全氟磺酸树脂催化松香树脂酸的异构化反应

研究在95%乙醇中废弃的全氟磺酸树脂膜(简称PFSR)催化松香树脂酸异构化反应,直接结晶分离枞酸的可行性。结果表明,在常压加热反应条件下,PFSR能够较好地催化松香树脂酸的异构化反应;催化剂用量和反应温度对树脂酸异构化反应速度和异构反应平衡溶液中枞酸相对含量有较大的影响;在松香质量为20 g,溶剂体积为20 mL,PFSR用量为松香质量的20%,反应溶液沸腾温度条件下反应5 h,树脂酸异构反应达到平衡,枞酸相对含量高达78%;过滤分离回收催化剂后,将异构松香溶液直接冷却结晶,析出枞酸粗产品,再在95%乙醇中重结晶提纯3次,得到纯度为95%、产率为35%的枞酸。     

直接接触式膜蒸馏结晶回收沼液氨氮性能

为解决现有沼液氨氮膜回收技术中氮肥浓度低和副产物价值低的问题,该研究提出采用膜蒸馏结晶技术实现沼液中氨氮的结晶回收。研究中,通过提升近饱和接收液的温度来平衡膜两侧的水蒸气分压,在保证氨氮传质通量的情况下最小化水分传质。操作结束后接收液中铵盐达到超饱和状态,冷却至常温即可回收铵盐晶体。结果表明,当进料侧沼液温度为40℃时,近饱和磷酸二氢铵温度需提高至47℃,而使用硫酸为吸收剂时,近饱和硫酸铵溶液温度需提高至65℃。酸液温度升高对氨通量也有促进作用,氨通量由40℃时的10.70 g/(m²·h)小幅提升至70℃时的14.90 g/(m²·h)。进料侧氨氮质量浓度的提升可显著增加氨氮回收通量。磷酸二氢铵为吸收剂时,试验6 h后晶体中的氨氮回收率为77.60%,采用硫酸为吸收剂时可提高至92.20%。继续延长处理时间,晶体中的氨氮回收率甚至超过100%。显然,采用膜蒸馏结晶技术回收沼液氨氮具一定的可行性,研究结果可为沼液氨氮的高价值回收提供一定参考。     

稻瘟菌CYP51蛋白表达、纯化及其与抑制剂的复合体的结晶条件筛选

为阐明稻瘟菌Magnaporthe oryzae甾醇14α-脱甲基酶（sterol 14α-demethylase，CYP51）与抑制剂的互作机制，首先通过分子生物学软件预测并分析稻瘟菌CYP51蛋白的跨膜域、二级结构以及氨基酸序列保守性，对CYP51蛋白的氮端跨膜域序列进行截除处理并以此构建蛋白表达质粒；其次对表达质粒进行原核表达，并使用亲和层析、酶切、透析和凝胶过滤层析等多种蛋白纯化手段得到目的蛋白；最后利用坐滴法对CYP51蛋白与抑制剂的复合体的结晶进行筛选。结果表明，稻瘟菌CYP51A和CYP51B蛋白均有两段跨膜域，在不破坏CYP51蛋白底物和抑制剂结合区域的前提下，将稻瘟菌CYP51A蛋白氮端1~100位氨基酸以及稻瘟菌CYP51B蛋白氮端1~110位氨基酸截除，构建蛋白表达质粒pET28a-His6-MBP-TEV-CYP51A和pET28a-MBP-TEV-CYP51B-His6。经原核表达与多种纯化方法成功获得质量佳且纯度高的稻瘟菌CYP51A和CYP51B-His6单体蛋白，并分别与氯氟醚菌唑、烯唑醇及戊唑醇等抑制剂孵育获得复合体，稻瘟菌CYP51B蛋白与烯唑醇复合体在0.1 mol/L酒石酸钾钠、0.1 mol/LTris-HCl （pH 8.5）、0.4 mol/L水合硫酸镁结晶条件下长出晶体。     

果汁等温结晶过程冰晶生长的相场法模拟

针对冷冻浓缩过程冰晶夹带造成果汁可溶性固形物损失而限制其推广使用的问题,采用国内外描述相变微观结构的相场模型,将果汁体系视为水和溶质二元系统,从微观上模拟冰晶生长的演变过程。探讨扰动对晶体二次分枝生长的影响,修正各向异性的模数,并通过改变各向异性强度系数,获得冰晶模拟的各向异性强度系数合适取值,进一步分析结晶模拟时间对模拟结果的影响,与试验结果进行验证。结果表明:扰动通过诱发侧向分枝的生长,从而影响晶体形貌;各向异性会影响冰晶生长形貌,各向异性强度系数太小,分枝不明显,太大,会造成冰晶非对称生长;模拟结果与试验结果两者吻合较好。     

马铃薯Y病毒衣壳蛋白的表达、纯化与结晶条件筛选

为研究马铃薯Y病毒（potato virus Y,PVY）衣壳蛋白（coat protein,CP）在体外表达及CP重组蛋白的晶体生长条件,通过Eco R Ⅰ/Hind Ⅲ酶切及连接技术构建pET-32a-PVY CP原核表达载体,对PVY CP的诱导剂浓度进行优化,利用蛋白质纯化及脱盐技术对PVY CP进行纯化和脱盐,并分析PVY CP重组蛋白的晶体生长条件。结果表明,成功构建了pET-32a-PVY CP原核表达载体;PVY CP在大肠杆菌Escherichia coli感受态细胞BL21(DE3)原核表达系统中,于16℃下利用0.8 mmol/L异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷（isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG）诱导表达可获得高浓度的PVY CP可溶性蛋白;PVY CP重组蛋白在二水甲酸镁处理下可生长出棒状结构晶体。