生物炼制工业过程及产品

生物炼制是人类面对日益枯竭的化石资源和其所产生的严重环境污染的必然选择.本文从生物炼制和石油炼制的比较出发简要介绍了生物炼制的概念、基本分类和理论框架,并重点分析了生物炼制过程工程的相关技术和进展,主要包括生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等.本文还概括了生物炼制相关的碳水化合物、脂肪类以及其他类产品的相关产品群,分析了一些重要生物基产品的生产过程、研发趋势以及所面临的机遇和挑战.     

生物炼制工业过程及产品

生物炼制是人类面对日益枯竭的化石资源和其所产生的严重环境污染的必然选择.本文从生物炼制和石油炼制的比较出发简要介绍了生物炼制的概念、基本分类和理论框架,并重点分析了生物炼制过程工程的相关技术和进展,主要包括生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等.本文还概括了生物炼制相关的碳水化合物、脂肪类以及其他类产品的相关产品群,分析了一些重要生物基产品的生产过程、研发趋势以及所面临的机遇和挑战.     

细胞工厂与生物炼制

生物炼制是以可再生生物质资源为原料,生产能源与化工产品的新兴工业模式.是转变经济增长模式,保障社会经济可持续发展的重大战略需求.微生物细胞工厂是生物炼制技术至关重要的核心.世界各国纷纷设立重大研究计划支持细胞工厂的研究,以期获得生物炼制技术的领先地位.本文简要概括了细胞工厂和生物炼制这一新兴工业模式,回顾了生物炼制细胞工厂的重大计划和进展,讨论了目前亟待解决的关键问题和研究对策.     

细胞工厂与生物炼制

生物炼制是以可再生生物质资源为原料,生产能源与化工产品的新兴工业模式.是转变经济增长模式,保障社会经济可持续发展的重大战略需求.微生物细胞工厂是生物炼制技术至关重要的核心.世界各国纷纷设立重大研究计划支持细胞工厂的研究,以期获得生物炼制技术的领先地位.本文简要概括了细胞工厂和生物炼制这一新兴工业模式,回顾了生物炼制细胞工厂的重大计划和进展,讨论了目前亟待解决的关键问题和研究对策.     

基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究

核酸是生物体的遗传物质,在生命体系中发挥着重要作用.除了构成核酸的经典碱基之外,核酸中还存在天然修饰的碱基,这被称为核酸的表观遗传修饰.核酸的表观遗传修饰在基因表达过程中具有重要的调控作用,对生物体遗传和生命生长过程影响很大,并且核酸表观遗传与疾病密切相关.超分子化学是研究分子间键的化学,而许多生物分子都需要通过超分子化学作用来发挥其生物功能,可以说生物体内天然存在着大量的超分子化学过程.本文综合评述了基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究的一些代表性工作.     

生物炼制工业过程及产品

生物炼制是人类面对日益枯竭的化石资源和其所产生的严重环境污染的必然选择。本文从生物炼制和石油炼制的比较出发简要介绍了生物炼制的概念、基本分类和理论框架,并重点分析了生物炼制过程工程的相关技术和进展,主要包括生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等。本文还概括了生物炼制相关的碳水化合物、脂肪类以及其他类产品的相关产品群,分析了一些重要生物基产品的生产过程、研发趋势以及所面临的机遇和挑战。     

改性植物生物炭去除水中四环素类抗生素的研究进展

四环素类抗生素滥用和缺乏有效去除技术导致广泛残留并诱导产生耐药细菌,已成为世界环境问题之一.植物生物炭具有来源广、成本低、易制备、资源有效利用和环境友好等优点,在环境修复领域,特别是抗生素污染物去除方面备受关注.本文综述了改性植物生物炭对四环素类抗生素的去除效果,讨论环境因素对改性生物炭性能的影响并深入探讨去除机制,分...     

RNA表观遗传修饰及其纳米检测探针研究进展

核酸是生物体内最重要的生物分子之一,是遗传的重要物质基础.作为遗传物质,核酸通过脱氧核糖核苷酸d A、d T、d G、d C及相应的核糖核苷酸A、G、C、U之间千变万化的排列组合来编码遗传信息.除了这些常规的核苷酸外,核酸中还存在很多修饰的核苷酸结构,这在RNA中尤为明显.在众多的核酸修饰中,那些可逆的,并且可遗传的修饰,即表观遗传学修饰,在近年来受到更多关注,这是由于它们与基因表达调控、疾病发生、生长发育等重要的生命过程息息相关.RNA表观遗传修饰目前主要是指N6-甲基腺嘌呤,这是RNA中相对含量最高的修饰类型.最近几年,其生物功能研究领域中涌现出了大量激动人心的成果.此外,RNA中存在的假尿嘧啶核苷,最近也被提出具有表观遗传方面的功能.本文主要针对这两种RNA的表观遗传修饰及其相关生物功能展开讨论,总结这个热门命题的最新研究进展.同时,对于具有重要生物功能的RNA表观遗传修饰的检测研究也非常重要,其与功能研究能够相互辅助,因此本文也将讨论在检测方面的新方法,主要考虑纳米材料在该方面的应用.     

温室气体减排与微藻生物能源的集成

微藻生物能源具有巨大的开发潜力及应用前景,但仍面临很多产业化瓶颈.本文分析了微藻生物能源技术的潜力与存在的问题,指出制约微藻生物能源技术发展的主要障碍为规模养殖,如何提高微藻生长效率、降低能耗、提高规模生产的可靠性仍是面临的艰巨任务.本文介绍了石油化工企业温室气体减排与微藻生物能源技术的集成及技术思路,构建了减排工业废气与生产微藻生物能源的循环经济模式.此外,还介绍了中国石化在利用温室气体发展微藻生物能源技术方面的实践,围绕能源微藻选育技术、光生物反应器技术、微藻生物质加工及综合利用技术展开阐述.     

糖动态修饰与生物识别的原位化学探测

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生物分子糖基化与去糖基化)和糖介导生物识别(糖与凝集素或其它生物分子选择性相互作用)的原位示踪,发展了多种荧光分子探针原型,实现了上述糖生物学过程的动态探测与免标记高通量筛选.本文将系统介绍上述可用于糖生物学研究的全新化学技术原理,及其在凝集素、病毒、细菌以及哺乳动物细胞等不同结构尺度研究模型上的实用范例,最终提出该类技术方法的后续发展方向.     

核酸与蛋白质相互作用研究的新技术与新方法

蛋白质和核酸是组成生命的主要生物大分子,两者的相互作用构成了诸如生长、繁殖、运动、遗传和代谢等生命现象的基础.因此,研究它们间的相互作用是人们解开生命奥秘的关键所在,在学术及应用上都具有极其重要的意义.探讨蛋白质和核酸相互作用涉及到众多学科的技术与方法,是多学科的前沿交叉领域.总体上该方面工作尚处于起步阶段,深入研究有待于研究手段的进步与创新.本文从研究手段与分析方法上对近年来该领域所采用的技术及其最新进展进行了评述.     

基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病生物标志物研究中的应用

蛋白质组学是在整体水平上研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及变化规律的科学.与传统的生物学研究相比,蛋白质组学具有快速、灵敏、高通量的优点.神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致神经功能障碍的疾病,严重危害人类健康.近年来,基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病的研究中得到了广泛应用.本文简要介绍了蛋白质组学在样品分离、多肽定量、质谱检测及生物标志物临床验证等方面的技术发展,并结合实例综述了基于质谱的蛋白质组学在神经退行性疾病生物标志物发现与验证中的研究进展.     

铁纳米粒子共振光散射测定纳克级核酸

核酸作为生物遗传的物质基础,对其进行分析化学研究一直备受关注.当前,微流控分析技术的快速发展为核酸的高灵敏检测展示了新的前景.     

化学-生物传感技术近期研究专辑

编者的话：传感技术——向前延伸的人类感知本期刊出＂化学-生物传感技术近期研究＂专辑.撰文作者都是长期从事化学-生物传感技术研究和传感器研发的电化学或工程技术专家.     

Kurt Wüthrich博士与核磁共振——2002年诺贝尔化学奖(核磁共振部分)简介

随着人类基因组学(human genomes)解读引出的下一个挑战是蛋白质组学(proteomes),后者为结构生物学家提出了更大的挑战和机遇,其焦点在于如何通过对于遗传编码表达的蛋白质在原子水平上的三维结构和分子水平上的动态过程的认知来解释蛋白质的生物功能.     

钌碳耦合碱还原催化降解三倍体毛白杨

化石资源的过度消耗及因此产生的环境问题驱动了生物质资源各组分转化为燃料、化学品及材料的研究发展.木质素是自然界最丰富的可再生芳香碳氢资源,也是生物质中最难以实现高值化利用的组分.将木质素催化降解生成苯酚类单体化合物是其高值化利用的关键,因此开发新型催化体系对于提高当前生物精炼产业经济效益具有重要意义.本文利用钌碳耦合碱...     

生物医用高分子

生物医用高分子是生物材料的最重要组成部分,是保障人类健康的必需品;其应用不仅挽救了数以千万计人的生命,提高了生命质量,且对医疗技术和保健系统的革新、降低医疗费用也具有引导作用.同时,生物医用高分子又是高分子材料科学     

泛素化核小体复合物的结构机制研究进展

核小体组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)的泛素化修饰介导了一系列效应蛋白与核小体发生特异性的相互作用,并调控细胞的表观遗传.近年来得益于一些新的化学方法与生物方法的发展,如蛋白质化学修饰等样品获取技术以及冷冻电子显微镜等结构观测技术,一些泛素化核小体与效应蛋白的复合物结构得以被解析,揭示了泛素调控染色质表观遗传过程的分子机制.本文对近期报道的六种泛素化核小体与效应蛋白的复合物进行了归纳,对比分析了泛素化核小体对效应蛋白的特异性识别与活化机制,并总结了组蛋白上的关键相互作用位点.     

木屑微波辐照裂解制备生物油工艺及产物分析

利用微波技术,以离子液体为微波吸收介质,对木屑进行低温裂解制取生物油,裂解获得的液体产物采用超临界CO2萃取技术将离子液体进行分离. 对原料与吸收剂离子液体的比例、反应温度和反应时间进行了研究. 结果表明,微波裂解最佳的工艺条件为: 原料木屑与吸收剂离子液体质量比为3: 4,反应时间30 min,反应温度473 K,生物油收率21.22%. 反应获得的生物油的组成采用FTIR, GCMS测试技术进行了分析,并采用氧气氛下的TGA曲线分析评价其燃烧性. 结果表明,生物油的主要成分是带有含氧官能团的苯酚类、醛类、酮类等芳香族环状化合物. TGA结果表明,生物油具有较好的燃烧性能.     

纤维素乙醇产业化

由于能发挥缓解能源紧张、减少环境污染、促进农村发展等重要作用,利用年产量巨大的植物纤维资源,生产可再生性液体替代燃料乙醇的技术受到了巨大的关注,成为工业生物技术的研究热点.酶法生产纤维素乙醇面临多种困难:纤维素原料比重轻,收集运输不便;原料结构复杂,需要深度预处理;纤维素酶系的酶解效率有待提高;半纤维素中的木糖难以发酵转化为乙醇等.经过多年研究,新技术已经取得重大进展,开始接近实用化.紧迫的社会需求正在迫使国内外政府和企业界大量投资,开展纤维素乙醇的中试研究和试生产,力求在短时期内克服上述难点,尽快实现产业化.充分利用植物纤维资源中的多种组分,联合生产乙醇和部分高值产品的生物精练技术,是实现纤维素乙醇产业化的重要突破口和必然途径.玉米芯生物精练生产乙醇和木糖相关产品的技术正在进行产业化.本文综述了纤维素乙醇产业化的研究进展并做了展望.