为什么聚乙二醇水溶性很好，聚甲醛却完全不溶

抗聚乙二醇之单株抗体 (E11)

本院览号：12T-941125

发明名称：抗聚乙二醇之单株抗体 (E11)

创作人：罗傅伦、陈炳梅、郑添禄、林志鸿（中央研究院、高雄医学大学）

专利证号：NA

摘要：

修饰聚乙二醇（PEG）至药物、蛋白质，奈米粒子或脂质体，已广泛被证实可改进分子的生物活性与安全性，且已获美国食品药物管理局同意可於人体使用，因此定性与定量聚乙二醇修饰之分子对於这类分子的临床发展与应用将会很重要，本发明（E11）是一种可专一结合至聚乙二醇重复单位（CH2CH2O）的抗体，除了可於活体内清除聚乙二醇修饰之分子外，亦可经由西方点墨法、酵素免疫分析法、流式细胞仪侦测聚乙二醇分子与聚乙二醇修饰之任何分子，且侦测的敏感度随著聚乙二醇的长度与数目增加而增加，更重要的是结合先前我们已开发的另一抗聚乙二醇AGP3抗体，可成功建立三明治之酵素免疫分析法，即使在含有10 %胎牛血清的状况下，亦可相当敏感的定量聚乙二醇自由分子，聚乙二醇修饰之蛋白质或奈米萤光粒子，甚至是聚乙二醇修饰之脂质体，敏感度均可达奈克（ng）的水准，因此E11抗体未来将可广泛应用於定性与定量所有聚乙二醇修饰之任何分子。

可能的应用范围：

●从事聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）修饰治疗分子之研究单位与生技业

●从事聚乙二醇修饰奈米粒子之研究单位与生技产业

●从事生物分子定性与定量之研究单位与生技业

此项发明的优点：

市面上并没有简便的方法，可於活体内外来测量聚乙二醇修饰的蛋白质的浓度，目前可定性与定量聚乙二醇之抗体，除了我们之前研发的 AGP3/IgM第一代单株抗体外，并无相关之抗聚乙二醇单株抗体被报告。第二代E11单株抗体是IgG1分子量小，於活体内清除聚乙二醇修饰分子效率佳、亦可经由西方点墨法、酵素免疫分析法、流式细胞仪侦测聚乙二醇分子与聚乙二醇修饰之任何分子，结合先前我们已开发的另一抗聚乙二醇AGP3抗体，可成功建立三明治之酵素免疫分析法，即使在含有10 %胎牛血清的状况下，亦可广泛应用於定性与定量任何聚乙二醇修饰之分子。

参考资料

http://otl.sinica.edu.tw/index.php?t=9&group_id=20&article_id=508

中央研究院

研发成果

参考资料

http://polymer.che.ncku.edu.tw/papers/G-Blends/G082.pdf

有去除聚乙二醇

这是一篇论文

编译 | 未玖

Science , 04 JUNE 2021, VOL 372, ISSUE 6546

《科学》 2021年6月4日，第372卷，6546期

天文学 Astronomy

The first 5 years of gravitational-wave astrophysics

引力波天体物理学的最初5年

作者：Salvatore Vitale

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/eabc7397

摘要

引力波是由天体加速产生的时空涟漪；是广义相对论的直接推论，于2015年首次被直接观察到。

研究者回顾了引力波探测的前5年。目前已发现了50多个引力波事件，这些事件是由中子星和黑洞等致密物体的合并产生的。

这些信号使人们对致密物体及其前身星的形成有了深刻见解，使广义相对论的严格检验成为可能，并将物质的行为限制在比原子核更高的密度范围内。

发射引力波和电磁波的耦合波可用于探测短伽马射线爆的形成和重元素的核合成，并测量宇宙的局部膨胀率。

Abstract

Gravitational waves are ripples in spacetime generated by the acceleration of astrophysical objectsa direct consequence of general relativity, they were first directly observed in 2015. Here, I review the first 5 years of gravitational-wave detections. More than 50 gravitational-wave events have been found, emitted by pairs of merging compact objects such as neutron stars and black holes. These signals yield insights into the formation of compact objects and their progenitor stars, enable stringent tests of general relativity, and constrain the behavior of matter at densities higher than that of an atomic nucleus. Mergers that emit both gravitational and electromagnetic waves probe the formation of short gamma-ray bursts and the nucleosynthesis of heavy elements, and they measure the local expansion rate of the Universe.

Revealing x-ray and gamma ray temporal and spectral similarities in the GRB 190829A afterglow

GRB 190829A余辉中X射线和γ射线的时间和光谱相似性

作者：H.E.S.S. Collaboration, H. Abdalla, F. Aharonian, F. Ait Benkhali, E. O. Angüner, C. Arcaro, et al.

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1081

摘要

伽马射线爆（GRBs）是银河系外源的γ射线明亮闪烁，之后余辉发射衰减，与恒星核坍塌事件有关。

研究组使用高能立体视野系统（H.E.S.S.），在爆发后4至56小时内观测到GRB 190829A余辉中的超高能（VHE）γ射线。GRB 190829A的低亮度和红移降低了内部和外部吸收，使其本征能谱可测。

在0.18-3.3 TeV的能量之间，该光谱由幂律描述，光子指数为2.07 0.09，类似于X射线光谱。X射线和VHEγ射线光曲线也显示出类似的衰减曲线。

X射线和γ射线波段的这些相似特征挑战了GRB余辉发射场景。

Abstract

Gamma-ray bursts (GRBs), which are bright flashes of gamma rays from extragalactic sources followed by fading afterglow emission, are associated with stellar core collapse events. We report the detection of very-high-energy (VHE) gamma rays from the afterglow of GRB 190829A, between 4 and 56 hours after the trigger, using the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.). The low luminosity and redshift of GRB 190829A reduce both internal and external absorption, allowing determination of its intrinsic energy spectrum. Between energies of 0.18 and 3.3 tera–electron volts, this spectrum is described by a power law with photon index of 2.07 0.09, similar to the x-ray spectrum. The x-ray and VHE gamma-ray light curves also show similar decay profiles. These similar characteristics in the x-ray and gamma-ray bands challenge GRB afterglow emission scenarios.

材料科学 Materials Science

Tough hydrogels with rapid self-reinforcement

可快速自我强化的坚韧水凝胶

作者：Chang Liu, Naoya Morimoto, Lan Jiang, Sohei Kawahara, Takako Noritomi, Hideaki Yokoyama, et al.

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1078

摘要

大多数坚韧的水凝胶通过引入能够耗散输入能量的牺牲结构来增强。然而，由于牺牲损伤不能迅速恢复，这些凝胶的韧性在连续循环加载过程中大幅下降。

研究组提出了一种基于应变诱导结晶的水凝胶无损伤增强策略。对于聚乙二醇链高度取向并在大变形下相互暴露的滑动交联凝胶，结晶度形成并随着拉伸和收缩而软化，导致拉伸能几乎100%地快速恢复，以及6.6-22 MJ/m2的优良韧性，这比聚乙二醇共价交联均质凝胶的韧性大一个数量级。

Abstract

Most tough hydrogels are reinforced by introducing sacrificial structures that can dissipate input energy. However, because the sacrificial damage cannot rapidly recover, the toughness of these gels drops substantially during consecutive cyclic loadings. We propose a damageless reinforcement strategy for hydrogels using strain-induced crystallization. For slide-ring gels in which polyethylene glycol chains are highly oriented and mutually exposed under large deformation, crystallinity forms and melts with elongation and retraction, resulting both in almost 100% rapid recovery of extension energy and excellent toughness of 6.6 to 22 megajoules per square meter, which is one order of magnitude larger than the toughness of covalently cross-linked homogeneous gels of polyethylene glycol.

物理学 Physics

Establishing gold and platinum standards to 1 terapascal using shockless compression

用无冲击压缩法建立1太帕金和铂标准

作者：D. E. Fratanduono, M. Millot, D. G. Braun, S. J. Ali, A. Fernandez-Pañella, C. T. Seagle, et al.

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1063

摘要

新技术突破了1太帕以上高压物理学的前沿，导致了新发现，为凝聚态物质理论和先进数值方法提供了严格测试。然而，绝对确定压力状态的能力仍是一个挑战，需要良好校准的压密基准材料。

为了得到了金和铂的准绝对、高精度、压密状态方程，研究组在国家点火装置和Z机器上进行了无冲击动态压缩实验，并推导出两个实验约束的太帕条件下的压力标准。

建立极端压力的精确实验测定将有助于更好地将实验与理论联系起来，为提高人们理解这些极端条件下的物质反应而铺路。

Abstract

New techniques are advancing the frontier of high-pressure physics beyond 1 terapascal, leading to new discoveries and offering stringent tests for condensed-matter theory and advanced numerical methods. However, the ability to absolutely determine the pressure state remains challenging, and well-calibrated pressure-density reference materials are required. We conducted shockless dynamic compression experiments at the National Ignition Facility and the Z machine to obtain quasi-absolute, high-precision, pressure-density equation-of-state data for gold and platinum. We derived two experimentally constrained pressure standards to terapascal conditions. Establishing accurate experimental determinations of extreme pressure will facilitate better connections between experiments and theory, paving the way toward improving our understanding of material response to these extreme conditions.

化学 Chemistry

CO2 electrolysis to multicarbon products in strong acid

强酸中电解CO 2 生成多碳产物

作者：Jianan Erick Huang, Fengwang Li, Adnan Ozden, Armin Sedighian Rasouli, F. Pelayo García de Arquer, Shijie Liu, et al.

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1074

摘要

二氧化碳电还原（CO2R）作为一条将碳排放转化为有价值的化学品和燃料的颇有前景的途径，正被积极研究中。

然而，投入二氧化碳中有效还原的比例通常很低，对于多碳产品来说小于2%；在碱性和中性反应器中，其余部分与氢氧化物反应生成碳酸盐。

酸性电解质可以克服这一限制，但在这些条件下，析氢占主导地位。研究组报道称，在电化学活性位点附近浓缩钾离子会加速CO2活化，使酸中的CO2有效。

研究组在pH<1的铜上实现了CO2R，单次CO2利用率为77%，在电流密度为1.2 A/cm2、全电池电压为4.2 V时，对多碳产品（乙烯、乙醇和1-丙醇）的转化效率为50%。

Abstract

Carbon dioxide electroreduction (CO2R) is being actively studied as a promising route to convert carbon emissions to valuable chemicals and fuels. However, the fraction of input CO2 that is productively reduced has typically been very low, <2% for multicarbon productsthe balance reacts with hydroxide to form carbonate in both alkaline and neutral reactors. Acidic electrolytes would overcome this limitation, but hydrogen evolution has hitherto dominated under those conditions. We report that concentrating potassium cations in the vicinity of electrochemically active sites accelerates CO2 activation to enable efficient CO2R in acid. We achieve CO2R on copper at pH <1 with a single-pass CO2 utilization of 77%, including a conversion efficiency of 50% toward multicarbon products (ethylene, ethanol, and 1-propanol) at a current density of 1.2 amperes per square centimeter and a full-cell voltage of 4.2 volts.

地球科学 Earth Science

Antarctic surface temperature and elevation during the Last Glacial Maximum

末次冰盛期南极地表温度和海拔

作者：Christo Buizert, T. J. Fudge, William H. G. Roberts, Eric J. Steig, Sam Sherriff-Tadano, Catherine Ritz, et al.

链接：

https://science.sciencemag.org/content/372/6546/1097

摘要

极地冰芯中的水稳定同位素是古气候重建中广泛使用的温度指标，但在东南极洲的校准仍具有挑战性。

研究组利用钻孔测温和七个冰芯的积雪特性，重建了南极末次冰盛期最大地表冷却的幅度和空间格局。

南极西部地区相对于前工业化时期降温约10 。南极东部地区降温4-7 ，这与包括冰芯空气含量数据所显示的地形变化影响在内的全球气候模型结果一致，但比用水稳定同位素校准的现代空间梯度所显示的要小。

冰川期南极逆温改变使该预测与水同位素观测相一致。

Abstract

Water-stable isotopes in polar ice cores are a widely used temperature proxy in paleoclimate reconstruction, yet calibration remains challenging in East Antarctica. Here, we reconstruct the magnitude and spatial pattern of Last Glacial Maximum surface cooling in Antarctica using borehole thermometry and firn properties in seven ice cores. West Antarctic sites cooled ~10 C relative to the preindustrial period. East Antarctic sites show a range from ~4 to ~7 C cooling, which is consistent with the results of global climate models when the effects of topographic changes indicated with ice core air-content data are included, but less than those indicated with the use of water-stable isotopes calibrated against modern spatial gradients. An altered Antarctic temperature inversion during the glacial reconciles our estimates with water-isotope observations.

目前公司主要产品为医用生物降解聚酯材料——聚乳酸及其共聚物。公司秉承专业、专心、专注的工作理念，以一流的产品、一流的服务，以真诚的态度取得客户的信任和合作，共创美好的未来。

专 业：专业的研发队伍、专业的技术服务

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专 注：专注生物降解材料研发

主要产品：

医用生物降解聚合物

● 聚乳酸（PLA）

● 聚乳酸/乙醇酸共聚物（PLGA）

● 温敏聚乳酸水凝胶（MPEG-PLA、MPEG-PLGA）

● 聚乙二醇/聚乳酸共聚物(PLA-PEG-PLA、PLGA-PEG-PLGA)

● 端羧基聚乳酸(OH-PLA-COOH、OH-PLGA-COOH)

● 端羟基聚乳酸（OH-PLA-OH,OH-PLGA-COOH)

● 聚己内酯及共聚物（PCL，P(LA-CL)

● 聚三亚甲基碳酸酯及其共聚物（TMC、P(LA-TMC)）

● 聚对二氧环已酮及其共聚物（PPDO、P(LA-PDO)）

单 体

● 丙交酯（外消旋、左旋）LA

● 乙交酯GA

● 三亚甲级碳酸酯TMC

● 对二氧环己酮PDO

制 品

● 电纺丝

● 多孔泡沫支架（片状/管状/棒状）

● 纤维

● 聚乳酸膜

1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池，其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。

染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极，其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度，且具有足够大的比表面积，能够吸附大量的染料，并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用，许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中，锐钛矿相的光电活性最好，最实用于染料敏化太阳能电池中，所以在制备纳晶TiO2 时，金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。

对TiO2 纳晶的生长，许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶，其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是，如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。

在本章中，采用水热法基础上，分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵（TMAOH）、四乙基氢氧化铵（TEAOH）、四丁基氢氧化铵（TBAOH）做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。

2 实验主要药品和仪器

钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶（TBP）、OP乳化剂（Triton X-100）（AR，均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；敏化染料（cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2]，SOLARONIX SA.）；四甲基氢氧化铵（TMAOH）(25 %)、四乙基氢氧化铵（TEAOH）(20 %)、四丁基氢氧化铵（TBAOH）(10 %) （均购于中国医药集团上海化学试剂公司）；可控温磁力搅拌器（C-MAG HS4，德国IKA）；马弗炉（上海实验电炉厂）；100 W 氙灯（XQ-100 W，上海电光器件有限公司）；导电玻璃基片（FTO，15 Ω/cm2，北京建筑材料研究院）；X 射线粉末衍射仪（XRD） D8-advance(Bruker 公司)；扫描电子显微镜(SEM)S-3500N（日本日立公司)；透射电镜(TEM)JEM-2010(日本)；红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer；紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。

3 实验部分

3.1 纳晶TiO2 的制备

根据文献的制备方法[6-11]，把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟（[H2O]/[Ti(OBu)4] = 150），过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。

在强烈搅拌下，把所得到的沉淀加入到pH=13.6的含有有机碱的溶液中，在100 °C搅拌24小时，得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜（填充度小于80%）。在200 oC水热处理12小时。水热处理后，得乳白色混合物并伴有鱼腥味，这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯，经50 oC浓缩至原来的1/5，加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100，搅拌至均匀，得稳定的TiO2纳晶浆体。

3.2 纳晶薄膜电极的制备

将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖，通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12]，中间留出约1×1 cm2空隙，将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物，冷却至80 ?C，经过仪器测量，薄膜的平均厚度在6微米左右。

将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时，使染料充分地吸附在TiO2上，取出后用乙醇浸泡3-5分钟，洗去吸附在表面的染料，在暗处自然晾干，即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜，制备的薄膜平均厚度在4.5微米左右，将其重新用透明胶带覆盖，把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后，重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟，反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在1.5微米左右，热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。

3.3 DSSC 的组装

以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极，以镀铂电极为对阴极[13]，将染料敏化电极与对阴极用夹子固定，在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以0.5 mol/L LiI+0.05 mol/L I2+0.2mol/L TBP为溶质的液态电解质，封装后即得到染料敏化太阳能电池。

3.4 光电性能测量

采用100 W氙灯作为太阳光模拟器，其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量，记录其短路电流ISC和开路电压VOC，并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。

3.5 表征与分析

采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构，测试条件为：Cu Kα(λ=1.5405 ?)，电压：40 KV，电流：40 mA。扫描速度:6?/min，扫描范围：10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱，测试条件：400-4000 cm-1，软件：OMNIC 6.0，扫描次数30 次。采用JEM-2010（日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计（UV-3100）测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度：10 ℃/min，范围：室温至1000 ℃，测试仪器：SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。

4 结果与讨论

4.1 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响

Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素，其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现，四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。

所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。

是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图，a 图是采用TMAOH 做胶溶剂，b 图是采用TEAOH 做胶溶剂，c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出，在相同pH 值下，不同的有机碱做胶溶剂时，制备的纳晶明显不同，这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响，而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长，TiO2 纳晶的粒径减小，并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体，颗粒宽12-20 nm，粒子长20-40 nm，如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀，而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的，粒子宽度8-10 nm，长度10-25 nm，如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时，即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则，多为正方体，粒子大小一般在5nm 左右，如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中，有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上，而烷基链的长短不同吸附的能力不同，吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6]，烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大，则会阻碍晶体的生长，所以随着有机碱烷基链的长度的增加，纳晶颗粒在不断的减小；并且研究发现，胶溶剂的浓度不能太大，太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。

4.2 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响

是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图，a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD，b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。

从图2a 中可以看出，2θ = 25.3°是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰，但是还有一些其它的杂峰，这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后，a 图中的杂峰就消失，TiO2 在2q ＝25.3°，37.55°，47.85°，53.75°，55.05°和62.35°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符，说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿，没有金红石相和板钛矿相出现，制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中，采用硝酸做胶溶剂，制备的纳晶TiO2 中，含有少量的金红石相和板钛矿相，而这两种的光电性能较差，影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加，样品的特征衍射峰宽逐渐变大，并且衍射峰值逐渐减小，这表明制备纳晶颗粒不断减小，这与TEM 的结果一致。

4.3 TiO2 纳晶的热稳定性分析

是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图，(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时，(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时，光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知，三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键，但随着在450 °C 热处理1 小时后，这些化合键就消失了，而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近，没有出现宽的吸收带，如图3(b)所示，这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相，吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b)，所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了，这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后，可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。

是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时，而没有进行任何热处理的。从图中可以看出，有两个失重过程。

第一个过程是100～250 °C 之间的明显失重，可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250～400 °C 之间的失重，是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用，这些有机物包裹着氧化物，当温度达到400 °C 时，这些键和作用才会消失，有机物完全分解，这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现，在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同，在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的，这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同，表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14]，这与TEM 的结果一致，在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大，这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多，所以在进行热分解时失重较多；而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多，表面积又小所以吸附的有机物就会减小，所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。

用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C，500 °C，700 °C，800 °C，900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中，峰位于2θ=25.3°是锐钛矿相的特征衍射峰，峰位于2θ=27.4°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知，TiO2 纳晶在800 °C 烧结前，晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后，才出现了金红石相晶型，这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶，在烧结温度达600 °C 时，锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了，这一稳定性说明，可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结，而不改变其晶型，即没有金红石型纳晶出现。

4.4 BET 和吸附染料能力的研究

用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析，实验得出，在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1，但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时，制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致，颗粒大小如图1 所示，这说明颗粒越小比表面积越大。

研究发现，吸附的染料（RuL2(SCN)2）的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少，把敏化的电极在5 mL 0.05 mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附，之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析，UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大，结果显示，采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少，这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合，但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大，但是后者却比前者所吸附的染料多，这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm，所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。

4.5 染料敏化太阳能电池光电性能研究

采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶，并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究，如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下，三种电池的短路电流分别为10.7、13.1、10.4 mA/cm2，开路电压分别为0.779、0.700、0.698V，填充因子分别为0.52?0.62?0.60，光电转换效率分别达到了4.4%?5.67%?4.4%。从实验结果可知，采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。

可知，采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低，但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为（1）用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中，制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密，这样就提高了电子在薄膜中的传播速度；（2）较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多，研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比，吸附的染料越多，则产生的光电流越大，用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多，所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高，电池的光电转换效率也达到最好。

5 结论

本章采用了钛酸四正丁酯为原料，以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶，以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池，并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响，采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同，研究发现，随着烷基链的加长，纳晶的形貌开始变得规整，粒径也减小，但是有机碱的浓度不能太大，浓度过高时，会使制备的纳晶出现团聚，所以在使用有机碱做胶溶剂时，采用的是在pH=13.6 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现，吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后，有机物分解完全，这说明在制备纳晶多孔薄膜时，有机物分解完全，多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多，电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到13.1 mA cm-2，光电转换效率达到5.67%，比其它两种电池的光电转换效率要高，这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到 http://www.rrrwm.com

0引言

常规剂型的药物经静脉、口服或局部注射后，药物分布于全身，真正到达治疗靶区的药物量仅为给药量的小部分，而大部分药物在非靶区的分布不仅无治疗作用，还会带来毒副作用. 因此，药物新剂型的开发已成为现代药剂学发展的一个方向，其中靶向给药系统（Targeted drug delivery system, TDDS）的研究已经成为药剂学研究热点〔1〕. TDDS指一类能使药物浓集定位于病变组织、器官、细胞或细胞内的新型给药系统. 靶向制剂具有疗效高、药物用量少. 毒副作用小等优点. 理想的TDDS应在靶器官或作用部位释药，同时全身摄取很少，这样，既可提高疗效，又可降低药物的毒副作用. TDDS要求药物能到达靶器官、靶细胞，甚至细胞内的结构，并要求有一定浓度的药物停留相当长的时间，以便发挥药效. 成功的TDDS应具备3个要素：定位蓄积、控制释药、无毒可生物降解. 靶向制剂包括被动靶向制剂、主动靶向制剂和物理化学靶向制剂3大类. 目前，实现靶向给药的主要方法有载体介导、受体介导、前药、化学传递系统等. 现就靶向给药方法研究进展作一介绍.

1载体介导的靶向给药

常用的靶向给药载体是各种微粒. 微粒给药系统具有被动靶向的性能. 有机药物经微粒化可提高其生物利用度及制剂的均匀性、分散性和吸收性，改变其体内分布. 微粒给药系统包括脂质体(LS)，纳米粒(NP)或纳米囊(NC)，微球(MS)或微囊(MC)，细胞和乳剂等. 微粒靶向于各器官的机制在于网状内皮系统(RES)具有丰富的吞噬细胞，可将一定大小的微粒(0.1~3.0 μm)作为异物摄取于肝、脾；较大的微粒(7~30 μm)不能滤过毛细血管床，被机械截留于肺部；而小于50 nm的微粒可通过毛细血管末梢进入骨髓.

肝癌、肝炎等肝脏疾病是常见病和多发病，但目前药物治疗效果很不理想，其原因除药物本身药理作用尚不够理想外，不能将药物有效地输送至肝脏的病变部位也是一重要原因. 将一些抗肿瘤、抗肝炎药物制备成微粒，给药后可增加药物的肝靶向性. 米托蒽醌白蛋白微球（DHAQ BSA MS）的体内分布研究发现，给药20 min时，DHAQ BSA MS和米托蒽醌（DHAQ）在小鼠体内分布有显著差异，DHAQ BSA MS约有80%的药物集中在肝脏，而85.9%以上的DHAQ存在于血液中〔2〕. 张莉等〔3〕考察去甲斑蝥素（NCTD）微乳的形态、粒径分布及生物安全性，研究NCTD微乳及其注射液在小鼠体内的组织分布，结果表明，NCTD微乳较NCTD注射液增强了药物的肝靶向性，降低了肾脏分布，在一定程度上延长药物在小鼠体内的循环时间. 纳米粒和纳米囊肝靶向制剂的研究报道较多，如氟尿嘧啶、阿霉素、羟基喜树碱、狼毒乙素、环孢素等抗癌药物都被制成了纳米靶向制剂〔4〕. 王剑红等〔5〕采用二步法制备米托蒽醌明胶微球，粒径在5.1~25.0 μm范围的占总数87.36%，体外释药与原药相比延长了4倍. 经小鼠体内分布试验表明具有明显的肺靶向性，靶向效率增加了3~35倍，肺中药代动力学行为可用一室开放模型描述，平均滞留时间延长10 h. 在纳米粒表面上包封亲水性表面活性剂，或通过化学方法连接上聚乙二醇或其衍生物，可以减少与网状内皮细胞膜的亲和性，从而避免网状内皮细胞的吞噬，提高毫微粒对脑组织的靶向性. Gulyaev等〔6〕以生物降解材料聚氰基丙烯酸丁酯为载体，以吐温80为包封材料制备了阿霉素毫微粒，研究结果表明脑中阿霉素浓度是对照组的60倍. 一些易于分解的多肽或不能通过血脑屏障的药物（如达拉根、洛哌丁胺、筒箭毒碱）通过制成包有吐温80的生物降解毫微粒在动物身上已取得一定的靶向治疗效果〔7〕. 研究表明粒径是影响微粒进入骨髓的关键因素，粒径越小越容易进入骨髓. 彭应旭等〔8〕制得不同粒径的柔红霉素聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒，小鼠尾静脉给药，小粒径组（70±24） nm骨髓内柔红霉素浓度是大粒径组（425±75） nm的1.58倍. 骨髓会因肿瘤浸润、化疗药物或严重感染受到抑制. 研究表明，多种生长因子，如人粒细胞集落刺激因子（GCSF），粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GMCSF）可促使骨髓细胞自我更新、分裂增殖，并提高其活性. 利用骨髓靶向载体可提高药物在骨髓内分布，并避免血象中的不良反应. Gibaud等〔9〕以聚氰基丙烯酸异丁酯、异己酯毫微粒为载体携带GCSF，提高了其在骨髓内的分布.

基因治疗是一种专一性的靶向治疗. 基因治疗就是利用基因转移技术将外源重组基因或核酸导入人体靶细胞内，以纠正基因缺陷或其表达异常. 纳米颗粒作为基因载体具有一些显著的优点. 纳米颗粒能包裹、浓缩、保护核苷酸，使其免遭核酸酶的降解；比表面积大，具有生物亲和性，易于在其表面耦联特异性的靶向分子，实现基因治疗的特异性；在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长，在一定时间内不会像普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除；让核苷酸缓慢释放，有效地延长作用时间，并维持有效的产物浓度，提高转染效率和转染产物的生物利用度；代谢产物少，副作用小，无免疫排斥反应等.

2受体介导的靶向给药

利用细胞表面的受体设计靶向给药系统是最常见的主动靶向给药系统. 去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）是一种跨膜糖蛋白，它存在于哺乳动物的肝实质细胞上. 其主要功能是去除唾液酸糖蛋白和凋亡细胞、清除脂蛋白. 研究发现，ASGPR能特异性地识别N乙酰氨基半乳糖、半乳糖和乳糖，利用这些特性可以将一些外源的功能性物质经过半乳糖等修饰后，定向地转入到肝细胞中发挥作用. Lee等合成了三分枝N乙酰氨基半乳糖糖簇YEE，它与肝细胞的结合能力为乙酰氨基半乳糖单糖的1万倍. 我们考察了半乳糖苷修饰的十六酸拉米夫定酯固体脂质纳米粒（LAPGSLN）的肝靶向性，其靶向效率为4.66，比未修饰纳米粒的靶向效率高3.7倍〔10〕. 药物通过与大分子载体连接，再对载体进行半乳糖化，可以产生较好的肝靶向效果. 若能使药物直接半乳糖化，则可以简化耦联环节，提高靶向效率. 这一思路对蛋白类药物而言，较易实现. 蛋白质或多肽(分子质量在一定范围)在连接上半乳糖后，都有可能成为受体结合的肝靶向性物质. 小分子物质经类似途径能否靶向于肝，取决于糖和药物密度、分子质量、摄取屏障等多方面因素. 小分子药物共价连接乳糖或半乳糖，初步揭示其靶向性并不好，有关机制和可行性尚待进一步探讨.

半乳糖基化壳聚糖（GC）与质粒pEGFPN1混和制备成纳米微囊复合物，体外转染SMMC7721细胞. 将含1 mg质粒的纳米微囊经肝动脉和门静脉注射入犬体内，实验结果表明半乳糖基化壳聚糖在体外有较高的转染率，在犬体内有肝靶向性，可用作肝靶向基因治疗的载体〔11〕. 大多数肿瘤细胞表面的叶酸受体数目和活性明显高于正常细胞. 以叶酸作为导向淋巴系统或肿瘤细胞的放射性核素的载体，同时将叶酸作为靶向肿瘤细胞的抗肿瘤药物的载体已做了广泛的研究〔12〕.

表皮生长因子受体（EGFR）是一种跨膜糖蛋白，由原癌基因cerbB1所编码，是erbB受体家族之一，在多种肿瘤中观察到EGFR高水平的表达，如神经胶质细胞瘤、前列腺癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌、卵巢癌和胸腺上皮癌等. 针对富集EGFR的恶性肿瘤，方华圣等〔13〕成功地建立了EGFR富集的恶性肿瘤的靶向基因治疗方法.

3抗体介导的靶向给药

mAb是药物良好的靶向性载体， 将其通过共价交联或吸附到药物载体(如脂质体、毫微粒、微球、磁性载体等)或药物具有自身抗体(如红细胞)或抗体与细胞毒分子形成结合物，避免其对正常组织毒性，选择性发挥抗肿瘤作用. 徐凤华等〔14〕利用己二酰肼制备腙键连接的聚谷氨酸表阿霉素，然后使其与单抗交联制得偶合物. 偶合物较好地保留了抗体活性，体外细胞毒性较游离药物略有下降，但表现出单抗介导的靶细胞选择性杀伤作用，为其进一步制备细胞靶向的肿瘤化疗药物奠定了基础.

用于治疗白血病的CMA676是由一种人源化的mAb hp 67.6与新型的抗肿瘤抗生素calicheamicin的N乙酰γ衍生物偶联而成的〔15〕，当CMA676与CD33抗原相结合，抗原抗体复合物迅速内在化，进入胞内后，calicheamicin衍生物被水解释放，通过序列特异性方式与DNA双螺旋的小沟结合，使脱氧核糖环中的氢原子发生转移，从而使DNA双链断裂，诱导细胞死亡〔16〕. EGFR mAb可直接作用于EGFR的细胞外配体结合区，阻滞配体的结合，如IMCC225, ABXEGFR和EMD55900等，能抑制细胞生长和存活率，诱导细胞凋亡和抑制血管生成，曲妥珠单抗(Trasruzumab)作用于erbB2的细胞外区域，该药已获美国FDA批准用于转移性的乳腺癌的治疗〔17〕. IMCC225具有增强细胞毒性药物和放射治疗效应的作用，IMCC225与拓扑特肯(TPT)的联合用于荷有人类结肠癌移植体的裸鼠，能提高其生存率〔18〕. 由第四军医大学和成都华神集团股份有限公司联合研制的治疗肝癌新药碘〔13lI〕美妥昔单抗注射液，日前获得国家食品药品监督管理局颁发的生产文号，即将上市. 这是全球第一个专门用于治疗原发性肝癌的单抗导向同位素药物.

4制成前体药物

一些药物与适当的载体反应制备成前体药物，给药后药物就会在特定部位释放，达到靶向给药的目的. 脑是人高级神经活动的指挥中枢，也是神经系统最复杂的部分. 但由于血脑屏障（bloodbrain barrier, BBB）的存在，使得大部分治疗药物不能有效透过BBB. 含OH, NH2, COOH结构的脂溶性差的药物可通过酯化、酰胺化、氨甲基化、醚化、环化等化学反应制成脂溶性大的前体药物，进入CNS后，其亲脂性基团通过生物转化而释放出活性药物. 张志荣等〔19〕合成了3′, 5′二辛酰基氟苷，并制备了其药质体，给小鼠静脉注射后用HPLC法测定药物在体内各组织的分布，结果表明，氟苷酯化后的前体药物的药质体有良好的脑靶向性.

结肠内有大量的细菌，能产生许多独特的酶系，许多高分子材料在结肠被这些酶所降解，而这些高分子材料作为药物载体在胃、小肠由于相应酶的缺乏不能被降解，这就保证药物在胃和小肠不释放. 如多糖、果胶、瓜耳胶、偶氮类聚合物和α, β, γ环糊精均可成为结肠给药体系的载体材料. 常利用结肠内厌氧环境，使偶氮键还原的特点制成偶氮前体药物. 柳氮磺胺吡啶是由5氨基水杨酸（5ASA）与磺胺吡啶用偶氮键连接而成. 口服后在结肠释药，发挥5ASA治疗溃疡性结肠炎的作用,减少其胃肠吸收产生的全身不良反应. 5ASA也与非生理活性的高分子聚合物通过偶氮双键制成前体药物〔20〕. 糖皮质激素共价连接于多糖〔21〕，环糊精〔22〕制成的前药，口服后在结肠部位可释放出药物，可用于结肠炎的治疗. 我们〔23，24〕合成了果胶酮洛芬（PTKP）前药，进行了体内外评价. 结果表明，此前药在不同pH环境下结构稳定，只能被结肠果胶酶特异性降解，释放出KP，发挥治疗作用. 也可以利用结肠pH差异和时滞效应设计结肠靶向给药系统〔25〕.

5化学传递系统

化学传递系统（chemical delivery system, CDS）是一种输送药物透过生理屏障到达靶部位，再经生物转化释放药物的药物传递系统. CDS通常是将含OH, NH2, COOH结构的药物共价连接于二氢吡啶载体（Q），药物（D）与靶向剂二氢吡啶结合为DQ结合物，建立了二氢吡啶―二氢吡啶钅翁盐氧化还原脑内定向转释递药系统. Chen等〔26〕设计了Tyr Lys的脑靶向CDS，并评价它的药效. Lys的C末端接亲脂性胆甾烯酯，N末端通过一种L氨基酸桥接靶向剂1，4二氢葫芦巴碱（含吡啶结构）制成Tyr Lys CDS，全身给药后，通过被动扩散机制透过BBB，且经酶催化1，4二氢葫芦巴碱变为季铵盐型使其存留于脑内. 通过小鼠甩尾间隔期实验证明，Tyr Lys CDS作用时间明显延长. Mahmoud等〔27〕将吸电子羧甲基连接到氮原子构建了一种新的二氢吡啶载体介导的脑定向转释系统(N羧甲基1,4二氢吡啶3,5二酰胺),该载体稳定,具有良好的脑定向转释能力.

靶向给药的研究还面临许多实质性的挑战. 提高药物在靶组织的生物利用度；提高TDDS对靶组织、靶细胞作用的特异性；使生物大分子更有效地在作用靶点释放，并进入靶细胞内；体内代谢动力学模型；质量评价项目和标准，体内生理作用等问题都是研究的重点. 随着靶向给药系统研究的深入，新的靶向给药途径、新的载药方法将会不断出现，遇到的问题会逐步解决. 靶向给药的研究不仅具有理论意义，而且会产生明显的经济和社会效益.

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1．地方医科大学生物医学科技竞争力实证研究

2．醋酸曲安奈德益康唑乳膏的研究

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23．当归滴丸的制备工艺及质量标准研究

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25．L-4-氟苯丙氨酸等6种氨基酸衍生物的生物学作用研究

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29．纳米药物安全性的法律管制

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35．构建放心药店评价指标体系及应用研究

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48．李时珍的医学哲学思想研究

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by Escherichia coli transformant cells coexpressing

the carbonyl reductase and glucose dehydrogenase genes

由共表达碳酰还原酶和葡萄糖脱氢酶的大肠杆菌转化细胞合成

纯光学（S）-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

Abstract The asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-

oxobutanoate (COBE) to ethyl (S)-4-chloro-3-hydroxybutanoate

((S)-CHBE) was investigated. Escherichia coli cells expressing both the carbonyl reductase (S1) gene from Candida magnoliae and the glucose dehydrogenase (GDH) gene from Bacillus megaterium were used as the

catalyst. In an organic-solvent-water two-phase system,(S)-CHBE formed in the organic phase amounted to 2.58 M (430 g/l), the molar yield being 85%. E. coli transformant cells coproducing S1 and GDH accumulated 1.25 M (208 g/l) (S)-CHBE in an aqueous monophase system by continuously feeding on COBE, which is unstable in an aqueous solution. In this case, the calculated turnover of NADP+ (the oxidized form of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) to CHBE was 21,600 mol/mol. The optical purity of the (S)-CHBE formed was 100% enantiomeric excess in both systems. The aqueous system used for the reduction reaction involving E. coli HB101 cells carrying a plasmid containing the S1 and GDH genes as a catalyst is simple. Furthermore, the system does not require the addition of commercially available GDH or an organic solvent. Therefore this system is highly advantageous for the practical synthesis of optically pure (S)-CHBE.

本本篇文献研究了利用COBE不对称合成（S）-4-氯-3-羟基丁酸乙酯（CHBE）。大肠杆菌细胞作为催化剂同时表达了来自念珠菌属magnoliae的碳酰还原酶和来自巨大芽孢杆菌的葡萄糖脱氢酶基因。在水/有机溶剂两相体系中，(S)-CHBE在有机相中的浓度可以达到2.58M（430g/l），摩尔产率达到85%。大肠杆菌的副产物S1和GDH也达到了1.25M（208g/l），COBE在水相中不稳定，所以(S)-CHBE可以在水单相中不停的生成。在这种情况下，适当的从NADP+到CHBE的转变达到了21,600 mol/mol。所形成的CHBE的旋光度在这种体系中100%对映体过量。在水相中用携带含有S1和GDH基因质粒的E. coli HB101作为催化剂不对称还原是比较简单的。并且，这种体系并不额外需要商业GDH或者有机溶剂。因此，这种体系对于实际合成纯光学活性的(S)-CHBE是非常方便的。

Optically active 4-chloro-3-hydroxybutanoic acid esters are useful chiral building blocks for the synthesis of pharmaceuticals. The (R)-enantiomer is a precursor of L-carnitine (Zhou et al. 1983), and (S)-enantiomer is an important starting material for hydroxymethylglutaryl- CoA (HMG-CoA) reductase inhibitors (Karanewsky et

al. 1990). Many studies have described the microbial or enzymatic asymmetric reduction of 4-chloro-3-oxobutanoic acid esters (Aragozzini and Valenti 1992Bare et al.1991Hallinan et al. 1995Patel et al. 1992Shimizu et al. 1990Wong et al. 1985) based on the reduction by baker’s yeast (Zhou et al. 1983).We have previously showed that Candida magnoliae AKU4643 cells reduced ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate (COBE) to (S)-CHBE with an optical purity of 96% enantiomeric excess (e.e.) (Yasohara et al. 1999). As this yeast has at least three different stereoselective reductases (Wada et al. 1998, 1999a, b), the (S)-CHBE produced by this yeast was not optically pure. From among these three enzymes, an NADPH-dependent carbonyl reductase, designated as S1, was purified and characterized in some detail (Wada et al. 1998). We cloned and sequenced the gene encoding S1 and overexpressed it in Escherichia coli cells. This E. coli transformant reduced COBE to optically pure (S)-CHBE in the presence of glucose, NADP+, and commercially available glucose dehydrogenase (GDH) as a cofactor generator (Yasohara

et al. 2000).

Here, we describe the construction of three E. coli transformants coexpressing the S1 from C. magnoliae and GDH from Bacillus megaterium genes and analyze the reduction of COBE catalyzed by these strains. Previous reports on the enzymatic reduction of COBE to (R)-CHBE with an optical purity of 92% e.e. (Kataoka et al. 1999Shimizu et al. 1990) recommended an organic- solvent two-phase system reaction for an enzymatic or microbial reduction, because the substrate (COBE) is unstable in an aqueous solvent and inactivates enzymes. We examined the reduction of COBE to optically pure (S)-CHBE by E. coli transformants in a water monophase system reaction and discuss the possible use of this type of reaction system in industrial applications。

具有旋光性的（S）-4-氯-3-羟基丁酸乙酯在药物制剂的合成中是重要的手性化合物。其右旋体是L-卡尼汀的前体，其左旋体是羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂的起始材料。许多研究描述了以面包酵母为基础微生物或者酶的COBE的不对称还原。我们先前已经知道利用来自念珠菌属magnoliae AKU4643 细胞催化COBE生成光学纯度96%的CHBE。这种酵母至少有三种立体选择性的还原酶，这种酵母产生的CHBE并非纯光学的，在这三种酶之中，NADPH-依赖碳酰还原酶，我们克隆并测序编码S1的基因，并在大肠杆菌中过表达。大肠杆菌转化细胞在葡萄糖，NADP+和商业化的葡萄糖脱氢酶作为辅酶因子的启动子催化COBE生成纯光学的CHBE。

我们构建这三种大肠杆菌转化细胞共表达来自的S1和来自巨大芽孢杆菌的GDH，并分析COBE被这几种菌株催化还原的反应机理。先前的报道表明，利用酶催化还原COBE生成CHBE光学纯度可达92%，也提到了因为底物（COBE）在水相中不稳定，并且酶容易钝化，所以利用酶或者微生物在有机溶剂/水两相体系中催化反应。我们研究了在水单相体系中由COBE还原生成纯光学的CHBE，还讨论了这种反应体系在工业应用中可能的用途。

Materials and methods

Bacterial strain and plasmids

The E. coli strains used in this study were JM109 and HB101.Plasmid pGDA2, in which the GDH gene from B. megaterium is inserted into pKK223-3, was kindly provided by Professor I. Urabe, Osaka University (Makino et al. 1989). Plasmids pSL301 and pTrc99A were purchased from Invitrogen (USA), and Amersham Pharmacia Biotech (UK), respectively. Plasmids pUC19 and pSTV28 (Homma et al. 1995Takahashi et al. 1995) were purchased from Takara Shuzo (Japan).

材料和方法

菌株和质粒

本次实验中使用的大肠杆菌是JM109 and HB101。来自B. megaterium的GDH基因插入到Pkk233-3质粒中，而带有GDH基因片段的pGDA2质粒由到由大阪大学的urabe教授提供。质粒pSL301和 pTrc99A是由美国的Invitrogen公司和英国的公司分别购买的。质粒pUC19和pST28是由日本takara公司购买的。

The recombinant plasmid used in this study was constructed as follows (Fig. 1): Plasmid pGDA2 was double-digested with EcoRI and PstI to isolate a DNA fragment of about 0.9 kilobase pairs (kb) including the GDH gene. This fragment was inserted into the EcoRI-PstI site of plasmid pSL301 to construct plasmid pSLG. Plasmid pSLG was double-digested with EcoRI and XhoI to isolate a DNA fragment of about 0.9 kb including the GDH gene.

这次实验使用的重组质粒构建如下：质粒pGDA2 被EcoRI 和 PstI双酶切从而分离出一个大小约为0.9kb的包含有GDH基因的DNA片段。这个片段被插入到质粒Psl301的EcoRI-PstI酶切位点从而构建出质粒pSLG。质粒pSLG被EcoRI和XhoI

To construct plasmid pNTS1G, this 0.9-kb fragment was inserted into the EcoRI-SalI site of pNTS1, which was constructed to overproduce S1 as described previously (Yasohara et al. 2000). To construct plasmid pNTGS1, plasmid pNTG was first generated. Two synthetic primers (primer 1, TAGTCCATATGTATAAAGATTTAG,and primer 2 TCTGAGAATTCTTATCCGCGTCCT) were prepared for polymerase chain reaction (PCR) using pGDA2 as the template. The PCR-generated fragment was double- digested with NdeI and EcoRI and then inserted into the NdeI EcoRI site of plasmid pUCNT, which was constructed from pUC19 and pTrc99A, as reported (Nanba et al. 1999), to obtain pNTG. To construct plasmid pNTGS1, two synthetic primers (primer 3, GCCGAATTCTAAGGAGGTTAATAATGGCTAAGAACTTCTCCAACG, and primer 4, GCGGTCGACTTAGGGAAGCGTGTAGCCACCGTC) were prepared using pUCHE, which contains the S1 gene as the template. The PCR-generated fragment was double-digested with EcoRI and SalI and then inserted into the EcoRI-SalI site of pNTG to obtain pNTGS1. Plasmid pNTS1G, pNTGS1 or pNTG was transformed into E. coli HB101.

构建pNTS1是为了过表达前文所提到的S1，这个0.9kb大小的片段被插入到pNTS1的EcoRI-SalI酶切位点从而构建pNTS1G。为了构建质粒pNTGS1，首先需要构建pNTG。两个合成引物（引物1，TAGTCCATATGTATAAAGATTTAG和引物2，TCTGAGAATTCTTATCCGCGTCCT）和作为模板的pGDA2是PCR反应需要的。PCR得到的片段是由NdeI 和EcoRI双酶切和并插入到质粒pUCNT的NdeI EcoRI酶切位点来得到pNTG。根据报道，pUCNT是由pUC19和 pTrc99A构建而来。为了构建质粒pNTGS1，两个合成引物(引物 3, GCCGAATTCTAAGGAGGTTAATAATGGCTAAGAACTTCTCCAACG, and 引物 4, GCGGTCGACTTAGGGAAGCGTGTAGCCACCGTC)，包括了S1基因作为模板。Pcr产物片段被EcoRI和SalI双酶切然后被插入到pntg的EcoRI-SalI酶切位点得到pntg1.质粒pNTS1G, pNTGS1或者 pNTG都是导入大肠杆菌HB101.

Plasmid pGDA2 was double-digested with EcoRI and PstI to isolate a DNA fragment of about 0.9 kb including the GDH gene. To construct plasmid pSTVG, this fragment was inserted into the EcoRI-PstI site of plasmid pSTV28. Plasmid pSTVG was transformed into E. coli HB101.

质粒pGDA2被EcoRI 和 PstI双酶切得到包含GDH基因的0.9kb大小的DNA片段。为了构建pSTVG质粒，这个片段被插入到pSTV28质粒的EcoRI-PstI的酶切位点。pSTVG质粒被导入到E. coli HB101。

Medium and cultivation

The 2×YT medium comprised 1.6% Bacto-tryptone, 1.0% yeast

extract, and 0.5% NaCl, pH 7.0. E. coli HB 101 carrying pNTS1,

pNTG, pNTS1G, or pNTGS1 was inoculated into a test tube containing

2 ml 2×YT medium supplemented with 0.1 mg/ml ampicillin,

followed by incubation at 37 °C for 15 h with reciprocal shaking.

This preculture (0.5 ml) was transferred to a 500-ml shaking

flask containing 100 ml 2×YT medium. The cells were cultivated

at 37 °C for 13 h with reciprocal shaking. E. coli HB101 carrying

pNTS1 and pSTVG was similarly cultivated in 2×YT medium

supplemented with 0.1 mg/ml ampicillin and 0.1 mg/ml chloramphenicol.

培养基和培菌

2*YT培养基 包含有1.6%细菌用胰蛋白胨，1.0%酵母提取物，0.5% NaCl，pH7.0.

携带有pNTS1,pNTG, pNTS1G, 或 pNTGS1的大肠杆菌HB101被接种到有0.1mg/ml氨苄青霉素的2ml的2*YT培养基，37°C摇床15小时。将0.5ml菌液接种到100ml2*YT培养基的500ml烧瓶中。在37°C摇床培养13小时。携带有pNTS1 和 pSTVG质粒的大肠杆菌HB101在2*YT培养基中培养方法相似，只是培养基中要加入0.1 mg/ml的氨苄青霉素和 0.1 mg/ml的氯霉素。

Preparation of cell-free extracts and the enzyme assay

Cells were harvested from 100 ml of culture broth by centrifugation, suspended in 50 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), and then disrupted by ultrasonication. The cell debris was removed by centrifugationthe supernatant was recovered as the cell-free extract. Carbonyl reductase S1 activity (COBE-reducing activity) was determined spectrophotometically as follows: The assay mixture consisted of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), 0.1 mM NADPH, and 1 mM COBE. The reactions were incubated at 30 °C and monitored for the decrease in absorbance at 340 nm. The assay mixture for GDH activity consisted of 1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0), 100 mM glucose, and 2 mM NADP+. The reactions were incubated at 25 °C and monitored for the increase in absorbance at 340 nm. One unit of S1 or GDH was defined as the amount catalyzing the reduction of 1 μmol NADP+ or oxidation of 1 μmol NADPH per minute, respectively. Protein concentrations were measured with a protein

assay kit containing Coomassie brilliant blue (Nacalai Tesque, Japan),

using bovine serum albumin as the standard (Bradford 1976).

无细胞抽提液和酶鉴定

将100ml培养液离心收获菌体，用50ml0.1mol/LpH为6.5的磷酸缓冲液悬浮，然后超声粉碎。细胞碎片通过离心可以去除，收集上层清液就是无细胞抽提物。碳酰还原酶S1的活性由分光光度计测量如下：测定的混合物包括：0.1mol/LpH6.5的磷酸二氢钾缓冲液，0.1mMNADPH和1mMCOBE。反应在30°C条件下反应，并且随时监测其在340nm处的吸光值。测GDH混合物包括：1M pH 8.0的Tris-HCl的缓冲液，100mM的葡萄糖，2mM的NADP+。反应在25°C下进行，监测其在340nm处的吸光值。一个单位S1或GDH被定义为每分钟催化还原1μmol NADP+或氧化1 μmol NADPH的量。蛋白质的测定通过含有考马斯亮蓝的蛋白质测定试剂利用牛血清白蛋白作为标准进行测定。

Study of enzyme stability

One milliliter of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5) containing the cell-free extracts of E. coli HB101 carrying pNTS1 (S1: 20 U/ml) was mixed with an equal volume of each test organic solvent in a closed vessel. After the mixture was shaken at 30 °C for 48 h, the remaining enzyme activities in an aqueous phase were assayed as described above. The mixture, containing 100 mM potassium phosphate buffer (pH 6.5), S1 (20 U/ml), and various concentrations of CHBE, was incubated at 30 °C for 24 h in order to study the enzyme’s stability in the presence of CHBE.The remaining enzyme activities were assayed as described above.

酶稳定性的研究

一毫升含有含有pNTS1质粒的E. coli HB101的无细胞抽提液的100mM磷酸氢二钾缓冲液（pH6.5）与等体积的有机溶剂混合。混合物在30 °C震摇48小时后，水相中残留的酶活力即是上述的酶活力。

COBE reduction with E. coli cells expressing the S1 gene and E. coli cells expressing GDH genes in a two-phase system reaction

The reaction mixture comprised 15 ml culture broth of E. coli HB101 carrying pNTG, 17 ml culture broth of E. coli HB101 carrying pNTS1, 1.6 mg NADP+, 4 g glucose, 2.5 g COBE, 25 ml n-butyl acetate, and about 25 mg Triton X-100. The pH of the reaction mixture was controlled at 6.5 with 5 M sodium hydroxide. At 2 h, 1.25 g COBE and 2.5 g glucose were added to the reaction mixture. To compare the reaction by E. coli transformant coexpressing the GDH and S1 genes, 30 ml culture broth of E. coli

HB101 carrying pNTS1G was used instead of culture broth of E. coli HB101 carrying pNTG and E. coli HB101 carrying pNTS1. Other components and the procedure were the same as described above.

表达S1基因和GDH基因的大肠杆菌细胞在两相反应体系中的还原反应

混合物包含有带有pNTG质粒的大肠杆菌HB101的菌液15ml，pNTS1质粒的大肠杆菌HB101的菌液17ml，1.6 mg NADP+，4 g葡萄糖，2.5g的COBE，25ml的n-butyl acetate丁酰醋酸盐和大约25mg的聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100。用5M的NaOH溶液将pH控制在6.5。在反应两小时后，加入1.25gCOBE和2.5g葡萄糖到该混合物中。比较大肠杆菌转化细胞共表达GDH和S1基因，携带有pNTS1G质粒的大肠杆菌HB10130ml菌液取代了携带有pNTG和pNTS1质粒的大肠杆菌HB101菌液。其他的成分和步骤和上述的方法相似。

COBE reduction to (S)-CHBE in a two-phase system reaction

The reaction mixture contained 50 ml of culture broth of an E. coli HB101 transformant, 3.2 mg NADP+, 11 g glucose, 10 g COBE, 50 ml n-butyl acetate, and about 50 mg Triton X-100. The reaction mixture was stirred at 30 °C, and the pH was controlled at 6.5 with 5 M sodium hydroxide. Five grams of COBE/5.5 g glucose and 10 g COBE/11 g glucose were added to the reaction mixture at 3 h and 7 h, respectively3.2 mg NADP+ was added at 26 h.

COBE在两相系统中还原生成（S）-CHBE

反应混合物包含50ml E. coli HB101转化细胞的培养液，3.2mgNADP+,11g

葡萄糖，10gCOBE，50ml丁酰醋酸，和大概50mg聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100.

在30°C温度下将其混合均匀，并用5M的NaOH溶液将pH控制在6.5。在第3小时加入5gCOBE和5.5g葡萄糖或者在第7小时加入10gCOBE和11g葡萄糖，分别在第26小时加入3.2gNADP+。

COBE reduction to (S)-CHBE in an aqueous system reaction

The reaction mixture was made up of 50 ml of culture broth of an E. coli HB101 transformant, 3.1 mg NADP+, 11 g glucose, and about 50 mg Triton X-100. The reaction mixture was stirred at 30 °C. Fifteen grams of COBE was fed continuously by means of a micro-feeding machine at a rate of about 0.02 g/min for about 12 h. The pH of the reaction mixture was controlled at 6.5 with 5 M sodium hydroxide. The reaction mixture was extracted with 100 ml ethyl acetate. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and then evaporated in vacuo.

COBE在水相中还原成(S)-CHBE的反应

反应的体系是由50ml大肠杆菌HB101转化细胞的菌液，3.1mgNADP+，11g葡萄糖和大约50mg聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100。反应混合物在30°C15mg的COBE通过微量添加机器以0.02 g/min的速率连续12小时恒定的加入到体系中。用5M的NaOH溶液将pH控制在6.5。反应混合物用100ml乙酸乙酯萃取。有机层用无水硫酸钠吸干，并在真空中脱水。

Analysis

The organic layer was obtained on centrifugation of the reaction mixture and was assayed for CHBE and COBE by gas chromatography. Optical purity of CHBE was analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC), as described previously (Yasohara et al. 1999).

Enzymes and chemicals

Restriction enzymes and DNA polymerase were purchased from

Takara Shuzo (Japan). COBE (molecular weight: 164.59) was purchased

from Tokyo Kasei Kogyo (Japan). Racemic CHBE (molecular

weight: 166.60) was synthesized by reduction of COBE with

NaBH4. All other chemicals used were of analytical grade and

commercially available.

分析

离心反应混合物得到的有机层通过气相色谱法测定其CHBE和COBE。COBE的光学纯度如前所述通过高效液相色谱法进行分析。

酶和化学试剂

限制性内切酶和DNA聚合酶由takara公司购得，COBE（分子量：164.59）由东京Tokyo Kasei Kogyo公司购得，消旋体CHBE（分子量166.6）通过COBE及NaBH4合成。所有其他化学试剂都是分析等级和商业化的试剂。

Construction of E. coli transformants overproducing S1 and GDH

To express the carbonyl reductase S1 and GDH genes in the same E. coli cells, four expression vectors were constructed (Fig. 1). Plasmids pNTS1G and pNTGS1 contain the S1 gene from C. magnoliae, the GDH gene from B. megaterium, the lac promoter derived from pUC19, and the terminator derived from pTrc99A. Plasmid pNTS1 contains the S1 gene, the lac promoter derived from pUC19, and the terminator derived from pTrc99A. The enzyme activities in cell-free extracts of the E. coli transformants are shown in Table 1. E. coli HB101 cells carrying the vector plasmid pUCNT had no detectable S1 or GDH activity. E. coli HB101 carrying either pNTS1G or pNTGS1 showed S1 and GDH activity without isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) induction. The S1 activities of these two transformants were lower than the GDH activities. To obtain a transformant whose S1 activity was equal to or greater than the level of GDH activity, we used a lower copy vector, pSTV28 (Homma et al. 1995Takahashi et al. 1995), to express the GDH gene. It may be possible to raise the S1 activity by lowering the GDH activity. Plasmid pSTVG contains the GDH gene, the lac promoter, the chloramphenicol resistance gene, and the replicative origin derived from pACYC184 for compatibility with the plasmid pNTS1. In E. coli HB101 carrying pNTS1 and pSTVG, the S1 activity was higher than the GDH activity, but this GDH

level may be too low to regenerate in a COBE reduction reaction as described below.

过产生S1和GDH的大肠杆菌转化细胞的构建

为了在同一大肠杆菌细胞中表达碳酰还原酶S1和GDH基因，要构建四个表达型载体。质粒pNTS1G 和 pNTGS1包含有来自C. magnoliae的S1基因，来自B. megaterium的GDH基因，来自pUC19的LAC启动子，从pTrc99A的来的终止子，质粒pNTS1包含有S1基因，来自pUC19的LAC启动子，从pTrc99A的来的终止子。在大肠杆菌转化细胞的无细胞抽提物的酶活力如表一所示。携带有运输质粒pUCNT的大肠杆菌细胞无法检测到其S1和GDH活性。携带有pNTS1G 或 pNTGS1质粒在没有IPTG的诱导下有S1和GDH的活性。在这两个转化菌种中，S1的活力小于GDH的活力。为了得到S1活性等于或者大于GDH的大肠杆菌转化菌株，我们使用低拷贝的载体pSTV28，来表达GDH基因。它可能可以通过降低GDH的活性从而提高S1的活性。质粒pSTVG包含有GDH基因，lac启动子，和氯霉素抗性基因，以及与pNTS1具有相容性的从pACYC184得来的复制起始位点。在携带有pNTS1和pSTVG的大肠杆菌转化细胞中，S1的活性要高于GDH的活性，但是GDH的活性可能会太低而在COBE还原反应中不能再生。

太长了，字数有限制，所以不能发完。分数我无所谓啦，我很少登录的。这应该算是基因工程的吧，是我以前自己翻的，不是很好。如果你要的话可以联系我的邮箱。iamecho23@163.com

天然气作为一种优质、高效的清洁能源，在多个领域已获得广泛的应用，并且发展前景广阔。下面是我精心推荐的天然气学术论文，希望你能有所感触!

天然气净化综述

[摘 要]介绍脱碳、脱汞、脱水工艺方法。

[关键词]天然气净化工艺。

中图分类号：TE645 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2014)18-0107-01

1 引言

天然气进入液化前，需要脱除其中的酸性气体CO2。酸性气体CO2将导致设备腐蚀，还将在液化的低温部分形成固态的干冰，堵塞设备和管道，使生产无法进行，故设置酸性气体脱除单元脱除原料气中的CO2，使其达到液化的天然气质量要求。原料气还需要进行脱水脱汞处理，使水含量小于1ppm，汞含量小于0.01μg/m3。目的是可防止天然气中的水分析出，在液化时结冰，使管道和仪表阀门出现冰堵，发生事故因液态水的存在，未脱除的酸性组份会对压力管道和容器造成腐蚀。若汞含量超标将会严重腐蚀铝制设备，降低设备使用寿命，且将造成环境污染以及检修过程中对人员的危害。

2 脱碳工艺方法介绍

a)脱碳工艺方法

脱碳工艺方法分为干法脱碳和湿法脱碳两大类。

1)干法脱碳

主要有固体吸附和膜分离法。固体吸附CO2与分子筛脱水类似，天然气中的CO2被吸附在多孔状固体上(如分子筛)，然后通过加热使CO2脱除出来。该方法工艺流程较简单，而且可以与脱水分子筛布置在同一个塔中，从而达到减少单元数量、简化流程的目的。但受固体吸附剂吸附容量较小的限制，比较适合含硫，特别是有机硫的原料。

膜分离是将天然气通过某种高分子聚合物薄膜，在高压条件下，薄膜对天然气中不同组份的溶解扩散性的差异，形成了不同组份渗透通过膜的速率不同，从而选择性将CO2与其它组份进行分离。该方法投资较高，更适合CO2浓度较高的天然气脱碳工艺。

2)湿法脱碳

分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法是基于有机溶剂如碳酸丙烯脂、聚乙二醇二甲醚和甲醇等作为吸收剂，利用CO2在这些溶剂中的溶解度随着压力变化的原理来吸收CO2。其特点是在高压及低温的条件下吸收，吸收容量大，吸收剂用量少，且吸收效率随着压力的增加或温度的降低而增加。而在吸收饱和后，采用降压或常温汽提的方式将CO2分离使吸收剂再生。

化学吸收法是以可逆的化学反应为基础，以碱性溶剂为吸收剂的脱碳方法。溶剂与原料气中的CO2反应生成某种化合物，然后在升高温度、降低压力的条件下，该化合物又能分解并释放CO2，解析再生后的溶液循环使用。化学吸收主要有碳酸钾吸收法、醇胺吸收法和氢氧化钠吸收法等。

b)工艺路线比选

目前在天然气脱碳工业上主要运用以下工艺。

1)膜分离工艺

膜分离的基本原理就是利用各气体组份在高分子聚合物中的溶解扩散速率不同，因而在膜两侧分压差的作用下导致其渗透通过纤维膜壁的速率不同将不同气体分离。推动力(膜两侧相应组份的分压差)、膜面积及膜的分离选择性，构成了膜分离的三要素。依照气体渗透通过膜的速率快慢，可把气体分成渗透系数较大的“快气”和渗透系数相对较小的“慢气”。常见气体中，H2O、H2、He、H2S、CO2等称为“快气”而称为“慢气”的则有CH4及其它烃类、N2、CO、Ar等。膜分离器内配置数万根细小的中空纤维丝，中空纤维丝的优点就是能够在最小的体积中提供最大的分离面积，使得分离系统紧凑高效，同时可以在很薄的纤维壁支撑下，承受较大的压力差。天然气进入膜分离器壳程后，沿纤维外侧流动，维持纤维内外两侧一适当的压力差，则气体在分压差的驱动下“快气”(H2O、CO2)选择性地优先透过纤维膜壁在管内低压侧富集导出膜分离系统，渗透速率较慢的气体(烃类)则被滞留在非渗透气侧，以几乎跟原料气相同的压力送出界区。

2)活化MDEA(甲基二乙醇胺)工艺

活化MDEA工艺于20世纪60年代开发，第一套活化MDEA工业装置于1971年在德国巴斯夫的一座工厂中被投入生产应用。活化MDEA法采用45～50%的MDEA水溶液，并添加适量的活化剂以提高CO2的吸收速率。MDEA不易降解，具有较强的抗化学和热降解能力、腐蚀性小、蒸汽压低、溶液循环率低，并且烃溶解能力小，是目前应用最广泛的气体净化处理溶剂。该工艺应用范围广泛，可以用来从合成氨厂的合成气中去除CO2，也可净化合成气、天然气，及高炉气等专用气体。目前活化MDEA工艺已成功运用于全世界超过250个气体净化工厂中，其中包括80个天然气处理厂。且该工艺可应用到现有工厂的技术改造上，近年来，国外的大型化肥装置已有采用活化MDEA水溶液改造热钾碱脱CO2的趋势。

3)Selexol工艺

Selexol工艺是美国Allied化学公司(现归属Norton公司)在20世纪60年代研发成功。该工艺所使用的吸收剂(聚乙二醇二甲醚混合物)具有极低的蒸汽压、无腐蚀性耐热降解和化学降解等特点，适用于合成气和天然气的净化处理。目前全球采用Selexol工艺装置的数量超过55套，但Selexol工艺存在很多问题，如聚乙二醇二甲醚混合物的溶液粘度较大，增加了传质阻力，不利于吸收过程，同时聚乙二醇二甲醚混合物溶解和夹带天然气中的少量烃类物质等。

4)冷甲醇工艺

冷甲醇工艺是由德国Linde AG公司和Lurgi公司于20世纪50年代联合开发的气体净化工艺。该工艺采用甲醇作为溶剂，依据甲醇溶剂对不同气体溶解度的显著差别来脱除H2S、CO2和有机硫等杂质。由于所使用的甲醇因蒸气压较高，需在低温下(-55℃～-35℃)操作。该工艺目前多用于渣油或煤部分氧化制合成气的脱硫和脱碳，而在其它项目单独用于脱除CO2的工业应用实例很少。

5)低温分离工艺

低温分离工艺是利用原料气中各组份相对挥发度的差异，通过冷冻制冷，在低温下将气体中组份按工艺要求冷凝下来，然后用蒸馏法将其中各类物质依照沸点的不同逐一加以分离。该方法应用较多的工艺主要是美国的Rayn-Holmes工艺，目前全世界工业装置超过8套。该方法适用于天然气中CO2含量较高，以及在CO2含量和流量出现较大波动的情形。但工艺设备投资费用较大，能耗较高。

3 脱水脱汞工艺介绍

a)概述

天然气的脱水方法主要有三种：冷却法、甘醇吸收法及固体(如硅胶、活性氧化铝、分子筛等)吸附法。

1)冷却脱水时利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的粗分离。若冷却脱水过程达不到作为液化厂原料气中对水露点的要求，则还应采用其它方法对天然气进行进一步的脱水。

2)吸收脱水是用吸湿性液体(或活性固体)吸收的方法脱除天然气中的水蒸气。用作脱水吸收剂的物质应具有以下特点：对天然气有很强的脱水能力，热稳定性好，脱水时不发生化学反应，容易再生，粘度小，对天然气和液烃的溶解度较低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀性，同时价格低廉，容易得到。实践证明二甘醇及其相邻的同系物三甘醇是常用的醇类脱水吸收剂。(1)甘醇胺溶液：优点：可同时脱除水、CO2和H2S，甘醇能降低醇胺溶液起泡倾向。缺点：携带损失量较三甘醇大，需要较高的再生温度，易产生严重腐蚀，露点小于甘醇脱水装置，仅限于酸性天然气脱水。(2)二甘醇水溶液：优点：浓溶液不会凝固，天然气中有硫、氧和CO2存在时，在一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。缺点：携带损失比三甘醇大，露点降小于三甘醇溶液，投资高。(3)三甘醇水溶液：优点：浓溶液不会凝固，容易再生，携带损失量小，露点降大。缺点：投资高，当有轻质烃液体存在时会有一定程度的起泡倾向，运行可靠。

甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。

4 结语

通过以上对天然气净化工艺的综合介绍及对比，旨在为今后液化天然气装置技术选用提供借鉴和设计参考。

参考文献

[1] 徐文渊、蒋长安等，天然气利用手册，中国石化出版社，2001.

[2] 顾安忠，液化天然气技术，机械工业出版社，2003.

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（一）中国中医药简史

1.中国古代中医药发展史

众所周知，中国医药学历史悠久。上古时代，当时生产力水平很低，人们依靠集体打猎和采集植物维持生活。在寻找食物的过程中，由于误食了有害的食物，发生呕吐、腹泻、昏迷、甚至死亡等中毒现象；有时也会因吃了某些食物，使腹泻、呕吐等疾病减轻或消除。这样经过长期的、无数次的实践经验，人们逐渐地积累了医药知识，并有意识的应用于疾病的治疗，从而便产生了早期的医药学。古代书籍中有“神农尝百草”的记载，这些记载虽属传说，但仍然说明医药知识是通过人类不断在生活实践和疾病作斗争中逐渐发展起来的。

从周朝开始，封建社会逐渐形成，由于铁的发明和应用，生产力水平不断提高，至春秋战国时期，随着经济的发展，医药学和其他学科一样，也迅速地发展起来。当时许多杰出的医学家，总结了历来的医学成就，著出了第一部医学经典著作《黄帝内经》，简称《内经》。全书分《素问》和《灵枢》两大部分，每一部分又分九卷八十一篇，共计十四万余言。它采用黄帝与歧伯相互问答的体裁，以阴阳五行学说为理论指导，阐述人体生理现象和病理变化，为中国医药学奠定了理论基础。《内经》主张人与自然是相应的，在论述人体的生理、病理、病因、诊断、治疗和预防等问题时，处处结合四时气候、地理水上、社会生活及思想情绪等诸方面的变化，其观点主要是重视人体与外界环境的统一性。《内经》对人体解剖知识，如脏器质地、大小、肠胃及血管的长短等，都有详实的记载。如血液循环的概念，呼吸与脉搏频率的比例等，远比西欧早得多。

《内经》已明确了十二经脉、七经八脉，创造了中国医学重要学说之一——经络学说。在疾病诊治方面，已初步确立了辨证论治的基本原则；在药性理论方面，提出了寒热温凉四气及酸苦甘辛咸五味的概念；并指出五味人五脏理论，也是后世归经学说的本源；方剂也有记载，全书共收载12个处方。

秦汉时代，医药进一步发展，这时《神农本草经》问世，简称《本经》。全书收载药物365种，不仅对药物疗效作了总结，而且对药物产地、采集、炮炙方法、剂型与疗效的关系，以及方剂君、臣、佐、使的配伍原则也都作了记述。它是我国历史上第一部药学著作，所收载的药物疗效确切。例如水银治疗疥疮，麻黄发汗止喘，常山截疟，大黄泻下等等，内容丰富广泛，为后世历代本草的蓝本。 东汉末年，著名医圣张仲景，通过“勤求古训，博采众方”，继承前人积累的医疗经验和理论知识，结合自己的临床实践，著出了一部《伤寒杂病论》。经后人整理分为《伤寒论》与《金匾要略》两部著作。《伤寒论》在临床医学方面，丰富和发展了辨证论治的原则，形成了理、法、方、药比较完整的治疗体系。收载了100多个有效方剂，如麻黄汤、桂枝汤。承气汤。小柴胡汤。四逆汤等等，至今仍奉为经方而被广泛应用着，是学习和研究祖国医学必读的经典著作之一。《金匾要略》论述了各种杂病的病因。诊断、治疗和预防等，为后世医学对杂病的诊断治疗奠定了基础。

唐代，孙思逸集唐以前方剂之大成，编著了《千金要方》及《千金翼方》。《千金要方》共收载方剂5300余首。他重视单方，验方的收集，总结了劳动人民在医疗实践中积累的宝贵经验，是研究方剂的重要文献之一，由官府颁布的《新修本草》是李箦，苏敬等22人在《神农本草经集注》的基础上编写而成，共载药844种，并绘有药物图谱。书成后，即颁行全国。后抄传至日本，列为医学生必修课之一。它比欧洲纽伦堡政府颁布的药典早833年，是世界上最早的药典。

宋代，唐慎微所著《经史证类备急本草》，简称《证类本草》。唐氏把《嘉拓本草》和《图经本草》合二为一，并增药500余种，全书共收载药物1455种，每药项下附有图及单方。《证类本草》对药物归经进行了考证和阐述，对历代各家学说都予以收录， 因而保存了许多现已散失了的象《开宝本草》、《日华子诸家本草》、《嘉佑本草》等书的内容。宋大观年间，当时官府曾令将《官药局》所收载的方剂加以校订，写成《和剂局方》，共收载方剂297首。后经多次修订，命名为《太平惠民和剂局方》，收载当时医家和民间许多有效方剂。如四物汤，四君子汤、紫雪丹、至宝丹等，大都采用丸散剂型，便于服用和保存，可谓当时的配方手册。

金元时代，不少医学家认真探讨古代医书理论，结合各自的临证经验，提出了不同的学术见解，这就是医学史上著名的金元医家的学术争鸣。其中以四大学派最为突出，即刘完素重视“火热”为病，对运用寒凉药有独到的见解，强调泻火，故称他为“寒凉派”。张从正认为人体生病，都是感受外邪，善于使用汗、吐。下三法攻逐邪气，故称 张氏为“攻下派”。李东垣重视脾胃的作用，提出“内伤脾胃，百病由生”的主张，在治疗上善于温补脾胃，故称李氏为“温补派”。朱丹溪提出“阳常有余，阴常不足”的 论点，并以此立论，常应用滋阴降火的药物治疗疾病，故称朱氏为“滋阴派”。诸家从不同角度总结了自己的临床经验，丰富了祖国医药学的理论和治疗经验，促进了医学的发展，在医学史上是做出了贡献的。但由于受到经验和认识上的局限性，所以说，他们的理论和经验都是不完善的。严用和著《济生方》10卷，载方400首，是他个人50余年的临床经验总结。其中有不少方剂如归脾汤、济生肾气丸、清脾散等，直到今日还在临床上被广泛应用着。张洁古著《珍珠囊》，是金元时期著名的医学著作之一，全书讨论了100种药物，包括 “辨药性之气味、阴阳、厚薄、升降、浮沉、补泻……随证用药之法”。归经学说，早在《内经》已有记述，但没有引起人们的重视，直到张氏所著《珍珠囊》进行论述和发挥之后，才成为运用中药的基本理论之一。李时珍对张氏给予高度评价，认为他是“大扬医理，灵素之下，一人而已”。

明代著名的医药学家和中药方书的著作良多，其中最突出的当推李时珍和他的著作：《本草纲目》。李时珍以经史证类备急本草为蓝本，参考医药书近500部，搜集历代诸家本草学说，再经亲自治病验证，或亲自到各地访问，采集和实地观察，加以辨认和论述，共收载药物1892种，附方11096首，于1578年正式出版。《本草纲目》，全书约200万言，共52卷，它是我国16世纪以前药学成就的总结，是科技史上极其辉煌的硕果。出版后发行全国，后来又被译成英、法、德、日、朝等多种文字的全译本或节译本，广泛流传国外。这部巨著，不仅是我国医药科学上的光辉硕果，而且也是世界医学和生物学重要文献，为世界医药学作出了巨大的贡献。此外，还有朱榆、膝硕编辑的 《普济方》是明代以前方书的总集。全书168卷，收载方剂61739首，是收载方剂最多的方剂著作。

2.中国近代中医药发展史

明清以来，中医对温病（急性传染性疾病等）的认识和诊治，有了长足的发展。在 理论方面，创立了，“卫气营血”和“三焦”辨证纲领，形成了温病学派，这是清代医学 学术上的重要成就。反映这方面成就的代表著作有《温病论治》（叶天士著）、《温病条辨》（吴鞠通著）。《温热条辨》（薛生白著）。《温热经纬》（王孟英著）等。这些著作者 被后人推崇为温病四大名医，他们对温病的理论和诊断和治疗，都做出了重要贡献。

到了清代，有许多简明、实用的本草和方书陆续问世。如《本草备要》（汪昂著）、《本草从新》（吴仪洛著）。《本草求真》（黄宫绣著）。《成方便读》（张秉成著）、《医方集解》，《成方切用》（吴仪洛著）等。这些本草和方书的特点：1、从“临床实际出发，精选方药，由博返约，便于学习和掌握；2、对每个方或药的组方意义和证治机理，都作了详细的注释和阐发，在理论上有了新的提高和发展；3、药物和方剂分类方法，象《本草从新》、《医方集解》等，都采用了按功效分类方法，使本草、方剂的分类法更趋于完善和实用。自鸦片战争至解放前的100多年，我国遭受了帝国主义的侵略，中国沦为一个半封建、半殖民地的国家。在各通商口岸和内地，举办学校、教会和医院，并大量倾销西洋药品，使我国文化和科学饱受摧残。国民党政府推行民族虚无主义，否定祖国的民族文化，全盘否定中医中药，提出“废止中医以扫除医药卫生之障碍案”，使中医中药事业濒于被消灭的境地。

值得提出的是少数从国外归来的药学家和药理学家如：汪敬熙、陈克恢、朱恒壁等按西方药学思想提取中药有效成分，研究对器官功能的药理作用。其中最有名的发现是从中药麻黄中提得麻黄碱，同时发现这个生物碱对心血管系统有类似“肾上腺素的作用，从而成为临床治疗多种疾病的西药。这个例子说明用现代药学和药理学研究中药是一条通向西医药之路；以植物成分纯化为化学单体的药学思路。这条路是18世纪西方药学家走的一条老路，从阿片到吗啡从洋金花到阿托品等。这正是西方药学家不承认中医药学是科学，而只把中药当原料，不需要学习中医药学就可以研究出新药，即 “废医存药”的错误观点，其结果使中医药学非但得不到发展，反而被废弃甚至被消灭。

1949年中华人民共和国成立了，在中国共产党的英明领导下，人民卫生事业得到了迅速发展。对在我国存在着两个医药体系，即一个是有几千年历史，行之有效的中医药学体系，另一个是在世界（包括中国）发展了几百年现代医药学体系，两种医药体系共存在于同一块国土上，都在同疾病作斗争这一事实，有着不同认识和理解。是各自独立发展，互不往来，互不干预；是以谁为主；还是互相渗透，互相补充，取长补短、中西结合。争论也是相当激烈的，相当尖锐的。我党的政策是采取坚持中西医结合的道路，明确指出：“中国医药学是一个伟大的宝库，坚持走中西医结合的道路，创造中西统一的新医学、新药学，是发展我国医学科学技术的正确道路。”几十年,来在正确的政策指引下，我国医药事业蓬勃发展，取得了举世瞩目的成就。50年代未开始，在全国范围内掀起了西医药学习中医药的高潮；建立了中医药研究机构，开办中医院，中医药大学，培养出一大批高级中医、中药人才；编写出《中药志》、《全国中草药汇编》、《中药大辞典》、《中医大辞典》、《中药的药理与应用》、《中药药理与临床研究进展》及《方剂的药理与临床应用》等专著；创刊了多种中医中药杂志与刊物；《中华人民共和国药典》（一部）90年版、95年版，收载中药材从509种增加到522种；中药成方及单味制剂从275种增加到398种等等。它们在继承弘扬祖国医药遗产，提高科研、教学、生产水平和保证临床用药质量等诸方面，都发挥了重要作用。 标志中医药学进展过程的鲜明特征，是中西医药结合的思想和取得的最新成果。西 医药学的优势是现代科学技术，是以微观为特征，以局部观点研究细胞、分子、基因结 构与功能为研究中心，忽视了宏观、整体、相互制约与调节的理论基础。后者正是中医药学与东方文化思想的精华。以中西医结合的思想研究中医学，就可以取各家之长，逐步走向集体的、多学科合作的、具有创造性、宏观与微观相结合的现代中医药学的道路上来。中药研究成果累累，已有几十种中药单体达到较高临床治疗水平。如青嵩素治疗疟疾，雷公滕皂甙治疗自身免疫性疾病红斑狼疮等，靛玉红治疗白血病，黄连素治疗炎症等等。中医方剂的研究，在防治常见病、多发病方面，创造了一批新方剂，并不断地被验证和改进。如冠心H号方、宫外孕1号方、胆道排石汤、清胰汤等；经典方如生脉散、四物汤。补中益气汤、玉屏风散、六味地黄汤、安宫牛黄九、四逆汤、桂枝汤等的研究都受到重视并取得了显著的成果。近几十年来，中医药学研究进展，引起国际同行的重视。日本研究中药的思想仍是按西医药的模式，“有药无医”，因而限制了中医药在日本的发展。欧美一些国家也开始认识到中医药学的疗效，从而开始建立中医医院，中医学院、中医研究中心等组织。但是，从发展中西医结合的观点来看，仍有待今后逐步推动。

21世纪来临之际，中国的科学文教事业必将有更大的发展，科教兴国的决策也将把中医中药事业推向新的高潮。既往开来，任重道远，中医中药研究有若干重要课题要我们去探讨。目前我国医学发展形成中医。西医与中西医结合的三支并存的力量。中医学具有继承中华民族固有的传统文化与哲理基础，具有中国特色的文化体系。这些都是我们祖先代代相传而积累的宝贵文化遗产，我们应当继承井弘扬广大。

（二）厚朴简介及研究意义

木兰科植物厚朴为常用传统中药，为木兰科（magnoliaceae）植物厚朴（Magnolia officinalis Rehd.et Wils）或凹叶厚朴（Magnolia officinalis Rehd.et Wils.var.biloba Rehd.et Wils）是我国特产，树皮、花、果均可入药，是国家重点保护的中药材，而且是中国药典1995年版收载的常用药物，其性味苦、辛、湿，具有有温中、下气、燥湿、清痰、排满等作用，用于湿滞伤中、腕痞吐泻、食积气滞、腹涨便秘、痰饮喘咳等症，在临床上应用广泛，[1] 其干皮、枝皮和根皮是中药材中的重要成分之一。著名的半夏厚朴汤既是已厚朴为主要原料，辅以桔梗、枇杷、桔皮、防风、黄芪、川贝、延胡索、丹参等中药材，具有理气和中、消滞化湿的功效。而丙肝宁冲剂也是以厚朴与伏虎为主要原料制成的。

厚朴中含挥发油约1％，油中主要含β－桉油醇（β－Eudesmol,Machilol）,占挥发油的95％以上，有镇静作用。另含厚朴酚（Magnolol）及它的异构体约5％，有抗菌作用。此外，还含少量木兰箭毒碱（Magnocurarine）及鞣质。长缘厚朴的化学成分研究除文献报道的厚朴酚、和厚朴酚、β-桉叶醇及少量木兰箭毒碱外，其他成分还包括从长缘厚朴干树皮的乙酸乙酯部分得到的新的联烯丙基苯对苯醌型化合物木兰醌magnoquinone和七个已知新木酯类化合物。其中厚朴酚与和厚朴酚是一对同分异构体，二者高含量是长缘厚朴作为厚朴代用品的主要依据。

如下图所示即为厚朴中所含各组分的分子式图。

magnoquinone magnolol honokiol

4-O-methylhonokiol 3-O-methylmagnolol magnoldehyde

magnoligan A magnoligan C

1.分布

厚朴主要分布在我国长江流域，东自浙江、福建沿海，西至云南怒江、四川盆地西缘，南自广西北部，北至秦岭南麓、大别山，位于102~122° E,22~34°N。历史上主要商品来自浙江、湖北、四川等省，其中浙江的产量最大，占全国的40%~60%，湖北、四川各占全国的10%~20%。

厚朴的垂直分布幅度相当大，并随纬度和地形而变化。东部沿海多分布于海拔500~1200m的山地，西部山区分布教高，在四川峨眉山海拔1800m、湖北五峰香党坪药林场海拔1650~1780m仍然有天然林和成片人工林生长，但海拔1700m以上的厚朴一般虽能开花，但种子较难成熟。[2]

2.生物学特性

厚朴喜光，性喜凉爽、潮湿的气候，宜生于雾气重、相对湿度大、阳光充足的地方。产地年平均温度9~20℃，1月份平均温度2~9℃，年降水量800~1800mm，多在1400mm左右，水湿条件对厚朴生长和分布起着限制作用，其次是温度条件。

厚朴对土壤的要求高于一般树种，喜疏松、肥沃、腐殖质含量高、湿润、派水良好、微酸性至中性的土壤，一般以山地黄壤和石灰岩形成的冲积钙土为宜，野生的多混生在落叶阔叶林、毛竹林内，在溪谷、河岸、山麓等湿润、深厚、肥沃林地生长良好。人工栽培，在不同立地条件下生长差异很大。[3]

厚朴侧根发达，萌芽力强，主根不明显，一般有侧根9~15条，90%以上的根系分布在0~40cm的土层内，有强烈的趋肥性和好气性，栽于适地生长快，10a以前年高生长量0.5~1m，以后生长减缓；8~13a开始开花结实，15a左右可间伐剥皮，50a生厚朴高15~20m，胸径30~35cm，在林内能长成直干良材。

厚朴一般3~4月双周平均气温15℃左右开始萌动，气温18~20℃左右花叶同时开放，每朵花持续期15d左右，气温22~25℃、月降雨量200mm以上生长量达到高峰，在适宜的海拔范围内，海拔增高生长期延长，有利于厚朴生长。

3.厚朴在美容方面的作用

近年来，随着居民生活水平的不断提高，日用化学品的消费量也在逐年呈现上升势头，美容化妆品几乎成为必备之物，而且社会需求与日俱增，仅据沈阳市的调查统计，1988年全市居民人均用化妆品的支出为5.30元，同1987年相比，增长了58.9%。近年来有了更大幅度增长。

九十年代以来，护肤品及防晒霜的消费量一直居高不下，可见人们对于自身肤质的保养愈渐重视。然而，大多数的防晒霜中都不可避免的含有各种化学成分，如铅、汞、砷等有毒物质，这些化学成分在对皮肤提供保护的同时也会对人体肌肤造成一定的伤害，因此，纯天然的护肤品及防晒霜正越来越受到人们的关注。以天然原料制成的化妆品，达到既美容又防病的目的，成为生产者和消费者的共同愿望。

目前，在世界化妆品生产中，天然化妆品约占30%~40%。中国在天然化妆品的开发方面，充分利用了中药资源的优势，研制和生产出各种药物型化妆品，美化了生活，给消费者带来了福音。人皮肤衰老的主要表现为出现皱纹及皮肤松弛，由于面部被阳光照射的机会较多，因此会更加明显。近年来有报道称：厚朴中的厚朴酚及和厚朴酚对紫外线有较好的防护作用，同时具有抗炎、抗过敏以及抗菌等作用，因而可以用来作为防晒霜的原料，厚朴中提取物制成的防晒霜系纯天然产品，对皮肤无伤害，刺激小，具有较为广阔的市场前景。

日本科学家西部幸修以照射性衰老模型小鼠探讨了厚朴预防光照性皮肤衰老的作用。

方法：无毛小鼠背部皮肤每周三次，照射紫外线十周（总量为4J/cm2）,作为光照性皮肤衰老模型。照射紫外线1h前涂抹10µvL厚朴提取液或赋形剂。10周后取小鼠背部皮肤匀浆，检测其中弹性蛋白酶、胶原酶、透明质酸酶等的活性。

结果与讨论：紫外线照射虽使各种酶活性增加，但厚朴提取液对上述酶活性有显著抑制作用。并且，电子显微镜观察光照性皮肤衰老模型小鼠的皮肤切片，发现胶原纤维被破坏，而涂抹厚朴提取液则对此有预防作用。上述结果表明，厚朴提取液对光照性皮肤衰老有预防作用。[4]

（三）厚朴酚与和厚朴酚含量测定方法

在已发现的厚朴中，对于厚朴酚及和厚朴酚的含量测定方法很多，有薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法等。现将各种分析方法简述如下：

1.薄层层析－紫外分光光度法

将厚朴及含厚朴酚的制剂经过薄层层析分离后，在紫外光灯（365nm或254nm）下定位，再用一定溶剂洗脱后，用分光光度计测定其吸收度，计算含量[5～7]。厚朴酚与和厚朴酚经95％乙醇加热回流1h可提取完全，薄层层析可采用硅胶GF254板或硅胶G板，展开剂可用苯－甲醇（9:1）[6,7]。有人用此法测定了厚朴不同炮制品、不同商品规格厚朴、木兰科厚朴及凹叶厚朴中的厚朴酚与和厚朴酚，回收率高，稳定性好。[8]

2.薄层扫描法

将厚朴或含厚朴酚的制剂经薄层层析分离后，直接在薄层扫描仪上，在选定的λs和λR范围内扫描，经薄层斑点的面积积分值由回归方程计算出含量，不受气团成分的干扰，稳定性好、方法简便、结果准确。

3.高效液相色谱法

用高效液相色谱仪，在选定的色谱柱上，用适宜的流动相使厚朴或其制剂中的厚朴酚及和厚朴酚达到良好的分离后，经紫外线检测器检测得到峰面积，用内标法或外标法由回归方程计算含量，方法简便、快捷、重现性好，是质量控制的可靠手段。有人使用此法测定厚朴类药用植物[13]、厚朴和大叶木兰[14]、七种不同方法炮制的厚朴[15]厚朴不同炮制品[16]、厚朴等药材及多种剂型中厚朴酚的含量。

4.气相色谱法

用气相色谱仪，在选定的色谱柱内，用选定的载气，使厚朴中被加热气化的厚朴酚与和厚朴酚随载气带入色谱柱内完全分离，用内标或外标法测定，经检测器得相应得相应值，由微处理机计算出含量，方法简便、快速、重现性好，能较好地控制质量。有报道[17]用此法测定了厚朴及其提取液中厚朴酚与和厚朴酚。

5.表面活性剂荧光法

刘万军[18]用该法测定了厚朴中厚朴酚的含量，经实验选用了非离子表面活性剂OP乳化剂（聚乙二醇辛基苯基醚）0.1％0.5ml进行增敏增稳作用，使测定灵敏度较紫外线分光度提高了2个数量级，提高了荧光量子效率，实现了对厚朴酚的荧光测定，再用薄层层析－紫外法进行测定。

6.一阶导数紫外分光光度法

王晓敏[19]等用乙醇为溶剂回流提取制得样品后用一阶导数分光光度法测定厚朴中厚朴酚及和厚朴酚得含量。结果证明，一阶导数分光光度法可消除其他组分的干扰，在自动微分系统紫外分光度计上分别测定，两种方法测得结果均较满意，平均回收率在99％以上。

小结

对中药材的提取与分离的方法各式各样，效果也各自不同，本篇论文即拟采用索氏提取仪配合层析柱从厚朴原药中提取并提纯厚朴酚与和厚朴酚，并通过检测熔点及毛细管电泳－质谱连用的方法对所得厚朴酚与和厚朴酚进行分析检测。

二、实验

（一）实验原理

如综述所述，厚朴中所含的主要成分是厚朴酚与和厚朴酚，二者系同分异构体，因羟基所在的位置的差异从而导致二者的极性有所不同，依据这一原理，可以利用硅胶柱层析的方法，通过改变洗脱液的极性，从而达到分离二者的目的。

（二）实验药品

厚朴干皮（购于中国矿业大学西门外百惠药店）

薄层层析硅胶G（青岛海洋化工有限公司）

石油醚（国药集团化学试剂有限公司）

乙酸乙酯（上海东懿化学试剂公司）

氯仿（上海建信化工有限公司）

95％乙醇（南京化学试剂厂）

羧甲基纤维素钠（上海凌峰化学有限公司）

以上各试剂均为分析纯

（三）实验仪器

索氏提取器

真空干燥箱

显微熔点测定仪（北京泰克仪器有限公司）

JB－3型定时恒温磁力搅拌器（上海雷磁仪器厂新泾分厂）

MP200B型电子天平（上海第二天平仪器厂）

RE－52A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）

此外还需30×80mm色谱柱一根

常用玻璃仪器若干

（四）实验流程

由于购得的厚朴系主干皮，呈双筒卷状、质韧不易折，故为方便下步实验，需先对其进行干燥并切碎，之后再对厚朴进行提取。

关于厚朴的提取，我设计了两套方案以选择其中较好的一套进行更进一步的实验。

方案一、将粉碎的厚朴经95％乙醇回流提取，提取液经旋转蒸发

得浸膏，浸膏经石油醚、乙酸乙酯清洗，再使用乙酸乙酯溶解之后再次旋转蒸发，可得到乙酸乙酯提取物浸膏约8.21g。

方案二、使用索氏提取器，将粉碎后的厚朴先通过石油醚回流，

连续提取，再经过乙酸乙酯回流提取，所得提取物经旋

转蒸发也得到浸膏约11.43g。