论文用量子化学研究晶体结构
D. F. Bahr和C. A. Bauer等[2]根据密度泛函理论（DFT）对立方羧酸锌单晶的弹性性能进行计算，分别采用了局域密似(LDA)计算方法和广义梯度近似(GGA)计算方法。结果算的密度泛函理论值(LDA-GGA平均值)为E= ± GPa, C11 = ± GPa, C12 = ± GPa以C44 = ± GPa。LDA计算结果证实了较小值的模量C44预示着IRMOF-1结构的不稳定，同时，GGA预测出较大的晶格常数，将导致其较小的弹性常数。将密度泛函理论（DFT）计算出的弹性系数与通过纳米压膜测量的金属有机材料的弹性塑性响应结果相比较，杨氏模值较密度泛函理论（DFT）计算值偏低，同时各向异性弹性常数也较DFT计算值偏低。
量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论提供了新的关于自然界的观察、思考和表述方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学、粒子物理学以及现代信息技术奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射，粒子的无限可分和信息携带等。尤其它的开放性和不确定性，启发人类更多的发现和创造。
内涵
不确定性
海森伯不确定原则是量子论中最重要的原则之一。最初的不确定性原理指出，不可能同时精确地测量出粒子的动量和位置，因为在测量过程中仪器会对测量过程产生干扰，测量其动量就会改变其位置，反之亦然。量子理论跨越了牛顿力学中的死角，在解释事物的宏观行为时，只有量子理论能处理原子和分子现象中的细节。但是，这一新理论所产生的似是而非的矛盾说法比光的波粒二重性还要多。牛顿力学以确定性和决定性来回答问题，量子理论则用可能性和统计数据来回答。传统物理学精确地告诉我们火星在哪里，而量子理论让我们就原子中电子的位置进行一场赌博。海森伯不确定性使人类对微观世界的认识受到了绝对的限制，并告诉我们要想丝毫不影响结果，就无法进行测量。量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年就意识到了量子力学中不确定性的问题，并假设了一个著名的猫思维实验：“一只猫关在一钢盒内，盒中有下述极残忍的装置（必须保证此装置不受猫的直接干扰）：在盖革计数器中有一小块辐射物质，它非常小，或许在1小时中只有一个原子衰变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变，计数管便放电并通过继电器释放一个锤，击碎一个小小的氰化物瓶。如果人们使这整个系统自在1个小时，那么人们会说，如果在此期间没有原子衰变，这猫就是活的。第一次原子衰变必定会毒杀了这只猫。”
常识告诉我们那只猫非死即活，两者必居其一。可是按照量子力学的规则，盒内整个系统处于两种态的叠加之中，一态中有活猫，另一态中有死猫。但是有谁在现实生活中见过一个又活又死的猫呢？猫应该知道自己是活还是死，然而量子理论告诉我们，这个不幸的动物处于一种悬而未决的死活状态中，直到某人窥视盒内看个究竟为止。此时，它要么变得生气勃勃，要么立刻死亡。如果把猫换成一个人，那么详谬变得更尖锐了，因为这样一来，监禁在盒内的那位朋友会自始至终地意识到他是健康与否。如果实验员打开盒子，发现他仍然是活的，那时他可以问他的朋友，在此观察前他感觉如何，显然这位朋友会回答在所有的时间中他绝对活着。可这跟量子力学是相矛盾的，因为量子理论认为在盒内的东西被观察之前那位朋友仍处在活－死叠加状态中。
玻尔敏锐地意识到它正表征了经典概念的局限性，因此以此为基础提出“互补原则”（并协原理），认为在量子领域总是存在互相排斥的两种经典特征，正是它们的互补构成了量子力学的基本特征。玻尔的互补原则被称为正统的哥本哈根解释，但爱因斯坦一直不同意。他始终认为统计性的量子力学是不完备的，而互补原理是一种绥靖哲学，因而一再提出假说和实验责难量子论，但玻尔总能给出自洽的回答，为量子论辩护。爱因斯坦与玻尔的论战持续了半个世纪，直到他们两人去世也没有完结。
质疑
玻尔与爱因斯坦
薛定谔猫实验告诉我们，在原子领域中实在的佯谬性质与日常生活和经验是不相关的，量子幽灵以某种方式局限于原子的阴影似的微观世界之中。如果遵循量子理论的逻辑到达其最终结论，则大部分的物理宇宙似乎要消失于阴影似的幻想之中。爱因斯坦决不愿意接受这种逻辑结论。他反问：没有人注视时月亮是否实在？科学是一项不带个人色彩的客观的事业，将观察者作为物理实在的一个关键要素的思想看来与整个科学精神相矛盾。如果没有一个“外在的”具体世界供我们实验与测量，全部科学不就退化为追逐想象的一个游戏了吗？
量子理论革命性的特点，一开始就引起了关于它的正确性及其解释内容的激烈争论，在20世纪中这个争论一直进行着。自然法则从根本上将是否具有随机性？在我们的观察中是否存在实体？我们又是否受到了观察现象的影响？爱因斯坦率先从几个方面对量子理论提出质疑。他不承认自然法则是随机的。他不相信“上帝在和世界玩骰子”。在和玻尔的一系列著名的论战中，爱因斯坦又一次提出了批判，试图解释量子理论潜在的漏洞、错误和缺点。玻尔则巧妙地挫败了爱因斯坦的所有攻击。在1935年的一篇论文中，爱因斯坦提出了一个新证据：断言量子理论无法对自然界进行完全的描述。根据爱因斯坦的说法，一些无法被量子理论预见的物理现象应该能被观测到。这一挑战最终导致阿斯派特做了一系列著名的试验，准备用这些试验解决这一争论。阿斯派特的实验详尽地证明了量子理论的正确性。阿斯派特认为，量子理论能够预见但无法解释一些奇妙的现象，爱因斯坦断言这一点是不可能的。由此似乎信息传播比光速还快——很明显地违背了相对论和因果律。阿斯派特的实验结论仍有争议，但它们已促成了关于量子论的更多的奇谈怪论。
由玻尔和海森伯发展起来的理论和哥本哈根派的观点，尽管仍有争论，却逐渐在大多数物理学家中得到认可。按照该学派的观点，自然规律既非客观的，也非确定的。观察者无法描述独立于他们之外的现实。就象不确定律和测不准定律告诉我们的一样，观察者只能受到观察结果的影响。按自然规律得出的实验性预见总是统计性的而非确定性的。没有定规可寻，它仅仅是一种可能性的分布。
电子在不同的两个实验中表现出的波动性和粒子性这一表面上的矛盾是互补性原理的有关例子。量子理论能够正确地、连续地预测电子的波动性或粒子性，却不能同时对两者进行预测。按照玻尔的观点，这一矛盾是我们在对电子性质的不断探索中，在我们的大脑中产生的，它不是量子理论的一部分。而且，从自然界中只能得到量子理论提供的有限的、统计性的信息。量子理论是完备的：该理论未能告诉我们的东西或许是有趣的猜想或隐喻。但这些东西既不可观测，也不可测量，因而与科学无关。哥本哈根解释未能满足爱因斯坦关于一个完全客观的和决定性的物理定律应该是什么样的要求。几年后，他通过一系列思维推理实验向玻尔发起挑战。这些实验计划用来证明在量子理论中的预测中存在着不一致和错误。爱因斯坦用两难论或量子理论中的矛盾向玻尔发难。玻尔把问题稍微思考几天，然后就能提出解决办法。爱因斯坦难免过分地看重了一些东西或者忽略了某些效应。有一次，具有讽刺意味的是爱因斯坦忘记了考虑他自己提出的广义相对论。最终，爱因斯坦承认了量子理论的主观一致性，但他仍固执地坚持一个致命的批判：EPR思维实验。
1935年，爱因斯坦和两个同事普多斯基和罗森合作写了一篇驳斥量子理论完备性的论文，在物理学家和科学思想家中间广为流传。该论文以三个人姓氏的第一个字母合称EPR论文。他们假设有两个电子：电子1和电子2发生碰撞。由于它们带有相同的电荷，这种碰撞是弹性的，符合能量守恒定律，碰撞后两电子的动量和运动方向是相关的。因而，如果测出了电子1的位置，就能推知电子2的位置。假设在碰撞发生后精确测量电子1的位置，然后测量其动量。由于每次只测量了一个量，测量的结果应该是准确的。由于电子1、2之间的相关性，虽然我们没有测量电子2，即没有干扰过它，但仍然可以精确推测电子2的位置和动量。换句话说，我们经过一次测量得知了电子的位置和动量，而量子理论说这是不可能的，关于这一点量子理论没有预见到，爱因斯坦及其同事由此证明：量子理论是不完备的。
玻尔经过一段时间的思考，反驳说EPR实验非但没有证否量子理论，而且还证明了量子理论的互补性原理。他指出，测量仪器、电子1和电子2共同组成了一个系统，这是一个不可分割的整体。在测量电子1的位置的过程中会影响电子2的动量。因此对电子1的测量不能说明电子2的位置和动量，一次测量不能代替两次测量。这两个结果是互补的和不兼容的，我们既不能说系统中一个部分受到另一个部分的影响，也不能试图把两个不同实验结果互相联系起来。EPR实验假定了客观性和因果关系的存在而得出结论认为量子理论是不完备的，事实上这种客观性和因果性只是一种推想和臆测。
应用
量子理论中原子
尽管人们对量子理论的含义还不太清楚，但它在实践中获得的成就却是令人吃惊的。尤其在凝聚态物质——固态和液态的科学研究中更为明显。用量子理论来解释原子如何键合成分子，以此来理解物质的这些状态是再基本不过的。键合不仅是形成石墨和氮气等一般化合物的主要原因，而且也是形成许多金属和宝石的对称性晶体结构的主要原因。用量子理论来研究这些晶体，可以解释很多现象，例如为什么银是电和热的良导体却不透光，金刚石不是电和热的良导体却透光？而实际中更为重要的是量子理论很好地解释了处于导体和绝缘体之间的半导体的原理，为晶体管的出现奠定了基础。1948年，美国科学家约翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦尔特·布拉顿根据量子理论发明了晶体管。它用很小的电流和功率就能有效地工作，而且可以将尺寸做得很小，从而迅速取代了笨重、昂贵的真空管，开创了全新的信息时代，这三位科学家也因此获得了1956年的诺贝尔物理学奖。另外，量子理论在宏观上还应用于激光器的发明以及对超导电性的解释。
而且量子论在工业领域的应用前景也十分美好。科学家认为，量子力学理论将对电子工业产生重大影响，是物理学一个尚未开发而又具有广阔前景的新领域。时下半导体的微型化已接近极限，如果再小下去，微电子技术的理论就会显得无能为力，必须依靠量子结构理论。科学家们预言，利用量子力学理论，到2010年左右，人们能够使蚀刻在半导体上的线条的宽度小到十分之一微米（一微米等于千分之一毫米）以下。在这样窄小的电路中穿行的电信号将只是少数几个电子，增加一个或减少一个电子都会造成很大的差异。
美国威斯康星大学材料科学家马克斯·拉加利等人根据量子力学理论已制造了一些可容纳单个电子的被称为“量子点”的微小结构。这种量子点非常微小，一个针尖上可容纳几十亿个。研究人员用量子点制造可由单个电子的运动来控制开和关状态的晶体管。他们还通过对量子点进行巧妙的排列，使这种排列有可能用作微小而功率强大的计算机的心脏。此外，美国得克萨斯仪器公司、国际商用机器公司、惠普公司和摩托罗拉公司等都对这种由一个个分子组成的微小结构感兴趣，支持对这一领域的研究，并认为这一领域所取得的进展“必定会获得极大的回报”。
科学家对量子结构的研究的主要目标是要控制非常小的电子群的运动即通过“量子约束”以使其不与量子效应冲突。量子点就有可能实现这个目标。量子点由直径小于20纳米的一团团物质构成，或者约相当于60个硅原子排成一串的长度。利用这种量子约束的方法，人们有可能制造用于很多光盘播放机中的小而高效的激光器。这种量子阱激光器由两层其他材料夹着一层超薄的半导体材料制成。处在中间的电子被圈在一个量子平原上，电子只能在两维空间中移动。这样向电子注入能量就变得容易些，结果就是用较少的能量就能使电子产生较多的激光。
美国电话电报公司贝尔实验室的研究人员正在对量子进行更深入的研究。他们设法把量子平原减少一维，制造以量子线为基础的激光器，这种激光器可以大大减少通信线路上所需要的中继器。
美国南卡罗来纳大学詹姆斯·图尔斯的化学实验室用单个有机分子已制成量子结构。采用他们的方法可使人们将数以十亿计分子大小的装置挤在一平方毫米的面积上。一平方毫米可容纳的晶体管数可能是时下的个人计算机晶体管数的1万倍。纽约州立大学的物理学家康斯坦丁·利哈廖夫已用量子存储点制成了一个存储芯片模型。从理论上讲，他的设计可把1万亿比特的数据存储在大约与现今使用的芯片大小相当的芯片上，而容量是时下芯片储量的1·5万倍。有很多研究小组已制出了利哈廖夫模型装置所必需的单电子晶体管，有的还制成了在室温条件下工作的单电子晶体管。科学家们认为，电子工业在应用量子力学理论方面还有很多问题有待解决。因此大多数科学家正在努力研究全新的方法，而不是仿照时下的计算机设计量子装置。
争议
量子理论提供了精确一致地解决关于原子、激光、X射线、超导性以及其他无数事情的能力，几乎完全使古老的经典物理理论失去了光彩。但我们仍旧在日常的地面运动甚至空间运动中运用牛顿力学，在这个古老而熟悉的观点和这个新的革命性的观点之间一直存在着冲突。
宏观世界的定律保持着顽固的可验证性，而微观世界的定律具有随机性。我们对抛射物和彗星的动态描述具有明显的视觉特征，而对原子的描述不具有这种特征，桌子、凳子、房屋这样的世界似乎一直处于我们的观察之中，而电子和原子的实际的或物理性状态没有缓解这一矛盾。如果说这些解释起了些作用的话，那就是他们加大了这两个世界之间的差距。
对大多数物理学家来说，这一矛盾解决与否并无大碍，他们仅仅关心他们自己的工作，过分忽视了哲学上的争议和存在的冲突。毕竟，物理工作是精确地预测自然现象并使我们控制这些现象，哲学是不相关的东西。
广义相对论在大尺度空间、量子理论在微观世界中各自取得了辉煌的成功。基本粒子遵循量子论的法则，而宇宙学遵循广义相对论的法则，很难想象它们之间会出现大的分歧。很多科学家希望能将这两者结合起来，开创一门将从宏观到微观的所有物理学法则统一在一起的新理论。但迄今为止所有谋求统一的努力都遭到失败，原因是这两门20世纪物理学的重大学科完全矛盾。是否能找到一种比现有的这两种理论都好的新理论，使这两种理论都变得过时，正如它们流行之前的种种理论遇到的情况那样呢？
摘要:硫酸工业是重要的化工工业之一，工业上制造硫酸一般采用接触法，即用五氧化二钒做催化剂，在常压和一定的温度下将二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，其后用浓硫酸％来吸收三氧化硫，制得硫酸本论文运用量子化学的密度泛函理论DFT方法进行研究，并采用团簇模型方法来模拟催化剂五氧化二钒的晶体结构同时研究了SO2和02在V2O5做催化剂的条件下反应生成SO3的反应机理通过理论分析，比较详细的给出了反应中间体和过渡态的结构和能量从化学平衡的角度讲，尽管我们知道二氧化硫转化为三氧化硫也是一个气体体积减小的反应，但在常压下SO2的转化率已经较高。再说加压对设备的要求就提高了，这样无形之中提高了成本，为提高一点点转化率是不值得的，所以一般工业用常压。这和氨气有些相似
你查查不同压强下的转化率
用x射线研究晶体结构的论文
威廉·亨利·布拉格（Sir William Henry Bragg ，1862—1942），英国物理学家，现代固体物理学的奠基人之一。他早年在剑桥三一学院学习数学，曾任澳大利亚阿德莱德大学及英国利兹大学、伦敦大学教授，1940年出任皇家学会会长。由于在使用X射线衍射研究晶体原子和分子结构方面所作出的开创性贡献，他与儿子.布拉格分享了1915年诺贝尔物理学奖。父子两代同获一个诺贝尔奖，这在历史上是绝无仅有的。同时，他还作为一名杰出的社会活动家，在20世纪二三十年代是英国公共事务中的风云人物。1895年发现X射线之后，许多物理学家认为它是一种特殊的光线——你可以用X射线拍摄木头里的钉子或是手掌里的骨头——其性质应该与波一致。但是没有人能够肯定，因为尚无人能够确凿无疑地证实X射线具有衍射等波特有的性质。关键问题是，在进行衍射试验时，光栅缝隙的大小应该与试验对象的波长相当。每英寸两万线的光栅适用于可见光。但是X射线比可见光能量大得多，这按照经典物理学的解释，意味着其波长要短得多——可能只有可见光波长的千分之一。制作如此精细的光栅完全是不可能的。德国物理学家冯·劳厄认为，如果人工做不出这样的光栅，自然造化也许能行。自然界中的晶体被认为是由原子按一定规律排列而成的，每层只有几个原子厚。劳厄觉得这些原子层的间隙可能合适，可以作为X射线衍射光栅。不过由于原子是由原子层组成的一个立体，在另一端形成的图案将会十分复杂，就像把几个光栅叠放在一起那样。劳厄的老板、慕尼黑大学教授阿诺德·索末菲认为这一想法荒诞不经，劝说他不要在这上面浪费时间。但到了1912年，两个学生证实了劳厄的预言。他们把一束X光射向硫化锌晶体，在感光版上捕捉到了散射现象，即后来所称的劳厄相片。感光版冲洗出来之后，他们发现了圆形排列的亮点和暗点——衍射图。劳厄证明了X光具有波的性质。《自然》杂志把这一发现称为“我们时代最伟大、意义最深远的发现”。两年后，这一发现为劳厄赢得了诺贝尔奖。这一发现有两个重大意义。首先，它表明了X射线是一种波，这样科学家就可以确定它们的波长，并制作仪器对不同的波长加以分辨。（和可见光一样，X射线具有不同的波长。）但是劳厄倡导的第二个领域结出了更为丰硕的成果。一旦获得了波长一定的光束，研究人员就能利用X光来研究晶体光栅的空间排列：X射线晶体学成为在原子水平研究三维物质结构的首枚探测器。现代化学奠基人之一的汉弗莱·戴维在鲍林进入加州理工学院一个世纪前就曾说过：“在人类获取知识的过程中，新工具的运用具有超越一切的重要性。人们在各个时代取得的不同成就，其关键因素并非是他们的自然智力水平，而是他们所掌握的各种手段和人工资源。”X射线晶体学将成为一种威力无穷的人工资源。背后的理论相当简单。研究人员面对着三个因素：波长一定的X光，结构一定的晶体光栅和衍射图谱——三者之间存在着一种简单的数学关系。知道了图谱以及另一个因素，就可以推导出第三个因素。最初的许多数学和实践技巧是由布拉格父子开发的。他们在剑桥与曼彻斯特的实验室成为世界上进行X射线晶体学研究最著名的中心。1912年，劳厄关于X射线的论文发表之后不久，就引起了布拉格父子的关注。当时，亨利·布拉格正在利兹大学当物理学教授，劳伦斯·布拉格刚刚从剑桥大学卡文迪许实验室毕业，留在实验室工作，开始从事科学研究。理论并不复杂，但在实践中，由于衍射图谱相当复杂，因此把晶体结构拼凑起来的过程相当耗费时间和精力。早期的仪器是自制的，质量很不稳定。晶体通常要非常大，需要经过精心的提炼，按一定角度切割，并通过精确的放置才能获得满意的衍射图谱。如果成功地获得了劳厄相片，还要一丝不苟地测量各点的位置和分布。然后才是数学计算。即使是简单的晶体，在没有计算机的时代，对每一个晶体结构的计算都需要花费几个月的时间。如果晶体过于复杂，基本晶体结构单位晶胞中包含的原子数目超过十个，那么X光的衍射图谱将异常复杂，难以破解。整个过程有点像用自制的猎枪射击一块装饰用的熟铁，然后通过分析跳弹的轨迹来推测熟铁的形状。出于这些原因，研究对象只能局限于很简单的晶体。然而，对这些简单晶体的研究得出了令人惊讶的成果。研究人员第一次可以通过工具了解晶体中单个原子的排列，精确测量原子间的距离和角度。布拉格父子解决的第一个晶体结构是岩盐，结果出人意料。整个晶体形成了一个巨大的栅格，每个钠离子被六个等距离的氯离子包围，每个氯离子被六个等距离的钠离子包围。没有单独的氯化钠“分子”。这一发现震惊了理论化学界，立即引发了人们对盐在溶液中行为的新思索。布拉格实验室早期的另一个成功是发现了钻石的结构，验证了早先化学家的理论，它纯粹是由碳原子组成的四面体。布拉格父子接着又解决了其他几个晶体的结构，他们在劳厄之后一年分享了诺贝尔奖。说到布拉格父子对科学的贡献，不能不提的是X射线衍射技术对现代分子生物学发展的关键性作用。所谓“X射线衍射技术”，是通过晶体的X射线衍射花样，与晶体原子排布之间的相互转换关系（互为傅立叶变换），来精确测定原子在晶体中的空间位置。20世纪50年代初，剑桥大学卡文迪许实验室的沃森和克里克正是在该技术的帮助下提出了DNA的双螺旋模型。迄今为止，该技术仍是研究生物大分子结构的主要手段。老布拉格是那种一方面坚守科学的“价值中立”，另一方面又坚信科学必将造福人类的科学家；不仅如此，作为一名社会活动家，“科学怎样才能有益于社会”是其贯穿一生的行动主题。由于科学技术带来的负面作用，他的信念也许遭到一些人的怀疑，但这一人文传统有其恒久的价值，尤其是科学—技术—商业联盟仍将主导着人类的生活，至少在可预见的未来。在生活中，他仁慈地看待这个世界，赞成友好相处，然后独立地走自己的路。也许出于羞怯，他似乎并不追求亲密的朋友关系。从1904年到1907年，在他与卢瑟福的密切通信中（有的长达34页）我们只看到关于科学研究的讨论。他时常阅读前辈法拉第的日记，就像读一位朋友的来信，而内心对之极为推崇和尊重，这是一种在“精神上的紧密关系”。他的谦卑和博爱尤其表现在对待孩子的态度上。他的基本观点是：“孩子们必须是自由的，绝对自由！”每当孩子们就重要的问题征求他的意见时，他会显得非常不安，“在椅子上挪来挪去，同情地嘟哝些什么，然后从椅子上站起来，试图改变谈话，直到最后感到精疲力竭”。他会说“让我想想”，然后过一两天，发一封经过详细说明的建议信，其中“精心考虑了对立的观点”；有时甚至为了表明他的中立性，提出一些离奇的建议，试图让孩子“自己做出判断”而“不受他的观点的束缚”。也许最具传奇色彩的是，老布拉格是一位人到中年才开始研究活动的科学家，早年他在澳大利亚的一所无名大学里，“作为一名认真尽职的教师生活到42岁”，而在返回英国的“短短几年后就成为一位科学发言人”。这究竟是怎么回事？答案是令人回味的：“答案也许就在那长期而幸福的流浪生活中。”“也许在澳洲度过的繁忙、幸福的20年岁月，就像沙漠中的岁月对于一位先知一样有价值，给了他进行从容准备的时间。”“他有时间发现那些指引他生活的原则，整理他的思想”，一旦“有了清晰的原则，他的生活就像他的手抄本一样深思熟虑，几乎没有删改地一气呵成”！他的“实践的宗教观”是令人感兴趣的：“你有一个好主意，你努力实现它；如果结果证实了你的想法，那么你就将这个结论作为更进一步的基础。在实验室中是如此，在教育、文学、烹调的任何训练中都是如此，在宗教中也是如此。”对他来说，宗教信仰使他甘愿冒毕生风险假定基督是正确的，并通过终生博爱实验去检验它。”
《双螺旋》这书中有介绍
克里克等人提出ＤＮＡ双螺旋结构，被普遍看作分子生物学时代的开端。1953年，时年36岁的克里克与美国科学家詹姆斯·沃森在英国剑桥大学的卡文迪许实验室共同发现了ＤＮＡ的双螺旋结构，成为现代遗传科学和基因理论的开拓者，他们因此分享了19XX年的诺贝尔奖。
你可以去生物帮那里了解这方面的信息啊。那里的技术文档，视频教程，都比较丰富，对我的帮助蛮大的，你可以去那了解一下。20世纪40年代末和50年代初，在DNA被确认为遗传物质之后，生物学家们不得不面临着一个难题：DNA应该有什么样的结构，才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息，能够自我复制传递遗传信息，能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动，并且能够突变并保留突变。这4点，缺一不可，如何建构一个DNA分子模型解释这一切?当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室，他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时，晶格中的原子或分子会使射线发生偏转，根据得到的衍射图像，可以推测分子大致的结构和形状。 第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此之前，鲍林已发现了蛋白质的a螺旋结构。第三个则是个非正式的研究小组，事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时，虽然其真实意图是要研究DNA分子结构，挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文，论文题目是“多肽和蛋白质：X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型，他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。他们从1951年10月开始拼凑模型，几经尝试，终于在1953年3月获得了正确的模型。关于这三个实验室如何明争暗斗，互相竞争，由于沃森一本风靡全球的自传《双螺旋》而广为人知。值得探讨的一个问题是：为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料，又不像鲍林那样有建构分子模型的丰富经验(他们两个人都是第一次建构分子模型)，却能在这场竞赛中获胜?可以参考：That can help , Sign in account.这些人中，除了沃森，都不是遗传学家，而是物理学家或化学家。威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构，当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知，在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传。弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性。鲍林研究DNA分子，则纯属偶然。他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文，觉得荒唐可笑，为了反驳这篇论文，才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物，而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型，鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能，单纯根据晶体衍射图，有太多的可能性供选择，是很难得出正确的模型的。沃森在1951年到剑桥之前，曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验，坚信DNA就是遗传物质。据他的回忆，他到剑桥后发现克里克也是“知道DNA比蛋白质更为重要的人”。但是按克里克本人的说法，他当时对DNA所知不多，并未觉得它在遗传上比蛋白质更重要，只是认为DNA作为与核蛋白结合的物质，值得研究。对一名研究生来说，确定一种未知分子的结构，就是一个值得一试的课题。在确信了DNA是遗传物质之后，还必须理解遗传物质需要什么样的性质才能发挥基因的功能。像克里克和威尔金斯，沃森后来也强调薛定谔的《生命是什么?》一书对他的重要影响，他甚至说他在芝加哥大学时读了这本书之后，就立志要破解基因的奥秘。如果这是真的，我们就很难明白，为什么沃森向印第安那大学申请研究生时，申请的是鸟类学。由于印第安那大学动物系没有鸟类学专业，在系主任的建议下，沃森才转而从事遗传学研究。当时大遗传学家赫尔曼·缪勒(Hermann Muller)恰好正在印第安那大学任教授，沃森不仅上过缪勒关于“突变和基因”的课(分数得A)，而且考虑过要当他的研究生。但觉得缪勒研究的果蝇在遗传学上已过了辉煌时期，才改拜研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)为师。但是，缪勒关于遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重性的观念，想必对沃森有深刻的影响。正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质，并且理解遗传物质应该有什么样的特性，才能根据如此少的数据，做出如此重大的发现。 他们根据的数据仅有三条：第一条是当时已广为人知的，即DNA由6种小分子组成：脱氧核糖，磷酸和4种碱基(A、G、T、C)，由这些小分子组成了4种核苷酸，这4种核苷酸组成了DNA。第二条证据是最新的，弗兰克林得到的衍射照片表明，DNA是由两条长链组成的双螺旋，宽度为20埃。第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫(Erwin Chargaff)测定DNA的分子组成，发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的，虽然在不同物种中4种碱基的含量不同，但是A和T的含量总是相等，G和C的含量也相等。查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果，但奇怪的是，研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥，与沃森和克里克见面后，沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性，并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T，G吸引C，A+T的宽度与G+C的宽度相等之后，很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。
博士后论文结晶化学研究
这个你要问他了，他那个级别的人物，你是猜不透的。
近日，辽宁一个95后博士收获百万粉丝赢得了大家的广泛关注，他发的视频配上音乐，文案让大家觉得非常浪漫。据了解，这位博主是一个妥妥的学霸，清华化工系本科念到博士后。在他的铁粉儿看来，他不仅是传授学习方法的清华学长，还是把超高清化学实验搬上抖音的科普博士，更是能把生涩知识讲得有趣有梗又浪漫的“化学诗人”。
在我看来，化学本身就是一门非常浪漫的学科，有趣的化学实验，还有各种奇葩的化学现象都非常吸引人。记得我刚解除化学的时候，我们老师就拿了一瓶氢氧化钠溶液，和一瓶酚酞溶液，把两者倒在一起就发生了变化，颜色变成了红色，当时就觉得好神奇，好浪漫啊，也会觉得非常不可思议并在一定程度上激发了我对化学的兴趣。再有当高锰酸钾遇上双氧水，一个倾其所有，一个无动于衷，有一刹那变红了，但也仅仅只是一瞬间。极致浪漫与冰冷科学之间的强烈反差总能让人大呼一声——这浪漫也太高级了吧！而在史家昕的科普短视频中，这份理科生的小浪漫随处可见。
博主还曾经溶解乙酸铅，加入碘化钾溶液，加热后，取出上清液，再进行冷却，最后把闪闪发光的“金色雨滴”带到了网友面前。有粉丝在他的评论区戏称：“感动！这样的科普又能传授知识，又能让大家感受到浪漫实在是一举双得啊。浪漫的文字、唯美的画面，加上扣人心弦的音乐恰好能让冷冰冰的化学知识变得更加可感。一旦人们有了心理的代入，看下去就也没那么难了。希望以后能够有更多专业的博主去做这些科普，让我们在观看视频的时候还能够学到知识。
结晶学（Crystallography），也称为晶体学，是以晶体为研究对象的一门自然科学。根据具体的研究内容又可分如下分支：
（1）几何结晶学（Geometrical crystallography）：研究晶体外形的几何规律。它是结晶学的古典部分，也是基础部分。
（2）晶体结构学（Crystalstructure）：研究晶体内部结构中质点的排布规律，以及结构缺陷。
（3）晶体化学（Crystallochemistry）：研究晶体的化学成分与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间的关系。
（4）晶体生长学（Crystal growth）：研究晶体的生长机理以及控制和影响生长的因素。
（5）晶体物理学（Crystal physics）：研究晶体的各种物理性质及其产生机理。
由于上述的第（3）、第（4）、第（5）分支已形成了相对独立的学科，有专门的相应教材，因此，通常所指的结晶学（或晶体学）一般都只包括上述第（1）和第（2）分支的内容。本教材也以第（1）、第（2）分支（但除去结构缺陷的内容）为主要内容，对第（3）、第（4）分支仅作简单介绍，对第（5）分支，在结晶学部分没有作介绍，但在矿物学部分的“矿物的物理性质”一章中有一些初步介绍。
结晶学首先以数学为基础，与物理学、化学之间也有着相互渗透的密切关系。结晶学是矿物学、材料学、生物学等许多科学的基础，而矿物学是整个地球科学的基础，材料学的发展是人类赖以进步的阶梯，也是社会文明程度的标志，生物学是人类认识自我、认识生命体及其演化的重要科学。由此可见，结晶学是一门对科学的发展技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。
作者：张滂1945年抗日战争胜利，邢其毅教授从苏北回到北京，在北京大学和辅仁大学化学系任有机化学教授。我则在1949年中华人民共和国成立前夕从海外归来，在燕京大学化学系得到一个教授有机化学的职位。新中国成立后，教育部在1952年提出对全国高等院校进行调整，仿照前苏联把工程学科和文理法学科分别组成工科院校和综合性大学。北京的3所大学北京大学、清华大学和燕京大学合并组成了今天的北京大学和清华大学，3校的化学系合而成为北京大学化学系。我与邢其毅教授有幸相识并成为北京大学化学系有机化学教研室的同事，已经有半个世纪了。邢其毅教授毕业于北京辅仁大学，这是一所德国教会建立和资助的综合性大学，有着多年历史。其后去美国的伊利诺（Illinois）大学，师从R．Adams教授研读并取得博士学位；接着又去德国的慕尼黑（Munich）大学，在H．Wieland教授指导下从事博士后研究，于1937年回国，受聘为中央研究院化学研究所研究员。就在同年7月，日军挑起了卢沟桥事件，引发了长达8年的抗日战争。抗战期间，出于爱国热忱，邢先生偕夫人参加苏北新四军，从事战地教学和研究工作。1952年院系调整后，邢先生出任北京大学有机化学教研室主任。他对有机化学的教学、研究以及国际上的发展态势都有广泛、深入的了解。在教学上，直至“文化大革命”开始，他独立承担了基础有机化学的教学和指导工作以及教研室的事务和规划工作，受到同学和教师的普遍爱戴。与此同时，他还受教育部的委托，编著了国内首部百万字的大学有机化学教材。他为了繁重的教学和工作付出了很大代价，在上个世纪60年代初期，常因劳累过度而不时发作胃溃疡病，最终施行了切除手术。1953年，教育部为开展基础研究，分配来若干位研究生。当时教研室的3位教授各配备4名。由此可见高等教育在解放后步入了一个崭新的阶段。1959年初，邢其毅教授迎来了一项研究任务。中国科学院上海生物化学研究所和上海有机化学研究所提出全合成胰岛素这个令人耳目一新的项目，并邀请北京大学有机化学教研室参加协作。邢先生接受了这一任务，先后和几位青年教师远赴上海，与两所通力合作。当时美国和德国已各有一个研究组从事这一课题，形成了强烈的竞争势头。结果是美、德、中3组分别在1963、1964和1965年报导了合成的完成。这里要指出的是，美、德两家的合成是通过监测生理活性证实的，而我国的合成则是以得到胰岛素晶体完成的。这是在世界上第一次人工合成结晶胰岛素，是建国以来一项出色的基础研究成果，曾先后获得国家自然科学一等奖和香港求是基金的奖励。邢其毅教授在北京大学工作50多年，倾注了他的全部心血。他培养的新一代学者遍布国内外。1999年，北京大学出版社为纪念北京大学100周年校庆，给在北京大学工作的中国科学院院士出版个人论文集。在《邢其毅论文集》中收录了60多篇中英文论述，从中可以窥见邢其毅教授在教学、科研以及化学教育各个方面的贡献。在这里，我要补充两个遗缺：其一是他非常关注有机化学和化合物的命名，当我被中国化学会派任为有机化学命名评审小组成员时，他一再嘱托在开会时要通知他参加，在会上他经常积极地提供可贵的意见；另一个是在上个世纪60年代，他翻译了J．W．Baker所著的《有机化学电子理论》以飨读者，这是一册首次介绍英国物理有机化学Ingold学派学术成果的专著。另外，在期刊上也常能见到邢先生有关国际有机化学学术进展的评述。邢其毅教授生于1911年，比我年长6岁。虽然年纪相差不大，但他是我的前辈。我们共事了半个世纪，他的为人宽厚、勤于所学、献身于师道的精神，是我的榜样，使我学到了不少东西，至今怀念难忘。极大的不幸是邢其毅教授因病在2002年11月4日离开了我们，我将永远怀念他。 痛悼邢其毅先生（作者：郭保章）邢其毅教授永远离我们而去了，我国失去了一位卓越的有机化学家，一位受人尊敬的人民教师。他的逝世引起了我们无尽的思念。 笔者从学生时代起就认识邢其毅先生。他是我老师钱思亮先生的同学，关系十分密切，他常到北大化学系（景山东街）去。北平解放前夕，钱先生举家乘飞机出走，唯独把箱子托付给邢先生保管。不过，这时我跟邢先生充其量只是师生关系，我认识他，他未必认识我。钱思亮先生教我们有机化学课时，用的是英文原版教材。解放后改用中文化学名词，大家一时还不习惯。恰在这时，出版了邢先生用中文名词写的《有机化学》，帮了我很大忙。从这个意义上讲，我可以说是邢先生的未及门弟子。这期间，邢先生还主动为我修改文章。我投到某杂志的稿件发表出来后，不仅原文的语句错误一扫而空，而且还补充进了一大段文字，文章获得了好评。经打听，原来是经过邢其毅先生的大手笔，为之增色不少。从那时起，我们之间便有了文字的交往。最近十多年，我跟先生的友情逐渐升温。我搞中国现代化学史研究，邢先生的化学史知识又是异常的丰富，他本身的经历简直可以浓缩成一部生动的化学史。邢其毅先生在美国获得博士学位，是R．Adams为中国培养的7位有机化学博士之一。随后他又到德国读博士后，凡是到过慕尼黑维兰德实验室做访问学者的，进修的，读博士的，都能跟先生挂起钩来。先生回国后先到中科院化学所，后来又到北京大学，故而先生对教育系统和中科院系统的化学家们都是耳熟能详。我写化学史遇有疑难问题请教先生，先生常能一语中的。可以说，先生是我的化学史顾问和不可多得的良师。我们之间的谈话，不仅限于学术，还涉及时事和政治，经常交流观点和思想。我怕打扰先生，有一个时期没有给先生打电话，先生就开始想我了，问我是何原因。我们之间的友谊就是这样建立起来的。我向先生提出的问题常是十分敏感或难以回答的。如萨本铁先生何以不随清华南迁而滞留北平？先生说，他的家庭负担重，除了几个儿子外还有一大堆孙子都要他供养。谈到诺贝尔奖，上世纪二三十年代合成维生素C就是一个能争取诺贝尔奖的科研项目。萨本铁先生合成维生素C的思路跟外国权威科学家是一样的，区别在于一个用的是酸，一个用的是酯。竞争的结果，人家首先合成了。不是我们的能力不行，而是试验条件不行，国力不行。人工合成结晶牛胰岛素是否够得上获诺贝尔奖，也是近年来的热门话题，特别是从4个人当中挑出3个来推荐作为诺贝尔奖候选人更是敏感话题。对此先生并没有多说，他只是说推荐上去也评不上，因为我们用的是传统方法，没有源头上的创新，真正具有源头创新的梅里菲尔德的固相多肽合成法才够得上获诺贝尔奖。但是不容否认，人工合成结晶牛胰岛素仍然是新中国建立以来，在化学领域内最重要的成就。邢先生还补充说：“据我所知，建国以后，在大陆惟一获得诺贝尔奖提名的人是病毒微生物学家汤飞凡（在国际上首先分离并培养砂眼病原体成功），可惜此人在1958年去世”。邢其毅先生不否认连接A、B两条肽链的二硫键拆合是人工合成胰岛素的关键，但A、B两条肽链的人工合成也是前无古人，需要斩关夺隘的，否则怎能称“人工合成”呢？更何况怎么能保证所合成的肽链在空间弯到指定的位置？故称人工合成结晶牛胰岛素：“结晶”二字必不可少，先生强调说，“要说接肽用的是传统方法，那么二硫键的拆合作用的作法也不是新的，前人已经做过的，只不过我们的反应条件掌握得好，收率比较高而已。因此，我国人工合成结晶牛胰岛素的成功，是生物化学家和有机化学家合作的结果。”邢先生澄清说，“我们跟上海生化所是协作关系而非领导与被领导关系，据传由上海某生物化学家任组长之说是不确实的。具体协作分工是，上海生化所搞转肽，我们（北大化学系）搞接肽。最初是两个单位，两个系统（中科院和教育部）之间的协作，中间上海有机所加进来，形成3个单位两个系统之间的协作。后来把实验搬到上海有机所去做是我提议的，因为汪猷所长是我留德时的同学，彼此关系较好。”邢先生继续说：“要说领导嘛，有的，那就是党的领导，以聂荣臻同志为首的国家科委的领导。若是没有聂帅的坚强领导，要想完成结晶牛胰岛素全合成这样跨学科、跨单位，历经数年的巨大科学工程是不可想象的。”至于每位科学家在其中的贡献，先生谈得不多，只是说“上海生化所投入的力量多些，这也是事实。”关于他自己，他很少谈。在我的追问下，他只是说：“我当时是北大化学系有机化学教研室主任，人工合成胰岛素是教研室的一个大的科研项目，参加的年轻教师多是我的学生，实验进行中发生的问题及一些事情，我不能不管。”令人难以置信，先生并不把胰岛素的合成当成他个人成就的高峰，氯霉素的一种合成新方法[科学通报，10．302（1957）]也不是。先生的得意之作是战时在昆明对云南河口地区金鸡纳树皮中奎宁含量的研究。他说，在条件好的地方做出成绩，应该肯定；但在条件极端困难的情况下，出色地完成任务，才显出真本事。正可谓沧海横流，方显出英雄本色。仇方迎写词——调寄《浣溪沙》盛赞先生：烽火连天动荡时，青春热血赴戎机，也曾孤胆走天池。药是解民新生曲，书为学子后蒙诗，芬菲成果等身齐。针对社会上称他为化学家，先生说他是有愧的，解放后真正能让他专心做科研的时间才5年多一点，而站讲台的时间长达15年。从解放后到文革前，北大化学系有机化学大课全是邢先生主讲的，他热爱教师这个职务，并且是一位称职的化学教师，他乐于人们称他为化学教育家。刘若庄（当过邢先生的助教）先生说，他的讲课之所以旁征博引、挥洒自如，且极具启发性，是由于他对教材有透彻的了解，对有机化学知识熟透了！先生不仅课讲得好，而且乐于解答听众的问题，无论课上或课下，校内或校外。先生还非常关心教材建设，甚至是中学化学教材建设，他所编写的《基础有机化学》（上下册）不仅被评为优秀教材，也是他对化学教育做出巨大贡献的丰碑。先生在当选中国化学会常务理事期间，曾主动提出兼任化学教育委员会主任委员，不是挂名，而是主动出击，积极工作。在这期间，他发表了多篇有关化学教育的文章：1．中学化学的任务与要求．化学教育，1988，（6）：1－3．2．致1987级新同学．大学化学，1987，2（4）：1－2．3．重视实验工作．光明日报“科学家论坛”，1981－1－16．4．有机化学的任务与学习．化学通报，1987，（4）：66－67．5．振兴中华，责无旁贷．北京盟讯，1983，（1）：5．6．化学教育改革中值得注意的动向．化学教育，1989，（4）：5－7．重视实验工作是其中心思想。为什么邢先生主动请缨要担任化学教育委员会的主任委员，而且不知疲倦的在各种报刊上，在不同场合里鼓吹化学实验工作的重要性呢？邢先生自己并没有说明，我猜想与那个时候化学界出现的理论风有关。研究化学总是要靠化学实验而不能仅靠解波函数吧！理论固然重要，但在中学阶段，培养学生化学实验的基本操作能力和观察、分析现象的能力还是非常有必要的。邢先生正是担心由于某些化学名家的倡导而把化学教育这本经念歪了。现在看来，今天重温先生的教导还是有现实意义的。近日，一友人问我，何干？答曰：“正在写关于邢其毅先生的追思文章”。他说：“要写出真正的邢其毅。黄万里的‘花丝小语’中的鄄无忌就是以邢其毅为原型的！”黄万里何许人也？他是一位水利专家，因为反对在三门峡上拦黄河水建坝而被错划右派的人。友人的话触动我深思。检索1957年报章，关于党对高校、科研单位的领导问题是1957年上半年，特别是“鸣放”时期知识分子关注的热点。邢其毅认为，应该把制定科学发展的大政方针和对科学工作的实际领导分别对待。根据经济建设的需要，确定科学发展方向，只能由党和国家来做，而科学研究的具体范围和方法途径，要由科学技术人员去做。不管执行具体任务的人是不是党员，他只要遵照既定的方针，在党的领导下工作，根本不存在党能不能领导科学的问题（《划清范围，加强领导》，人民日报，1957年4月25日）。当时强调的是党要领导一切，邢其毅的这番发言为他招来了大祸。据悉，大字报已经为他准备好了。幸亏5月16日毛泽东起草关于对待当前党外人士批评的指示中提到，“党外人士对我们的批评，不管如何尖锐，包括北京大学傅鹰化学教授在内，基本上是诚恳的、正确的”。指示下达以后，救了傅鹰，也救了邢其毅。邢其毅虽免予右冠，但中右的帽子是少不了的。中右者，内部控制使用之谓也！由此，邢其毅也就当不了北大化学系人工全合成结晶牛胰岛素领导小组组长了，组长就由化学系1955年毕业留校的一位女教师担任。于是就发生了讲师领导教授、学生指挥老师的局面。现在大家认为不可思议，但在1958年却是平常之事。邢其毅正是处于这样的尴尬局面，明知用群众运动的方式搞科研不对头，但却无力反对；另一方面，对接肽合成中的科学技术问题他又必须负指导责任。这是一个艰难选择，也是始终埋在先生心中的一块疙瘩。幸亏此事在原北京大学总支书记文重临终前说清楚了。邢先生谅解了。邢先生夫妇还主动去探望了文重，此事终于有了了结。笔者本无意在此陈述这些陈年旧事，但至今还有一些人借口邢其毅先生不是北大化学系人工合成结晶牛胰岛素的组长而否定先生的学术领导地位，这是不公平的，也是不符合实际的。唐有祺先生说：“邢先生一生，真人真事”。可谓客观评价。在跟邢先生接触中，我感觉到在他身上洋溢着中国传统文人的气质又闪耀着现代科学家理性的光芒，不慕荣华，甘居清流。他在民族危亡的关键时刻，能挺身而出，如从抗战大后方昆明，再度沿着滇越铁路回到上海，再穿过重重封锁线到苏北参加新四军，一片爱国情怀。所谓富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈，此之谓大丈夫！放在邢先生身上很适合。还有一事给我印象很深，先生赴九秩寿筵不坐车，坚持跟大家一道爬过街天桥，而且不要人扶。我从这位90岁老人过天桥的过程中，看到他坚毅顽强、奋斗不止的精神。他的形象在我的眼中逐渐高大起来，这就是真正的邢其毅！
金属铜离子诱导结晶研究论文
全文地址 摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。一、 引言从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术（PCR）的发展，应用PCR的DNA生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域1、 发酵工业各种生物传感器中，微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质，并且发酵液往往不是清澈透明的，不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。同时，由于发酵工业是大规模的生产，微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定，代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要，用荧光假单胞菌（Psoudomonas fluorescens）代谢消耗葡萄糖的作用，通过氧电极进行检测，可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比，测定结果是类似的，而微生物电极灵敏度高，重复实用性好，而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时，乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长，因此需要在线测定。用固定化酵母（Trichosporon brassicae），透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外，还有用大肠杆菌（）组合二氧化碳气敏电极，可以构成测定谷氨酸的微生物传感器，将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内，由细菌—胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面，一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面，细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定，其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此，可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量（biochemical oxygen demand –BOD）的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的BOD测定需要5天的培养期，操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大，不宜现场监测，所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前，有研究人员分离了两种新的酵母菌种SPT1和SPT2，并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量BOD，其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中BOD的测定，其测量最小值可达2 mg/l，所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法[4]。除了微生物传感器，还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的BOD值。该传感器的反应时间是15min，最适工作条件为30°C，pH=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响（在1000mg/l范围内），并且不被重金属（Fe3+、Cu2+、Mn2+、Cr3+、Zn2+）所影响。该传感器已经应用于河水BOD的测定，并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将BOD生物传感器经过光处理（即以TiO2作为半导体，用6 W灯照射约4min）后，灵敏度大大提高，很适用于河水中较低BOD的测量[5]。同时，一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的BOD值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管，假单胞细菌（Pseudomonas fluorescens）用光致交联的树脂固定在反应器的底层，该测量方法既迅速又简便，在4℃下可使用六周，已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器，多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(NOx-)，它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的NOx-进行了测量，其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在pH=、31℃时一周测量200余次，活性保持不变，两周后活性降低20%。传感器寿命为7天，其设备简单，成本低，操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量，所用细菌是，与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌，此种细菌含有荧光基因，在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白，从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内，制成微生物传感器，用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌（）中，用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前，有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来，以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为：pH=、35℃，连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属（Pseudomonas rathonis）制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器，将微生物细胞固定在凝胶（琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐）和聚乙醇膜上，可以用层析试纸GF/A，或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联，长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器，用于测定有机磷杀虫剂，使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶，对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol，在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器，使用丙酮酸氧化酶G，与自动系统CL-FIA台式电脑结合，可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐，在25°C下可以使用两周以上，重复性高[12]。最近，有一种新型的微生物传感器，用细菌细胞作为生物组成部分，测定地表水中壬基酚（nonyl-phenol etoxylate --NP-80E）的含量。用一个电流型氧电极作传感器，微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上，其测量原理是测量毛孢子菌属（Trichosporum grablata）细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min，寿命为7~10天（用于连续测定时）。在浓度范围内，电信号与NP-80E浓度呈线性关系，很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外，污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的，基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌（Vibrio fischeri）体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌（Alcaligenes eutrophus (AE1239)）中，细菌在铜离子的诱导下发光，发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中，可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前，这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母（Saccharomyces cerevisiae）重组菌株作为生物元件，这些菌株带有酒酿酵母CUP1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacZ基因的融合体。其工作原理，首先是CUP1启动子被Cu2+诱导，随后乳糖被用作底物进行测量。如果Cu2+存在于溶液中，这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源，这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定CuSO4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中，使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度，其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔，所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功，使用嗜碱性细菌Alcaligenes cutrophus，并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量，其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌（ cyanobacterium Spirlina subsalsa）和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质，对三种主要污染物（重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂）的不同浓度进行了测定，均可监测到它们的有毒反应，重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术（PCR）的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用PCR技术的DNA压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上，用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的DNA样品进行同样的杂交反应并由PCR放大，产物为气单胞菌属（Aeromonas hydrophila）的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质，目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的PSP毒素[20]。DNA传感器也在迅速的得到应用，目前有一种小型化DNA生物传感器，能将DNA识别信号转换为电信号，用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性，并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法，目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。
微蚀剂中的铜离子会增加微蚀率，因为铜离子有助于加速腐蚀铝合金表面的过程。铜离子可以形成氧化物，这些氧化物可以促进铝合金表面的氧化反应，从而增加微蚀率。
药学毕业论文开题报告篇3 题 目 名 称： 番泻叶对小鼠尿量的影响 研究现状： 一、普鲁兰酶 普鲁兰酶(Pullulanase，. 2. 1. 41)是一种能够专一性切开支链淀粉分支点中的α糖苷键，从而剪下整个侧枝，形成直链淀粉的脱支酶。普鲁兰酶还可以分解普鲁兰多糖，普鲁兰酶来源于微生物，R-酶则来源于植物。普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气气杆菌Aerobacter. aerogenes}(典型菌为肺炎克雷伯氏杆)发酵获得，他们报道了该酶良好的酶学性能。之后，各国的科研人员经过广泛深入研究，从不同的地区、微生物中获得该酶，掀起了开发普鲁兰酶的高潮。 在淀粉加工工业中，α淀粉酶最为常用，它的功能是水解淀粉的α-1,4糖苷键，单独用它时，产物中含有大量分支结构的糊精，其中就含有大量的α-1,6糖苷键。假如不把淀粉的α-1,6糖苷键彻底分解的话，势必会造成很大的浪费。自然界中，存在有能分解淀粉的α-1,6糖苷键的酶，通称为解支酶。如寡α-1,6葡萄糖苷酶( , Oligo-l,6-glucosidase )，普鲁兰酶( )，异淀粉酶( , Isoamylose )，支链淀粉一6-葡聚糖酶( )，其中普鲁兰酶要求的底物分子结构最小，故而可以将最小单位的支链分解，导致可以最大限度的利用淀粉，所以在淀粉加工工业中有着重要的用途和良好的市场前景。故而许多国家都争相开发，但是到现在为止，只有丹麦的NOVO公司具有普鲁兰酶的生产能力。我国只有向其进口，但是其价格昂贵，限制了普鲁兰酶在我国的应用。其实，我国早在七十年代就开发普鲁兰酶的产生菌，但是该菌的酶学性质不适合生产，至今我国在普鲁兰酶的国产化方面还没有报道。 在淀粉的加工行业上，对普鲁兰酶的酶学性质的要求是耐酸耐热，其原因是因为通常使用外加酶化法，由于所用酶类的限制，普鲁兰酶的添加可以在两步反应的任何一步，但必须满足上述的反应的条件。因此所开发的普鲁兰酶的酶学性质必须满足现有的酶法水解制糖的条件，也就是耐酸耐热。 二、普鲁兰酶的研究现状 1.产普鲁兰酶的微生物 普鲁兰酶最初是由Bender和Wallenfels于1961年通过产气杆菌(Aerobacter aerogenes)发酵获得。他们报道了该酶的良好性能之后，各国的科研人员经过广泛深入的研究，从不同的地区的微生物中获得该酶，掀起了开发普鲁兰酶的高潮。但是迄今为止，尽管发现许多微生物能够产普鲁兰酶，但是由于当今工业生产条件(酸性，温度)，大多数微生物所产的普鲁兰酶并无商业价值。以下便介绍一下普鲁兰酶的生产菌种。 蜡状芽抱杆菌覃状变种(Bacillus cereus ) 由日本的ToshiyukiTakasaki于1975年发现。该菌同时产生两种淀粉酶:β-淀粉酶和普鲁兰酶。最佳作用条件为pH6～，温度50℃，最大转化率(淀粉水解产生麦芽糖)大约为95%.酶学研究中发现，此酶在pH5，温度60℃依然保持大部分活性，该菌的营养细胞呈棒杆状，聚集成长短不等紊乱链状，无运动性，格兰氏阳性，产芽抱时细胞无明显膨胀。该菌最适生长温度30℃～37℃ ,最高生长温度在41℃～45℃，可以利用葡萄糖，甘露糖，麦芽糖，海藻糖，淀粉和糖原。 嗜酸性分解普鲁兰多糖芽抱杆菌() 上世纪八十年代初，丹麦Novo公司获得此菌，此菌所生产的普鲁兰酶耐热 (60℃)，耐酸()。该公司经过投入巨资开发研究，1983年Nov。公司在日本和欧洲市场同时商业化销售，商品名Prornozyme。如今，它是应用最广，产量最大的普鲁兰酶。呈棒状，深层发酵几小时后，可观察到类原生质体的膨胀细胞，较稳定，饱子呈圆柱体或椭圆体。格兰氏反应阳性，37℃生长良好，45℃以上和pI-1高于以上不长，在以普鲁兰糖为碳源的培养基(( ～)上生长良好。 枯草芽饱杆菌(Bacillus subtilis) 1986年，日本的Yushiyuki Takasaki报道了一株能产生耐热耐酸普鲁兰酶的菌种，被命名为Bacillus subtilis TU。此菌种所产生的酶为普鲁兰酶和淀粉酶的混合物，可水解淀粉为麦芽三糖和麦芽搪.水解普鲁兰糖为麦芽三糖，其中普鲁兰酶最佳作用pH为～，但在时亦有约50%的酶活，此普鲁兰酶最佳作用温度60℃。 耐热产硫梭菌(Clostridum Themosulfurogenes) 1987年.德国的等报道了一株能同时产a淀粉酶、普鲁兰酶和葡萄糖淀粉酶的菌种:耐热产硫梭菌。该菌种所产普鲁兰酶有较广的温度适应范围(40℃～85℃)，在～有较高的活性，在如此广的范围内都有较强活力无疑将扩大该普鲁兰酶的应用领域. Bacillusnaganoensis,Bacillus deramificans, 上世纪九十年代，Deweer发现了普鲁兰酶产生菌Bacillus naganoensis;Tomimura筛选出Bacillus deramifrcans。这两株菌所产的普鲁兰酶的酶学性质与Bacillus. Acidopullulyticus的酶学性质相似。这两株菌都是中度嗜酸菌，在以上就不生长，温度超过45℃以上同样也不生长。这两株普鲁兰酶产生菌的发现，进一步拓宽了普鲁兰酶的应用。 产普鲁兰酶的高温菌菌种 自上世纪八十年代以来，人们逐渐意识到在通常的自然条件下，很难筛选得到极端耐热的普鲁兰酶生产菌种，于是各国的科学家便把目光转移到温泉嗜高温细菌的筛选，而且现在已经取得较多的成果。Bacillus如vorcaldarius所产普鲁兰酶的最适温度和pH分别是75～85℃, , Thermotoga maritime的最适温度和pH分别是90℃, , Thermurs caldopHilus的最适温度和pH分别是75℃,, Fenidobacterion pernnavoran最适温度和pH分别是80～85℃, 2.普鲁兰酶的分子结构 至今为止，许多普鲁兰酶的基因己经被克隆，但是还没有见到任何有关普鲁兰酶结构的报道，但是在根据序列相似性对糖普键水解酶的分类，普鲁兰酶属于第13家族，α淀粉酶家族，这个家族中包含了30多种酶，可以分为水解酶，转移酶。异构酶三大类。这些酶能够水解和合成α～,α～,α～,α～,α～,α～糖苷键。其中很多酶的结构已经被报道，它们都采取了(β/α)8的结构，通过生物信息学的研究，这个家族的蛋白都有一个共同的结构，酶的活性中心都是(β/α)8折叠筒的结构，命名为结构域A。第13家族的大多数酶还具有结构域B，它是位于(β/α)8折叠筒中，第三个β片层与第三个α螺旋之间的一段序列，其特点是结构和长度差异较大，推测其功能是与底物的结合有关。在紧接着(β/α)8折叠筒后，还有C结构域，紧接C结构域，部分家族成员还有结构域D。 3.普鲁兰酶的应用 普鲁兰酶，在食品工业中是一种用途广泛的酶制剂和加工助剂。它能专一性分解淀粉中的支链淀粉和糖原分子及其衍生的低聚糖分支中的α～l, 6糖苷键，使分支结构断裂，形成长短不一的直链淀粉。因此，将该酶与 其它 淀粉酶配合使用时，可使淀粉糖化完全。近年来，普鲁兰酶己作为淀粉酶类中的一个新酶种，应用于淀粉为原料的食品等工业部门，在食品工业中有如下几方面的作用: 单独使用普鲁兰酶，使支链淀粉变为直链淀粉 直链淀粉具有凝结成块，易形成结构稳定的凝胶的特性，因此，可作为强韧的食品包装薄膜。这种薄膜对氧和油脂有良好的隔绝性，又因涂布开展性好，故适合于作为食品的保护层。它还适合于淀粉软糖制造，也可用作果酱增稠剂，用于装油脂含量高的食品，以防止油的渗出以及肉食品加工。近年来在食品工业中提倡使用可被生物降解的薄膜，直链淀粉在这些方面具有较大的发展前途。豆类直链淀粉含量较高，因此绿豆淀粉制成的粉丝韧性比其它淀粉好，如果用普鲁兰酶处理谷物淀粉，再制成直链淀粉后，可以制成高质量的粉丝。一般谷物淀粉中，直链淀粉含量仅占20%，支链淀粉含量约为80%。工业上每生产1吨直链淀粉就有4吨副产品的支链淀粉。美国虽然通过遗传育种的方法.得到含直链淀粉60%玉米新品种，但不大适于大量生产。国外已采用普鲁兰酶改变淀粉结构，可使支链淀粉变为直链淀粉。据报道，采用此法收率可达100%.制造直链淀粉的方法为，先采用普鲁兰酶分解经液化的分支部分，使其转变为直链淀粉，并以丁醇或缓慢冷却法沉淀淀粉。再回收含少量水分的晶型沉淀物，最后通过低温喷雾干燥法制成粉状的直链淀粉。 普鲁兰酶与β～淀粉酶配合使用生产麦芽搪 饴糖是我国传统的淀粉糖产品，其中所含部分麦芽糖，广泛用于糖果、糕点等食品工业。目前生产方法是以α～淀粉酶进行液化，再用β～淀粉酶水解支链淀粉，这样只能水解侧链部分。接近交叉地位的α～糖苷键时，水解反应停止。但如果使用普鲁兰酶共同水解，便能使分支断裂，提高淀粉酶水解程度，降低了β极限糊精的含量，大大提高了麦芽糖的产率，有利于生产麦芽搪浆。目前对加普鲁兰酶进行糖化己作了较大规模的试验。 试验条件为。每批投料量约为900公斤碎米，粉浆浓度为15～16Be°数皮用量(对碎米计)，β～淀粉酶活性2,000单位/克以上，;普鲁兰酶活性45,000～55,0 00单位/克，系由产气气杆菌生产，每批用量为1公斤。试验结果表明，加入普鲁兰酶糖化的试验糖与对照糖品相比，还原糖平均增加，麦芽糖含量平均增加了，糊精含量平均减少了高浓度麦芽糖浆较之高浓度葡萄搪浆，具有不易结晶，吸湿性小的特点，所以高浓度麦芽糖浆在食品工业中有着广泛的用途。采用普鲁兰酶与p一淀粉酶配合使用，成本低廉，麦芽糖收率达到70%左右，其至更高。 用于啤酒外加酶法糖化 啤酒生产中麦芽，既是酿造啤酒的主要原料，也为酿造过程提供了丰富的酶源。在啤酒酿造的糖化过程中，麦芽中分解淀粉的主要酶是α～淀粉酶、β～淀粉酶和分解淀粉α～1. 6糖瞥键的R一酶(植物普鲁兰酶或植物茁霉多糖酶)。β～淀粉酶与另两种淀粉酶协同作用，可使淀粉分解成麦芽糖(也包括少量的麦芽三糖和极少量的葡萄糖)和低分子糊精。使麦芽汁有比较理想的糖类组成。在工业生产中为了节约麦芽用量，采用所谓外加酶法糖化，即在减少麦芽用量的前提下，增加淀粉质辅助原料的比率，并加入适当种类的酶制剂进行搪化。要使大麦及其它辅助原料糖化完全，需要外加a一淀粉酶和分解α～糖苷键的普鲁兰酶制剂等。单独使用a一淀粉酶时产生麦芽糖和麦芽三搪是很不完全的。假如分解淀粉α～糖苷键的酶活性不足，淀粉分解就不完全，其结果是可发酵性糖含量低，制成的啤酒发酵度达不到要求。若采用能分解α～和α～糖苷键的糖化型淀粉酶，则其反应产物为葡萄糖，容易使酒味淡薄。采用普鲁兰酶与α～淀粉酶协同，效果良好，其分解产物主要是麦芽糖和少量的麦芽多糖。采用外加酶法糖化时，加入酶制剂的用量为:淀粉酶6～7单位/克大麦及大米:蛋白酶，60-80单位/克，并配合以菠萝蛋白酶10ppm，普鲁兰酶50单位/克大麦。以上三种酶制剂均添加于糖化或酒化开始。 总之，普鲁兰酶无论作为酶制剂和食品工业的加工助剂均有广阔的发展前途。 研究目的和意义： 酶制剂工业是上世纪七十年代就己经形成的一个重要的产业，目前世界酶制剂总产值达100亿美元，我国的产值约为100亿人民币，并且随着其应用领域的不断扩大以及新酶种的开发，这一市场正在迅猛发展。但是全球酶制剂产业几乎被几家外国公司所垄断，其中丹麦的NOVO公司几乎占全球总销售额的一半。本研究对普鲁兰酶的开发，对酶制剂产业的发展有重要的意义。 其次我国自从七十年代开始便对普鲁兰酶进行研究开发，但是所开发得到的普鲁兰酶，既不耐热也不耐酸，这就使其在工业化应用中受到了局限。为了改变我国对进口产品的依赖，填补我国这一领域的空白，寻找一条国产化的道路，本研究的目的是利用自然微生物资源，普鲁兰酶，提高我国淀粉原料的利用率，从而提高整个淀粉加工行业的生产率，这对我国淀粉加工产业的意义是不言而喻的。 研究内容(内容、结构框架以及重点、难点)： 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集; (2)菌种初筛; (3)菌种复筛; (4)菌种保藏方法; (5)酶活力测定方法的建立。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源，氮源对发酵产酶的影响; (2)初始PH对发酵产酶的影响; (3)接种量对发酵产酶的影响; (4)发酵温度对产酶的影响; (5)金属离子对产酶的影响。 重点或关键技术： (1)纯菌株的分离; (2)菌株的鉴定方法的选择。 研究方法、手段： 一.普鲁兰酶产生菌的筛选 (1)样品的采集：选择适合产生的地点(面粉厂.菜地.果园等)采集土样 (2)菌种初筛：在采集的土样用无菌水稀释后，在含有淀粉类的培养基中做平板涂步， 37℃培养48h后，用碘液进行显色反应，将有淀粉酶产生的菌落接于斜面中保存。 (3)菌种复筛：将前期分离的能产生淀粉酶的菌株涂步于普鲁兰糖平板上，37℃培养48h后用95%乙醇进行透明圈实验。有透明圈产生说明菌株产生普鲁兰酶，将产生透明圈的菌落挑于斜面培养基培养。 (4)菌种保藏方法： 采用4℃低温保藏。 (5)酶活力测定方法的建立：采用发酵培养液经过离心后利用DNS显色法 520nm测定吸光值，测定标准葡萄糖标准曲线，利用标准曲线计算普鲁兰酶酶活大小。 二.产普鲁兰酶菌株的产酶条件的研究 (1)碳源，氮源对发酵产酶的影响：采用不同碳源，氮源培养基培养一段时间，测定酶活力。(其他条件相同：接种量，装瓶量，初始PH值，转速，培养时间。) (2)初始PH对发酵产酶的影响：采用相同发酵培养基，在不同初始PH下接种等量种子液。在相同条件下培养，测定发酵液的酶活。(其他条件相同：接种量，装瓶量，转速，最佳培养温度，最佳培养时间。) (3)接种量对发酵产酶的影响：在发酵培养基中分别接入2%，4%，6%，8%， 10%，14%，18%的种子培养液于最佳碳源，氮源，最佳初始PH的培养基中，在相同条件下培养，分别检测酶活。(采用以上确定的最佳碳源，氮源，最佳初始PH。) (4)发酵温度对产酶的影响：采用相同培养基，在不同温度下(25℃，30℃，35℃，40℃，45℃)培养一定时间，测定酶活力。 (5)金属离子对产酶的影响：在基础培养基中加入少量不同金属离子，发酵后测酶活。(金属离子有： 锰离子，钙离子，锌离子，镁离子，铁离子，铜离子。) 研究进度 ：完成项目总体进度30%，样品土样的采集及前期的准备工作,菌株的初筛，包括(样品土样原液的涂步培养及摇床培养，产支链淀粉酶菌株的挑选及斜面培养)。 ：完成项目总体进度50%,菌株的复筛，包括(产普鲁兰酶菌株的筛选及斜面培养),葡萄糖标准曲线的测定,酶活测定方法的建立,并以酶活大小对菌株进行再次筛选。 ：完成项目总体进度80%,产酶条件的研究。包括：碳源，氮源，初始PH值，接种量，发酵温度，金属离子。并通过各中单因素试验确定发酵培养基的最佳碳源，氮源，初始PH值，接种量，发酵温度，金属离子。 2009、4—2009、5 ：完成项目总体进度100%,课题总结，撰写论文。 文献综述(包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等) 自从1961年Bender H.等人在研究一株产气气杆菌Aerobacter aerogenes(典型菌为肺炎克雷伯氏杆菌)时首次发现普鲁兰酶后，国际上对产生这种酶的微生物进行了广泛研究，发现许多微生物可以产生此酶，并筛选出一些适用于工业化生产的优良菌株。随着该酶的应用发展，对耐热性普鲁兰酶的研究也逐渐增多，已成功克隆并表达了该酶的基因。国内1976年开始对一株产气气杆菌(Aerobacteraerogenes 10016)的普鲁兰酶进行研究，对该菌株的产酶条件、酶的分离提取及酶学性质作了报道，并研究了该酶的食品级提取技术。此外，陈朝银、刘涛等人从云南温泉水样中筛选到一株产普鲁兰酶高温栖热菌菌株，通过诱导等实验将该酶的酶活从提高到170u/mL，酶产量提高了近2500倍左右，酶的最适作用温度及pH分别是75℃和，具有一定的耐热和耐酸特性。 陈金全等从温泉水样中筛选到一株产耐热耐酸普鲁兰酶的野生菌株，并根据形态、生理生化特征、细胞化学组分分析及16SrDNA序列比对、基因组DNA的G+C摩尔百分含量、同源性比对等实验，鉴定其为脂环酸芽抱杆菌属(Alicyclobacillus)的一个新种，所产酶最适作用温度为60℃，最适pH值，具有较好的耐热耐酸特性。杨云娟等利用毕赤酵母成功构建了普鲁兰酶表达量较高的基因工程菌，摇瓶发酵酶活可达，最佳发酵条件下产量可达 .酶的最适作用温度为600C，最适pH值，具有较好的耐热耐酸性。目前我国仍没有具备独立生产普鲁兰酶能力的厂商，要实现低成本、国产化的生产，还有很长的路要走。 技术应用于耐热脱支酶的研究，使耐热异淀粉酶的研究有了很大发展。Coleman等人将嗜热厌氧菌T. brockii普鲁兰酶基因克隆到中得到的克隆子分泌的普鲁兰酶数量高于出发菌株，Okada等人将Bacillus Steanther, onhiu:中编码热稳定异淀粉酶的基因克隆到:中，得到的转化菌株其异淀粉酶能在60 ℃稳定15分钟。Burchadf将。ostridium thermosulf urogenes DSM38%的嗜热异淀粉酶基因克隆并在中表达，所得酶的最适pH和最适温度与出发菌相同，而且在高温下仍能保持活性.Antranikiam等人将Pyrococcus舟riousous的异淀粉酶基因克隆到中并分离得到了酶蛋白。尽管如此，目前尚未有已将转基因的耐热性异淀粉酶工程菌应用到工业生产中的报道。众所周知，利用物理和化学诱变剂单独或复合处理微生物细胞是选育高产变种菌株行之有效的经典方法，它在为培育多种抗生素、氨基酸、核苷酸激酶(尤其是蛋白酶和淀粉酶)的高产变种菌株方面曾经起过极为重要的作用，至今仍然是方便易行和行之有效的方法之一。 主要参考文献： [1][美]惠斯特勒等编王雏文等译.淀粉的化学与工艺学[M].北京：中国食品出版社，1988 [2]张树政.酶制剂工业[M]. 北京: 科学出版社，1998 [3]邬显章.酶的工业生产技术[M]. 吉林: 吉林科学技术出版社，1988 [4]Taniguchi H, Sakano Y, Ohnishi M, Okada G(1985) Pullulanase[J].TanpakushitsuKakusan Koso. Ju1;30(8):989-992. Japanese [5] Jensen, B. F., and B. E. Norman. 1984. Bacillus acidopullulyticus pullulanase[J].:application and regulatory aspects for use in the food industry. Process [6]Tomimura E, Zeman NW, Frankiewicz JR, Teague WM. [J]. Description of Bacillus naganoensis sp. J Syst Bacteriol. I 990 Apr; 40(2):123-125 [7]吴燕萍，等. 微生物法生产普鲁兰酶的研究[J]. 生物学技术, 2003，8(6)：14-17 [8]金其荣，等. 普鲁兰酶初步研究[J]. 微生物学通报, 2001，28(1):39-43 [9]程池. 普鲁兰酶Promozyme 200L. 及其生产菌种[J].食品与发酵工业，1992 ，(6) [10]唐宝英等.耐酸耐热普鲁兰酶菌株的筛选及发酵条件的研究[J].微生物学通报，2001 28(1):39-43 猜你喜欢： 1. 关于医学开题报告范文 2. 药学论文开题报告 3. 生物制药毕业论文开题报告范文 4. 药理学开题报告范文 5. 药品市场营销毕业论文开题报告 6. 药学论文题目大全
铜离子对微蚀率的影响非常大。铜离子能影响微蚀率的原因是它具有非常强的氧化性，可以改变金属表面的化学结构，影响金属表面的微蚀率。另外，铜离子也可以通过改变微蚀剂的结构和温度，来影响金属的微蚀率。此外，铜离子还可以改变微蚀剂的酸碱性，从而影响微蚀率。总之，铜离子是影响微蚀率的重要因素，可以通过合理控制铜离子的含量，来改善金属表面的微蚀率。
简要描述量化研究论文的基本结构
题目，内容提要，关键词，序言，正文，结论，参考文献
论文的框架，指的是论文的基本结构。主要包括摘要、前言、文献综述、理论综述、对策建议及改进措施、结论、致谢、参考文献等八个部分。1、摘要。是论文的精华和浓缩，论文的水平、研究的层次基本上通过摘要都能看出来。所以这部分内容一定不能忽视。论文摘要根据背景引出问题，然后阐述解决措施，最后给出的建议以及结论，预期达到的效果。2、前言。它是论文正文的第一部分，通常是以介绍论文的研究背景、研究现状、研究目的意义为主，这部分内容要注意不混淆，不能重复，干万不能把背景当现状，把目的当意义。3、文献综述。在开题报告的基础上进行完善，文献综述有自己的格式和内容要求，主要阐述一些学术界的研究成果，存在哪些局限性，还有哪些改进的空间，主要是为了引出自己论文研究的的方向。4、理论综述。每一个论文选题，都需要有相应的理论支撑，没有理论依据做支撑，研究的学术性就大打折扣，这部分主要写与自己论文研究相关的基础理论，基本概念，为后续研究内容的展开奠定理论基础。5、正文。这是论文的核心，也是最能体现研究成果的地方，在这个部分，要有数据分析、方法研究、对策建议、改进措施等，提出自己的观点并能进行强有力地证明，要能体现出论文的研究价值，篇幅也相对较长。6、全文总结。这是全文的收束文字，比开始的摘要更详细一点，并与摘要有所区别。7、致谢。致谢要符合规范要求，不能天马行空，花里胡哨，更不能哗众取宠。8、参考文献。将引用的文献进行归类并按照引用顺序进行标注。参考文献数量要符合要求，不能过多，也不能过少，引用的种类要齐全。
1、题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。
2、文献综述：一般不少于1000字。
3、摘要：要有高度的概括力，语言精练、明确。
4、关键词：从论文标题或正文中挑选3～5个最能表达主要内容的词作为关键词。
5、目录：写出目录，标明页码。
6、正文：
正文包括前言、本论、结论三个部分。
前言(引言)是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。
本论是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析等。
结论是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。
7、谢辞：简述自己通过做论文的体会，并应对指导教师和协助完成论文的有关人员表示谢意。
8、参考文献：在论文末尾要列出在论文中参考过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。
9、注释：在论文写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。
10、附录：对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。例如，公式的推演、编写的算法、语言程序等。
论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成，其中部分组成（例如附录）可有可无。论文各组成的排序为：题名、作者、摘要、关键词、英文题名、英文摘要、英文关键词、正文、参考文献、附录和致谢。
论文正文
要点：
(1)、引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义，并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
(2)、论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a、提出问题-论点。
b、分析问题-论据和论证。
c、解决问题-论证方法与步骤。
d、结论。
为了做到层次分明、脉络清晰，常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段，一个逻辑段可包含几个小逻辑段，一个小逻辑段可包含一个或几个自然段，使正文形成若干层次。
撰写摘要注意事项：
1、不得简单重复题名中已有的信息，忌讳把引言中出现的内容写入摘要，不要照搬论文正文中的小标题（目录）或论文结论部分的文字，也不要诠释论文内容。
2、尽量采用文字叙述，不要将文中的数据罗列在摘要中；文字要简洁，应排除本学科领域已成为常识的内容，应删除无意义的或不必要的字眼；内容不宜展开论证说明，不要列举例证，不介绍研究过程。
3、摘要的内容必须完整，不能把论文中所阐述的主要内容（或观点）遗漏，应写成一篇可以独立使用的短文。
4、摘要一般不分段，切忌以条列式书写法。陈述要客观，对研究过程、方法和成果等不宜作主观评价，也不宜与别人的研究作对比说明。