微生物聚集（精选5篇）
微生物聚集 篇1
摘要：对一种崭新的无载体酶固定化技术——聚集体(Cross-linked Enzyme Aggregates,CLEAs)技术进行了文献综述。CLEAs技术是一种将蛋白质先沉淀后交联形成不溶性的、稳定的固定化酶。交联酶聚集体技术现已用于大量的合成反应。在沉淀和交联所需但具有潜在致变性化学品缺失的情况下,融合蛋白会将目的酶的相对选择性聚集体或其自组系统转为不溶性微粒,因而具有强劲的发展动力。在选定的生物转化中,用于多轮间歇式反应不溶蛋白颗粒的回收已经得到论证。然而,对于全连续生物催化过程应用来说,低耐机械应力和高压缩性依然是无载体酶颗粒所需要考虑的问题。
关键词：生物催化,无载体,固定化,交联酶聚集体,下拉域,自组系统
酶作为一类重要的生物催化剂,具有催化效率高、专一性强、反应条件温和和无污染等特点,被广泛应用于制药、环保、食品和酿造等领域[1]。固定化酶(immobilized enzyme)又称固相酶,是将酶固定于水不溶性载体,即将酶锁闭于一定空间内,使其不溶于水溶液。固定化酶是21世纪发展起来的一项新技术,1916年Nelson和Griffin最先发现了酶的固定化现象后,科学家们就开始了固定化酶的研究工作。固定化酶的制备方法主要有3种:载体结合法、包埋法和交联法。目前应用得比较多的是载体结合法与交联法[2]。随着生物技术产业化的迅猛发展,酶的研究和应用日益广泛。酶应用领域存在的一个主要问题是:缺少在广泛的pH和温度范围内保持稳定,对有机溶剂具有高度耐受性的固定化酶;且固定化使用的试剂和载体成本高昂、固定效率偏低,真正投入工业化应用的固定化酶不多。溶性酶制剂对于工业生物转化是一种有用的催化剂。与可溶性酶相比,不溶性酶更易于分离和循环利用,且有利于连续过程的开发,因此往往是规模化生产操作过程的首选催化剂。原本可溶性的酶通常将其附着在不溶性载体的表面,使其成为不可溶性酶,这个过程称为固定化。由于不同的可用载体和各种固定化策略,因此固定化方法在一般程序的基础上衍发了许多其它方法。将酶包埋在有机凝胶或无机凝胶中,成为对载体介导固定化酶的一种特殊模式。关于载体约束不溶性酶,一个经常被提及的问题是,与基本制剂相比,其特异活性降低,但在可操作条件下可以提高其寿命和稳定性。尽管最近有一些相关方面的显著成果,但现在依然不清楚固定化酶活性和稳定性增加或减少的分子依据。可惜的是,为优化催化性能而对酶固定化进行设计时,在很大程度依然依靠经验[3,4,5]。
固定化不溶性酶还有两个主要的缺点。大量的非催化物质(大约占生物催化剂总量的90%)被应用于固定化酶反应器,但是当所采用的酶特异活性很低的时候,就可能产生很严重的问题;此外,所采用的载体通常比要固定的酶价格更昂贵。因此,如果将酶沉淀制成不溶性颗粒,并且能很好地保留可溶性酶的特异活性,同时能有效地应对机械应力,这样就可以获得异种生物催化剂,而由固体载体产生的难题也可以部分消除。该文综述了无载体固定化酶方法的最新研究进展。根据酶蛋白聚合过程中生物的识别和特异性,对所报道的方法进行区分。
1 交联酶聚集体
制备固体制剂主要通过沉淀或结晶的方法。通常与双功能试剂相连接,如戊二醛,以使得在应用中来稳定不溶物,使之处于悬浮状态。交联酶晶体和聚集体已广泛地应用于生物催化。
交联酶晶体方法(CLECs)出现于20世纪60年代,已经应用到有限几种酶上,包括核糖核酸酶A、枯草杆菌酶、羧肽酶、乙醇脱氢酶及一些脂肪酶。CLECs对于由加热、有机溶剂和蛋白质水解引起的变性,通常表现出良好的抗性。在某些情况下,可以通过改变结晶和交联的条件,来调节结晶大小和剩余特异活性。通过鼻疽菌脂肪酶已经表明,以表面活性剂或β-环糊精为CLECs涂层,可以进一步提高酶使用寿命和操作稳定性。当前CLEC技术使用范围主要受到(纯)酶成功结晶需求的限制[6,7]。
不溶性催化剂也可以在溶液中直接交联进行制备(CLEs)。但是由此产生的酶制剂很难处理,并且具有机械不稳定性。沉淀要求许多工艺参数的微妙平衡(蛋白质和交联剂浓度、pH、温度、离子强度、混合的时间、混合程度等),因此通常是不可再现的。
认识到CLECs和CLEs的局限性后,提出交联酶聚集体技术,并对其进行商业化。原本的缩写CLEA,现在也已登记为商标名称。CLEAs最初用于青霉素G酰化酶,随后应用于大量其它酶(如脂肪酶、蛋白酶、酰胺酶、酯酶、植酸酶和氧氰酶)。制备CLEAs的一般程序涉及酶(微)聚集体或多酶结合体的盐诱导或溶剂诱导,然后通过化学交联得到稳定的全蛋白沉淀。例如,硫酸铵,叔丁基酒精或聚乙二醇有助于引起青霉素G酰化酶的聚集。同样根据所采用的特定酶要求,交联试剂也会有所不同,但最常用的还是戊二醛。CLEAs很适合于有机溶剂中的生物催化。两种或更多的酶原则上可以共同聚合,形成所谓的CLEAs化合物。含有果胶酶、木聚糖酶和纤维素酶活性的CLEAs化合物制剂便是一个显著的成功例子。CLEAs化合物可能会成为所需的多用途催化剂,也可能会有助于实现多步生物催化转化。
虽然CLEAs可以不必将所需酶进行结晶,但仍然有其本身的不足,即对于每种酶,必须精确建立酶和交联剂之间的联系。这也就意味着必须作出很大的努力来用于条件优化。此外,在大多数情况下,一些粗蛋白需要在沉淀之前对其进行纯化[8,9]。
2 聚集和交联的条件
在CLEAs制备过程中,通过高通量实验有利于不同的相互作用工艺参数(沉淀剂及其浓度和交联剂等)的优化。最大程度保持可溶性酶的特异活性是所需考虑的最主要问题。但是,像结构特性、孔隙率和抗机械应力也同等重要。沉淀剂的最适选择通常要以实验为依据,但也可以利用蛋白质纯化中长期积累的经验,一些研究强调了CLEAs制备过程中沉淀剂的重要性。
虽然高活性小分子戊二醛被广泛应用于蛋白质交联,但它通常也会造成酶活性的严重损失。在使用高浓度戊二醛的时候,这种现象尤其突出。其原因为必需功能基团的化学修饰或者由其衍生诱导的一般变性,因此在交联过程中通过添加底物或配体可以提供有益的保护。商业化聚合体聚醛由葡聚糖氧化得到,长度约100～200 kDa,可以用其来替代戊二醛。由青霉素G酰化酶表明,由于存在尺寸排阻,所以与戊二醛相比,右旋糖酐聚醛对酶的渗透受到限制,酶的活力保持也可能会随之显著改善。一些酶在CLEA的过程中会因戊二醛的使用而失活,但却可以通过右旋糖酐聚醛进行成功交联,如乙醇脱氢酶、部分腈水解酶和腈水合酶等。
在交联过程中,添加牛血清白蛋白(BSA)或聚乙烯亚胺有2个作用,一是稳定酶活性;二是提供与戊二醛反应的氨基。有牛血清白蛋白存在的条件下,用交联的方法制备某脂肪酶、青霉素G酰化酶及漆酶的CLEA制剂,其特异活性和抗高温及化学变性等性能有显著提高。氨基戊二酰化酶的表面缺乏氨基,这不利于应用“常规”方法来制备CLEAs。使用聚乙烯来提供额外的交联的位点,可以得到这种酶的稳定CLEAs[10,11]。
至少对于部分CLEAs来说,其分子大小依然起重要作用,而由此产生的结构特性与过程优化密切相关。说明,藿香念珠菌脂肪酶颗粒CLEAs的最适活性,颗粒直径约为40～50 LM。CLEA的大小控制很困难,因为所有工艺参数本质上的(可能)影响都必须加以考虑。用CO2膨胀逆转胶束来制备树突状胰蛋白酶CLEAs制剂成为当前令人感兴趣的进展,CO2膨胀逆转胶束可以由二(2-乙基己基)磺酸钠和异辛烷进行制备得到。在提高CO2压力条件下,逆转胶束中的胰蛋白酶沉淀可以随后与戊二醛进行交联。由此产生的CLEAs大小在7～38 nm,并可通过调节水/表面活性剂比率和酶浓度来调整其大小。在某些例子中,树突状CLEAs特异活性超过了常规制备CLEAs。
3 操作稳定性
已发表的有关CLEAs的文章主要关注于生物催化在有机合成方面的应用,而CLEAs在其(连续)过程中的详细生物工程分析则比较欠缺。一些作者们已经认识到CLEAs对机械应力抵抗力弱的问题,例如采用搅拌。青霉素G酰化酶CLEAs被包埋在由聚氯乙烯制备的聚合物基体内,也就是所谓的LentiKats。由此得到的酶制剂在摇动的条件下,在缓冲里相当稳定(50 d),并且在双氧水(70%的V/V)中抵抗细菌滋生达数百个小时。包埋可导致酶活降低到自由CLEAs的60%。另一种稳定CLEA以抵对机械应力的方法是将其包埋到分层有序介孔硅胶中。在严格的摇动条件下α-糜蛋白酶和脂肪酶的稳定性提高了十倍以上。
总之,CLEAs已经在生物催化领域被广泛认知,并证明了其在小规模有机合成制备方面的作用。如果进行适当的优化,这种技术将具有广阔的应用范围,而且原则上可适用于任何酶。然而还有一点目前尚不清楚,那就是在工业规模的生物转化中,常规方法准备的CLEAs是否足以与载体约束不溶性酶制剂进行竞争,例如β-内酰胺类抗生素的工业转化。但CLEAs很适合现有的包埋技术,这可以使其对于操作压力因素有更好的抵抗性能。至于将CLEAs应用在连续操作过程的固化床或流化床,这一点还需要在以后进一步论证。某具有热稳定性的C-内酰胺酶CLEAs最近被应用于由毛细管柱微构建的流动微反应器。这个高度微型化的反应体系可应用于底物筛选和酶动力学描述,并且CLEA微反应器在连续过程条件下呈现出良好的稳定性。微流化反应器所包含的固定化酶也许以CLEAs形式存在,该反应器很可能成为有助于生物催化过程开发的一般工具[12]。
4 选择性下拉域
CLEA生产的一个显著改善是聚合过程的分子设计,能够体现其生物识别和特异性的原理。这样不仅不必优化酶的沉淀条件,也使得在不溶性蛋白形成过程中,酶活保持和最终颗粒大小更加易于控制。
有些酶在生产重组蛋白的条件下易于聚集(以包涵体形式),一个广泛应用的方法是将其融合到一种高可溶性蛋白,以提高目的蛋白的溶解度。如麦芽糖结合蛋白,作者建议采用反向途径来生产酶聚集体。从概念上讲,嵌合蛋白是将目的酶融合到一种低溶解性蛋白,如纤维素结合的噬纤维杆菌(CcCBM)。蛋白质在异源宿主(如大肠杆菌)中进行表达,往往会通过CcCBM分子间的自我聚集来诱导折叠的嵌合蛋白进行选择性下拉。当然,至于包涵体中的酶具有催化活性的观点,并不是首次提出。关于包涵体蛋白质沉积动力学的重大研究表明,在这种聚集体蛋白中生物功能依然保持的这一现象实际上是相当普遍的。
下拉域的首例应用是采用来源于三角酵母属变种(TvDAO)的二聚体黄素酶D-氨基酸氧化酶。CcCBM结合到酶的N端后,在大肠杆菌BL21(DE3)中合成的TvDAO几乎完全转变为胞内蛋白颗粒。在相同条件下生产重组蛋白时,酶缺陷型CcCBM几乎完全溶解可溶性,这表明下拉域有效地完成了所预期的溶解度开关功能。CcCBM-TvDAO显示出可溶性纯氧化酶的约40%特异活性。氧化酶聚集体的高水平活性之所以显著的原因主要有2个,首先,尽管TvDAO结构很复杂,但CcCBM对其折叠和功能影响很小;其次,聚集体的整体催化活性并没有因传质效应而受到严重损害,或者换句话说,这种不溶性酶更容易接近其底物D-氨基酸和O2。利用SDS-PAGE分析表明,分离出的CcCBM-TvDAO制剂主要含目的蛋白。在鼓泡生物反应器中进行D-甲硫氨酸转化时,CcCBM-TvDAO显示对微晶纤维素的弱亲和力,而且实际上比可溶性氧化酶更加稳定。将CcCBM-TvDAO包埋会提高其额外稳定性[13]。
Naha'lka和他的同事已经论证了CcCBM多功能下拉域的范围。最近他们制得一些具有催化活性的聚合体,包括麦芽糊精磷酸化酶(焦酚火球菌)、唾液酸醛缩酶(SAA;大肠杆菌K-12)和聚激酶(PPK;Silicibacter pomeroyi),并且很好地保持了各自可溶性酶的特异活性(C83%)。CcCBM-SAA颗粒可以进一步包埋到与戊二醛交联稳固的海藻酸钠水凝胶中。不溶性SAA催化剂仍然具有部分活性(51%),而且在合成神经氨酸的重复分批生产(20轮转化)中显示出很高的操作稳定性和良好的回收率。它可以冷冻干燥,并且重新水合后几乎可以保持全部活性。在这个例子中,其与CcCBM-PPK的共同作用还显示了目的酶可选择性下拉域的另一个重要优势,通过对不溶性蛋白组分的简单清洗,就可以有效消除大肠杆菌背景对磷酸酶活性的污染。在一个最近与生物催化无关的研究中,CcCBM被应用于制备不同凝集素的功能聚集体。一种酶标平板检测法最近正发展起来,在这种方法中不溶性凝集素以高通量形式应用于糖蛋白识别。在检测条件下,2种结合唾液酸的凝集素之间的CcCBM融合表现呈“粘合”(沉淀)唾液酸化蛋白,这将使得在凝集素多价结合发生时,会有积极的响应读出。
总之,作为下拉域融合到CcCBM似乎是用来生产不溶性、高活性各种酶聚集体的一种通用方法。将CcCBM酶非共价吸附于纤维素上有利于从液体中进行分离。然而,可能需要更多的加工步骤(包埋、交联)来最终获得运作稳健的生物催化剂。由于在下拉域的控制下,聚集体不可能提高酶的内在稳定性。如果极端的工艺条件(如高温度或高盐等)不会引起不必要的降解,应用(热)稳定催化剂具有明确的潜在可能性[14]。
5 自组系统
自组系统以脂类和非天然聚合物而被熟知,对于越来越多的蛋白质来说,自组成不溶性有序结构成为其特点。在嵌合蛋白中,将目的酶融合到具有自组能力的模块中,这样可能得到的酶便于界定,或许是类结晶交联状态。自组系统性能的开发会实现对酶颗粒大小和形状相对精确的控制。虽然其它蛋白或肽链(从目的酶上分离得到)也作为所需要的产物,但在这里不作考虑。
6 融合到细胞表层蛋白
细胞表层(S-层)是古细菌和细菌细胞膜结构中常见的“蛋白隔膜”。它们有类格子外观,是通过自组过程形成的。在悬浮液和不同界面上,分离得到的天然S-层蛋白单位能够再结晶成为精确的单层形式。S-层蛋白的这些属性极大地促进了(纳米)生物技术应用的范围。虽然融合到S-层蛋白被应用于蛋白质序列开发及其它分析目的,但也有一些例子显示S-层技术可应用于酶固定化和生物催化剂的开发。然而,各种S-层融合有一个需要注意的共同特点,即嵌合蛋白各组份原有功能的保持,也就是指自组系统性能和各自生物活性。
将嗜热多糖酶(LamA,焦球菌)融合到芽孢杆菌S-层蛋白SbpA,在大肠杆菌中制成不溶性聚集体,可惜的是没有进行特征化。然而,经过化学展开溶解和复性,SbpA-LamA融合已成功地固定在不同载体上。脂质体具有酶和S-层蛋白自组融合的特征,成为一种获得潜在有用生物催化剂的可行性方法。脂质体大小易于调节,这使得固定化酶制剂的设计具有灵活性。将1-磷酸-葡萄糖胸苷酸转移酶融合到了嗜热脂肪的芽孢杆菌S-层蛋白SgsE的C端,Schaffer等也证明了不溶性脂质体载体催化剂回收的可能性。
需要注意的是,在大肠杆菌或其它宿主(酿酒酵母或HeLa细胞)中生产S-层融合蛋白时,通常会产生由胞内自组系统或聚集引起的不溶性产物。这些“包涵体”可能会有助于制备无载体不溶性酶。
7 融合到其它骨架蛋白
形成高分子量组件的蛋白质,已用来显示不溶性超分子结构表面的催化模块。相关例子有白杨(欧洲山杨)的长145.8 kDa的应激蛋白SP1,SP1构成环状同十二基,对极端条件具有高耐性,如低和高pH、高温、有机溶剂和各种蛋白酶。将SP1融合到黑曲霉葡萄糖氧化酶(Gox),在大肠杆菌中产生不溶性聚集体结构,因此与天然氧化酶相比,沉淀酶在本质上极大地改善了其稳定性。葡萄糖氧化酶-SP1的非催化物质仅占总颗粒的10%(重量/重量)。将葡萄糖氧化酶-SP1组装成纳米管结构,每管含有数百个酶分子。
在另一正在初步准备的例子中,南极假丝酵母脂肪酶B的蛋白颗粒设计是将其连接到马铃薯病毒衣壳蛋白上。通过在烟草中进行融合蛋白与原衣壳蛋白的共同表达来获得不溶性病毒蛋白,其显示出以对硝基苯酚己酸为底物的酯酶催化活性[15]。
8 融合到弹性蛋白样多肽
不同长度的弹性蛋白样多肽(ELPs)含有五肽重复序列Val-Pro-Gly-Xxx-Gly,其Xxx可以是任何氨基酸,弹性蛋白样多肽超过转变温度加热会发生可逆沉淀。许多ELP融合开发目的是通过从宿主细胞粗提取物中选择性沉淀,以利于重组蛋白的下游处理。该技术在生物催化方面有良好前景,但尚未在该领域广泛应用。设想的一般过程是首先形成ELP-酶聚集体,然后通过交联进行稳定。弹性蛋白样多肽的交联方法在文献中已有提及。
9 融合到蛋白质结合聚羟基脂肪酸酯颗粒
聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是天然聚酯纤维,存在于各种以其为能量储存的细菌中。大量生物塑料材料可以由PHA制备。PHAs值得关注和开发的一个特点是生物合成酶(PHA合成酶)依然会与聚酯颗粒保持共价结合。PHA合成酶可以在许多宿主生物体中进行表达。因此,含有活性PHA合成酶的融合蛋白会在重组生产过程中产生PHA,并同时将其自身附着在聚酯颗粒上。使用B-半乳糖苷酶-PHA合成酶融合蛋白可以说明此概念(用于生物催化)。β-半乳糖苷酶与聚酯颗粒间三明治式结合也已得到说明,其显示了PHA与抗β-半乳糖苷酶scFv(抗体的单链可变区)之间的融合。虽然也可能有助于分析,但就目的酶连接到PHAs所用的简单步骤而言,似乎更适应于生物催化。
通过与种子凝集素融合可能是替代PHAs固定化酶的一种方法。种子凝集素是小分子(14-30 kDa)双性蛋白,是与PHA-颗粒相关蛋白质组的主要成分。编码与种子凝集素融合和PHA生物合成酶相关基因的共同表达,会使得固定于PHA颗粒上的所需酶具有活性。
10 (自动)仿生硅胶包埋
硅藻筒藻中的亲硅酸多肽可以诱导二氧化硅从单硅酸溶液中沉淀。亲硅酸多肽的重复单位R5肽(H2N-SSKKSGSYSGSKGSKRRIL-COOH),可用以固定丁酰胆碱酯酶。高活性和稳定性的生物硅球也已经可以制备得到。在室温和温和化学反应条件下,向含有酶和硅酸的溶液中添加R5多肽,可以提高其生物亲硅酸性。最近通过使用R5融合,可以在大肠杆菌中将磷酸二酯酶和有机磷水解肽制成固定化酶制剂。每种融合蛋白都由硅缩聚开始,且酶的活性(69%～97%)均保留在由此产生的硅微球体中。添加络合多肽(His)6-tag的金属离子会使得硅化不溶晶体可以从粗细胞提取物中直接回收,D-氨基酸氧化酶也同样适用。
保险：人气在聚集 篇2
解惑一：如何选择合适的保险
吴先生(25岁，某出版社职工)：我觉得理财不能没有保险，投资之前应该有保险打基础。虽然现在我已经投资了基金，还没买保险，但我正在与一家保险公司的代理人沟通，想为自己买意外险、医疗险和重大疾病保险，以补充社保的不足。但保险太多了，如何才能选到合适的产品呢?
徐女士(保险经纪人)：您已经建立了正确的保险意识，那就是为自己建立完善的保障计划，而且您选择的险种也比较适合您现在所处的生命周期，以及拥有的保障情况。选保险的时候要从保险公司、产品、代理人3方面着手。要选优秀的保险公司、专业的代理人以及符合自己需要的产品。如果是普通上班族，意外险可以选购保额10万元左右的卡单；医疗险应以住院津贴型产品为先，有能力再考虑住院报销型产品；而重大疾病保险可以先考虑定期重疾险产品，缴费压力会比较小，等成家、生子女后再作补充。另外，建议您买保险前学习一下保险知识，比如犹豫期，等待期、免赔额等概念，以及如实告知、亲笔签名等常识。
解惑二：保险不再适合调整
刘女士(45岁，某调查公司职员)：我之前买了保险，但现在发觉医疗费、收入等都在上涨，当时觉得合适的保额，目前已经无法覆盖保障缺口了，该如何调整呢?
微生物聚集 篇3
1 氮杂环类离子液体及其衍生物
1.1 氮杂环类离子液体
氮杂环化合物由于具有刚性的杂环、结构不对称性以及其离子具有较强的静电作用等特点, 使其离子化合物一般具有较低的晶格能和较低的熔点。这正符合离子液体的要求, 因而各种氮杂环化合物如咪唑、吡啶、吡咯、吗啉、哌嗪、哌啶和噻唑等广泛用于制备离子液体。其中的氮原子由于容易反应而引入各种官能团使离子液体功能化, 这一点更加引起了研究者的兴趣。
在所有的氮杂环类离子液体中, 咪唑、吡啶和吡咯烷等氮杂环作为阳离子制备的离子液体占据了相当大的比例。以上已经提到, 这些氮杂环中可以通过结构设计引入不同的链长结构或官能团。如果引入较短的碳链, 它们就可以作为性能优异的离子液体来使用, 具有一般离子液体的性能, 可以用来代替挥发性有机溶剂, 用在化学化工以及材料合成等各种领域。值得一提的是具有短链碳链的吡咯烷离子化合物在液体或者固体时均具有较好的导电性能, 可以作为电导材料用在锂电池或者太阳能电池中。吗啉类离子液体也有合成, 它们一般具有较宽的电化学窗口, 也可以作为电化学领域的电解质等使用。其他氮杂环也有用于合成离子液体的报道, 但相对较少, 需要进一步研究开发其在离子液体制备方面的应用。
1.2 氮杂环类双亲分子
氮杂环类离子液体具有结构易设计制备的特点, 以氮原子上烷基化引入不同链长碳链为例, 如果引入短链, 则可作为典型的离子液体来使用;如果引入长链, 链长达到一定长度的此类化合物就可显示出双亲的性质, 可作为双亲分子或表面活性剂使用[3,4,5]。如Baker等受到具有短链的吡咯烷类离子液体的启示, 设计了不同链长的吡咯烷类化合物, 发现长链的吡咯烷类化合物具有明显的双亲性, 具有表面活性剂所特有的临界胶束浓度等特征[6]。这类氮杂环类双亲分子具有广泛的应用, 既可以作为表面活性剂应用在日常生活、日用化工等领域, 也可以用于在各种溶剂中构建各种各样的有序分子聚集体, 或者本身形成如离子液晶、热致液晶等有序聚集的功能材料。
2 有序分子聚集体
有序分子聚集体是在自然界中就广泛存在的一种现象, 如各种生物体内的细胞膜就是一种非常有序的分子聚集体。它们的形成是生物体某些功能的需要, 也是双亲分子或表面活性剂在液体介质中由于表面张力、表面能、非共价键等作用, 能量需要达到最低化以使体系趋于稳定状态而形成的。这些相对稳定而又结构有序的分子聚集体包括胶束、囊泡、溶致液晶等。有些双亲分子也可以通过自身作用力形成离子液晶或热致液晶等有序聚集体。在水溶液体系, 随着表面活性剂浓度增加, 在较低浓度时, 为了使界面能降到最低, 首先会形成胶束这一有序聚集体。它是一种疏水基团朝向里面, 亲水基团朝向水相的一种聚集结构。胶束按结构又分为球形胶束、棒状胶束、蠕虫状胶束等。一般低浓度下形成的是球形胶束, 较高浓度下可以形成棒状或蠕虫状胶束。球状棒状等胶束进一步聚集可以堆积形成为层状或六角状等更有序的结构, 即溶致液晶结构。溶致液晶也有多种种类, 除了以上两种外, 还有反六角相以及多种立方相等聚集结构。如果双亲分子具有合适的结构参数, 如具有双链结构等, 可进一步形成囊泡等有序分子聚集体。各种表面活性剂在水溶液中的有序分子聚集体的研究较多, 随着离子液体的发展, 近年来氮杂环类离子液体及其衍生物用于构建有序分子聚集体的研究逐渐成为研究的一个热点。
3 氮杂环类的离子液体及其衍生物用于构建有序分子聚集体
3.1 长链咪唑类两亲分子构建有序分子聚集体
咪唑杂环是离子液体中使用最多的氮杂环, 具有长链结构的咪唑类两亲分子在以上提到的氮杂环中也是最多地被用来构建有序分子聚集体。[C10mim]Br、[C10mim]Cl、[C10mim]NO3等被较早地报道可以在水中形成层状、六角相等有序结构的溶致液晶, 由于分子可以形成氢键网络等原因, 此体系甚至可以形成溶致液晶凝胶[7,8,9,10,11]。如果再进一步设计结构, 比如在端基引入丙烯酰基制得[AcrC10mim]Cl, 则其可以在水中形成具有双连续结构的凝胶。进一步发现, 不同链长的咪唑双亲分子如[Cnmim]Br或[Cnmim]Cl (n=12, 14, 16) 等在不同溶剂中也可以构建溶致液晶有序聚集体。通过调节体系组成或者分子结构、离子类型等可以得到不同有序聚集结构的液晶类型。这些体系也可以进一步还可以用作软模板等来制备结构有序的纳米材料。
3.2 其他含五元氮杂环的双亲分子构建有序分子聚集体
除了上面介绍的咪唑类双亲分子, 其他的五元氮杂环如吡咯环等也可以通过调整碳链的长度获得不同结构、不同性能的吡咯烷类双亲分子[12]。受到咪唑类离子液体可以通过调节链长获得具有自组装性能的双亲分子的启发, 溴化N-烷基-N-甲基吡咯烷盐系列的双亲分子, CnMPBr (n=10, 12, 14, 16, 18) , 被合成出来。研究发现其具有明显的表面活性, 而且其临界胶束浓度随着碳链链长的增加而逐渐降低, 说明其有序聚集功能明显受到链长结构的影响[13]。对于C16MPBr和C18MPBr而言, 其在低浓度形成球状胶束, 增加浓度还可以形成囊泡有序聚集结构。另外, 含有长链吡咯烷酮类氮杂环的具有双亲性能的的离子液体及其有序聚集性能也有报道。吡咯烷类的双亲分子不仅可以在水中形成有序聚集结构, 其自身也可以发生有序聚集形成不同自组装形貌的离子液晶, 这使其在功能材料方面显示出潜在的应用。
3.3 含六元氮杂环的双亲分子构建有序分子聚集体
除了含五元氮杂环的双亲分子, 含有吡啶、吗啉、哌啶、哌嗪等六元氮杂环的表面活性化合物也有报道[14,15,16], 但相对较少。其中, 吡啶类双亲分子又是研究相对较多的一类。在吡啶杂环上引入不同的链长, 如C12H25-、C14H29-、C16H33-和C18H37-等链长, 调整结构与离子类型, 就可以得到相应的液晶类有序聚集体, 如CnPyCl (n=12 (16) 或CnPyBr (n=12 (20) 在水或其他溶剂中可以形成立方相液晶有序结构。具有长链结构的吗啉、哌啶和哌嗪类氮杂环双亲分子的合成及有序聚集行为也有报道, 研究发现它们可以形成柱状排列或近晶A相等类型的液晶结构, 而且通过调整链长和离子类型可以调控液晶的有序聚集类型。
4 结语
离子液体和有序聚集体是两个重要的领域, 氮杂环分子由于独特的结构可设计性, 短链的化合物可以作为典型的离子液体, 长链的化合物可以作为双亲分子用于构建各种各样的有序聚集体, 因而逐渐受到研究者的重视。现在在这一领域已经有较多的研究, 但呈现出研究不对称性, 如咪唑类氮杂环研究较多, 其他氮杂环研究较少。随着研究的深入, 更多的氮杂环类离子液体及其衍生物将会被探索, 更多的表面活性物质、有序聚集体材料将会被发现, 这必将对离子液体和有序聚集体这些重要的领域起到积极地推动作用。
参考文献
聚集高考作文 篇4
曾经有人将高考作文喻为我们社会的晴雨表,这话过去或许成立,可搁在今天说就多少有点隔靴搔痒的意味了。如果有兴趣,你可以去浏览一下近几年各地的高考作文题,十有八九都是些可以涂抹到任何时期甚至任何时代的万金油。我的一位在中学语文界颇有名气的朋友在指导学生写作时,让学生除了“大人生、小社会”这两个主题外概不涉猎——所谓的“大人生”,指的是多咀嚼“人生哲理”,因为这一直是高考作文舞台上久唱不衰的主旋律;触及社会生活的文章虽然偶或可见,但不过是高考作文中小小的点缀。对此我曾存有疑虑,但一次次考题出炉,胜利的天平总是偏向他的那一端。即便广为崇尚现实主义的批评家们赞誉的2008年高考作文题,真正触及社会的也不过三五篇,仅占总数的四分之一;而品味“人生哲理”的篇什却是大江南北遍地开花。今年不知是否因为我们的社会更趋和谐稳定,真正意义上涉及社会问题的文题更是大为缩水——仅有两篇,这便是江西卷中以“兽首拍卖”这一热点事件作为评论中心的供料作文和辽宁卷中讨论明星代言虚假广告现象的议论文。
这两篇作文虽说触及了社会生活,但我觉得多少都有些剑走偏锋。江西卷作文延续了去年关注社会的长处(2008年江西卷要求学生以2007年洞庭湖鼠灾为背景,以田鼠或田鼠天敌的口吻给人类写一封信,旨在唤醒国人的生态意识),但把目光由国内移向了国外,让学生对蔡铭超在巴黎高价拍下圆明园文物,然后拒绝付款,造成流拍这一富有争议的事件发表议论。这一事件涉及到历史、国际法、商业规则、文化遗产继承等多方面的知识,让一个中学生在封闭的考场里发表评议实在有些勉为其难,或者搔不着痒处;大话、套话、官话、偏激之词可能会成为阅卷者不可避免的收获。辽宁卷让学生去评论明星代言虚假广告,触及到了社会热点问题,也是对学生价值观、社会责任感的考查,但明星代言虚假广告毕竟是一个“小众化”的问题,我们有远比这更危及民生(明星代言虚假广告充其量不过是助纣为虐,而讨伐“纣”一类的恶人才更切中要害)、更影响社会和谐、更大众化、更涉及每个考生利益的问题存在,命题者为什么就不能将眼光放得更开阔一些,把视角调得更低一些,让关心民瘼、关注民生成为我们高考作文的主题?这究竟是命题者观念的问题,还是胆量的原因?
另有两篇“准”现实主义的作文题值得一说,这便是天津卷的“我说九零后”和江苏卷的“品味时尚”。让“九零后”学生来评价“九零后”这一代,当会有理有据,言之有物吧。天津卷去年的作文题“人之常情”,今年的“我说九零后”,都体现着一种让学生有话可说的人文关怀,这似乎也与天津低调、务实的城市风格相匹配。江苏卷作文题也值得一夸:江苏卷前年作文题是大而玄的“怀想天空”,去年是低幼化的“好奇心”,相对而言,今年的“品味时尚”终于让考生找到了一种久违了的“我手写我心”的感觉。时尚本来就属于青年人,这一定会让孩子们有感而发。只是不少终日被禁锢于校园中的高三学子恐怕是从摊开作文纸的那一刻才有机会“品味时尚”的吧?真不知道这“时尚”在他们心中是何等滋味。
如果一定要与社会生活扯上关系,那么广东卷作文题“常识”、四川卷作文题“熟悉”和山东卷作文题“见证”亦可算上。“我们生活在常识中,常识与我们同行。有时,常识虽易知而难行;有时,常识须推陈而出新……”广东卷为作文题设计的这则导语堪称精辟,细想想,“常识”总是萦绕在我们脑际,为我们每个人所“熟悉”,可古往今来从上到下我们又干出了多少违背常识的事情!其实,要认真做做这道题的又岂止是孩子们!而山东卷作文题“见证”我以为是所有作文题中最为大气的,导语云:“在生命历程中,我们见证了人生的悲喜、社会的变迁;在历史长河中,许多人或事物又成为历史的见证。”诚哉斯言!可这又是一道最为成人化的题目,因为考场里那些十七八岁的少年除了学校、家庭、书本又能“ 见证”什么?估计山东的阅卷老师要在历史人物、历史遗迹、历史遗产……中艰苦跋涉了。
参与主旋律——品味人生哲理——演奏的为数最多,有6家,正好三分之一。而且清一色均为材料作文。这当中包括两份全国卷、安徽卷、上海卷、浙江卷和海南宁夏卷(合卷)。其所供材料有长有短,短者几十字,长者超千言(全国Ⅱ卷共有3段材料,超过千字,估计学生充分研读这3则材料并归纳出寓意不会少于15分钟);内容有寓言童话,有名人逸事,有生活故事,甚至有流行歌词;所表现的主题具体说有关于诚信的,有关于感恩的,有关于竞争的,有关于创新的,有关于生存技巧的……大多没有摆脱高考作文沿袭多年的程式,材料从内容到主题并无太多亮点可言。这些作文考题如果用一个词来概括那便是——老套。尤其是关于诚信的话题已经写了多少年,范文成百上千,早让孩子们产生审美疲劳了。
作文题给得较为宽泛的当数重庆卷的“我与故事”、福建卷的“这也是一种____”和湖北卷的“站在的门口”(后两篇属半命题作文,且都带有一种哲思的意味)。正因为命题者给出的要求较为宽泛,也就给了学生充分发挥的余地;其带来的副作用便是大量的套作难以避免。特别是“这也是一种____”很多范文通过改头换面稍作整容便可纳入这一标题下,有些只需在文末续上个反思性的尾巴即可。这可能是命题者事先没有想到的。
题目夺人眼球却让人无从下笔的首推湖南卷的“踮起脚尖”。我实在不知道这个“踮起脚尖”在命题者笔下的寓意,你让孩子们登高望远?憧憬未来?空中够物?抬高身材?……总之看着这道题目我是一头雾水。记得荀子说过:“吾尝跂(跂者,踮脚也)而望矣,不如登高之博见也。”可见在荀老夫子眼中,踮脚远不如登高有价值。不知命题者让孩子们“踮起脚尖”到底出于何种目的。亚军当属北京卷的“我有一双隐形的翅膀”。我不大爱听流行歌曲,但对这一歌名还是比较熟悉的,因为京城里某一名校的前任校长对这首歌似乎情有独钟,在不少公开场合以其沧桑的歌喉已将它演绎过多遍。尽管我不甚了了“隐形的翅膀”的含义,但京城里的学子大概早希望插上它飞进那位校长治下的校园了。所以我估计这一几乎被网民们的口水淹没了的作文题在北京考生面前该是无比亲切、有着无限的亲和力的。
前两年都曾出现过一两则从古典诗词中探求人生哲理的作文题,但这样的题目今年已完全销声匿迹,取而代之的是两篇以通俗歌曲命名的文题(北京卷的“我有一双隐形的翅膀”和浙江卷的“绿叶对根的情意”)。这似乎也成了我们的大学由精英化向大众化过渡的绝妙隐喻。按此思路,明年可能会有一部分作文题取材于民谣甚至儿歌了,不信你走着瞧。
高考作文不能成为我们社会的晴雨表,却可以真真切切地反映出我们教育的现状。环顾欧美诸强以及我们的港台地区的高考作文题,再比比我们自己的,你就可以发现,我们总爱在自己精心编织的华而不实避实就虚的梦境里兜圈子——不知这样的梦几时会醒。
二由高考作文的“文体感”说开去
不是专业与文字打交道的,大概没有多少人会去计较“文体”这玩意儿。就像普罗大众,一天劳作归来,躺到沙发上拿本书消遣,谁还会吃饱了撑的先去研讨一番它的体裁归属?当然我这样说并不是要否认文体的重要性,至少那些专门研究“写作学”的先生们是要在这块田地里淘食的。除了那帮精英人士,对文体最为关注的大概就数我们的高中学生和他们的语文老师了。原因很简单:作文的文体关乎高考作文的得分,而一篇作文的得分一定程度上左右着这个考生的高考总分,进而也就影响到他所进大学的层次。今天,高考对每位中学生和他们的教头来说,实可谓“悠悠万事,唯此为大”,自然这作文文体也就轻视不得了。
在我的印象中,某些省市(譬如四川、重庆)在高考作文的设计和批阅上已有淡化文体的趋势,不过我所在的江苏这样一个文化教育大省却依然在坚守着文体的樊篱。江苏省在高考阅卷中明确规定凡是文体不明(或称“文体感不强”)的文章均要与跑题的作文一样被打入冷宫,甚至给予不及格处理。而这种“文体感不强”的最为突出表现便是在记叙中掺入过多的议论抒情,或在议论中加进了过多的描写叙述。广受读者欢迎的文化类杂志《读者》中刊出的文章大多便与此类作文相像。所以报刊上非常盛行的称得上是雅俗共赏的以“挖掘生活哲理,揭示人生奥秘”为主旨的“《读者》体”随笔已成为敝省中学生写作之大忌。
那么究竟什么样的文章才可以称得上“文体感”鲜明呢?我所在的学校前些时候曾邀请了一位在省内中学语文界颇有几分名气的大腕到校给学生开了一场讲座,此公便总结出了一套高考作文“写什么像什么”的秘诀,具体内容如下:一是从构思上着眼——记叙文要把题目变成故事,用故事表达思想,让思想流淌在描写中(这一总结倒颇有几分诗意,也很是切中肯綮,而下面的就“信言不美”了);议论文要立好一个观点,想好三个角度,每个角度选好一个例子,结尾形成结论;散文则选好一个点,连成一条线,展现三个画面。二是在文章结构上着力——记叙文要开头结尾短小,中间部分充实,详略得当,虚实结合;议论文要分为五段,开头列出中心论点,中间展示三个分论点,结尾得出结论;散文则要大段穿插小段,描写结合抒情……高人到底是高人,寥寥数语便将文体特征归纳得如此到位,且像理科教师一般罗列出一沓操作性很强的公式。只要具有中等智商的学生大概都不难把握。
只是这么一来,我们的中学写作教学岂不成了一种专门摆弄八股文章的文字游戏?不少老师常常将高考作文比作“戴着手铐脚镣跳舞”,可今天的学生不仅戴上了“手铐脚镣”,而且还一个个事先被设计好了舞蹈的规定动作和固定套路,使他们的写作完全变成了一种体操、跳水中的“规定动作”比赛,其个性特点完全湮没在了一种僵化的程式中(且不谈在内容上的限制,那更是令人发指,诸如不接触政治,不触及阴暗面,不涉及敏感话题……而要一个个十几岁的孩子去玄谈人生,空议生命),不客气地说,这简直是对文章的亵渎。
按说语文科目本该是一门最能彰显学生个性、最能抒发孩子们性灵的学科,可是你去翻翻今天的语文考卷,除了几道基础知识题被设计为“客观性试题”(即有“标准答案”的那种),那些为“主观性试题”配发的所谓的“参考答案”也完全就是称得上是毫无商量余地的“金科玉律”。媒体上曾当笑话流传的著名作家王蒙答不对为自己的文章设计的阅读题、北大博导钱理群考不及格高考语文卷的令人尴尬的例子,原因就在于他们二位的答案与我们出题专家提供的答案相龃龉!文艺理论界有句名言——“一千个读者就有一千个哈姆雷特”,可在今天中国的语文界却是“上千万个读者只许有一个哈姆雷特”!看来我们在意识形态领域里倡导的“统一思想,统一认识,统一行动”的法宝已在我们的语文教学中得到了贯彻。
曾有专家呼吁在高考语文卷中尽量减少“客观性试题”,给学生以充分发挥的余地。可是纵观时下高考中语文考试的现状,客观性试题虽有所减少,但主观性试题却有渐渐走向“客观性”的趋势。而今天连本当百花齐放的高考作文也渐趋模式化、公式化、拼装化了。我实在搞不清楚,如此“整齐划一”的语文教学所呈现出的是不是教育界的春天?
聚集港澳台 篇5
香港《大公报》
近年来，国家粮食价格高位运行成为全球大宗商品市场的一个重要特点，而中国因素又屡屡成为国际游资进行投资炒作的重要噱头。但在中国充裕的粮食生产能力及超高的粮食储备规模影响下，中国粮库成为稳定全球粮价之锚。2008年中国政府公布的《国家粮食安全中长期规划纲要(2008-2020年)》明确提出，中国政府将保障粮食等重要食物基本自给，粮食自给率稳定在95%以上。中国社科院农业发展研究所研究员李国祥表示：如果中国不能做到主要粮食自给自足的话，那么中国在国际市场的贸易活动势必将引起包括大米、小麦等主要商品价格的剧烈动荡。即使中国凭借充足的外汇储备可以购买到上述商品，但对广大发展中国家而言将是巨大的冲击。
由“奥肯定律”看台湾失业率走向
台湾《工商时报》
根据近期台湾内外发布的经济数据，愈来愈证实全球经济正快速下滑。面对这样的景气变化，依经济学奥肯定律，即经济成长率降低两个百分点，失业率便会升高一个百分点来判断，台湾岛内失业率的走高已成定局。根据调查，台湾每周工作低于19小时的就业者在今年9月已升至16万多人，不但高于8月的14万人，也比去年9月多出1万多人。这项数字若换算为全职工作者的工作天数，以一天8小时计，等于每周工作不到3天。显然这项数字的升高，意味着有更多人处于“不完全就业”的状态。依历年的经验，只要景气下滑，这项数字就会升高。
香港与内地货币互换额倍增
香港《南华早报》
人民银行昨与香港金管局在北京续签货币互换协议，两地货币互换协议规模将由2009年签订时的2,000亿元，扩大一倍至4,000亿元。新协议有效期为三年。续签的货币互换协议可令香港获得足够的人民币流动资金，鼓励更多企业以人民币作为计价货币，以实现人民币国际化。自九月底以来，全球金融市场持续波动。有市场专家认为，加强货币互换协议规模将有助减低金融动荡对人民币市场的冲击。
欧元区瓦解 恶梦恐成真
台湾《商业周刊》
十一月上旬，欧洲政局发生大地震，希腊、意大利两国总理，都因为债务问题处理不当而下台。希腊问题虽严重，还不是欧元区目前危机的主角，真正的主角是欧洲第三大经济体，国力居“Piigs”之首的意大利。不过，目前状况是意大利的债务“大到不能倒”，若意大利不能从债务危机脱身，则下一个被债务危机‘感染”的国家，就是银行业持有大批希腊、意大利债券的法国。情势若演变至此，“欧元区即将崩解”就不再只是传言。若想力保欧元不坠，欧元区成员国，恐怕得拿出更多实际行动，来证明他们有能力应付这场危机。
男女平等澳居世界前列
澳门《澳门日报》