海洋生物活性物质（共12篇）
海洋生物活性物质 篇1
0引言
海洋是地球早期生命的诞生地, 约占地球表面积的70%, 蕴藏着丰富的微生物资源。随着陆栖微生物活性物质的大量开发和应用, 从陆栖微生物中开发新型天然活性物质的难度越来越大。海洋环境的高压、高盐、低营养、低温、无光照以及局部高温等多样性和特殊性, 造就了海洋微生物种类的特异性及代谢途径的多样性, 海洋微生物是生物活性物质的重要来源。
在海洋微生物体内以及代谢产物中发现了许多化学结构特异、新颖、多样的生物活性物质, 包括抗生素、生物毒素、酶抑制剂、酶、多糖、氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、色素以及具有抗病毒、抗肿瘤活性的物质等, 其中有相当一部分生物活性物质是陆地生物所没有的, 这些活性物质将在化工、医药、食品以及生命科学等研究领域具有广阔的应用前景。
1抗生素
抗生素主要包括抗细菌、抗肿瘤、抗真菌抗生素及一些抗炎症和镇痛的活性物质、酶抑制剂等, 但病原微生物获得抗药性的速度远大于从陆生微生物中获得新抗生素的速度[1]。
许多海洋微生物可产生抗生素, 包括链霉菌属 (Streptomycetes) 、着色菌属 (Chromatium) 、假单胞菌属 (Pseudomonas) 、黄杆菌属 (Flavobacterium) 、钦氏菌属 (Chainia) 、交替单胞菌属 (Alteromonas) 、微球菌属 (Micrococcus) 等[2]。已报道海 洋微生物产生的抗生素主要有溴化吡咯、3-氨基-3-脱氧-D-葡萄糖、靛红、对羟苯基乙醇、醌、除虐霉素 (aplasmomycins) 、吡咯尼群 (pyrolnitrim) 、盐生酰胺 (salinamides) 、哌嗪二酮衍生物 (diketopiperazines) 、天神霉素 (istamycins) 、吲哚三聚体抗生素 (trisindoline) 、magnesidins、α-n-pentylquinolind、thiomarindsBC、altermicidin、macrolactin、maduralide、oncorhyncolide等[2]。目前, 新发现的 海洋微生 物活性物质50%以上是由海洋放线菌产生的, 此外海洋真菌也是抗生素的重要来源之一。Amraoui等[3]对从摩洛哥的大西洋沿海地区筛选得到的34株微生物进行研究, 发现28株具有抗菌活性, 11株具有抗真菌活性, 24株具有抗革兰氏阳性菌活性, 21株具有抗革兰氏阴性菌活性。据报道, 假单胞菌属产生的795种生物活性物质中, 有610种物质具有抗菌活性[4]。Mondol等[5]从海洋芽胞杆菌的培养液中分离到一种结构新颖的大环内酯类抗生素MacrolactinW (如图1) , 该抗生素对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有较好的抗菌活性。
2抗肿瘤活性物质
相比陆生微生物产生的抗肿瘤活性物质, 海洋微生物产生的抗肿瘤活性物质化学结构新颖、活性较强、毒副作用较低, 主要有内酯类、醌类、酮类、多糖类、含氮类等, 主要来源于海洋细菌、放线菌及真菌。
2.1海洋细菌的抗肿瘤活性物质
海洋细菌是海洋微生物抗肿瘤活性物质的重要来源, 主要包括 假单胞菌 属、芽胞杆菌 属 (Bucillus) 、交替单胞 菌属、弧菌属 (Vibrio) 、肠杆菌属 (Enterubacrerium) 、微球菌属等[6], 从中分离 到多糖、生物碱、醌环类、大环内酯和肽类等多种抗肿瘤活性物质。经研究发现, 海洋蓝细菌产生的聚酮类和多肽类代谢产物具有较好的抗癌、抗肿瘤和抗传染病活性[7]。Medina等[8]从一种海洋蓝细菌Leptolyngbyasp.中分离得到一种新的肽 类细胞毒 素CoibamideA (图2) , 显示出很强的抗增生作用。
2.2海洋放线菌的抗肿瘤活性物质
近年来对海洋放线菌的研究结果表明[9], 海洋放线菌能产生抗肿瘤、抗癌、抗细菌、抗真菌等生物活性物质。
产生抗肿瘤活性物质的海洋放线菌有链霉菌属、红球菌 (Rhodococcus) 、诺卡氏菌 (Nocardia) 、小单孢菌属 (Micromonospora) 、游动放线菌 (Actinoplanetes) 等, 从中分离到的抗肿瘤活性物质主要包括生物碱类、醌类、环二肽类、大环内酯类等。赵文英等[10]从海洋放线菌Streptomycessp.3275中分离得到7个化合物, 其中化合物2、3、5对温敏型小鼠乳腺癌细胞FT210显示弱的增殖抑制活性。从北冰洋沉积物样品中筛选得到的一株放线菌BM17产生的次 级代谢产 物具有抑 制HepG2、A549、HCT-116、COC1等癌细胞的活性[11]。
2.3海洋真菌的抗肿瘤活性物质
海洋真菌也成为抗肿瘤活性物质的重要来源。据调查, 已经发现了321种海洋真菌, 其中包括6种担子菌、60种无性态的真菌、255种子囊菌, 从海洋真菌分离出的次级代谢物中约70% ~80%具有生物活性[12], 产生的活性物质主要有血小板活化因子拮抗剂、肽类及生物碱活性代 谢产物、细胞毒化合物、抗肿瘤活性物质等[13]。Mathan等[14]发现真菌AspergillusprotuberusSP1产生的物质能够有效抑制Hep2细胞系。陈创奇等[15]采用MTT细胞活性检测法 检测南海 真菌代谢 物1386A对胃癌MCG-803细胞活性的影响, 发现该代谢产物能明显抑制胃癌MCG-803细胞的生长, 可能通过使线粒体凋亡的途径诱导细胞凋亡。
3酶
由于海洋独特的极端环境, 使得海洋微生物产生的酶具有稳定性、高活性等特殊的理化性质。因此, 海洋微生物产生的酶具有较好的工业化前景。
目前, 已发现多种能够产生几丁质酶或壳聚糖酶的微生物, 包括沙雷 氏菌 (Serratia) 、粘细菌 (Myxobacter) 、梭菌 (Clostridium) 、生孢噬细 菌 (Sporocytophaga) 、弧菌、芽胞杆 菌、节杆菌 (Arthrobacter) 、肠杆菌、色杆菌 (Chromobacterium) 、克雷伯氏菌 (Klebsiella) 、假单胞菌、链霉菌等。弧菌是报道产酶最广泛的菌种, 来自弧菌的酶有琼脂糖酶 (Agarase) 、谷氨酰胺酶 (Glutaminase) 、几丁质酶 (Chitinase) 、蛋白酶 (Protease) 、甘露聚糖酶 (Mannanase) 等[16]。从海洋微生物中分离到的酶主要有核酸酶、过氧化物酶、几丁质酶、岩藻多糖酶、海藻解壁酶、葡聚糖降解酶、碱性蛋白酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化 酶等。Li等[17]筛选得到 的海洋微 生物Alteromonassp.A321能产生一种可以有效降解浒苔多糖的酶。Blumer-Schuette等[18]研究发现海洋极端嗜热微生 物, 包括厌氧 纤维菌属 (Anaerocellum) 、高温厌氧杆菌属 (Thermoanaerobacter) 和热解纤维素果汁杆菌属 (Caldicellulosiruptor) 等, 对生物物质转化具有重要作用。
4酶抑制剂
海洋微生物中交替单胞菌 (Alteromonas) 、假单胞菌 (Pesudomonas) 、芽胞杆菌、链霉菌等均能产生酶抑制剂, 其中链霉菌是重要的来源。目前, 丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂、单胺氧化酶抑制剂、内皮素转化酶抑制剂、焦谷氨基肽酶抑制剂、壳多糖酶抑制剂、N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶抑制剂、黄嘌呤氧化酶抑制剂等具有重要的药物学价值, 部分已经应用于临床, 如海洋真菌Microascuslongirostris产生的次级代谢产物能够有效抑制半胱氨酸蛋白酶[19]。从海洋细菌 芽生杆菌 (Blastobactersp.) SANK71894菌株的培养上清液中分离得到一种内皮素转化酶抑制剂, 有望用于高血压和血管病的防治[20]。
5生物毒素
据报道, 海洋微生物中芽胞杆菌、弧菌、气单胞菌 (Aeromonas) 、假单胞菌、希 瓦氏菌 (Shewanella) 、放线菌 (Actinomycetes) 等均能产生生物毒素, 其中河豚毒素互生单胞菌属 (Alteromonastetrodonis) 和溶藻弧菌 (Vibrioalginolyticus) 能产生较多的河豚毒素[21]。海洋生物 毒素主要 包括:河豚毒素、石房蛤毒素、膝沟藻毒素、鱼腥藻毒素、海参毒素、冠柳珊瑚毒素、岩沙海葵毒素、刺尾鱼毒素、大田软海绵酸、海兔毒素、轮状鳍藻毒素、扇贝毒素、短裸甲藻毒素和西加毒素等[22]。Ehlers等[23]通过研究大田软海绵酸 (OA) 对小鼠胚胎干细胞的影响, 发现OA可抑制胚胎干细胞的分化。
6不饱和脂肪酸
海洋细菌、丝状真菌、酵母和某些微藻类能够产生不饱和脂肪酸[24]。不饱和脂肪酸的代表是二十碳五烯酸 (EPA) 和二十二碳六烯酸 (DHA) 。EPA能治疗自身免疫缺陷、促进循环系统健康、有利于生长发育;DHA主要有抗衰老、提高大脑记忆、防止大脑衰退、降血脂、降血压、抗栓、降血粘度、预防动脉粥样硬化功能, 并有抗癌作用。荚膜红假单胞菌可产生EPA, 海洋真菌Thraustochytriumsp.FJN10能大量合成DHA[25]。
7多糖
多糖是海洋细菌、真菌、蓝藻等微生物在代谢过程中产生的由10个以上单糖组成的对微生物有保护作用的高分子碳水聚合物, 是一类较为特殊的海洋微生物代谢产物, 具有抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗炎、调血脂、降血糖等生物活性[26]。
许多来自海水、海泥、海藻的细 菌都产胞 外多糖。产多糖和糖苷的海洋细菌有醋酸杆菌 (Acetobacter) 、短小芽胞杆菌 (Bacilluspumilus) 、少动鞘脂类单胞菌 (Sphingomonaspaucimobilis) 、枯草芽胞杆菌 (Bacillussubtilis) 、嗜热链球菌 (Streptococcusthermophilus) 、乳酸乳球 菌 (Lactococcuslactis) 、产气球菌 (Micrococcusaerogenes) 等。目前, 具有开发潜力的海洋多糖化合物包括螺旋藻多糖、褐藻多糖、紫球藻多糖、微藻硒多糖、紫菜多糖、透明质酸等[27]。杂多糖Marinactin由果糖、甘露糖、葡糖糖构成, 克分子比约为7∶2∶1, 具有显著抗小鼠S180实体肿瘤活性, 抑制率达79%~90%[28]。
8其他活性物质
除上述主要的活性物质之外, 还有胡萝卜素、类胡萝卜素、氨基酸、维生素、红色素、蓝色素等海洋活性物质。从胶州湾附近海域水样中分离到一株链霉菌可以产生 天然蓝色 素[29], 海洋细菌 红球菌 (Rhodococcussp.) B7740能产生类胡萝卜素[30]。
综上所述, 海洋微生物资源具有广阔的应用前景, 从海洋微生物中获取的活性物质结构新颖、活性独特, 是新药及其先导结构的重要来源。我国海洋微生物资源极其丰富, 但研究水平相对落后。因此, 必须运用现代科技手段, 充分利用我国海洋微生物的资源优势, 加强对海洋微生物活性物质的研究开发。具体方法有: (1) 利用基因组学和生物信息学的方法, 建立海洋微生物的基因库, 表达难以培养的海洋微生物功能基因; (2) 综合利用微生物培养技术, 加深对非可培养海洋微生物培养条件的研究; (3) 利用现代发酵技术等, 实现海洋微生物活性物质的工业化生产和广泛应用。
摘要：由于海洋环境的特殊性和多样性, 海洋生物产生了与陆地生物不同的代谢途径和防御体系, 分泌出多种结构新颖、活性特异的物质, 如抗生素、抗肿瘤活性物质、酶等, 这些活性物质在化工、医药、食品以及生命科学等领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了海洋微生物活性物质的主要类型及研究现状。
关键词：海洋微生物,活性物质,抗生素,抗肿瘤
海洋生物活性物质 篇2
从微藻中分离提取生物活性物质
本文介绍了近年来微藻培养中藻体生物量的获得及其生物活性物质提取和纯化的研究进展,为微藻活性物质的研究与开发奠定一定的理论基础.
作 者：胡蓓娟 王雪青 姚领 胡萍 陈庆森 HU Bei-juan WANG Xue-qing YAO Ling HU Ping CHEN Qing-sen 作者单位：天津商学院生物技术与食品科学学院,天津,300134刊 名：食品科学 ISTIC PKU英文刊名：FOOD SCIENCE年，卷(期)：27(7)分类号：Q949.2关键词：微藻 生物量 活性物质 分离提取
海洋生物活性物质 篇3
精神活性物质所致精神障碍是指与精神活性物质相关的精神障碍，可以分为两类：一类是精神活性物质使用障碍（物质依赖障碍和物质滥用），另一类为精神活性物质所致的障碍，包括：精神活性物质中毒，精神活性物质戒断反应，精神活性物质所致谵妄，精神活性物质所致的持久性痴呆，精神活性物质所致的持久性遗忘障碍，精神活性物质所致的精神病性障碍，精神活性物质所致的心境障碍，精神活性物质所致的焦虑障碍，精神活性物质所致的性功能障碍和精神活性物质所致的睡眠障碍。
1病因学
引起药瘾的因素不是单一的，与药物的可获得性，遗传素质和人格的易感性以及社会文化因素有关。 部分药瘾者，特别是青年人，在服药前有某种程度的性格、品德障碍，如学习成绩差、逃学或违纪。有些家庭中有精神病或人格障碍者，或童年有不愉快经历。 社会文化对药瘾的发生有影响。社会对瘾药的应用呈宽容态度，药瘾容易泛滥，如大麻广泛流行于北美。群体内的社会压力也有影响，如亲密伙伴间的压力。 医护和药剂人员晚获得药物，可成为好发阶层。
2发病机理药物依赖形成的机制
2.1代谢耐药性和细胞耐药性。代谢耐药性是指因药代谢过程加快，在组织内浓度降低、作用减弱、有效时间缩短而言。细胞耐药性是指因神经细胞有了某种适应性的改变而引起，使神经细胞只有血液中含有高浓度药物的情况下才能正常工作。
2.2受体学说，脑内发现了对吗啡类药物有特殊亲和力的吗啡受体以及内源性吗啡受体激动剂。因此推测药物依赖性的迅速形成可能与外源性吗啡与吗啡受体的特殊亲和力有关，吗啡受体被阻断后，造成耐药性的急剧增高。
2.3戒断综合征的废用性增敏假说。吗啡受体长期被吗啡阻断后出现耐药性增高的同时，也可由于瘾药阻断了受体，出现废用性增敏，以致在停药过程中出现戒断综合征。
2.4生物胺学说。单胺类神经递质参与镇痛和成瘾机制。注射吗啡后脑内5-HT的更新率随着耐药性的出现而增高。
3相关检查
3.1病史采集：病史采集的内容包括吸毒史、吸食毒品种类、每日毒品剂量、每日吸毒次数、吸毒方式、有无耐药性、以往戒毒次数和戒毒方法、有无多种毒品滥用以及躯体疾病等。
3.2躯体检查：对吸毒者的体检除常规检查外还必须注意皮肤有无注射毒品遗留的针迹，以前臂、下肢等静脉明显处为多；经常吸食毒品者可能会有鼻中隔粘膜充血和溃疡，甚至穿孔；长期吸食阿片者在没有及时使用毒品时会出现瞳孔散大，因为瞳孔不能因光线而自行调节，所以吸毒者畏光，而常常带墨镜。而刚刚吸食毒品者会有瞳孔缩小，如针尖样瞳孔是吸毒过量的特征。
3.3实验室检查：除常规检查外必须包括心电图检查、肝功能检查、血、尿常规检查、拍胸片或透视。对不能确诊的病人要做纳洛酮催瘾实验或阿片类尿液试纸的定性实验。
3.4精神检查：要做详细的精神检查，目的是排除其它精神障碍，有伴随疾病时要同时治疗。护士通过观察、会谈、躯体和精神检查等方法收集病人有关的健康资料给予评估。
4诊断标准
4.1有长期或反复使用精神活性物质的病史。
4.2对精神活性物质有强烈的渴求及耐受性，故至少有下述情况之二：1、不能摆脱使用这种物质的欲望；2、对觅取这种物质的意志明显增强；3、为使用这种物质而经常放弃其他活动或爱好；4、明知这种物质有害，但仍继续使用，或为自己诡辩，或想不用或少用，但做不到或反复失败；5、使用时体验到快感；6、对这种物质耐受性增大；7、停用后出现戒断综合征。 戒断综合征的诊断标准 （1）精神活性物质依赖史。 （2）在停用或少用有依赖的精神活性物质后，至少出现下列精神症状之三：①情绪改变；如焦虑、抑郁、烦躁、易激惹等；②意识障碍；③失眠；④疲乏、倦睡；⑤运动性兴奋或抑制；⑥注意力不集中；⑦记忆减退；⑧判断力减退；⑨幻觉或错觉；⑩妄想；⑾人格改变。 （3）伴有以下躯体症状或体征至少二项：①恶心呕吐；②肌肉或身上各处疼痛；③瞳孔改变；④流鼻涕或淌眼泪或打哈欠；⑤腹痛、腹泻；⑥燥热感或体温升高；⑦严重不适；⑧抽搐。 （4）症状的性质与严重程度随精神活性物质的种类与剂量而定，再次足量使用，戒断综合征迅速消失。
5鉴别诊断
排除脑器质性疾病及躯体疾病所致精神障碍。
6并发症
病人明显的痛苦或社交、职业或其它重要社会功能方面的损害。伴有感知觉障碍：在无谵妄的情况下，出现伴有完整现实检验能力的幻觉或听、视或触错觉。
7治疗
一旦病人对药物成瘾一般很难自动戒药。因此应住院进行治疗，即使自觉住院，病人往往不惜用说谎、偷窃等手段骗取药物。故对入院病人必须详细检查其随身携带的一切物品包括自己穿的衣服等，并杜绝一切获取瘾药可乘之机。这是保证治疗见效的的关键。治疗原则：缓慢撤完瘾药，一般成人，瘾药可在1周撤完：体弱、成瘾久、药量大或老年患者，为避免断药过程中出现心血管意外、虚脱，可较缓慢减药。在10天至2周内减完。 各种支持疗法可改善病人营养状况，减轻戒药时的痛苦及急性中毒症状。可用大量维生素B族、维生素C、烟酸等。在有条件情况下，可为病人进行促大脑代谢疗法：能量合剂、大量维生素C、烟酸、谷氨酸钠等加入溶液中静脉点滴，每日1次，20次为一疗程，对摆脱戒断症状、减轻各种植物神经反应，有较好疗效。 戒瘾过程中常见病人有失眠、焦虑等情绪反应。此时宜采用不成瘾镇静剂，如小量奋乃静、氯丙嗪等。焦虑反应明显时，可适当用抗焦虑药物，如舒乐安定等。硝基安定兼有抗癫痫作用，可以预防减药过程中出现癫痫大发作。 在海洛因戒药过程中，易出现兴奋躁动甚至意识障碍，以戒药开始数天最为严重。必须及时控制兴奋冲动并注意保护病人安全。一般可肌注或口服氯丙嗪合并异丙嗪各25～50mg，每日3次。兴奋躁动严重者，对心血管系统功能良好的成年患者，可用氯丙嗪异丙嗪合剂，用生理盐水稀释后，缓慢静注。此外肌注氟哌啶醇5～10mg，每日2～3次，亦有助于控制兴奋。当躯体依赖症状控制后，病人对药物渴求的心理依赖可在较长时间内存在。根据临床症状，宜以抗精神病药物或抗焦虑药物，继续巩固治疗至少2～3個月为宜。 支持性心理治疗十分重要。病人大多意志薄弱，对治疗缺乏信心，必须经常鼓励和支持病人坚持治疗，鼓励病人参加各项文体活动，转移其对瘾药的注意力。家庭社会支持，对病人出院后的巩固疗效十分关键。在康复阶段必须取得家庭和工作单位的支持和监督，切断瘾药的来源和与瘾药提供者，否则即使在住院条件下戒瘾成功，出院后疗效不易巩固且有重染旧习的可能。出院后应坚持门诊观察两年，预防复发。
8预防
海洋生物抗疲劳活性物质研究进展 篇4
关键词：抗疲劳,海洋生物,活性物质
运动性疲劳是指运动本身引起的机体工作能力暂时降低, 经适当时间休息和调整可以恢复的生理现象。疲劳既标志着机体原有工作能力的暂时下降, 又可能是机体发展到伤病状态的一个先兆。抗疲劳就是延缓疲劳的产生, 加速疲劳的消除[1]。
海洋生物资源丰富、结构新颖、功能独特, 是新型的创新药物和功能性保健食品重要原料来源[2]。从海洋生物中发现活性天然产物, 并利用现代海洋生物技术从海洋中获得更多的食物、药物和其它生物制品, 对海洋资源优化利用和高附加值加工, 已经成为当前研究的热点。本文对海洋生物抗疲劳活性物质的研究进展进行了综述。
1 海洋植物的抗疲劳药理作用研究
海洋植物是海洋世界的“肥沃草原”, 不仅是海洋鱼、虾、蟹、贝、海兽等动物的天然“牧场”, 且是人类绿色食品和海洋药物的重要原料。海洋植物是人类的一大自然财富, 目前可用作食品和药品的海洋藻类有100多种。
1.1 海带抗疲劳活性物质研究
海带是一种营养价值较高的大型褐藻, 属海带目海带科。海带多糖为海带提取物, 具有免疫调节、抗病毒、抗肿瘤和抗血凝等多种生物学作用[3,4]。动物缺氧时, 吸入氧分压降低, 动脉血红蛋白在肺内未能从分氧合, 动脉血内氧分压不高, 与组织之间无足够的氧压差, 造成组织缺氧, 从而影响新陈代谢。刘芳等[5]研究表明, 海带多糖能显著提高受试小鼠负重游泳时间和延长常压缺氧下小鼠的存活时间, 并促进小鼠氧合血红蛋白解离和氧的释放, 提高缺氧小鼠组织对氧的利用, 有效增强小鼠抗疲劳和耐缺氧能力。阎俊等[6]研究还表明海带多糖能显著延长小鼠断头后喘息时间, 使脑的耗氧量减少, 增强脑组织的耐缺氧能力, 从而提高小鼠抗疲劳能力。
1.2 螺旋藻抗疲劳活性物质研究
体内乳酸及丙酮酸等酸性物质积累是引起运动性疲劳的主要原因之一。乳酸的消除有利于疲劳的恢复, 运动后疲劳的消除依赖于乳酸脱氢酶的催化作用[2]。螺旋藻多糖能增强小鼠乳酸脱氢酶活性, 降低小鼠运动后血液中乳酸含量, 增强机体对疲劳的耐受力。螺旋藻所含的烟碱酸、维生素B6和钙化葡萄糖酸盐混合物, 可辅助运动员运动, 增强荷尔蒙的活力和神经系统的功能, 维持体内肌糖原的储存, 发挥抗疲劳作用。螺旋藻还能能有效提高小鼠肝糖原和肌糖原的贮备能力, 降低血清尿素氮的形成, 明显延长小鼠在水浴中的游泳致死时间[7,8]。杨占军等[9]研究螺旋藻对铅中毒小鼠神经行为的影响, 结果表明螺旋藻能有效地消除小鼠由铅中毒引起的疲劳。
1.3 其它海洋植物抗疲劳活性物质研究
邱芳蕾等[10]研究了舟形藻藻液对小鼠抗疲劳能力的影响, 结果表明中、高组剂量组游泳时间延长, 血糖含量、肝糖元和血尿氮含量都比对照组明显提高, 说明舟形藻能延缓游泳小鼠疲劳的发生[10]。李志军等[11]研究了琼胶、卡拉胶、羊栖菜多糖、褐藻糖胶等的抗疲劳作用, 但结果表明琼胶、卡拉胶、羊栖菜多糖、褐藻糖胶对受试小鼠疲劳消除无显著影响。
2 海洋动物的抗疲劳药理作用研究
海洋动物富含易于消化的蛋白质和氨基酸, 海洋中鱼、贝、虾、蟹等生物蛋白质含量丰富, 富含人体所必需的9种氨基酸, 且易于被人体吸收。海洋动物的药用开发历史悠久, 现已知在1000种以上。
2.1 海洋贝类的抗疲劳药理作用研究
糖是机体重要供能物质, 主要以肌糖原和肝糖原的形式储存。长时间紧张运动, 体力的消耗总是与肌糖原减少同时发生, 为维持血糖水平, 肝糖原就会相应减少, 因此糖原的含量能说明疲劳发生的快慢或程度, 提高糖原储备量有助于提高耐力和运动能力, 有利于抵抗疲劳的产生。刘勇军等[12]研究表明, 扇贝和翡翠贻贝提取物能显著提高运动后小鼠的肝糖原含量, 增加肝糖原储备或减少运动时肝糖原的消耗, 从而为机体提供更多的能量来达到抗疲劳的目的。
章超桦等[13]研究结果表明, 马氏珠母贝肉酶解动物蛋白 (EAP) 能显著延长小鼠负重游泳时间, 减少运动中肝糖元的消耗和降低疲劳时血清尿素氮的含量。王静凤等[14]研究了从栉孔扇贝边经提取、分离而成的海脉冲营养素对运动小鼠抗疲劳作用, 结果表明, 海脉冲营养素能显著提高小鼠的运动耐力和血液中乳酸脱氢酶活力、促进乳酸的清除、提高小鼠体内肝糖元和肌糖元含量, 保持小鼠在运动期血糖水平的相对稳定、减少运动小鼠体内血清尿素氮的合成、加速运动期血清尿素氮的清除。胡建英等[15]研究表明, 牡蛎能够提高机体运动能力, 延缓疲劳发生和加速疲劳恢复。
2.2 海参的抗疲劳药理作用研究
海参是传统的名贵滋补珍品, 具有补肾阴、生脉血、壮阳健体、延缓衰老之功效。韩玉谦等[16]采用动物抗疲劳作用实验方法研究海参活素抗疲劳作用, 结果表明海参活素具有一定的抗疲劳作用, 可明显延长小鼠爬杆时间, 降低小鼠运动后血清尿素氮和血乳酸含量, 升高血糖和肝糖原含量。范文今等[17]研究也表明海参营养素可能具有一定的抗疲劳作用, 海参营养素能延长小鼠的游泳时间, 增加小鼠肝糖原含量, 减少小鼠血乳酸含量;对小鼠血清尿素氮、乳酸脱氢酶、血糖作用不明显;对实验动物的体重增长无明显影响。
2.3 尖海龙抗疲劳药理作用研究
胡建英等[18]研究8种海洋生药抗疲劳作用, 结果表明尖海龙的抗疲劳效果最好, 能显著延长小鼠负重游泳时间, 增加肌肉和肝脏中的糖原含量, 有效减少运动后乳酸生成和加速乳酸代谢。从而提高机体的运动能力和发挥抗疲劳作用, 推迟运动性疲劳的出现, 促进疲劳恢复。赵鲁青等[19]用复方海龙口服液给小鼠灌胃能延长小鼠在常压下耐缺氧的时间。洪涛[20]等研究表明, 深海龙对人体有氧功能和无氧功能具有明显的促进作用, 可加快大强度运动后疲劳的恢复, 有显著的抗疲劳作用。
2.4 其它海洋动物抗疲劳药理作用研究
张桂和等[21]研究方格星虫的抗疲劳作用表明, 方格星虫粉能显著延长小鼠负重游泳时间和降低血清尿素氮水平, 加强小鼠运动耐力和抗疲劳能力。高峡等[22]研究表明, 海星提取液可明显提高血红蛋白含量和有氧耐力, 抑制脂质过氧化, 促进疲劳消除和体能恢复等作用。
王海明等[23]研究表明, 鱿鱼精核蛋白提取物能明显延长小鼠爬杆和负重游泳时间, 减少小鼠运动时肝糖元的消耗, 降低运动后乳酸的水平, 具有抗疲劳活性。胡建英等[15]研究表明, 三斑海马、龟板、刺参、海星黄等都能不同程度地延长小鼠负重游泳时间, 有效降低游泳后血乳酸含量, 均具有一定的抗疲劳作用。
海洋生物活性物质 篇5
天然富硒绿茶醇溶性活性物质提取条件优化
以天然富硒绿茶为原料,采用超声波辅助提取醇溶性活性物质,通过单因素实验和正交试验优化了提取条件.结果表明最佳提取条件为:乙醇体积分数50%,料液比1∶25,提取温度60℃,时间2h,超声波功率400W,提取得率为44.44%.制得的富硒绿茶活性物质化学组成为:硒1.03μg/g,茶蛋白31.09%,茶多酚53.22%,茶多糖13.56%.
作 者：潘文洁 汤斌 季长路 何静 PAN Wen-jie TANG Bin JI Chang-lu HE Jing 作者单位：安徽工程科技学院,生化工程系,安徽,芜湖,241000 刊 名：安徽工程科技学院学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND SCIENCE(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 24(3) 分类号：Q13 关键词：富硒绿茶 活性物质 提取 组成海洋生物活性物质 篇6
关键词：富硒；荞麦苗；黄酮类化合物；谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）
中图分类号：S517.01 文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2014）08-0100-03
硒是人体必需的微量元素之一，人体缺硒可引起某些重要器官功能失调，导致许多严重疾病发生[1]。通过对硒的补充，可以提高机体免疫能力，维护心脏、肝脏等重要器官的正常功能，预防老年性心脑血管疾病的发生，同时具有多种保健功能。荞麦营养成分全面，有“五谷之王”的美称。荞麦富含淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、粗纤维、矿物元素等，同时富含类黄酮化合物。大量研究表明，芦丁是荞麦中起保健作用的主要功能成分，它能有效降低微血管脆性和渗透性，具有多种保健功能[2]。荞麦芽作为一种新兴芽菜，具有良好的风味及保健作用。相关文献报道，通过对植物进行富硒处理，能提升植物中硒含量、黄酮类化合物含量及GSH-Px活性。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
材料：市售甜荞及苦荞种子发芽后生长13～20 d并经过富硒处理的荞麦苗，干燥粉碎后，过40目筛备用。
试剂：柠檬酸三钠、叠氮钠、乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、二硫二硝基苯甲酸（DTNB）、谷胱甘肽（GSH）标准品、芸香苷标准品、无水乙醇、30% 过氧化氢；试验提取与分析用水为超纯水。
电子天平FA2004N（上海箐海仪器有限公司）、可见分光光度计722S（上海箐华科技仪器有限公司）、KQ-300DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）、SF-170型高速粉碎机（上海中药机械厂）、HG-101-1电热鼓风干燥箱（南京盈鑫实验仪器有限公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 黄酮类化合物含量的测定 采用分光光度计法[3-6]测定。吸取0.2 mg/mL芸香苷标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL置于6个25 mL的容量瓶中，依次编号；各加5%NaNO2溶液0.4 mL，摇匀后放置6 min，分别加入10% Al（NO3）3 溶液0.4 mL，摇匀后放置6 min；然后再各自加入 1 mol/L NaOH溶液4 mL，最后用50%乙醇定容至刻度线，摇匀，放置15 min，在波长510 nm处测定吸光度。精确称取 1.0 g 复习荞麦芽，加入10 mL 50%乙醇，超声处理（240 W）在45 ℃下提取30 min，多次离心去不容物，用相同浓度乙醇定容至25 mL，吸取1.0 mL按照标准曲线测定方法，在波长510 nm处测定吸光度。
1.2.2 GSH-Px活性测定 采用DTNB比色法[7-8]测定，用 13～20 d 生长期的甜荞苗及苦荞苗整株。取1 g 新鲜材料，加10 mL 磷酸提取液冰浴中研磨成匀浆，12 000 r/min 离心15 min，分别取200 μL 上清液置于2 支试管中，将其中1 支放在沸水浴中加热10 min。分别向以上2 支试管中加入 400 μL GSH 溶液和200 μL 37 ℃ 预热的H2O2溶液，迅速置于37 ℃水浴3 min，加入4 mL偏磷酸溶液，12 000 r/min 离心10 min，保留上清液，其余步骤与黄爱缨等方法[7-8]相同。
2 结果与分析
2.1 单因素对荞麦苗中黄酮类化合物含量的影响
2.1.1 标准曲线的绘制 按照“1.2.1”中的标准曲线的绘制方法，测得对应浓度下的吸光度，以吸光度為纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线（图1）。
2.1.2 不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量 在常温环境下分别使甜荞麦苗、苦荞麦苗生长14～19 d，烘干粉碎后，采用分光光度法分别测定甜荞麦苗、苦荞麦苗不同生长时期下的黄酮类化合物含量。由图2可知，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量远远高于甜荞麦苗。当苦荞苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为10.117 mg/g；而甜荞麦苗生长至14 d时黄酮类化合物含量为5.748 mg/g，随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐升高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达到最大值，为12.584 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长 18 d 时达到最大值，为8.125 mg/g，随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐降低。
2.1.3 富硒后不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量 荞麦苗在20 mg/L亚硒酸钠溶液影响下，生长开始受到一定抑制，当使用亚硒酸钠溶液浓度达到40 mg/L时，生长受到较为严重的抑制，发芽率降低至70%左右，当使用浓度达到 60 mg/L 时，发芽率降低至50%以下。本试验用浓度为 20 mg/L 的亚硒酸钠溶液分别培养甜荞麦、苦荞麦，当荞麦苗生长至14～19 d时，烘干粉碎，采用分光光度法分别测定富硒后不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量。由图3可知，经过富硒后，荞麦苗中黄酮类化合物含量有所提升，其中苦荞麦苗中的黄酮含量提高的幅度高于甜荞麦苗中的黄酮含量。当富硒苦荞苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为10.424 mg/g；而甜荞麦苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为6.878 mg/g，随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达到最大值，为12.847 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为 8.895 mg/g，随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐降低。
2.2 單因素对荞麦苗中GSH-Px活性的影响
2.2.1 标准曲线的绘制 按照“1.2.2”中的方法绘制GSH-Px标准曲线，GSH浓度分别为0、20、40、60、80、100 μmol/L，以GSH浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线（图4）。
2.2.2 不同生长时期荞麦苗中GSH-Px活性的变化 在常温环境下甜荞麦、苦荞麦生长14～19 d，烘干粉碎后，采用分光光度法测定甜荞麦、苦荞麦苗不同生长时期的GSH-Px活性，结果见图5。甜荞麦苗的GSH-Px活性高于苦荞麦苗，当生长至13 d时，甜荞苗GSH-Px活性为0.724 4 μmol /（g·min），而苦荞麦苗GSH-Px活性为0.306 1 μmol /（g·min），随着生长天数增加，荞麦苗中的GSH-Px活性也逐渐增高。当生长至17 d时，甜荞麦苗、苦荞麦苗中GSH-Px活性都达到最大值，分别为0.847 7、 0.597 7 μmol/（g·min）]随后荞麦苗中GSH-Px活性逐渐降低。
2.2.3 富硒后荞麦苗中GSH-Px活性的变化 在常温环境下甜荞麦、苦荞麦生长14～19 d，生长过程中以浓度为 20 mg/L 亚硒酸钠溶液水培富硒，烘干粉碎后，采用分光光度法测定甜荞麦苗、苦荞麦苗不同生长时期下的GSH-Px活性，结果见图6。
经20 mg/L亚硒酸钠溶液富硒处理的荞麦苗GSH-Px活性发生了较大变化，苦荞麦苗的GSH-Px活性普遍高于甜荞麦苗。生长至14 d时，甜荞麦苗GSH-Px活性为 0.739 8 μmol /（g·min），苦荞麦苗GSH-Px活性为 0.860 1 μmol/（g·min），随着生长天数增加，荞麦苗中的 GSH-Px 活性也逐渐增高。当苦荞苗生长至16 d时GSH-Px活性达到最大值，为1.020 5 μmol /（g·min），当甜荞苗生长至18 d时GSH-Px活性达到最大值，为0.986 4 μmol /（g·min），随后荞麦苗中的GSH-Px活性逐渐降低。
2.3 正交试验结果
通过正交试验设计方法，对不同品种荞麦、浸种处理、生长时间、硒使用浓度4个因素对荞麦苗中GSH-Px活性、黄酮类化合物含量的影响进行研究（表1、表2）。结果表明，当亚硒酸钠溶液浓度高于40 mg/L时对荞麦出芽及生长产生了较大的抑制作用。
表2结果表明，以黄酮类化合物含量为指标，荞麦品种的极差最大，表明荞麦品种的影响最大，各因素对黄酮类化合物的影响程度依次为C>B>A>D，且C因素对黄酮类化合物含量的影响达到了显著性差异，反应条件最佳组合为C2B4A3D1。以GSH-Px活性为指标，富硒处理中的亚硒酸钠溶液浓度影响最大，不同因素对GSH-Px活性的影响依次为B>A>C>D，最佳组合为B4A2C1D1，综合考虑黄酮类化合物和GSH-Px活性2个指标，荞麦品种对黄酮类化合物的影响显著，对GSH-Px活性的影响相对较小，亚硒酸钠溶液浓度及浸种处理选择一致的B4和D1。从荞麦品种考虑，苦荞黄酮类化合物含量远高于甜荞，富硒后GSH-Px活性显著提高。从生长天数考虑为16 d。综合考虑，最佳组合应为A2B4C2D1，即生长时间16 d、亚硒酸钠溶液培养浓度为 40 mg/L、荞麦品种为苦荞、20 mg/L亚硒酸钠溶液浸种处理。
3 讨论与结论
经过试验证实，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量远远高于甜荞麦苗，甜荞麦苗的GSH-Px活性高于苦荞麦苗。随着生长时间延长，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量值达到最大，为12.584 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为8.125 mg/g；当生长至17 d时，甜荞麦苗、苦荞麦苗中GSH-Px活性都达到最大值，分别为0.847 7、0.597 7 μmol/（g·min）。随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐降低。
经过富硒后，荞麦苗中的黄酮类化合物含量有所提高，苦荞麦苗中的黄酮含量提高的幅度高于甜荞麦苗；荞麦苗的GSH-Px活性发生了较大变化，苦荞麦苗的GSH-Px活性普遍高于甜荞麦苗。随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达最大值，为12.847 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为8.895 mg/g。当苦荞苗生长至16 d时，GSH-Px活性达到最大值，为1.020 5 μmol/（g·min），当甜荞苗生长至18 d时GSH-Px活性达到最大值，为0.986 4 μmol/（g·min）。随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐降低。
经过正交试验得出结论，综合考虑富硒试验中最佳组合应为A2B4C2D1，即生长天数16 d、亚硒酸钠溶液培养浓度为40 mg/L、荞麦品种为苦荞、20 mg/L亚硒酸钠溶液浸种处理。
参考文献：
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生物质原料活性炭制备新法 篇7
能源是人类社会赖以生存的物质基础。随着生活水平的不断提高, 人们对能源的需求也不断加大, 煤炭、石油等传统化石能源消耗迅速, 资源短缺日益严重。开发和利用新能源及可再生能源, 是我国能源的长期发展战略, 也是保证我国经济稳定、可持续发展的政策措施之一。
生物质是一种典型的可再生能源, 地球上每年通过植物光合作用固定的碳元素达2000亿吨。据估算, 中国生物质资源生产潜力可达650亿吨/年, 折合33亿吨标准煤, 相当于每年化石资源消耗总量的3倍以上。国内大部分生物质资源 (农作物秸秆等) 被直接焚烧, 造成资源的大量浪费, 同时也造成环境的严重污染。
直接碳燃料电池是一种将燃料碳的化学能通过电化学氧化过程直接转化为电能的装置, 属于一种高温燃料电池, 具有理论效率接近100%、污染物排放少、固体碳燃料来源广泛、碳燃料能量密度高、电池结构简单等优点。
仲兆平等组成的课题组长期以来从事生物质综合利用、大气污染控制及新能源方面的研究工作, 承担了多项国家自然科学基金、“973”计划和“863”计划项目。在总结前人研究的基础上, 率先提出了DCFC燃料的要求、制备方法, 并辅以相关的实验进行验证, 为今后的研究工作提供了理论依据并积累了实践经验。
海洋生物活性物质 篇8
海洋生物资源丰富、种类繁多且数量庞大,呈现原始性和多样性的特点。多变的生活环境和漫长的进化历程使这些生物具有与陆生生物不同的生理性状,并产生出许多结构新颖和作用特殊的活性物质。这些活性物质主要包括生物信息物质、生理活性物质、海洋生物毒素及生物功能材料等。目前,已发现了3万多种海洋活性化合物。这些化合物结构新颖并具多样性,如萜类、聚醚类、皂甙类、生物碱、多糖、小分子多肽、核酸及蛋白质等,主要药理作用包括抗菌、抗肿瘤、抗艾滋病、抗病毒、防治心血管疾病、延缓衰老及免疫调节功能等。由于海洋环境的特殊性,从海洋微生物中筛选抗菌活性物质已成为当今抗生素筛选研究的热点,具有广阔的应用前景。
微生物在海洋中的分布非常广泛,在极端的环境中都有微生物存在。它们有的自由生活在海水中,有的存在于一些海底沉淀物或海泥的表面,还有一部分与海洋动植物处于共生、共栖、寄生或附生的关系,此类微生物称为共附生微生物。海洋微生物与海洋动植物共附生是一个非常普遍的现象。本文将概述共附生海洋生微生物及其活性物质的意义、国内外研究状况、以及研究的难点与解决的方法。
1 海洋抗菌活性物质的研究意义
时值当今抗生素普遍应用的时代,社会和科学界对细菌耐药性的迅速出现显得措手不及,迫切需要新类型抗生素的快速和持续开发,以适应细菌抗生素敏感性改变的速度。在过去的几十年中,通过微生物筛选来寻找抗生素和其它具有医疗、保健价值的活性化合物的开发研究正在迅速展开。许多具有新分子结构的抗菌、抗病毒化合物已被分离和鉴定,它们的活性成分是多种多样的。其中,有些成分的结构和性质已被阐明,也有许多尚未鉴定的活性分子结构的微生物萃取物,用于预防和治疗水产养殖动物的病害。
由于海洋环境的特殊条件,使海洋微生物具有丰富的生物多样性。近期研究发现,海洋微生物及其代谢产物的活性成分具有化学结构的多样性,生物活性的多样性、高生物活性及特殊作用机制等一些值得注意的特点。近年来,日本对海洋微生物进行了广泛研究,发现约有27%的海洋微生物具有抗菌活性,许多成分是陆地生物中不存在的。这为人工合成抗菌药物提供了新颖的先导化合物。
海洋微生物作为一个极其重要的、不可取代的和具有医药价值的生物活性物质来源,其意义还在于:所含生物活性分子结构较简单的化合物,可作为人工合成的模式;而所含的大量结构复杂的化合物,尚无法人工合成,只能从微生物细胞中提取。因此,用微生物发酵法生产海洋天然化合物的前景非常广阔。
2 国内外研究现状
2.1 共附生微生物与宿主的关系
国内外学者的研究表明,海洋动植物体内含有多种以共生或互生方式生活的微生物。海洋微生物与海洋动植物共附生是一个非常普遍的现象,但是对它们关系却了解甚少。1988年,Distel等人报道了化能自养菌与生活在海底热液喷口的无脊椎动物的共生关系。他们认为,海底火山口喷发的硫化物为化能自养菌提供了所需的能量和还原力,而生活于海底火山口的无脊椎动物一般具有退化的消化道或根本没有消化道,因而不得不依靠与其体内共生的化能自养菌来生存[1]。也有人认为,海洋动植物为与其共附生的微生物提供富营养环境以利于生长,而共附生微生物则产生各种活性物质以利于宿主生长代谢或对其提供化学保护[2,3]。
对于许多寄居在其它生物表面、组织或内腔中的海洋附生微生物与其宿主间的真正关系和相互作用,人类更是知之甚少。研究发现,许多微生物与其宿主附生是具有种属特异性的。如浅海乌贼Euprymna scolopes与发光细菌Vibrio fischeri,苔藓虫Bugula neritina和Endobugula sertula,这两种共生体之间可能存在着特异的识别信号。一些环境因子(如温度)可以影响附生菌在宿主中的数量。
共附生微生物受到越来越多研究者的重视。很多文献报道中指出,许多以前认为是由植物和无脊椎动物产生的活性物质实际上是由与其共附生的微生物产生的。提出此观点的主要依据是:
1)活性物质产量低(有的仅占干质量的1/l08)且产量易变;
2)同样的产物可来源于不同的无脊椎动物;
3)产生活性物质的生物有微生物与其共存;
4)产物的分子结构与以前报道中提出的由微生物产生的相像。目前,从共附生海洋微生物中已分离到多种具有较强生物活性的物质,包括毒素、抗生素、抗肿瘤活性物质、酶类及色素等,有许多已着手于工业化生产。
2.2 共附生海洋微生物产生的活性物质
美国cyanamtd公司的研究人员采集分离了世界各地的海洋微生物,运用他们独家开发的严加保密的分子筛选技术,测试抗菌、抗病毒和抗癌特性的征兆,以及作为心血管和中枢神经系统疾病药物的苗头。跟随采样船只,每日可检测千余份样品,他们已发现了一系列的先导化合物。例如,从沿岸采集分离的细菌所产生的btoxalomycin,不论在体外或体内都显示了令人感兴趣的抗菌特性。Brist Mye rssquib公司也在筛选能产生抗腹泄和抗炎症药物的海洋微生物,这些微生物是从海水、海砂和海泥里分离后得到的。
2.2.1 放线菌及芽孢杆菌中的活性物质
福建海洋研究所的方金瑞教授等首次报道由海洋耐盐和嗜碱放线菌产生的抗菌物质,它有很强的耐盐能力,特别能在p Hl0的培养基里生长并产生出抗菌物质。所产生的抗菌物质包括两个部分:一部分是脂活性的抗革兰氏阳性细菌的物质。另一部分是水活性的广谱抗生素,是一种新型的氨基糖苷类抗生素,称为丁酰苷菌素,它对许多细菌具有很强的抑制作用,是首次报道的海洋微生物产生的丁酰苷菌素。这为氨基糖苷类抗生素的化学改造开辟了新的途径,成为我国首次发现的海洋新抗菌药。田黎等筛选出若干株具有抗菌活性的芽孢杆菌进行研究,发现海洋芽孢杆菌的生长适宜范围宽、生长繁殖快、抗菌活性强、抗菌谱广且性状稳定,具有很好的开发价值。来自陆地的芽孢杆菌产生的多肽类,大多对病原细菌具有抑菌作用,仅少数抗真菌,而该海洋芽孢杆菌对病原真菌具有很强的抑制作用,这些抗菌活性物质的纯化和结构测试工作尚在进行中。何培青等也从海泥中发现了海洋芽孢菌,其胞外代谢产物多肽类具有很强的抑菌活性[4]。
2.2.2 微藻类中的活性物质
微藻同原生动物一样都是真核原生生物,属微生物范畴。微藻中的许多种属都能产生生物活性物质。Pratt等是最早从微藻中分离抗生素的研究者,他们从小球藻Chlorella中分离到小球藻素(Chlorellin)脂肪酸混合物,此混合物具有抗细菌和自身毒性的功能。Hansen研究发现,马汉母赭胞藻Ochromonas malhamensis中存在一种结构尚未鉴定清楚的叶绿素酯(Chlorophyllides)抗菌物质。Pesando研究表明,日本星杆藻Asterionellajap onica中产生的顺二十碳五烯酸(cis-eicosapentaenoic acid)的光氧化产物具极强的抗菌活性。丙烯酸(acrylic acid)是第1次从一种褐囊藻Phaeocystis pouchetii中分离得到并确认对革兰氏阳性细菌、酵母菌和曲霉菌等很有效的抗菌物质。它在细胞内通常部分以游离状态存在,部分以无活性的巯基乙酸二甲内盐的形式存在,后来这两种化合物在许多微藻中都有发现。灰色念珠藻Nostoc muscorum中含有的酚类化合物,能够抑制多种人类致病菌的生长。
对海洋蓝藻次级代谢物生理活性的研究报道最早是在1962年。Starr从夏威夷的蓝藻Lvngbya majuscula藻体的甲醇提取物中发现有抗生素活性,对Micrococcus pyogenesvar和Mycobacterium smegmatis等有抗性,但对E.coli和P.Aeruginosa则无作用,但未能分离到活性成分。Moore等从陆生的蓝藻泉生软管藻Hapalosip honfontinalis的提取物中分出一种含氯和异腈基团的吲哚生物碱-软吲哚A,这种吲哚生物碱具有抑制藻类生长和抗真菌的活性。后来,Moore又从这种藻中分离出18种含量极少的软吲哚,它们都具有抗细菌和真菌的活性。Gerwick W H等从北波多黎各沿岸的浅水域采集的热带海洋蓝藻Hormothamnion enteromorphoides中分离到一系列亲脂性的环肽,中极性最小的一个环肽hormothamnin A具有细胞毒性和抗微生物活性,藻体的脂提物有明显的抗革兰氏阳性菌的活性,用硅胶柱层析和RP-HPLC可以容易地将其分离[5]。Moore等在Oahu的Kahala海滩的蓝藻L.majfuscula Gomont藻体的二氯甲烷提取物中得到的内酯malyngolide则具有明显的抗菌活性,尤其对Sterptococcus pyogenes有较强拮抗活性,对Sterptococcus aureus和Bacillus subtilis的活性稍弱,而对Enterobacter aerogenes、E.Coli.P、Aeruginosa和Salmonella enteritids无活性[6]。从培养的甲藻G.Toxicushai中分离出的几个多环醚化合物gambieric acid A、B、C和D以及gambierol显示出抗真菌活性。甲藻产生的多醚化合物和大环内酯化合物与链霉菌属所产生的大环内酯抗生素很相似。前一类化合物以冈田酸(Okadaic acid)为代表,它是一种强力的蛋白磷酸酶抑制剂。后一类化合物包括一系列细胞毒素化合物,如由Amphidinium sp.产生的amphidino lides A~V,来自于Prorocentrium lime的prorocentrolide以及发现于Goniodoma(Gonyaulaxxx)sp.的goniodomin A。goniodomin A除了具有很强的抗真菌活性外,25元环的大环内酯能刺激放线菌ATPase的活性。
在普通的硅藻Asterionella sp.中发现了一组具有偶氮酸酯结构的化合物asterlionellin A,B和C,这种未曾见过的具有环烯偶氮酸酯基的结构需要进一步研究证实。偶氮酸酯基是发现于若干种抗生素如Elaiomycin油霉素中氧化偶氮基的同分异构体。在对白核小球藻的研究中发现,其脂溶性化合物对革兰氏阳性菌的抑制活性大于对革兰氏阴性菌的抑制活性。在有关藻类提取物对细菌和真菌抑制活性的比较中,通常是对细菌的抑制活性大于对真菌的抑制活性[7],而蛋白核小球藻的脂溶性化合物的粗提物则不同。因此,不同的藻类对细菌和真菌的抑制活性有明显的差异。近来的研究表明,海洋硅藻Chaetoceros lauderi、C.Brevis、C.SocIalis、C.Diadema、C.Protuberans、C.Psceudocurvise-tus、C.Simplex、Tetraselmis suecica和Skeletonema costatum等具有抑制弧菌的作用,特别是Skeletonema costatum具有极广的抗菌谱。
2.2.3 其他生物共生菌的活性物质
Gil-Turnes等人在研究河口海虾Palaemon macrodoctylus的致病菌时发现,这种河口海虾的卵表面共附生Alteromonas sp.细菌,它可产生一种有力的抗真菌化合物2,3-二氢吲哚(2,3-indolinodion),这种物质使卵免受病原性真菌的侵害[8]。在美国龙虾Homama americancis和热带蓝细菌中也发现了类似现象,并分别分离出2-p-羟基苯基乙醇(2-p-hydrosyphenyl ethana1)和苯醌这两种抗病原性微生物的化合物。
前苏联学者研究发现,20%~50%的海鞘、海参体内的微生物可产生具有细菌毒性和杀菌活性的化合物。据估计,海绵中的共生微生物约占海绵体积的40%,可从中获取多种生物活性物质。Egan等从澳大利亚悉尼周围海域石莼表面分离到5株细菌,其中3株可抑制多种细菌和真菌的生长[9]。Yoshikawa等从大型海藻Halimeda sp.的表面分离到一株海洋细菌Pseudoaltermonas sp,它所产生的一种新抗生素Korormicin具有特定的抑制海洋革兰氏阴性细菌活性的作用,而对陆生微生物无抑制活性[10]。
不同的海洋真菌抗菌范围也不同。日本学者Kobayashi等寻找到一种抑制与致畸变作用很强的真菌,经鉴定为Chaetomium sp从其发酵液中得到约7mg的结晶,该化合物具有抗真菌活性及微弱的抑制微管蛋白聚集的作用。Christophersen等从海洋动植物和海底沉积物中分离了227株真菌,用不同的培养基培养后,提取无细胞抽提物,其中7株真菌提取物对溶血弧菌有活性,5株提取物对金黄色葡萄球菌有活性。Hiler等对白海绵中分离的68l株真菌中的92株真菌的培养提取物进行了抗微生物活力测定,有63%的菌株可抑制至少一种指示菌,只有7%的提取物对大肠杆菌有活性,而36%的提取物对巨大芽孢杆菌有活性。李淑彬等对从10种不同海藻上分离的99株真菌进行了抑菌试验,结果表明,31.3%的菌株有抗菌活性,其中9株对海洋细菌和陆生细菌均有作用,尤其是指示菌费氏弧菌对21株拮抗真菌敏感,25.8%的菌株对大肠杆菌有拮抗活性。拮抗真菌的初步鉴定结果表明,有拮抗活性的菌株以青霉属为主,占总拮抗菌的71%[11]。
3 研究的难点及解决的方法
利用海洋生物活性物质开发海洋药物途径很多,然而天然活性物质的发现只是药物研究的开始。目前,由于分离、提取和分析测试技术的进步,从海洋生物中发现新化合物已变得比较容易,但开发海洋药物有许多因难,关键在于药源难以解决。事实上,绝大多数海洋生物活性物质含量极微。这一特征表明,对大部分活性物质来说,直接利用海洋生物作原料进行分离提取是很难满足需求的。另外,虽然海洋活性物质研究已取得一定的成果,并显示出诱人的前景,但是由于大多数微生物都无法在常规的实验条件下培养,极大地限制了海洋活性物质的筛选及进一步研究。据估计,目前只有不足5%的海洋微生物可以培养鉴定,已发现的活性物质只占总数的1%。
鉴于海洋药物的研究现状,寻找新的途径解决海洋药源问题是摆在国内外海洋药物工作者面前的重要课题。大量生源学及生态学的研究表明,绝大部分海洋生物活性物质最初来源于低等海洋生物,如藻类及其共生菌类。应用生物培养、基因工程和DNA重组等生物技术,为大量获得海洋生物活性物质提供了一个简捷、可行的途径。今后海洋微生物生物活性物质的研究重点主要集中在以下几个方面:
1)扩大筛选范围,寻找新的具有药用价值的微生物资源,建立合适的大规模筛选技术;
2)开展对海洋微生物的分离提取和培养方法的研究;
3)结合发酵工程技术,研究海洋微生物的发酵工艺条件和修饰方法,加快利用海洋微生物生产海洋药物及保健品的工业化进程;
4)结合现代生物工程技术,提高海洋生物产物的质量,重视可再生资源的研究与开发,保证海洋生物资源能持续有效的利用。
因此,在加强海洋微生物基础生物学的研究基础上,精心设计分离条件与发酵条件,以适应海洋微生物特殊的生理性状和遗传背景,有利于更好地挖掘海洋共附生微生物的潜力。
4 海洋微生物的应用展望
海洋微生物具有产生多种新颖抑菌活性物质的巨大潜力[12]。同时,由于海洋环境的低营养,使得一些海洋微生物的人工培养较陆地微生物更容易,成本也更低。微生物开发的先导化合物在确定药效后,用合成的方法进行优化研究,可开发出比天然物质更好的抗菌活性物质。我国具有广阔的海域,海洋微生物资源非常丰富,如果重视这一宝贵资源的开发利用,将有助于更多的具有自主产权的抗菌活性物质问世。
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食用菌中的生物活性物质 篇9
一、食用菌多糖
多糖作为一类重要的保健食品功能因子广泛存在于各种食用菌中。现已经提取出来并已有研究的食用菌多糖有香菇多糖、灵芝多糖、毛木耳多糖、冬虫夏草菌丝多糖、银耳多糖、双孢蘑菇多糖、猴头菇多糖、灰树花多糖、鸡腿菇多糖、姬松茸多糖等。食用菌多糖是一类结构复杂的高分子化合物, 由10个以上的单糖以糖苷键连接而成, 具有多种生物活性, 在生物体内起着重要作用, 具有抗细菌、抗病毒的作用。食用菌多糖中的活性成分是具有分支的β- (1-3) -D葡聚糖。这些活性多糖成分具有一个共同的结构, 即主链由β- (1-3) 连接的葡萄糖基组成, 沿主链随机分布着由β- (1-6) 连接的葡萄糖基, 呈梳状结构。研究表明, 食用菌的活性多糖成分β- (1-3) -D-葡聚糖对异源的、同源的、甚至是遗传性的肿瘤都有效[1]。
㈠增强机体免疫力食用菌多糖具有较强的免疫调节作用。灵芝多糖作为生物免疫调节剂, 主要通过激活巨噬细胞和T细胞等免疫细胞活性;激活网状内皮系统、补体系统和免疫系统, 诱导产生IFN (干扰素) 、TNF (肿瘤坏死因子) 等多种免疫因子;促进细胞中RNA、DNA的蛋白质的合成, 提高细胞内环核苷酸 (c GMP, c AMP) 的含量[2], 作用于人体免疫系统。香菇多糖是一种胸腺依赖型T细胞导向并由巨噬细胞参与的特殊免疫剂, 它能增强宿主巨噬细胞吞噬率, 活化T细胞, 恢复或刺激T细胞的功能。猴头多糖、金针菇多糖、灰树花多糖等对实验小鼠的B细胞和巨噬细胞的吞噬功能有明显增强作用。银耳多糖对细胞和体液免疫以及非特异性免疫功能均具有增强作用。
㈡抗病毒作用研究证明, 食用菌多糖对多种病毒, 如艾滋病毒 (HIV1) 、单纯孢疹病毒 (HSV1, HSV2) 、巨细胞病毒 (CMV) 、流感病毒、囊状胃炎病毒 (VSV) 等有抑制作用。香菇中双链核糖核酸 (d-RNA) 能使小鼠体内诱导生成干扰素, 并进一步阻止鼠体内流感病毒和兔口炎病毒的增殖。裂褶菌多糖可提高感染仙台病毒小鼠的存活率, 且有效抑制病毒的扩散。带有肽残基的云芝多糖也具有明显的抗病毒作用, 已经制成药物用于临床治疗慢性肝炎, 并用于肝癌的预防。
㈢抑制肿瘤作用食用菌的抗癌作用主要来自食用菌中的多糖, 绝大多数食用菌多糖的抗肿瘤作用是通过宿主免疫调节功能即宿主介导抗肿瘤活性来实现的。它们对肿瘤细胞没有杀伤力, 没有毒素和副作用, 而是通过活化巨噬细胞功能、促进T细胞增殖、诱导某些免疫因子产生等方式抑制肿瘤生长[3]。此外, 食用菌还能降低某些物质诱发肿瘤的发生率, 并对多种化疗药物有增效效应。猴头多糖对消化系统肿瘤有较好疗效, 蘑菇的多糖物质P3-及多酚对乳癌、皮肤癌、肺癌有一定疗效。香菇多糖不仅抑制肿瘤生长而且还能预防化学性和病毒致瘤物的致癌作用[4]。
㈣抗氧化作用食用菌多糖具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性, 起到保护生物膜和延缓衰老的功效。具抗氧化活性的多糖有灵芝多糖、凤尾菇多糖、香菇多糖、虫草多糖、短裙竹荪多糖、糙皮侧耳多糖、猴头多糖、木耳多糖和虎奶菇多糖。
二、矿质元素
食用菌含有多种丰富的具有生理活性的矿质元素, 为矿质元素十分丰富的食品[5]。食用菌元素的分布特点是常量元素K、Ca含量高, 尤其是K含量高[6]。因此, 含钾量丰富的食用菌是治疗缺钾引起症状的良药。食用菌中含有丰富的微量元素, 并且对Fe、Zn、Se等元素有不同程度的富集作用[7]。硒是人体必需的微量元素之一, 可增加人体免疫功能, 延缓衰老, 保护肝脏, 预防肿瘤和心血管疾病[8]。灵芝的含锗量是人参的3倍~4倍。锗虽然不是人体必需的微量元素, 但研究表明, 有机锗具有保健、延年益寿、抗衰老、抗肿瘤等功效。
三、抗氧化维生素
食用菌含有丰富的维生素, 大多数食用菌都含有硫胺素、核黄素、泛酸、烟酸、吡哆醇、钴胺素、尼克酸、抗坏血酸、生物素、叶酸、胡萝卜素、维生素E等。尤其是B族维生素、尼克酸和维生素D原含量尤为丰富。食用菌维生素C含量与蔬菜相近, 但草菇、猴头菌含量较高。含维生素A的食用菌种类较少, 只有密环菌含维生素A较高。胶质菌的胡萝卜素、维生素E含量高于肉质菌, 而肉质菌中的草菇、香菇维生素总含量高于胶质菌。
食用菌中含有维生素A、维生素C、维生素E、胡萝卜素等抗氧化维生素, 具有消除人体自由基、增强免疫力、防止衰老等功效[9,10]。同时能够提高白细胞吞噬作用, 增强人体抵抗力和免疫力, 阻止致癌物质亚硝胺的形成, 防止癌症的发生。
四、萜类化合物
灵芝酸是灵芝药用功效的主要物质基础之一。它是一种三萜类物质, 是最重要的活性物质之一, 现已从灵芝中分离到100多种。它们由数个异戊烯首尾连接而成, 大部分为30个碳原子、部分为27个碳原子的萜类化合物。灵芝子实体中灵芝酸的含量随品系、成熟度和培养基不同而不同。灵芝酸由较强的药理活性, 能降低血脂、护肝排毒、抗氧化、抗菌抗炎、抗HIV病毒和疱疹病毒、抑制肝脏肿瘤细胞等活性, 还有止痛、镇静等功效, 对免疫、心血管、神经系统等具有调节功能[11]。从灵芝菌实体中分离出的7β, 15α-二羟-酮灵芝酸R和S对由半乳糖胺引起的鼠肝细胞的细胞毒性有强烈的抗毒作用。
五、核酸降解物
香菇中核酸降解物包括环磷酸腺苷 (c AMP) 、环磷酸鸟苷 (c GMP) 、环磷酸胞苷 (c CMP) , 环磷酸腺苷 (c AMP) 是一种调节代谢的活性物质, 具有抑制细胞生长和促进细胞分化的作用, 可用于抗肿瘤, 治疗牛皮癣以及冠心病、心绞痛等。香菇孢子提取物中的双链核糖核酸 (ds-RNA) 能促进干扰素的分泌, 是提高干扰素血中浓度的诱发因子, 使人体产生干扰病毒繁殖的蛋白质, 可提高人体免疫力, 有助于抗艾滋病和抗衰老[12]。
腺苷是以核苷和嘌呤为基本构造的活性物质。灵芝含有多种腺苷衍生物, 都有较强的药理活性, 能降低血液粘度, 抑制血小板聚集, 能提高血红蛋白2, 3-二磷酸甘油的含量, 加速血液循环, 提高血液对心、脑的供氧能力。香菇嘌呤具有一定的降血脂功能, 还有抗病毒和解毒作用。香菇嘌呤对大鼠因注射三氯化铈引起的肝毒和死亡有预防作用。毛木耳含有腺嘌呤核苷, 是破坏血小板凝集的物质, 它可以抑制血栓形成。香菇中的香菇素对胃癌、大肠癌和肺癌具有明显效果。用香菇素喂大白鼠, 则血浆胆固醇含量可减少25%~28%。
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生物质活性炭的制备与应用 篇10
1 活性炭性质
活性炭不仅具有良好的吸附, 而广泛应用于气体传感器、工业、农业、环保、国防、原料、催化剂载体、医药中间体, 及空气净化、中间体水净化脱色、储氢、化学分离、膜分离等众多领域。另外, 活性碳具有许多优点: (1) 性能稳定, 可以在不同的温度的酸碱中使用、具有催化性能。 (2) 含碳 (或可连接) 的许多功能团的表面; (3) 高度发达的孔结构和大的内表面积。
2 生物质活性炭的主要制备方式
2.1物理法
2.1.1碳化
为了使含碳有机物在加热状态下发生分解, 使非碳元素以挥发性气体逸出, 我们需要对炭化农业废弃物原料, 这样就生成了富含碳元素的固体热解产物;
2.1.2活化
原料采用二氧化碳、水蒸气或空气等氧化性气体, 使其形成发达的微孔结构。炭化温度一般为600℃, 活化温度范围在800~900℃。
2.2 化学改性法
化学改性法指的是利用各类化学试剂, 如H2SO4、Zn Cl2、H3PO4 先浸渍原材料进行改性, 然后在规定的温度下, 同时在惰性气体的保护下, 就产生了活性炭。这类活性剂的作用不但具有脱水作用, 还可以使活性炭内部产生微孔结构, 扩大比表面积, 加强活性炭的吸收能力。例如:郝明明以新疆杏核壳为原料, 利用氯化锌作为活化剂, 并通过微波作为加热手段, 活化温度600℃, 活化时间90min, 料液比为1∶3, 氯化锌浓度为50%, 微波功率为700W, 微波辐射时间为7min。在此工艺条件下, 活性炭产品的碘吸附值为1 670.25mg/g, 亚甲基蓝吸附值为20m L/0.1g。王泉清等人以磷酸为活化剂, 以磨碎的玉米秸秆为原材料制备活性炭, 亚甲基蓝脱色力最高可达16m L/0.1g。
2.3 化学和物理结合法
活性炭的优点是没有必要使用化学试剂, 对环境的影响很小, 缺点是不能高效生产的活性炭, 活性炭而产生比较大的孔, 较小的表面积, 吸附能力相对较差的。待处理的活化剂制备活性炭材料的化学方法, 你可以得到更多的孔, 比表面积大的活性炭;但是由于前期处理中用了化学试剂, 后期需要进行相应处理以减轻化学试剂对环境带来的影响。随着科技发展, 化学和物理结合的方法越来越受到人们关注。首先在活性炭原料中加入一定量的化学添加剂, 然后加工成型, 再经过炭化和气体活化, 制造成出具有特殊性能的活性炭。通常的添加剂有:Fe SO4、Na OH、Cu O、Na CO3等。
3 生物质制备活性炭的应用
利用农业废弃物制备活性炭可以很好的利用农业废气物, 变废为宝, 得到了越来越多的应用, 如环境保护、食品饮料净化、溶剂回收、制药、半导体应用等领域。自改革开放以来, 中国的经济快速发展, 但随之而来的环境污染日趋严重, 活性炭由于具有比表面积高、吸附能力强的特点, 在环境保护中得到了很多的应用, 主要体现在以下几个方面:
3.1 水处理
水处理是环境保护的重点, 随着我国社会经济的高速发展, 在水处理方面活性炭的需求量每年都在增加。传统上, 使用活性炭水净化厂能处理所有类型的有机杂质和气味, 也可以去除与漂白水处理后产生的所有烃。对污染废水进行处理, 活性炭得到了越来越广泛的应用。废水污染的活性炭处理, 根据不同的情况, 它们可以单独使用或与其它方法组合使用。
3.2 空气净化
空气污染的某些地区, 呈现出大量的工业污染和机动车尾气混合的增加排除活性炭空气净化功能的需求污染, 空气PM2.5指数上涨。
3.3 改良土壤
从环境污染的角度看, 土壤污染是目的地, 从各种不同的方面的污染, 各种污水污染物的排放;各种空气污染颗粒物的最终解决;固体废物垃圾的堆积;农业生产, 过度使用化肥和杀虫剂, 等等。与土壤中的活性炭处理, 可以通过在除草剂溶液中加入活性炭以防止杂草, 有效且无害的生长中发挥作用。
4结语
使用生物制备活性炭具有以下优点:一是原料充足, 且这些材料不和因经济发展需要的煤炭, 石油产品和其他可用资源的竞争;二是生产地区的农村农业或林业废弃物后, 解决了大量的污染, 使生态经济向循环经济发展的方向;三是降低在全市范围内对环境的污染提供一些帮助。
摘要：该文简要介绍了生物质活性炭的3种制备方式, 即物理法、化学法以及化学与物理结合法;以及生物质活性炭在环境保护方面的主要应用。利用丰富的生物质制备活性炭, 可以使资源得到综合循环利用。
关键词：生物质,活性炭,制备,应用,环境保护
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海洋生物活性物质 篇11
[关键词] 盐酸氨溴索；肺表面活性物质；早产；肺透明膜病
[中图分类号] R722.6 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2012）28-0131-02
新生儿肺透明膜病，又称新生儿呼吸窘迫综合征，主要发生在早产儿，是造成早产儿死亡的一个主要原因。新生儿肺透明膜病发生主要是因为肺发育不成熟，从而导致其产生或释放出的肺表面活性物质不足，临床上主要表现为进行性呼吸困难、发绀、吸气性三凹征及呼气呻吟等，病程发展快，早期并发症多，易并发颅内出血、肺出血、动脉导管未闭等，病情比较严重[1]。本文旨在研究肺表面活性物质联合盐酸氨溴索对新生儿肺透明膜病的防治效果。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2007年7月～2011年7月我院收治的120例早产儿进行研究，其中男婴64例，女婴56例，胎龄为27～33周，平均出生体重为1.52 kg。分为观察组60例，对照组60例。根据新生儿的肺透明膜病诊断标准，有59例新生儿被诊断出患有肺透明膜病，占49.17%；有61例新生儿尚未诊断出患有该疾病，占50.83%。两组早产儿在性别、出生体重、胎龄以及其他方面无统计学意义（P > 0.05）。
1.2 治疗方法
120例新生儿在72 h之内其临床以及影像学特征一旦出现以下表现就可以判定其患有肺透明膜病：气促、发绀、吸气三凹征以及呼气性呻吟等呼吸窘迫症状，胸片可见毛玻璃样改变、支气管充气征或白肺等特异性改变。全部新生儿都置于暖箱当中，对患儿的呼吸、心率以及血氧饱和度等进行监控。对照组只应用肺表面活性物质对患儿进行预防以及治疗，剂量（100～200） mg/kg，气管内给药；观察组患儿则应用肺表面活性物质联合盐酸氨溴索进行治疗以及预防，盐酸氨溴索注射液（河北爱尔海泰制药有限公司出产，国药准字H20113063）每次7.5 mg，每日4次；之后比较两组患儿的发病率以及治愈率，综合评价新生儿肺透明膜病接受盐酸氨溴索联合肺表面活性物质防治的临床效果。
1.3 疗效评价标准[2]
紫绀与气促均得以缓解或者消失，经皮血氧饱和度（TcSaO2）超过85%以上可视为显效；紫绀与气促有所减轻，TcSaO2有所升高，但不超过85%视为有效；症状无明显改善甚至加重，TcSaO2低于70%为无效。呼吸音经检查确认恢复正常，经X线检查，双肺阴影基本消失，检测血气pH值恢复正常，含气量正常。
1.4 统计学方法
采用统计学软件包SPSS 13.0进行分析，采用χ2检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患儿肺透明膜病发生率及治愈率
观察组新生儿的发病率明显低于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）；观察组治愈率高于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表1。盐酸氨溴索联合肺表面活性物质预防以及治疗新生儿的肺透明膜病，其临床治疗效果明显，可以使这种疾病的发生率以及死亡率有效地降低，提高患儿的治愈率。
表1 两组患儿肺透明膜病发生率及治愈率情况
注：两组疾病发生率比较，χ2=18.731，P < 0.05；两组治愈率比较，χ2=4.454，P < 0.05
2.2 不良反应
对照组无用药不良反应，观察组2例出现轻微的胃部灼热感，3例出现呕吐与恶心症状，但经对症处理后，均得以好转。
3 讨论
肺透明膜病，又被称为呼吸窘迫综合征，是由于缺乏肺表面活性物质所致，主要见于早产儿，胎龄愈小，发病率愈高。肺透明膜病是导致新生儿死亡的一个主要原因，对其进行早期的干预治疗有利于促进患儿肺发育的成熟，是减少其死亡率的一个重要关键[3]。盐酸氨溴索对肺组织有较高的特异性，是一种快速排痰药物，作用于呼吸道分泌细胞，调节其黏液及浆液的分泌，还能增加纤毛的摆动，能促进呼吸道黏稠分泌物的排出，改善呼吸情况，同时刺激肺泡Ⅱ型内皮细胞器的发育，促进肺表面活性物质的生成和分泌，促进肺成熟。氨溴索的生物半衰期为4～5 h，约24 h体内达稳定血药浓度。生后早期应用氨溴索，能使气道分泌物中肺表面活性物质的成分磷酸酰甘油出现早，有利于肺表面活性物质的合成，进而明显改善肺通气及顺应性，增强血气交换和氧合能力，从而促进疾病的恢复[4]。大剂量的使用盐酸氨溴索可以有效地调节患儿肺泡Ⅱ型细胞分泌出的肺表面活性物质功效，有效地促进其肺泡的膨胀、防止其肺泡的萎陷；还可使氧化氢氧化损伤肺以及超氧化阴离子情况得到减轻[5]；使多种细胞因子以及释放炎症介质有所减少，盐酸氨溴索可以有效地抑制白细胞及肥大细胞释放组胺、细胞因子和白三烯，使患儿炎症过度反应导致的肺损伤情况有所减轻，使患儿肺泡上皮细胞损伤的情况有所减少，维持患儿肺泡上皮的功能及完整性[5]，进而使患儿的肺顺应性及气体的交换得到改善，使其达到治疗及预防肺透明膜病的临床疗效，同时对于肺组织，盐酸氨溴索具有的组织特异性比较高，其效果与肾上腺糖皮质激素相比效果明显，能够使围生期的肺不张以及动脉的低氧血症情况得到减少，同时还能够使采用肾上腺糖皮质激素引发患儿出现感染的几率有所减少[7]。
本文中所应用的肺表面活性物质与盐酸氨溴索联合对新生儿肺透明膜病进行治疗，可以使患儿呼吸的频率以及心率得到有效地降低，有效地提高了PaO2以及降低了PCO2，同时使患儿住院的时间缩短，提高了患儿临床上的治愈率。主要因为：①肺表面活性物质固尔苏是源自于猪肺表面的一种天然的肺表面活性物质，其主要含有的是磷脂，尤其是磷脂酰胆碱，大约占70%的总磷脂以及大约1%～2%的特异的疏水性质的低分子量蛋白SP-B以及SP-C表面活性物质；②作为一种混合物，肺表面活性物质主要组成部分为磷脂以及特异性蛋白，内衬在患儿肺泡的表面并且使肺泡表面的张力降低，致使患儿肺泡在呼气末依旧保持扩张状态并且不致其塌陷，在患儿整个呼吸周期中维持着充分的气体交换；③对外源性的肺表面活性物质进行应用，可以使肺泡表面的张力降低，迅速地改善其肺的顺应性，复张其已经开始萎缩的肺泡；④肺表面活性物质开始进入到终末的气道之后使肺部迅速地膨胀，导致血流开始重新进行分布，肺毛细血管的通透性有所增加，气体的交换以及肺的氧合作用有所增强，使呼吸功能得到改善[8]。国外的相关研究显示，外源性的肺表面活性物质可以使肺泡表面的张力降低，改善其肺顺应性以及氧合功能，使机械通气的时间、住院天数以及氧疗时间缩短，降低新生儿肺透明膜病的病死率。
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海洋生物活性物质 篇12
生产活性炭的方法主要有物理活化法和化学药品活化法两种[5]。其中,化学药品活化法常用的活化剂有无机盐、酸、碱金属氢氧化物等,且其具有较低的活化温度、较高的产率、活化试剂易回收等特点[6]。目前应用最多的活化剂包括氯化锌、磷酸、氢氧化钾等。和氯化锌法相比,磷酸作活化剂时活性炭的得率更高,活化剂漂洗时不需要加盐酸,对环境的污染较小;而用氢氧化钾作活化剂时,能生产出较大比表面积的活性炭[1]。Kopac等认为绝大部分的含碳材料都可以制备活性炭,从木材加工剩余物的木屑到果壳、果核等林副产品的废弃物到农业废弃物如玉米芯、花生壳、甘蔗渣,再到煤炭、石油等都是活性炭制备的重要原料[7,8]。
泥煤又称草炭或泥炭,经过长期积累而形成的一种松散物质,是煤化程度最低的煤。泥煤中的有机质主要是纤维素、半纤维素、木质素和腐殖质等,可以作为生产活性炭提供原材料等[9]。泥煤是自然界特有的非金属矿产资源,其用途广泛,最简单的形式是将其燃烧以提供热量,还可用于农业、酿酒、医药、以及建筑材料等。
我国是传统的农业大国,也是玉米秸秆最为丰富的国家之一[10]。甘蔗渣是制糖工业的重要副产品,它是甘蔗经压榨或渗出处理提汁后剩余的残渣。我国每年制糖产生的甘蔗渣超2000万t[3]。糠醛渣是生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下脚料中的聚戊糖成分水解生产糠醛(呋喃甲醛)产生的生物类废弃物[11],据文献[12]报道,每生产1 t的糠醛产生12 t以上的糠醛废渣。目前,对生物质原料(玉米秸秆[10,13]、甘蔗渣[14,15]、糠醛渣[16,17]等)制备活性炭的研究较多,经过糖化发酵生产乙醇后得到的发酵残渣普遍的处理方法是用于饲料生产,而其作为原料制备活性炭的研究却较少。
本实验采用含炭量较高且现阶段研究较少的生物质发酵残渣及泥煤为原料,使用磷酸和氢氧化钾作为活化剂对炭化后的原料进行活化,通过比较不同原料、活化剂和温度条件下制得的活性炭的比表面积,从而得到不同原料制备活性炭的最佳工艺,为今后进一步的研究工作提供数据支持。
1 实验
1.1 实验材料及其预处理
玉米秸秆发酵残渣、甘蔗渣发酵残渣、糠醛渣及其发酵残渣:一部分采用压滤机分别对其进行挤压脱水,干燥后直接用作实验;一部分通过沉降洗涤除去蛋白质,再压滤、干燥用作实验。泥煤干燥后直接用作实验。
玉米秸秆发酵残渣和泥煤由国家电网提供(北京),甘蔗渣发酵残渣、糠醛渣及其发酵残渣由实验室提供。
1.2 主要试剂
氢氧化钾、磷酸、硫酸、盐酸等,均为分析纯。
1.3 发酵残渣及泥煤组分分析
发酵残渣及泥煤中三大素(纤维素,酸不溶木素和半纤维素)的含量按照美国可再生能源实验室(NREL)标准方法测定。具体步骤:称取(3.0000±0.01)g绝干样品于耐压瓶中,加入(3.00±0.01)m L 72%硫酸,并用玻璃棒搅拌至少1 min,使其均匀分散在硫酸中。然后将耐压瓶置(30±3)℃的水浴摇床中,平均5~10 min搅拌一次,60 min后将其取出。加入84.00±0.04 m L去离子水,旋紧瓶塞,置于121℃高压灭菌锅中60 min。取出耐压瓶,待其冷却至室温,吸取一定量上层清液用作液相分析测定糖类,而残渣为酸不溶木素,用已恒重的G3砂芯漏斗抽滤,洗至中性,105℃干燥恒重,得到酸不溶木素的含量。
1.4 活性炭制备方法
1.4.1 酸法浸渍
干燥的发酵残渣(水份≤5%)粉碎过20目筛,称取2 g发酵残渣在氮气保护下在管式炉中500℃条件下炭化60 min,加入60%H3PO4(V/V、固液比1∶4)在室温下浸渍15 h,然后将浸渍液在电炉上烘烤至无游离水得到炭化后固体,在700~900℃下活化60 min,向活化后的固体中加入去离子水,静置10 min,在3000 r/min下离心10 min,将沉淀物抽滤至中性后放置在60℃真空干燥箱中干燥24 h,即得活性炭。
1.4.2 碱法浸渍
干燥的发酵残渣(水份≤5%)粉碎过20目筛,称取2 g发酵残渣在氮气保护下在管式炉中500℃条件下炭化60 min,加入50%KOH(w/V、固液比1∶3)在室温下浸渍15 h,然后将浸渍液在电炉上烘烤至无游离水得到炭化后固体,在700~900℃下活化60 min,向活化后的固体中加入1 M HCl中和KOH,静置10 min,在3000 r/min下离心10 min,将沉淀物抽滤至中性后放置在60℃真空干燥箱中干燥24 h,即得活性炭。
活性炭的实验方案如表1所示。
1.5 数据处理方法
活性炭比表面积采用BET法测得,活性炭在氮气吸附仪上进行等温吸附,样品在脱气温度250℃条件下脱气5 h后得到氮气吸附脱附等温曲线(仅以糠醛渣原料的等温吸附脱附曲线为例说明)。
2 结果与讨论
2.1 不同生物质发酵残渣及泥煤组分分析
表2是不同生物质发酵残渣及泥煤的组分分析结果。从表2中可知,分离蛋白后,发酵残渣的木质素含量呈现不同程度的提高。玉米秸秆发酵残渣的纤维素含量远远低于糠醛渣和甘蔗渣发酵残渣,而其灰分含量却高于糠醛渣和甘蔗渣发酵残渣。泥煤的纤维素和木质素含量和发酵残渣相比均有较大差异。不同原料发酵残渣的组分存在显著差异,这可能会对其制备活性炭的比表面积产生较大影响。
2.2 不同生物质发酵残渣及泥煤活性炭比表面积比较与分析
2.2.1 糠醛渣及其发酵残渣活性炭比表面积和吸附脱附等温曲线
糠醛渣、未分离蛋白糠醛渣发酵残渣、分离蛋白糠醛渣发酵残渣活性炭的比表面积分别如图1中(a)、(b)、(c)所示。由图1可知,当KOH作为活化剂时,糠醛渣活性炭的比表面积远高于其发酵残渣活性炭的比表面积。原因可能是不同原料的组分差异及结构的完整性对活化过程中新孔的形成速率及孔的稳定性和因炭结构的过度烧失[18]而引起的孔道坍塌导致的其表面积呈现显著差异。H3PO4作为活化剂时,未分离蛋白和分离蛋白糠醛渣发酵残渣活性炭的比表面积却出现相反的结果。还观察到KOH作为活化剂时制备活性炭的比表面积均较H3PO4的高,这正如文献[1]中提到的,通常用KOH作为活化剂来制备较高比表面积的活性炭。
图2(a)、(b)分别为KOH和H3PO4作为活化剂、活化温度900℃时制备的活性炭附脱附等温曲线。从图2(a)中可知该图为N2吸附等温线IUPAC分类中典型的Ⅰ型曲线,当氮气相对分压较低时,吸附较为迅速,吸附量急剧上升,而当氮气相对分压较高时,吸附速率减缓。吸附脱附等温线基本重合,无明显滞后现象[10],表明制备的活性炭具有丰富的微孔结构,其较高的比表面积也间接证实了这一结论。而图2(b)和图2(a)相比有较大差异,滞后现象较为明显[1],可能的原因是氮气分子在中孔发生了毛线管凝聚现象产生的[18]。
2.2.2 甘蔗渣发酵残渣活性炭比表面积
未分离蛋白甘蔗渣发酵残渣和分离蛋白甘蔗渣发酵残渣制备活性炭的比表面积分别如图3(a)、(b)所示。由图3(a)可知,未分离蛋白甘蔗渣发酵残渣制备的活性炭的比表面积随温度的升高而增大,说明随着温度的升高,活化程度加深,生成的微孔和中孔的数量增加[4],从而提高了其比表面积。而分离蛋白甘蔗渣发酵残渣在800℃和900℃条件下制备活性炭的比表面积无明显差异(图3(a)),说明活化温度过高时,在新孔生成的同时也破坏了活性炭的内部结构,甚至还会导致其比表面积的下降[10],所以适宜的温度有助于形成较高比表面积的活性炭。
2.2.3 玉米秸秆发酵残渣活性炭比表面积
未分离、分离蛋白玉米秸秆发酵残渣制备活性炭的比表面积分别如图4(a)、(b)所示。和糠醛渣、甘蔗渣发酵残渣活性炭的比表面积相比,玉米秸秆发酵残渣活性炭的比表面积相对较低,这可能和其灰分含量较高有较大关系。分离蛋白玉米秸秆发酵残渣作为原料制备活性炭时,无论是KOH还是H3PO4作为活化剂,其比表面积均随温度的升高而降低,可能的原因是分离蛋白后发酵残渣的组分和结构发生了较大变化,且活化温度越高,对其内部孔隙结构的破坏性越大[19]。而未分离蛋白玉米秸秆发酵残渣制备活性炭的比表面积却出现相反的趋势,表明内部孔隙结构的完整性对比表面积影响显著,且在KOH作为活化剂、900℃条件下,玉米秸秆发酵残渣能制备出较高比表面的活性炭。
2.2.4 泥煤活性炭比表面积
泥煤制备活性炭的比表面积如图5所示。由图5可以得知,当H3PO4作为活化剂时,其活性炭的比表面积随温度的升高而降低;而KOH作为活化剂时,能够在900℃条件下制备较大比表面积的活性炭。这与上述生物质发酵残渣活性炭的比表面积相比具有显著差异,表明原料种类对活性炭的比表面积也有较大影响。
3 结论
(1)组分分析表明,不同生物质发酵残渣及泥煤组分存在显著差异;玉米秸秆发酵残渣的纤维素含量远远低于糠醛渣和甘蔗渣发酵残渣,而其灰分含量却比糠醛渣和甘蔗渣发酵残渣高。
(2)糠醛渣作为原料制备活性炭时,在900℃、KOH作为活化剂可制得最大比表面积的活性炭。