酶法合成對羥基苯甘氨酸de工藝研究

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1、酶法合成對羥基苯甘氨酸DE工藝研究1、相關(guān)定義1.1、仿生礦化的概念和合成過程1.2.2.1仿生礦化的概念仿生合成技術(shù)是指模擬生物礦物在生物體內(nèi)的形成過程來進行人工晶體合成的一種方法。仿生礦化與一般的生物礦化的顯著區(qū)別在于:控制所合成的有機大分子或有機基質(zhì)模板與無機晶體離子在界面處相互作用,使得無機晶體相析出,從而使人工合成的無機晶體具有豐富的多級結(jié)構(gòu)和組裝方式。生物礦化中,受生物體細胞分泌作用,有機基質(zhì)能自組裝成多種復(fù)雜結(jié)構(gòu),從而具有特定的模板作用,控制無機晶體的成核生長,使它們具有特定的形狀、尺寸、取向和結(jié)構(gòu)。仿生礦化可以分為5個階段[5]:(a)有機基質(zhì)的預(yù)組織(

2、supramolecularpreorganization)。有機基質(zhì)大分子在礦物沉積前構(gòu)造一個有組織的反應(yīng)環(huán)境,該環(huán)境決定了無機物成核2PS-b-PAA為有機基質(zhì)調(diào)控劑合成羥基磷灰石和氧化鋅的位置,有機基質(zhì)識別無機物的環(huán)境組織越好,則其與無機相的識別效果越好,這是生物礦化進行的前提。(b)界面分子識別[6](interfacialmolecularrecognition)。在已形成的有機大分子組裝體的控制下,無機物在有機/無機界面處成核。分子識別表現(xiàn)為有機大分子在界面處通過晶格匹配、立體化學(xué)互補和空間定位、靜電作用和電荷匹配、等方面影響和控制無機物的成核部位、結(jié)晶過程

3、中的選擇、晶型、取向及形貌。(c)生長調(diào)制(vectorialregulation)。無機相通過晶體生長進行組裝得到亞單元,其形態(tài)、大小、取向和結(jié)構(gòu)受到有機分子組裝體的控制;因為在實際生物體礦化中的有機基質(zhì)時處于動態(tài)的,所以無機相的成核生長在時間和空間上同樣受有機基質(zhì)分子自組裝體的調(diào)節(jié)[7]。(d)細胞水平調(diào)控與加工(cellularprocessing)。在細胞參與下亞單元組裝成高級的結(jié)構(gòu)。該階段是構(gòu)成天然生物礦化材料與人工材料差別的主要原因,并且是復(fù)雜超精細結(jié)構(gòu)在細胞活動中的最后修飾階段。(e)除去有機體。一般是通過熱處理煅燒的方法,有機體被分解,而無機體不受影響。

4、有機基質(zhì)控制下的仿生合成。1.2、擴鏈反應(yīng)的定義分子量不高的聚合物,采用適當?shù)男》肿踊衔?通過一定的方法在短時間內(nèi)把兩個或多個聚合物的基團(通常在末端)相連接而增加聚合物相對分子質(zhì)量的反應(yīng)稱為擴鏈反應(yīng)。這種起連接作用的某些低相對分子質(zhì)量的化合物則稱為擴鏈劑。常規(guī)反應(yīng)尤其是縮聚反應(yīng),在反應(yīng)后期脫去小分子(如水)十分困難,聚合物往往達不到所希望的相對分子質(zhì)量。傳統(tǒng)提高分子量的途徑有:(1)進一步延長熔融縮聚的反應(yīng)時間;(2)由縮聚預(yù)聚體進行固相聚合。這兩種方法都存在一定的不足。前者在反應(yīng)后期物料粘度很大,攪拌及副產(chǎn)物擴散都很困難,反應(yīng)速度慢,降解等副反應(yīng)加聚,羧基含量增加

5、,產(chǎn)品質(zhì)量下降等;后者雖然可以獲得相對高分子量的聚合物,但是操作麻煩、費時、不經(jīng)濟[36]。為了進一步提高聚合物相對分子質(zhì)量,擴鏈反應(yīng)不失是一種比較經(jīng)濟實用的選擇。1.3、生物降解高分子材料的定義和分類1.2.1降解性高分子材料1.2.1降解性高分子材料高分子聚合物的降解主要是由高分子中化學(xué)鍵的斷裂所引起的反應(yīng)。降解高分子材料是指在使用后的特定環(huán)境條件下,在一些環(huán)境因素如光、氧、風、水、微生物、以及機械力等因素作用下,使其化學(xué)結(jié)構(gòu)在較短時間內(nèi)發(fā)生明顯變化,從而引起物性下降,最終被環(huán)境所消耗的高分子材料[2]。該過程包括多種物理的和化學(xué)的協(xié)同作用。根據(jù)降解機理的不同,降解

6、高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光-生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、水降解高分子材料等。從環(huán)保的角度考慮,生物降解材料及生物降解與非生物相結(jié)合的材料更受歡迎。1.4、頂點定義基因序列可以看成字符集=a,c,g,t上按照反向互補規(guī)則排列成的雙螺旋結(jié)構(gòu),=a,c,g,t表示四種不同的堿基,他們無間隔的排列在一起,其中兩個互補的堿基配對,配對規(guī)則在第二章中已經(jīng)描述。測序過程中,單鏈的讀取方向規(guī)定從5端到3端,因此,一個DNA分子可以表示成正鏈的序列,也可以表示成反向互補的序列,如圖3-1,該DNA分子可表示為ACCTGGACTAGGTGA,也可以

7、表示為TCACCTAGTCCAGGT。5-ACCTGGACTAGGTGA-33’-TGGACCTGATCCACT-5’圖3-1DNA雙鏈結(jié)構(gòu)設(shè)snread構(gòu)造k-molecule雙向DeBruijn圖中,給定所有的read序列集合Ss1,s2...,sm,則頂點的集合表示為mVS(S,k)(si,k)i1(3-1)表3-1總結(jié)了本文所定義的數(shù)學(xué)符號、其表示的意義和一個簡單的用例。16表3-1數(shù)學(xué)符號定義數(shù)學(xué)符號意義舉例Σ堿基字符集合=a,c,g,tsRead序列sGTATTCSRead序列集合STAGCT,TG(s,k)TAG,CTA,A