化学战剂热催化分解研究进展

热催化分解技术可将染毒空气加热后通过催化床,毒剂分子在催化剂活性位上发生吸附、氧化、脱烷和水解等一系列物理化学反应,生成CO_2等小分子化合物,该技术是一种广谱高效的净化技术.文中综述了催化材料对典型化学战剂的热催化分解性能.对于神经性毒剂沙林来说,活性炭、氧化钒和Pt催化剂有更好的催化活性,磷物种在催化剂上的逐渐累积是失活的主要原因;对于全身中毒性毒剂HCN和CNCl而言,水解反应对产物选择性的影响尤为重要;对糜烂性毒剂芥子气来说,催化剂的设计与反应机理的研究仍处在起步阶段;相比其他毒剂,窒息性毒剂光气更容易被催化分解,Pt催化剂对光气的热催化分解展现出较好的性能.本文将为设计合成高性能毒剂热催化分解材料提供一些参考.     

固相微萃取-气相色谱/质谱(SPME-GC/MS)联用分析海水中痕量有机磷农药

大多数有机磷农药(OPPS)是磷酸、磷酸酐或含硫类似物的中性酯或酰胺,是典型的酶毒剂.由于其稳定性较低(半衰期大多数为几天至几十天),远不如有机氯农药在生物体内残留严重,而替代了有机氯农药.     

烷基卤去卤化酶对芥子气的催化水解

本文通过密码子优化、高效表达并纯化出三种烷基卤去卤化酶DhaA、DmbA与LinB,评价了它们对芥子气的水解效率,分析并优化了酶促水解过程中需要调控的机制.通过实验,最终确定了活性成分为DhaA,缓冲剂为HEPES-NaOH,助溶剂为丙三醇的芥子气高效生物酶洗消体系,使用高效液相色谱质谱确定该体系的洗消产物为无毒硫二甘醇.酶活实验及对芥子气的消毒效果评价结果表明:该洗消体系对芥子气的最佳水解pH值为8.6,kcat/Km值为9.6s-1mmol·L-1,是国外同类水解酶的1.7倍,水解速率为自然水解速率的320倍,对10mg·mL-1芥子气的水解率从27.4%提高至93.2%,较好解决了高浓度芥子气高效水解脱毒问题.     

脉冲电晕等离子体降解有毒气体

采用脉冲电晕放电等离子体对化学毒剂模拟剂氯膦酸二乙酯(DECP)进行降解,结果表明,对初始浓度为70 mg·m-3的DECP降解率为96.4%.通过GC-MS和离子色谱分析,其降解产物主要有CHCl2-CH2Cl、CHCl2-CHCl2、二氯膦酸乙酯、HCl和H3PO4,并根据降解产物探讨了等离子体对DECP的降解反应机理.DECP分子中的P—Cl和C—O键断裂促使DECP矿化为H3PO4和HCl,而C—O键断裂形成的乙基与氯自由基反应形成CHCl2-CH2Cl和CHCl2-CHCl2;同时DECP分子中的一个P—O键发生断裂后与氯自由基结合形成了二氯膦酸乙酯.对DECP的反应动力学进行了分析讨论,得到其反应速率常数为0.0516 m.3(W.h)-1.     

核糖体RNA基因在海洋动物分子系统学中的应用

随着分子遗传标记在分子系统学中应用的发展,核糖体RNA基因因其特殊的组成结构和演化方式被广泛应用于海洋动物分子系统学研究中.本文系统地介绍了真核生物核糖体RNA基因的组成和性质及其近年来在海洋动物系统进化、分类和种质鉴定、遗传多样性研究等方面研究中的应用.从中可以看出,核糖体RNA基因已经广泛应用于海洋动物的分子系统学研究中,但主要利用的是核糖体RNA基因的一级结构.图2参36     

群感效应与信号分子在污泥颗粒化过程中的作用研究进展

好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能和较好的污水处理效果等优点.本文综述好氧颗粒污泥的形成过程,重点分析在污泥颗粒化过程中群感效应和细胞信号分子的作用.研究发现,群感效应和细胞信号分子在污泥颗粒化过程中发挥着重要作用,群感效应可以加快污泥胞外聚合物合成和提高微生物表面附着能力,信号分子可以促进微生物分泌胞外聚合物并影响生物膜的形成.举例说明信号分子中的c-di-GMP作为第二信使在污泥颗粒化过程中的重要作用,c-di-GMP可以将细菌从单细胞游走型转变为多细胞黏附型——生物膜状态.投加钙离子会促进能够分泌c-diGMP的菌群生长从而加快好氧颗粒污泥的形成,投加锰离子会减少好氧颗粒污泥中c-di-GMP的含量导致好氧颗粒污泥解体.最后进行前景展望,认为从群感效应和信号分子的角度去解析好氧颗粒污泥形成机理,可为确立好氧颗粒污泥形成机制奠定理论基础,对其进一步的工程化应用具有现实意义.     

三价钇对紫露草的遗传毒性研究

用紫露草四分体微核试验法和紫露草雄蕊毛细胞突变法研究了稀土元素三价钇的遗传毒性．结果表明：Y3＋能引起紫露草四分体微核率显著升高，提示Y3＋是诱变剂或纺锤丝毒剂；Y3＋能引起雄蕊毛细胞突变率显著升高，进一步明确Y3＋是诱变剂．     

可用于表征可电离化合物离子化影响的描述符研究进展

在人为有意生产的化学品或无意识产生的化学品中,可电离有机化合物(IOCs)均占有较大比重.在环境水体、生理或实验pH条件下,IOCs可解离为分子和离子形态.研究表明,IOCs的分子和离子形态均对其表观物理化学、环境归趋和行为、生态和健康毒性效应参数具有不可忽视的影响,因而在开展IOCs相关实验或理论研究时不应忽略离子化的影响.在构建IOCs相关预测模型时,核心是如何表征离子化的影响.本文从描述符入手,总结了可用于表征IOCs离子化影响的4类描述符,即酸碱解离常数(pKa)及其衍生参数(分子态和离子态的比例分数(δ分子和δ离子))、考虑离子化影响的分配系数包括正辛醇-水分布系数(logDow(pH))和进行形态修正的脂质体-水分配系数(logDlip/w(pH))、考虑离子参数的多参数线性自由能关系(离子描述符J+和J-)、基于形态修正的量化参数,并展望了表征IOCs离子化影响的未来研究重点.     

模式生物大型溞在水生生态毒理实验教学中的应用

大型溞(Daphnia magna)因其个体小、繁殖快、易于培养及对污染物敏感等特点,而成为水生毒理学研究中广泛应用的模式物种.本文构建了一套以大型溞为受试动物的水生生态毒理学实验内容和方案,可用于本科生基础性、综合性实验教学.本方案以形态学观察、生理学和毒理学测试为主,也可扩展为包括分子毒理学在内的其他毒性终点的创新性实验.此外,授课教师还可以本方案为基础,对实验内容酌情增减或联合使用,以满足不同层次学生的生态毒理学实验需求.     

离子强度对吸附影响机理的研究进展

本文介绍了水溶液中离子或分子的水合、吸附剂表面的双电层模型以及内层与外层表面络合物,在此基础上讨论了离子强度对吸附的影响.一般来说,溶液的离子强度增大时,吸附质与吸附剂之间的静电作用减弱,疏水作用增强,络合作用变化不大.电解质离子能通过与吸附质离子产生离子交换竞争、对吸附质产生盐析或盐溶效应、改变溶液中大分子吸附质分子的大小、与吸附质离子形成离子对等方式影响吸附。     

基于生物分子识别的水环境Hg~(2+)快速检测新技术研究进展

生物分子作为化学污染物靶标特异识别和检测的重要元件和材料,在检测领域得到了广泛应用和长足发展.本文总结了一系列基于生物分子识别或放大机制的水环境中Hg~(2+)快速检测新技术研究进展,新型Hg~(2+)检测方法以蛋白质、寡核苷酸、脱氧核酶等生物分子为基础,通过紫外、荧光、电化学、电化学发光或拉曼光谱等检测手段实现了环境水样中Hg~(2+)高灵敏甚至超灵敏检测,远远满足国家卫生标准或美国环境保护署的要求;同时还分析了相关检测原理和应用前景,生物分子经过修饰和改造后检测体系性能得以加强;生物分子与纳米材料,如贵金属纳米材料、氧化石墨烯、碳纳米管等相结合,并联合新型检测平台,大大推动了水环境中Hg~(2+)现场快速灵敏检测技术的发展,促进了多种Hg~(2+)检测传感新技术的建立.建议今后加强检测元件之间相互作用机制的研究,同时要提高现场快速检测设备的开发,进一步增强其在实际应用中的可行性和实用性.     

农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。     

农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。     

FTIR在环境毒理学研究中的应用

傅里叶变换红外光谱(FTIR)作为一种常用化学分析方法,与多元统计分析方法相结合,可以识别生物分子的变化情况.红外光谱具有操作简单、快速、灵敏、样品无损等特点,逐渐在环境监测和污染物毒性效应方面被广泛应用.通过研究生物体受到外界胁迫时生物大分子在结构上的变化情况,可从分子水平揭示污染物的毒性效应及其毒性机制.笔者从FTIR在环境毒理学中的研究进展、技术优势,以及其在毒理学中的应用等方面进行了综述.     

诺氟沙星分子印迹共混膜的制备及应用

本文以诺氟沙星为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合法制备分子印迹聚合物,与聚砜铸膜液混合,制备出可以在低压力下对诺氟沙星有特异性截留作用的分子印迹共混膜.采用红外光谱对共混膜的结构进行表征,利用扫描电子显微镜对共混膜微观形貌进行表征.研究了聚合物的质量分数对共混膜水通量和截留率的...     

植物耐受和解除重金属毒性研究进展

总结了植物细胞及分子水平对重金属耐性和解除其毒性的途径.植物通过避免增加细胞内敏感位点毒物浓度来解除重金属毒性.其途径主要有:一方面通过菌根化、细胞壁吸收及根系分泌物的螯合作用减少根系吸收重金属进入细胞质;另一方面通过体内调节机制解除重金属毒性和提高耐性,主要通过一系列膜蛋白对进入细胞质内的重金属排出细胞质外、隔离于液泡中,或将重金属转变为无毒性形态挥发入大气,或通过细胞质内的植物螯合素、金属硫蛋白、有机酸、氨基酸、多胺等对重金属螯合,解除重金属毒性;同时植物还可以在重金属胁迫下产生热休克蛋白修复胁迫伤害的蛋白质.本文提供了涉及植物重金属解毒和耐性广泛的观点和证据.     

低分子有机羧酸对累托石悬浮液中双酚A光降解的影响

研究了低分子有机羧酸草酸、柠檬酸对内分泌干扰物双酚A(BPA)在累托石悬浮液中光降解的影响.结果表明,在250W金属卤化物灯(λ≥36nm)照射下,草酸、柠檬酸可以显著提高BPA在累托石悬浮液中的光降解率,反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,降解率同时受pH值、累托石用量的影响,矿化实验表明BPA在累托石/低分子羧酸体系中能够深度氧化.     

真菌漆酶介导自由基偶联和接枝反应在绿色化学中的应用

漆酶(p-苯二醇:分子氧氧化还原酶;EC 1.10.3.2)是自然界中普遍存在的一类胞外含铜多酚氧化还原酶.漆酶能够以环境中氧分子作为电子接受体,催化4个底物分子的单电子氧化形成4个相应的反应活性自由基或醌类中间体,随后这些活性中间体在酶促位点外发生步进式偶联反应,生成多种具有复杂结构的大分子C—C、C—O—C或C—N—C共价聚合产物.该反应过程中仅生成唯一副产物水,具有反应温和、底物广谱、催化效率高、操作可控和经济环保等优点.目前,真菌漆酶介导低分子有机物和高分子化合物的自由基偶联和接枝反应已经被应用于生物技术领域,该技术克服了传统物理化学方法存在的弊端,在保护人群健康和生态安全等方面具有广泛地应用前景和商业价值.本文详细地概述了真菌漆酶催化不同底物分子的自由基偶联和接枝反应在环境修复、生物监测、食品加工、纤维改性、纺织染色、制药行业和有机合成等绿色化学中的最新研究进展,旨在为开发和拓展真菌漆酶在绿色化学技术领域中的多功能应用提供科学的理论依据和技术指导.     

可溶性有机质对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响

为掌握可溶性有机质(DOM)对憎水性有机污染物吸附和解吸行为的影响,本研究选取四环多环芳烃——芘作为目标污染物,通过批平衡实验研究了不同分子量组分DOM对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响.结果表明,吸附和解吸数据均可以用Freundlich模型很好地拟合(R²>0.93).DOM的添加抑制了泥炭对芘的吸附,并且分子量越大的DOM产生的抑制效应越明显,主要是由于DOM与芘分子的竞争、增溶作用及泥炭表面微孔的堵塞引起的.与之相反,DOM促进了芘在高岭土上的吸附,DOM分子量越大,促进效应越强,这是由于DOM与芘分子之间通过累积吸附或共吸附增加高岭土对芘的吸附.DOM促进了芘在泥炭和高岭土上的解吸,并且促进效应随分子量的增加而增强.此外,芘在泥炭和高岭土上的解吸均存在迟滞现象,均在低浓度时表现出更明显的效应.DOM_bulk和DOM_(>14000 Da)增加了芘在泥炭上的解吸迟滞现象,但降低了其在高岭土上的解吸迟滞现象.     

硝基多环芳烃结构对鼠伤寒沙门氏菌致变性能关系的研究

基于拓扑差异,不同的硝基多环芳烃对沙门氏菌致变性能有较大不同.所呈现的规律性可以用量子化学方法从π电子的共轭效应、构型的立体效应和分子形状大小等三个方面得到解释.