微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

苯乙烯微生物降解机理的研究进展(1)

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完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用

完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用 1、聚乳酸 聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。 1.1聚乳酸的制备 目前聚乳酸的生产和制备主要有两条路线:(1)间接法即丙交酯开环聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。两类方法皆以乳酸为原料。丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体2丙交酯,丙交酯再开环聚合得到聚乳酸,此方法中要求高纯度的丙交酯。直接法使用高效脱水剂使乳酸或其低聚物分子间脱水,以本体或溶液聚合的方式制备聚乳酸。 1.2聚乳酸的基本性质 由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。 聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料,其无毒、无刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性好,易于加工成型。由于聚乳酸优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。 同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。

项目解读 微囊藻毒素

《生活饮用水卫生标准》GB5749- 项目解读微囊藻毒素(1) 1 概述 微囊藻毒素 藻毒素主要的结构特征为N-甲基脱氢丙氨酸及两个L-氮基酸残基x和Z,根据1988年制定的微囊藻毒素(Microcystins或MCYST)命名法规定．x,Z二残基的不同组合由代表氨基酸的字母后缀区分。常见的有LR，RR，YR三种毒素,L，R,Y分别代表亮氨酸，精氨酸，酪氨酸。微囊藻毒素的一般结构为环(D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z—Adda-D-异谷氨酸-N-甲基脱氢丙氨酸)，其中Adda(3氨基9-甲氨基2，6，8-三甲基10-苯基-4，6-二烯酸)是微囊藻毒素生物活性表达所必须的。已证实微囊藻毒素是一种肝毒素，能抑制蛋白质磷酸酯酶，从而帮助解除对细胞增殖的正常的制动作用，促进肿瘤的发育。微囊藻毒素虽然主要存在于藻细胞中．但研究表明藻细胞死亡解体后·不断有藻毒素释放到水体，对人类的饮用水源造成危害，已证明某些地区的肝癌高发率与饮用水源中的水华大量发生有关。微囊藻毒素是一类具生物活性的单环七肽，这类毒素主要由淡水藻类铜绿微囊藻(Microcystins aeruginosa)产生，此外其他种类的微囊藻，如绿色微囊藻(M．viridis)、惠氏微囊藻(M．wesenbergii)以及鱼腥藻(Anabaena)、念珠藻(Nostoc)、颤藻(Oscillatoria)的一些种或株系也能产生这类毒素。目前所检测到的微囊藻毒素异构体已超过50多种。 微囊藻毒素有不同的脂多糖和极性．毒性也不同，微囊藻毒素-LR是最早被阐明化学结构的藻毒素．在对藻毒素的研究中也多以它作为研究对象。它是一个环状的7肽分子，分子量约为1000道尔顿，许多国家出现的由藻毒素引发的事件大都

微囊藻毒素检测方法的研究进展

微囊藻毒素检测方法的研究进展 湖泊、水库和河流中接纳过多的氮和磷等营养物质，使水体的生态结构和功能发生变化，导致藻类特别是蓝藻（Cyanobacteria）的异常繁殖生长而出现的蓝藻水华现象。随着水体富营养化的加剧而引起有害藻类水华（HAB,harmful algal bloom）的频繁发生已成为国内外普遍关注的环境问题。当蓝藻水华严重时，水面形成厚厚的蓝绿色湖靛，散发出难闻的气味。不仅影响人的感官，破坏了健康平衡的水生生态系统，而且因藻细胞破裂后释放出多种藻毒素而对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。世界上25%~70%的蓝藻水华污染可产生藻毒素，在已发现的各种不同藻毒素中，微囊藻毒（Microcystins,MC）是目前已知的一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素种类。在20世纪80年代对全国范围内的水源水质进行过全面的调查，结果表明34个湖泊中有一半以上的湖泊面积处于富营养状态。进入20世纪90年代，全国淡水水体富营养化日益严重，涉及范围不断扩大。通过对各大饮用水水源及各种湖泊的监测表明，在夏秋季节藻类水华严重，每年长达7~8个月，而天然水体蓝藻水华80%是产生毒素的。从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看，有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%~87%，源水中微囊藻毒素浓度从130ng/ml~2μg/ml，经加氯处理后的浓度也在0.09~0.6μg/L之间。淡水水源受到微囊藻毒素的检测方法的研究日益深入，需要建立一种简单、快速、准确的系统的检测方法。 1 微囊藻毒素简介 1.1 微囊藻毒素 淡水藻类通常以蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐藻、裸藻、金藻、黄藻等8个门为主。蓝藻门是已知的产生毒素最多的门类，这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质，称为微囊藻毒素（Microcystins,MC）。它是一种肝毒素，是肝癌的强烈致癌剂。 1.2 微囊藻毒素的结构 Louw认为，微囊藻毒素是一种具有强烈慢性肝脏中毒特征的生物碱。Hughes等人在1958年发现并分离得到铜绿微囊藻NRC-1有毒品系。1959年Bishop等人对铜绿微囊藻NRC-1有毒品系的毒性做全面研究，发现这种微囊藻毒素是由7种氨基酸组成的小分子环状多肽，为单环结构：D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-谷氨酸-Mdha。其中Mdha是一种特殊的氨基酸；Adda为3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯-4,6-二烯酸；X和Y为两种可变L氨基酸。目前已鉴定的约有65个微囊藻毒素变式，其中多数毒性较高，如MC-LR，MC-RR和MC-YR等。 1.3 微囊毒素的产生 MC是细胞内毒素，它在细胞内合成，细胞破裂后释放出来并表现出毒性。由于它有很小的体积（分子量1000左右）、环状结构及其氨基酸的特殊结构，一般认为它不在核糖体内合成，而是由肽合成酶复合体合成的生物活性小肽，类似于在一些杆菌和真菌中小肽的合成。这些小肽大多是抗生素、免疫抑制物和一些对动物和植物有毒的物质。关于微囊藻毒素产生的机理有很多假设，但目前为止尚无令人满意的结果，现在常提到的有环境因素和遗传因素。微囊藻毒素受光照、温度、营养盐等多种环境因素影响，其中光照可起到非常重要的作用。但遗传论者认为微囊藻毒素的合成是由毒素肽合成酶基因多基因控制的，并由肽合成酶复合体合成（非核糖体合成的多肽）。 1.4 微囊藻毒素对生物的影响 因为MC主要以肝脏为靶器官，当动物被灌喂或腹腔注射后，破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡，改变多种酶活性，引起肝脏病变，造成一系列的生理紊乱。中毒症状主要表现为虚弱、呼吸沉重、皮肤变白、呕吐、腹泻、毛立和嗜睡等。如猴子的中毒症状为昏迷、肌肉痉挛、呼吸急促、腹泻等，在数小时内或几天内死亡。1987年Brook WP用HC标记的MC-LR腹腔注射染毒小鼠，1分钟后肝脏内出现总标记的70%，3小时后肝脏内积聚的MC-LR占总量的90%，表明肝脏是MC-LR分布的主要器官。它不仅对动物有影响，而且对植物也有一定的影响。Mcelhiney等发现MC-LR的存在可对茄属植物的生长和豆类植物根的发育产生不良影响。Singh等研究了MC对藻类、微生物和真菌生长的效应，发现在初始50mg/L的MC可完全抑制灰色念珠藻和鱼腥藻的生长并使藻细胞溶解。观察到了MC对二氧化碳的吸收和光合作用的不良影响，

饮用水中微囊藻毒素处理工艺

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2020, 10(2), 282-289 Published Online April 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/2316379836.html,/journal/aep https://https://www.360docs.net/doc/2316379836.html,/10.12677/aep.2020.102032 Treatment Process of Microcystin in Drinking Water Siqi Shi, Jianhua Li College of Environment Science and Engineer, Tongji University, Shanghai Received: Mar. 28th, 2020; accepted: Apr. 22nd, 2020; published: Apr. 29th, 2020 Abstract The eutrophication has led to the increasing popularity of freshwater cyanobacteria blooms. The concentration of algae toxin in water increases rapidly with the proliferation of cyanobacteria. Microcystin (MCs) is a strong hepatotoxin and has carcinogenicity, which attracted widespread attention. In this article, author mainly introduced the research on the removal of intracellular and extracellular (lysed) algal toxins, introduced the process of removal of algal toxins from three aspects of physical methods, chemistry, and biology. This passage also summarizes the current treatment process simply and introduces the outlook. Keywords Algal Toxins, Microcystin, Degradation, Intracellularalgal Toxins, Extracellular (Lysed) Algal Toxins 饮用水中微囊藻毒素处理工艺 石思琦，李建华 同济大学环境科学与工程学院，上海 收稿日期：2020年3月28日；录用日期：2020年4月22日；发布日期：2020年4月29日 摘要 水体富营养化导致淡水蓝藻水华爆发日趋普遍。水体中藻毒素含量随蓝藻的大量增殖而快速升高，其中微囊藻毒素(MCs)是强烈的肝毒素，具有致癌性而引起广泛关注。文中主要介绍了去除胞内和胞外(溶解)藻毒素的相关研究，从物理方法、化学、生物三个方面介绍藻毒素去除工艺，并对目前的处理工艺进行

微生物对有机物的降解作用

微生物对有机物的降解作用 摘要：本文介绍了有机物的性质、污染状况及处理方法；以多环芳烃和农药为例阐述了微生物降解有机物的机理及影响因素；综述了国内外研究较多的几种生物难降解污染物微生物处理技术的进展，并对今后的几个研究发展方向进行了展望。 关键词：微生物有机物降解作用 1 引言 有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物，主要包括酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物和腈类化合物等。 目前，由于大量工业废水和生活污水未达标排放，以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物质，使我国水体和土壤受到不同程度的污染，严重的破坏了地球的生态平衡。七大水系的411个地表水监测断面中，水质为Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类的断面比例分别为41％、32％和27％。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。而农业土壤中15 种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg，且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约85 %，仅有6%的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等，这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准多倍。 处理有机物的一般方法可分为三大类[1]：物理方法：主要有吸收法、洗脱法、萃取法、蒸馏法和汽提法等；化学方法：如光催

化氧化法、超临界水氧化法、湿式氧化法、以及声化学氧化法等，这一方法应用较多；生物方法：包括植物修复，动物修复和微生物降解三类技术。与其他处理方法相比，微生物降解有机物具有无可比拟优势： （1）微生物可将有机物彻底分解成CO2和H2O，永久的消除污染物，无二次污染； （2）降解过程迅速，费用低，为传统物理、化学方法费用的30%～50%； （3）降解过程低碳节能，符合现在节能减排的环保理念。 2 微生物降解有机物的机理及影响因素 2.1 微生物降解有机物的机理 用于降解有机物的微生物主要有细菌和真菌，降解的方式主要包括堆肥法、生物反应处理和厌氧处理等，但每一过程都是利用微生物的代谢活动把有机污染物转化为易降解的物质甚至矿化[2]。以多环芳烃（PAHs）[3~4]和农药[5]的降解为例来说明。 2.1.1 微生物对多环芳烃（PAHs）的降解 微生物之所以能降解多环芳烃依赖于它们对多环芳烃的代谢。微生物通过两种方式对PAHs进行代谢：1 ) 以PAHs作为唯一的碳源和能源：2 ) 把PAHs与其它有机质进行共代谢降解。研究表明许多微生物能以低分子量的PAHs (双环或三环) 作为唯一的碳源和能源，并将其完全矿化。而四环或多环的PAHs的可溶性差，比较稳定，难以降解，一般要通过共代谢方式降解。研究又表明，微生物在有氧和无氧条件下都能对多环芳烃进行降解。（1）共代谢降解 高分子量的多环芳烃的生物降解一般均以共代谢方式开始。共代谢作用可以提高微生物降解多环芳烃的效率，改变微生物碳源和能源的底物结构，增大微生物对碳源和能源的选择范围，从而达到难降解的多环芳烃最终被微生物利用并降解的目的。 在有其他碳源和能源存在的条件下，微生物酶活性增强，降解非生长基质的效率提高，也称为共代谢作用。烃类的降解的初始

光催化降解微囊藻毒素_MC_的研究进展

2014年8月吉林师范大学学报（自然科学版） ?．3第3期Journal of Jilin Normal University （Natural Science Edition ） Aug．2014 收稿日期：2014- 06-03基金项目：国家自然科学基金（21276116）；教育部新世纪优秀人才项目（NCET-13-0835）；霍英东基金会青年教师基础研究课题（141068）；江苏省六大人才高峰项目（XCL-025）第一作者简介：施伟东（1978-），男，吉林省公主岭市人，现为江苏大学化学化工学院教授，博士，博士生导师．研究方向：半导体纳米光催剂 合成与性能． 光催化降解微囊藻毒素（MC ）的研究进展 施伟东，蒋金辉 （江苏大学化学化工学院，江苏镇江212013） 摘 要：近年来蓝藻水华现象日益严重，甚至威胁了人类饮用水的安全．传统水处理技术对微囊藻毒素去除效 果不明显，新型降解技术亟待研究．本文概述了二氧化钛系列的光催化剂的一些研究进展，并提出了未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向． 关键词：饮用水；微囊藻毒素；二氧化钛；光催化降解 中图分类号：X524文献标识码：A 文章编号：1674- 3873-（2014）03-0025-040前言 随着水体污染和富营养化加剧，淡水湖泊发生 蓝藻水华频率和规模日益严重．微囊藻毒素（Micro-cystin ，MC ）是产毒蓝藻释放出的出现频率最高、产 生量最大和造成危害最严重的一类藻毒素，其中毒性较强的为MC-LＲ、MC-ＲＲ和MC-YＲ（L 、Ｒ、Y 分别为亮氨酸、精氨酸和酪氨酸）．研究显示水体中的MC 可沿饮用水或食物链进入鱼、鸟、动物及人类等体内，中毒症状表现为乏力、呕吐，可使动物或人类肝脏充血肿大，严重时可导致肝出血和坏死，直至死亡 ［1］ ．MC 对恶性肿瘤也有促进作用，流行病学调查 发现饮用水中MC 的含量与原发性肝癌和大肠癌发 病率有非常明显的正相关性［2］ ．由此可见，水体中的MC 对人类健康及水生态系统稳定均已构成极为严重的威胁．MC 具有环状七肽结构，极易溶于水， 性质非常稳定，在高温300?下仍不失活、不挥发， 传统消除方法难以达到理想效果．常规的混凝—沉淀—过滤组合对蓝藻胞外毒素消除基本没有效果， 而且还会破坏蓝藻细胞而促使毒素释放［3］ ；活性炭吸附、膜过滤以及介孔材料无法破坏MC 有毒基团， 浓液安全处理仍是重要问题［4］ ；高剂量的臭氧、氯、高锰酸钾以及高铁酸钾氧化方法成本高昂，去除过 程中容易产生中间副产物，造成二次污染［5］ ．发展高效、安全、低成本去除水中MC 的方法已成为环境科学研究中亟待解决的重要问题之一．近年来，半导体光催化剂为核心的多相光催化氧化处理技术因其无二次污染，对污染物去除彻底，安全稳定，成本较 低等优点，已经被公认是最有前景的绿色环境净化 技术之一．其中，利用半导体粉末光催化降解水中 MC 的研究也取得了一定进展．关于蓝藻水华、蓝藻 细胞及MC-LＲ、MC-ＲＲ、MC-YＲ的分子结构见图 1．图1（a ）蓝藻水华；（b ）蓝藻细胞；（c ）MC-LＲ、MC-ＲＲ及MC- YＲ的分子结构1紫外光响应催化降解MC 研究 许多研究已经证实， TiO 2/UV 催化氧化法是一种能够高效降解MC 的方法， 甚至对高浓度的MC ，TiO 2/UV 催化氧化法的降解效果也很好［5-7］．而对于不同类型的商业TiO 2其降解MC 的效果也各有差 异．Liu 等人［8］ 研究发现，由图2所示， 5种常用的商业粉体TiO 2对MC 的降解效果顺序为：P25＞PC500＞PC50＞PC100＞UV100；4种商业颗粒状TiO 2对

组织工程用聚乳酸系生物可降解高分子材料修饰研究进展

组织工程用聚乳酸系生物可降解高分子材料修饰研究进展 姚芳莲孟继红毛君淑#姚康德# (天津大学化工学院#天津大学高分子材料研究所天津 300072) 聚乳酸(PLA)和聚羟基乙酸(PGA)及它们的共聚物(PLG)为研究得最多的生物分解性脂肪族聚酯。它们已为美国FDA批准可用作外科缝合线及药物释放载体。近年来在组织工程中被广泛用于支架(scaffold)和细胞构建结构物。此类生物降解聚合物随组织重建在体内分步降解吸收。这些材料的本体性能和力学性质与降解速率有关。而材料的表面特性则因其与体内细胞接触而对材料与细胞间的相互作用情况起关键作用，因而对这类植入体内材料的表面修饰就显得特别主要。乳酸类聚合物的表面疏水性强，影响了其与细胞的亲和性，要扩大乳酸系聚合物在组织工程中的应用，对其与细胞亲和力的改进是一关键问题。由于聚乳酸分子链上缺乏反应位点，使得对其进行修饰变得非常困难。一般常用于聚合物表面修饰的方法，如调节材料表面亲水/疏水性及电荷、将细胞粘连因子和细胞增殖因子等生物活性因子固定于材料表面等，对乳酸类聚酯的表面修饰难于奏效。基于物理吸附的修饰方法是由范德华力维持吸附分子与基材间的作用，所以结合力弱，被结合分子易脱落，影响材料的长期使用性能，不能满足应用需要。因而，寻求聚乳酸系聚合物合适的修饰技术，包括用嵌段或接枝聚合方法对其化学结构进行本体修饰、表面修饰或复合改性，从而改善聚乳酸基生物降解材料对目标细胞的亲和性，使其在组织工程相关应用中发挥作用具有重要意义。 1 嵌段共聚物 纤连蛋白细胞粘连微区为精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)二肽，它可由含 侧链羧基的乳酸和苹果酸的共聚物而固定化。天冬氨酸与苄醇的80%H 2SO 4 水溶液 于70?C脱水缩合得其L-β天冬氨酸苄酯，将其在硫酸水溶液中与NaNO 2 反应得L-β 苹果酸苄酯(2)，它与溴代乙酰氯在三乙胺存在下，于醚中反应得L-β溴乙酰苄 基苹果酸酯(3)，它在二甲基甲酰胺中与NaHCO 3 反应则得其环状二聚体(BMD)(4)。将它与L-丙交酯(L-LAC)在己酸亚锡催化下于160?C开环聚合而后水解得 PMLA[1]。其中含苹果酸10%，数均分子量为31,700。以二环己基碳二亚胺(DCC)法或氯甲酸酯(ECF)法可将RGD在其薄膜上固定化。以后法为例，固定化量达6.3μg RGD/1mg PMLA。以1.0×105的NIH3T3细胞种植后，在D-MEM基中，37?C 下 5% CO 2 气氛中培养1h, 细胞培养后的薄膜用戊二醛固定化，对照薄膜上粘连细胞仅为种植细胞的1%，而固定化7.29μg后表面粘连细胞数增大30倍。可见利用聚(苹果酸-共-乳酸)侧链上的羧基使聚乳酸表面修饰，利于细胞粘连因子、细胞分化诱导因子和增殖因子固定化。

微囊藻毒素在土壤中的污染特征及迁移转化规律

目录 摘要................................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................................... I II 目录................................................................................................................................................ V 1 绪论 (1) 1.1 选题背景 (1) 1.1.1 微囊藻毒素的来源 (1) 1.1.2 微囊藻毒素的化学结构和理化性质 (1) 1.1.3 微囊藻毒素的毒性及污染状况 (3) 1.1.4 微囊藻毒素的产生机理 (5) 1.1.5 微囊藻毒素的控制方法 (6) 1.1.6 微囊藻毒素在土壤环境中的研究现状 (7) 1.2 研究框架 (10) 1.2.1 研究目的与意义 (10) 1.2.2 研究内容与方案 (10) 1.2.3 研究创新点 (11) 2 滇池周边农田土壤中微囊藻毒素的污染特征及风险评价 (12) 2.1 材料与方法 (12) 2.1.1 仪器与试剂 (12) 2.1.2 样品采集与预处理 (12) 2.1.3 微囊藻毒素测定与质量控制 (13) 2.1.4 风险评价方法 (14) 2.1.5 数据处理 (15) 2.2 结果与讨论 (15) 2.2.1 滇池周边农田土壤中3种典型微囊藻毒素的含量水平与分布特征 (15) 2.2.2 滇池周边农田土壤中微囊藻毒素的健康风险评价 (16) 2.2.3 滇池周边农田土壤中微囊藻毒素的生态风险评价 (17) 2.3 小结与展望 (18) 3 三种典型微囊藻毒素在土壤中的降解行为研究 (19) 3.1 材料与方法 (19) V

影响微生物降解因素

影响污染物降解生物因素 影响污染物降解的生物因素我认为可以大体从三方面分析下： 一、有机物结构与生物可降解性 生物降解有机物的难易程度与有机物的结构特征有很大的关系。 首先，有机物生物降解的机理是：1、水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁，是由分子的大小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏水基决定的，当亲水基比疏水基占优势时，其溶解度就大。2、不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水基溶进细胞的脂肪部分并进行β－氧化。有机物以这种形式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。微生物和不溶的有机物之间的有限接触面，妨碍了不溶解化合物的代谢速度。3、有机物分子中碳支链对代谢作用有一定影响。一般情况下，碳支链能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的结构，在其分子支链处裂解，其中最简单的分子先被代谢。叔碳化合物有一对支链，这就要把分子作多次的裂解。具体来说，结构简单的有机物一般先降解，结构复杂的一般后降解。 二、共代谢作用 共代谢的概念：有一类物质称为外生物质或异生物质，是指一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质，例如杀虫剂，杀菌剂和除草剂等，其中许多有易被各种细菌或真菌降解，有些则需添加一些有机物作为初级能源后才能降解，这一现象称为共代谢。 共代谢过程不但提出了一种新的代谢现象 ,而且已被作为一种生化技术在芳香族化合物生物解研究中得到应用。G ihon等以共代谢为手段 ,分离和确定了卤代苯和对氯甲苯的假单胞菌的氧化产物 ,这有助于研究氧进入芳香环的机制。F ocht和Alexander等应用共代谢技术建立了 DDT的环断裂机制。Horvath 利用共代谢反应步骤少的优点 ,分别确定了 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸降解过程中所含的氧化、脱经和脱卤反应 ,从而发现了无色杆菌代谢 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸的途径。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厌氧反应器中存在共代谢

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用 摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用 随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。 1 生物降解机理[3，4] 生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。含有亲水性基团的高分子可保持一定的湿度，宜生物降解，同时含有亲水和憎水基的聚合物生物降解性好。一般分子量大的材料较分子量小的更难生物降解；脂肪族聚合物比相应的芳香族聚合物容易生物降解；支化和交联会降低材料的生物降解性。另外，材料表面的特性对生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。影响可生物降解性的化学因素主要有高分子的亲水性、构型、形态结构、链段的活动性、分子量、高聚物的组成以及上述因素之间的相互关系等。高分子的亲水性越强越易水解，水解酶对酯键、酰胺键和氨基甲酸酯都有较强的作用；无定型态的高聚物比结晶状态容易水解；分子链段越柔顺，玻璃化温度越低，越有利于降解；链段活动性越大，自由体积越大，越容易受到酶的进攻，也就越容易降解；可降解性随着分子量增大而降低；高聚物的组成，如共混、共聚等也影响着高分子的可降解性。一般情况下只有极性高分子才能与酶相吸附并能很好亲和，因此高分子具有极性是生物降解的必要条件。具有生物降解性（包括水解）的分子化学结构有：脂肪族酯键、酞键、脂肪族醚键、亚甲基、氨基、酰氨基、烯氨基、芳香族偶氮基、脲基、氨基甲酸乙酯等。 2 聚乳酸的基本性质

讲解生物降解的机理方式

讲解生物降解的机理方式 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 Biodegradable polymer materials is to point to in a certain time and certain conditions, can be microbes or their secretions in enzymatic or chemical decomposition under the action of degradable polymer materials. 生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。 Biodegradable generally has the following three ways: the mechanism of biological cell growth makes material mechanical damage; Microbial

effect on polymer produce new substances; Direct effect of enzymes, namely microbial erosion polymer which can lead to cracking. It is generally believed that of biodegradable polymer materials is carried out through two processes. First, the microbes to secretion in vitro hydrolysis enzyme and combination of materials and through hydrolysis to cut off the polymer chain, generated molecular weight smaller than 500 compound of small molecular weight; Then, degradation products by microbial intake of the body, through a variety of metabolic route, synthesis of microorganisms or energy into microbial activity, eventually into water and carbon dioxide. 因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环