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[期刊论文] 胡锐 王梦亮
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA
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摘要:以实验室筛选的光能营养型细菌SJH-008作为催化细胞构建光动不对称加氢生物催化体系,并对潜手性底物苯乙酮进行不对称加氢反应研究,结果表明,在光照条件下获得产物的ee值和产率分别高达97.6%和90%,除此之外,该催化体系还具有底物适用范围广、不产氧和辅酶原位再生等优点....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA SCIE CBST
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摘要:以苯乙酮作为模型底物,通过制备类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)的载色体和分离纯化的胞内氧化还原酶混合液,构建了以类球红杆菌全细胞为催化剂、氧化还原酶为催化剂以及载色体与氧化还原酶偶合三种不对称还原反应体系,并通过向反应体系中加入最适氢供体乙酸钠和电子供体硫代硫酸钠提高产物的转化收率.通过检测目标产物的收率、对映体过量(ee)值和光学构型,分析了光控不对称还原的生物催化机理,发现光照可以改变胞内(S)-氧化还原酶和(R)-氧化还原酶的活性,从而产生不同构型的产物,加入电子供体和氢供体后,反应收率和ee值提高的原因是由于分别补充了细菌叶绿素分子Bchl失去的电子和NADPH再生所需的活性氢....
[硕士论文] 胡锐
科学技术哲学 山西大学 2014(学位年度)
摘要:定量研究方法最早见之于人类自然科学研究实践,并在这一领域中获得巨大成功。从17世纪下半叶开始,定量研究方法开始被应用于社会科学研究实践,三个多世纪以来,人类社会科学研究实践取得重大进展,人类对社会现象的认识水平也得到显著提高,在这一过程中,定量研究方法留下了浓墨重彩的一笔。到20世纪末期,随着实证主义哲学思潮的衰退以及定性研究方法和混合研究方法的兴起,定量研究方法逐渐失去了在社会科学研究领域内的统治地位,这不仅是社会科学发展的必然趋势,也是定量研究方法自身局限性使然,但是,作为迄今为止发展最为成熟、理论贡献最大、应用范围最广的研究方法,定量研究仍然在社会科学研究实践中发挥着重要的作用,尤其随着“大数据”时代的来临,定量研究仍将会被作为一种重要的研究方法应用于当代社会科学研究。因此,全面梳理、分析社会科学定量研究方法的本质、历史、哲学基础及实践运用,并尝试对其不足之处予以改进是一项兼具理论价值和实践意义的工作。
  本文综合运用内容分析法、文献分析法、历史分析法和比较研究法对社会科学定量研究方法的方方面面进行考察,系统论述了社会科学定量研究方法的本质、内涵、历史沿革和哲学基础,结合人类社会科学研究中对于定量研究方法的运用,分析了社会科学定量研究方法的意义、作用及其局限性,并结合不断发展的社会科学研究实践,对改进和优化定量研究方法进行了尝试性思考,认为应当在与定性研究方法结合的基础上,从改进信息收集和数据处理环节、明确适用范围和条件、研究设计和结论表述与社会语境相结合三个层面出发,寻求对社会科学定量研究方法的改进和优化。
[硕士论文] 胡锐
微生物 山西大学 2008(学位年度)
摘要:利用生物转化制备具有实际应用价值的高光学纯度手性化合物是当前生物技术中一个具有理论意义和应用价值的领域,关于在生物不对称加氢过程中利用光能进行不放氧光合作用推动辅酶(NADPH)再生的光合细菌作为催化细胞的研究国内外未见相关报道。本论文以能进行不放氧光合作用的类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)作为生物催化剂,采用苯乙酮还原转化具有光学活性的苯乙醇的反应为模型反应,前期实验证明在最优反应条件下的发酵培养基中其产物的收率在90%以上,产物的光学纯度更是高达99%。在此基础上进一步探讨了光合细菌生物不对称加氢催化体系的催化机理及其底物适用范围;催化体系产物的收率、光学构型、ee值的调控因素;另外为了减少底物对催化细胞的毒害作用,进一步实现光合生物的固定化及其在化学反应器中的原位再生,以期实现高光学纯度的手性中间体的工业化生产,我们还研究了水/有机相催化体系。得出如下结论:
  1、对光合细菌生物不对称加氢催化体系的催化条件进行了研究,选择了同类研究中应用最广的苯乙酮作为反应的模型底物,通过前期实验和相关文献查阅,选定对光合细菌生物不对称加氢催化体系影响最大的三个因素:pH值、底物浓度和催化细胞的菌体浓度作为单因子,考查了它们对催化体系的产物收率和ee值的影响,并在此基础上采用响应面方法(Response Surface Methodology,RSM)优化催化条件参数,确定了催化体系的最佳pH值为6.97,最佳底物浓度:17.58 mmol/L,最佳菌体细胞浓度:215 g/L,为工业化生产制备重要手性中间体奠定理论基础和实验指导。
  2、根据该催化体系的特点,建立了以气相色谱(GC)、火焰离子检测器(FID)作为手段的检测方法。采用标准图谱比较和添加产物标准品对照的方法进行定性和定量分析。
  3、通过制备类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)的载色体和分离纯化的胞内氧化还原酶混合液,构建了以类球红杆菌全细胞、S-氧化还原酶和R-氧化还原酶混合液以及载色体与氧化还原酶耦合为生物催化剂的三种不对称还原反应体系,并向反应体系中加入能提高产物转化率的最适氢供体乙酸钠和电子供体硫代硫酸钠。通过检测目标产物的收率、对映体过量(ee)值和光学构型,分析了光合细菌生物不对称加氢的生物催化机理,光照条件下,位于细胞膜载色体上的捕光色素将吸收的光量子传递到光化学反应中心的菌绿素分子Bch1上,Bch1吸收一个光量子后由基态转变成激发态Bch1*,Bch1*分子释放的高能电子经过非循环式光电子传递链传递,还原NADP+为不对称加氢过程中所必需的辅酶NADPH,通过加入供氢体和供电子体的方式补充NADPH再生所需的活性H和菌绿素分子Bch1失去的电子,这就是上述反应中在载色体或全细胞存在时,加入乙酸钠和硫代硫酸钠后,反应的转化率和ee值大幅提高的原因。光照使得细胞内S-氧化还原酶的活性远高于R-氧化还原酶,此时胞内再生的辅酶NADPH同等条件下只能被S-氧化还原酶紧密结合和利用,而R-氧化还原酶由于活性相对较低,没有足够的辅酶可利用。因此光照条件下的ee值远高于黑暗条件下,并且其产物以S-苯乙醇为主。而黑暗条件下S-氧化还原酶未被激活,无法大量结合辅酶NADPH,胞内S-氧化还原酶和R-氧化还原酶活性差异不大,结合NADPH的能力也相似,因此反应的ee值较低,产物以R-苯乙醇为主,同时由于没有辅酶NADPH再生所必需的光能的提供,反应的产率也较低。
  4、通过实验发现反应过程中加入氢供体和电子供体后可以提高产物收率,在阐明生物催化机理的基础上分析硫代硫酸钠和乙酸钠分别为最佳电子供体和最佳氢供体的原因。同时考查了光照和反应前对菌体细胞进行热预处理后产物的光学构型和产物收率的变化。试验结果表明光照条件下产物是生成S-苯乙醇,黑暗条件下则是生成R-苯乙醇,当热预处理温度高于51℃,产物以R-苯乙醇为主,其中在54℃时产物R-苯乙醇的ee值达到最高的93.6%,温度在51℃以下产物则是以S-苯乙醇为主,其中30℃时产物的ee值为最高的94.0%。
  5、比较石油醚、环己烷、正庚烷、正己烷、正辛烷在两相体系中对催化细胞的生物相容性和对底物、产物的分配性能,确定出两相体系中的最佳有机溶剂。用该有机溶剂处理类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)菌体细胞后,通过分光光度计(Ultrospec3300 pro,Amersham Biosciences)对其胞内氧化还原酶的酶活进行测定,研究了菌体细胞对最佳有机溶剂的耐受性。其次比较了在水溶液体系和两相体系中类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)细胞催化苯乙酮的不对称还原反应过程。最后,为了优化反应工艺,分别考察了相体积比、振荡速度、生物量/底物量之比、反应温度以及反应体系的pH值对还原反应的影响,发现水相与有机溶剂相体积比、振荡速度、反应时间、pH这些因素对反应的ee值影响较小,但是对反应的产物收率却有着较大影响。水相pH在7.0有利于反应的进行;振荡速度180 r/min;水与有机溶剂之比在1∶1为最佳;反应时间控制在48 h可达到反应的最大产物收率。
  6、通过实验可以知道光能微生物类球红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)的底物适用范围广,它能不对称加氢催化芳香酮化合物、直链脂肪酮和不饱和羰基酯类化合物生成高光学纯度的目标产物。
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