾的累积死亡率均显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,饲料中添加丁酸梭菌、PHB和丁酸钠均可不同程度地提高凡纳滨对虾的生长性能和非特异免疫能力,能够显著提高对虾对副溶血弧菌感染的抵抗力。总体比较,添加丁酸梭菌和PHB的作用效果基本相当,在一定程度上要优于添加丁酸钠。在饲料生产加工过程中,在难以添加丁酸梭菌活菌的情况下,建议适当添加聚β-羟基丁酸酯来替代丁酸梭菌。

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.

聚3-羟基丁酸酯(PHB)生物降解过程的研究

利用DS970 1菌株对聚 3 羟基丁酸酯 (PHB)膜进行降解 ,对降解到不同程度的PHB膜采用扫描电子显微镜观察其表面形态结构的变化 ,并对其降解产物进行分析测定 .结果表明 ,PHB的生物降解首先发生在PHB表面的非晶部分 ,随后结晶部分开始降解 ,并且降解首先发生在球晶的中心部分 .DS970 1菌株所产生的PHB解聚酶主要降解PHB的第二个酯键 ,降解产物为二聚体 .

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。

二维傅里叶变换红外(2D FTIR)相关光谱技术研究聚羟基丁酸酯(PHB)的熔融与结晶

应用新型二维傅里叶变换红外 (2 D FTIR)相关光谱研究细菌合成聚羟基丁酸酯 (PHB)在升温时的预熔行为以及降温后的重结晶过程 .在 2 5～ 2 2 0℃的变温过程中测得动态红外光谱 .着重讨论了在热力学干扰导致红外谱图中羰基峰 (1 70 0～ 1 770 cm- 1 )和醚键 (1 2 3 0～ 1 3 1 0 cm- 1 )吸收强度的波动 .结果表明 ,这种影响来自样品中 PHB的结晶态和非晶态之间的相态变化 .二维谱图分析表明 ,在热熔过程中 ,结晶态的消失并不同时引起完全非晶态的出现 ,暗示在分子排列高度有序的晶态和非晶态之间存在某种中间态 ,PHB晶体向非晶态转变时必须经过一个预熔过程 .在红外谱图上这个中间态很可能对应着由二维分析显示出来的位于 1 73 0 cm- 1 的吸收峰 .同时 ,在

在轴向流搅拌桨发酵罐中进行PHB和结冷胶的发酵实验研究

在对轴向流搅拌桨的混合效果和传质效果进行考察的基础上用轴向流搅拌桨进行了ＰＨＢ和结冷胶发酵的实验研究，结果发现轴向流搅拌桨能更好地适用于高密度和高粘度的微生物发酵搅拌，高密度培养最终可使菌体浓度提高１２％，产物含量提高１０％；高粘度发酵可使生产强度提高２０％。