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海藻糖二水合物用于

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海藻糖二水合物用于相关的资讯

  • 中科院水合物中心与美国家实验室合作研究
    中科院网站报道:应美国Lawrence Berkeley国家实验室的邀请,中科院可再生能源与天然气水合物重点实验室博士李刚和苏正于8月2日起程到美国Lawrence Berkeley国家实验室地球科学部开展为期三个月的合作研究,并于11月1日顺利返回广州。  在美期间,李刚和苏正与该实验室George Moridis教授和Keni Zhang博士合作开展了南海北部陆坡天然气水合物开采潜力数值模拟研究,同时进行了深入的学术交流活动。此次合作研究是前期双方达成共识的基础上开展合作研究和交流的第一步。李刚和苏正采用美国Lawrence Berkeley国家实验室开发的TOUGH+Hydrate数值模拟软件分别对2007年成功取样的南海北部神狐海域SH2站位和SH7站位海底天然气水合物藏进行了开采潜力的数值模拟研究。数值模拟过程中主要采用降压法和注热法相结合的开采方法,对垂直井和水平井开采海底天然气水合物的异同进行了比较,根据现有的海底水合物实地数据对井口产气产水速率进行了评价,并对海底沉积物的渗透率、水合物饱和度、海底温压条件以及盖层情况进行了参数敏感性分析,比较全面地评价了神狐海域天然气水合物藏的开采前景。合作研究期间,两人分别完成了题为Evaluation of Gas Production Potential from Marine Gas Hydrate Deposits in the Shenhu Area of the South China Sea: Depressurization and Thermal Stimulation Methods和Numerical Investigation of Gas Production Strategy for the Hydrate Deposits in the Shenhu area的学术论文。  合作结束后,重点实验室副主任吴能友和George Moridis教授就未来双方进一步合作的方式、方向和内容进行深入讨论。
  • 冻干配方深度解析:不同组分的相互作用及对功能的影响
    随着生物制药的迅猛发展,冻干已经成为一种有效的技术来解决制药过程中存在的化学,物理,生物的不稳定性问题。结合冻干本身的技术特点,冻干产品开发的*目的是要保证产品质量的同时利用最短的生产时间来节约成本。产品的质量包括安全,高效,稳定,较短的复水时间,优雅的蛋糕外观等。众所周知,冻干是一个复杂的传热传质的过程,如果处理不当,在冷冻以及干燥过程中,样品中的活性成分以及赋形剂会发生一些物理或化学变化,从而破坏了各自原有的功能特性,因此需要进行采取合理的方法来加以解决,从而达到冻干制剂开发的*目的。 预冻阶段 样品溶液随着温度的降低,含有的水先冻结成冰晶析出,剩余的溶液的浓度越来越大,形成*浓缩冻结液,溶质和溶剂分离,在这个阶段,水分的结晶会导致蛋白浓度增加,赋形剂浓度增加,离子强度增加,粘度增加,赋形剂结晶或相分离,pH改变等,这些可能会影响到蛋白的稳定性。 干燥 结晶的冰通过升华去除,未结晶的冰通过解吸附去除,样品中的水分含量是一个动态变化的过程,样品会面临水分去除产生的应力,即干燥应力,导致配方中成分发生一定的变化。 储存 较低的水分含量,温度的偏差,赋形剂的相分离。常用赋形剂的功能性及物理状态赋形剂期望的物理状态常用成分保护剂/稳定剂无定形蔗糖,海藻糖填充剂晶体甘露醇缓冲液无定形磷酸盐缓冲液,组氨酸缓冲液,柠檬酸盐缓冲液等表1:常用赋形剂的功能性及期望的物理状态然而在冻干过程中,活性成分以及赋形剂之间具有复杂的相互影响,不同的浓度,不同的比例,不同的种类等都会引起一些结构状态的变化,从而导致其原本的功能丧失,比如:若海藻糖结晶会导致保护功能的丧失;若甘露醇变为无定形结构,会降低产品的关键温度,并且无定形态具有较差的稳定性,丧失了其作为填充剂的功能;若缓冲液成分结晶,会导致pH值的变化,缓冲功能丧失,蛋白稳定性受到影响。因此研究各个配方组分之间的相互影响作用对确保*产品的质量具有较大的作用。 01.糖类和填充剂功能性之间的相互影响 双糖是最常用的冻干保护剂,如蔗糖,海藻糖,双糖与蛋白的最小质量比通常为3:1到5:1,但是糖类通常会降低样品的玻璃态转化温度,使得冻干通常会花费较长的时间,因此会将糖类跟具有较高共晶融化温度的填充剂结合使用,如甘露醇,甘氨酸,这样可以让样品在较高的温度下进行干燥,形成良好的外观结构,节约干燥时间(Tang and Pikal, Pharm Res. 2004 Johnson, Kirchhoff and Gaud, J Pharm Sci. 2001)。市面上有一些药品就是以这种方式开发的,如阿必鲁泰(Tanzeum),是一种融合蛋白,糖尿病患者用药,配方中含海藻糖以及甘露醇成分;沙格司亭冻干粉注射剂(Leukine)是一种源于酵母的重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(rhGM-CSF),能够刺激各种免疫细胞的生长和活化,已用于白血病患者降低感染风险,配方中含蔗糖和甘露醇成分;鲁磨西替(Lumoxiti)是一种单抗抗癌制剂,配方中含蔗糖和甘氨酸成分。 图1:阿必鲁泰(Tanzeum)这种结合的有效性取决于:在冻干和储存过程中两种赋形剂的物理形态;正确的比例以及冻干条件。理想状态下,整个过程中糖类应当处于无定形状态,起到稳定剂的作用;填充剂在干燥之前应当充分结晶,使得样品具有良好的结构强度,提高关键产品温度,缩短冻干时间。 Part.1 蔗糖对甘氨酸填充剂结晶的抑制影响实验通过将蔗糖和甘氨酸以不同比例(从1:9到9:1)溶解于水中,分别在15℃退火1h 和不进行退火,冻干后样品通过近红外光谱测定甘氨酸的结晶度。观察到当蔗糖:甘氨酸>4时,甘氨酸失去了其填充剂的功能(Bai et al., J Pharm. Sci. 2004)。 图2:蔗糖对甘氨酸填充剂功能的影响Figure plotted from data given in Bai et al., J PHarm. Sci. 2004 Part.2 海藻糖+甘露醇功能性的相互影响不同比例的海藻糖+甘露醇溶液进行冻干,二者的比例决定了各自的物理形态以及其发挥的功能性(Jena, Suryanarayanan and Aksan, Pharm Res. 2016)。海藻糖:甘露醇甘露醇的物理形态海藻糖物理形态3:1无定形无定形2:1晶体晶体1:1晶体晶体1:3晶体无定形表2:海藻糖和甘露醇比例对其物理形态及功能性影响海藻糖在酸性条件下不会水解,具有较高的玻璃态转变温度,但是具有结晶倾向性。当冻干的条件利于海藻糖无定形形态存在时,会抑制甘露醇的结晶,相反,当冻干的条件利于甘露醇结晶形态存在时,会促进海藻糖二水合物的产生,失去其无定形结构,二者相互抑制,因此需要确定*的一个比例条件,确保各自能发挥本身应起的作用。从实验结果来看,当海藻糖和甘露醇比例为1:3时,甘露醇保持其原有的晶体形态,海藻糖保持其原有的无定形态,在配方中分别起填充剂和稳定剂的功能(Sundaramurthi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. Letters 2010 Sundaramurthiet. al., Pharm. Res. 2010 Sundaramurthi and Suryanarayanan, Pharm. Res. 2010 )。 Part.3 海藻糖、API(BSA)和甘露醇的相互影响海藻糖—BSA---甘露醇冻干混合液,海藻糖和BSA的不同比例对海藻糖物理形态的影响,甘露醇浓度固定在10%W/W,总的固形物含量22%W/W(Jena et al., Int J. Pharm.2019)。BSA:海藻糖甘露醇物理形态海藻糖物理形态 _ _冻结过程中干燥产品中10:1δ-甘露醇无定形无定形2:1MHH, δ-& β-mannitol海藻糖二水合物部分结晶1:1海藻糖二水合物部分结晶1:2海藻糖二水合物无定形表3:BSA和海藻糖比例对海藻糖物理形态影响实验结果表明当BSA与海藻糖比例为10:1时,海藻糖能起到良好的稳定剂作用。 Part.4 蔗糖和甘露醇的相互影响除了抑制作用外,糖可能会改变甘露醇的存在形式,甘露醇有几种形态存在,无水甘露醇(α-,β-,δ-)和半水合物-MHH。研究发现当蔗糖:甘露醇为1:4时,蔗糖会保留无定形态,甘露醇为结晶态(部分以MHH形式存在),MHH甘露醇在*的干燥产品中是不希望存在的,在储存的过程中,MHH会脱水,释放水分,水分可能会跟产品中的其他组分进行反应,无定形状态的蔗糖吸收水分后会发生结晶,从而失去了对活性成分的保护功能(Thakral, Sonjeand Suryanarayanan, Int J. Pharm. 2020)。因此,综上所述,开发稳定的冻干产品配方,并达到期望的产品质量属性,需要正确地选择赋形剂的浓度,包括糖与填充剂的比例,蛋白与糖的比例,并且需要对冻干条件进行优化。 02.API/赋形剂对缓冲液功能性的影响 缓冲液需要加入到溶液中进行pH的控制。常见的缓冲液包括磷酸钠缓冲液,磷酸钾缓冲液,组氨酸缓冲液,tris 缓冲液,柠檬酸盐缓冲液,琥珀酸盐缓冲液等。冻干产品缓冲液的选择需要考虑蛋白的pKa以及缓冲液组分的结晶倾向,如磷酸钠缓冲液中,酸性的磷酸二氢一钠是无定形态;碱性的磷酸氢二钠在冻结过程中会结晶成Na₂ HPO₄ 12H₂ O,导致冻结浓缩液的pH降低,失去了缓冲液的功能,因此缓冲液成分的结晶往往是不期望的。 Part.1 缓冲液,蛋白,糖之间的相互影响有实验研究了10mM 磷酸钠缓冲液,100mM 磷酸钠缓冲液,含5% w/w的纤维二糖,纤维二糖,在低pH下不会水解,不会结晶(通过在冻结过程中测定其pH值以及使用原位X射线衍射仪对结晶组分进行鉴定)以及100mM 磷酸钾缓冲液三种缓冲液与纤维二糖,蛋白之间的相互影响,如下表所示(Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel.2020)——缓冲液糖蛋白pH变化Na₂ HPO₄ 12H₂ O结晶100mM磷酸钠--- _4.1YES5%W/W纤维二糖 _1.1NO---10mg/ml BSA3.1YES5%W/W纤维二糖10mg/ml BSA1.0NO10mM磷酸钠 _ _2.8YES _10mg/ml BSA0.6NO100mM磷酸钾 _ _-0.2--- _10mg/ml BSA-0.2---表4:缓冲液、糖及蛋白成分对pH变化的影响样品中活性成分蛋白、糖与缓冲液之间具有协同作用,蛋白可以抑制缓冲液结晶,使其保持无定形状态,缓冲液反过来可以维持特定的pH值,增加蛋白的稳定性;一定浓度的糖可以抑制缓冲液的结晶,保持其无定形态,从而维持特定的pH值,提高蛋白稳定性。 Part.2 甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响磷酸钠缓冲液浓度甘氨酸浓度(%W/V)pH改变10mM无定形~1.50.4~0.50.8~2.5>0.8~2.7100mM--~3.20.4~2.70.8~2.4>0.8~2.8表5:甘氨酸对磷酸钠缓冲液结晶以及pH变化的影响在10 mM缓冲液中,甘氨酸浓度越高,pH值变化越明显,另外通过用同步X射线衍射法监测溶质结晶程度,磷酸盐缓冲液对甘氨酸结晶具有浓度依赖性抑制作用,20%W/V甘氨酸和50-200mM缓冲液,缓冲液浓度越高,抑制作用越强,并且在-20℃进行退火处理,能够增强甘氨酸的结晶度。pH的改变能够引起蛋白凝聚,可以通过降低缓冲液浓度,使用不结晶的缓冲液,通过蛋白,糖来抑制缓冲液结晶,并且某些蛋白本身就具有pH缓冲的功能(Pikal-Cleland et al., J. Pharm. Sci. 2002;Varshney et al., Pharm. Res. 2007;Thorat, Munjal, Geders and Suryanarayanan, J. Control Rel. 2020 Sundarmurathi and Suryanarayanan, J. Phys. Chem. B. 2011 Gokarnet al., J. Pharm. Sci. 2008)。 03.总结 冻干配方成分之间具有复杂的相互作用,某些组分可以通过改变其他组分的相行为来影响其功能性,必须正确选择配方中赋形剂的浓度,使得每种成分能够维持其*的物理形态,发挥应有的功能性。评论抽免费礼品活动时间:12月1日-12月31日本轮活动奖品:兔年定制日历/挂历(奖品见下图)活动参与方式:1. 在德祥Tegent公众号12月中,发布的任意一篇文章后评论,评论越精彩,中奖几率越大;2. 我们将会在每篇文章后评论的粉丝中抽取一名幸运粉丝,送出奖品;3. 中奖名单将会在下一期推文公布!记得要关注德祥不要错过哦!4. 中奖的粉丝请将收件信息发送到德祥Tegent公众号后台,包含:姓名、联系方式、收件地址;5. 12月1日-12月31日内,每周每篇的推文文后进行评论,都有机会获得不同的奖品。 *图片来源于网络,旨在分享,如有侵权请联系删除
  • 广州能源所用原位拉曼测量技术揭示气体水合物中气体分子特性 | 前沿用户报道
    供稿:周雪冰成果简介中国科学院广州能源研究所天然气水合物重点实验室近期发布最新研究成果,利用高压原位拉曼测量技术成功获得了多种水合物形成/分解过程的原位拉曼图,揭示了气体水合物中气体分子的吸附和扩散特性。相关成果已在Energy Fuels, J. Phys. Chem. C, Chemical Engineering Journal, scientific reports等期刊上发表。背景介绍气体水合物是在一定压力和温度条件下在气-水混合物中自然形成的冰状固体化合物。在气体水合物晶体中,水分子依靠氢键相互结合在一起形成笼状晶格,而气体分子作为客体分子分布在晶格中并对水其稳定作用。例如,天然气水合物是人们在自然环境中发现的一类常见的笼状水合物,在科学和工业领域有着广泛的创新应用,有研究者就利用在海洋下形成的气体水合物来封存烟气中的二氧化碳。图1 气体水合物的三种主要的晶体结构。结构I(sI),通常由较小的客体分子(0.4–0.55nm)形成,是地球上最丰富的天然气水合物结构;结构II(sII),通常由较大的客体分子(0.6–0.7nm)和结构H(sH)形成,通常需要小分子和大客体分子形成。气体水合物的水合物热力学和动力学特性会直接受两种因素的影响:水合物中的气体种类、气体对水合物笼型结构的占有率。这也是气体水合物表征的重点。然而,由于晶体生长的环境条件比较苛刻,常规测量手段难以对上述表征重点直接观测。拉曼光谱能够根据气体水合物中客体分子的拉曼光谱特征峰和特征峰的峰面积来确定气体水合物的晶体结构,以及定量计算不同笼型结构中气体的孔穴占有率。近年来,耐低温高压的拉曼辅助测量装置的研发成功,水合物原位测量技术得以应用,这为研究气体水合物的形成/分解/置换等晶体结构的动力学行为提供了重要的研究途径。图文导读广州能源所天然气水合物重点实验室采用共聚焦拉曼光谱仪和原位拉曼光谱测量装置对甲烷、二氧化碳及其混合气体水合物的形成、分解和置换过程进行了测量和分析。实验中使用HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪,配备有开放式显微镜系统和高精度三维自动平台及Linkam BSC型冷热台,冷热台采用液氮冷却。图2 原位拉曼光谱测量装置1. 纯CO2、烟气和沼气中水合物的形成过程在271.6K温度下,以2800~3800cm-1的水分子拉曼特征峰为参考,对水合物相中气体的拉曼峰进行了表征和归一化。结果表明,水合物的形成过程首先是不饱和水合物核的形成,然后是气体持续吸附。在三种水合物形成过程中均发现,水合物核中的CO2浓度仅为对应饱和状态时的23-33%。在烟气合成水合物过程中,N2水合物相中的浓度在晶核形成时就达到饱和状态。在沼气合成水合物过程中,CH4和CO2分子会发生竞争吸附,而N2分子在水合物形成过程中几乎不发生演化。研究认为N2和CO2等小分子在水合物晶核形成过程中更为活跃,而CO2分子则在随后的气体吸附过程中发生优先吸附。[1]图3 271.6K下通过原位拉曼测量方法观察到的CO2、N2和CH4的特征峰图4 纯CO2水合物生长过程中的原位拉曼光谱。(a)CO2分子在水合物和气相中的拉曼特征峰 (b)水分子的拉曼特征峰2. CO2-CH4置换过程在273.2~281.2 K温度范围内对气态CO2置换CH4的过程进行了多尺度研究,并根据测量结果对基于气体扩散理论的水合物置换动力学模型进行了修正。原位拉曼测量发现,水合物大笼和小笼中的CH4连续下降,没有显著波动,这表明CH4的置换反应并非先分解再生成的过程。800小时的测量结果表明,置换过程首先是快速表面反应,随后是缓慢的气体扩散。温度的升高能有效提高水合物相的气体交换速率,增强水合物相的气体扩散。修正后的水合物置换反应动力学模型揭示了水分子的迁移率是限制了置换反应速率的主要因素。[2]图5 置换过程中CH4在水合物大笼和小笼中的比例变化图6 CO2置换水合物中CH4的原位拉曼光谱图7 水合物CO2-CH4置换反应机理示意图3. CH4-CO2混合气体水合物的分解过程对CH4-CO2混合气体水合物的分解过程进行了原位拉曼光谱测量并与纯CH4和纯CO2水合物的熔融过程进行了对比分析。研究结果发现,混合CH4-CO2水合物的晶体结构为Ⅰ型结构,且不随气体浓度的改变而发生变化。分解过程中,气体在水合物大笼和小笼中的特征峰强均会下降,同时峰面积之比始终保持稳定,表明水合物晶体以晶胞为单位解离。水合物晶体的分解时间具有随机性,与水合物粒子的多晶性质一致。有趣的是,在含有CH4的水合物中,水合物相中CH4和CO2的拉曼特征峰在水合物分解过程中出现了短暂的连续上升,表明位于样品颗粒内部的水合物发生了气体迁移扩散,这种现象的产生可以归因于水合物在样品颗粒内部的部分分解和“自保护”效应。[3]图8 CH4-CO2混合气体水合物在253K常压环境下分解过程的原位拉曼光谱图9 CH4(大笼: 2906cm-1)和CO2的在水合物中的特征峰(1383cm-1)随水合物分解的变化曲线。根据时间零点拉曼峰的强度,峰被归一化。总结展望拉曼光谱与表面增强拉曼光谱都是是非常强大的分析手段,凭借快速获取样品表面光谱信息的能力,拉曼测量技术在天然气水合物等矿物学领域颇受青睐。据了解,在接下来的研究中,天然气水合物重点实验室将应用原位拉曼测量技术对天然气水合物在多孔介质和添加剂等复杂环境中的反应动力学过程展开研究,以进一步揭示它的形成/分解/置换过程的动力学机理。中国科学院天然气水合物重点实验室简介中国科学院天然气水合物重点实验室是国内天然气水合物研究的重要基地。重点研究天然气水合物的物理化学性质、生长动力学、生成/分解过程等相关基础问题以及水合物开采、天然气固态储运、天然气水合物管道抑制、二氧化碳捕集与封存。联系作者周雪冰 Phone: 15002016003仪器推荐工欲善其事,必先利其器。本实验中全程使用了HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪进行原位拉曼光谱测量。作为升级版,LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪在保留了LabRAM HR所有性能的同时,实现了高度自动化。配备科研级正置/ 倒置显微镜,可实现UV-VIS-NIR 全光谱范围拉曼检测。焦长达到800mm,具有超高的光谱分辨率和空间分辨率。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪如果您对上述产品感兴趣,欢迎扫描二维码留言,我们的工程师将会及时为您答疑解惑。文献信息[1] Zhou, X., Zang, X., Long, Z. et al. Multiscale analysis of the hydrate based carbon capture from gas mixtures containing carbon dioxide. Sci Rep 11, 9197 (2021). 文章链接:https://doi.org/10.1038/s41598-021-88531-x[2] Xuebing Zhou, Fuhua Lin, and Deqing Liang. Multiscale Analysis on CH4–CO2 Swapping Phenomenon Occurred in Hydrates. The Journal of Physical Chemistry C 2016 120 (45), 25668-25677. 文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.6b07444[3] Xuebing Zhou, Zhen Long, Shuai Liang et al. 1. In Situ Raman Analysis on the Dissociation Behavior of Mixed CH4–CO2 Hydrates. Energy & Fuels 2016 30 (2), 1279-1286. 文章链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.energyfuels.5b02119[4] Xuebing Zhou, Deqing Liang, Enhanced performance on CO2 adsorption and release induced by structural transition that occurred in TBAB26H2O hydrates, Chemical Engineering Journal, Volume 378, 2019, 122128, ISSN 1385-8947,文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719315220?via%3Dihub
  • 科技部批准建设天然气水合物等企业国家重点实验室
    p style="text-align: center "strong科技部关于批准建设天然气水合物、认知智能2个企业国家重点实验室的通知/strong/pp style="text-align: center "国科发基〔2017〕386号/pp  国务院国有资产监督管理委员会、安徽省科技厅:/pp  企业国家重点实验室是国家创新体系的重要组成部分,主要任务是面向战略性新兴产业和行业发展需求,以提升企业自主创新能力和核心竞争力为目标,开展基础和应用基础研究及共性关键技术研发,研究制定国际标准、国家和行业标准,聚集和培养优秀人才,引领和带动行业技术进步。/pp  为进一步完善企业国家重点实验室布局,科技部启动天然气水合物、认知智能企业国家重点实验室的建设工作。根据专家评审结果,经研究,现决定批准建设“天然气水合物国家重点实验室”、“认知智能国家重点实验室”2个实验室(名单见附件)。/pp  请你们抓紧组织实验室依托单位编制《企业国家重点实验室建设与运行实施方案(2018 2022年)》 按照《依托企业建设国家重点实验室管理暂行办法》(国科发基〔2012〕716号)的规定和要求,落实有关政策和建设经费,组织相关单位凝练实验室发展目标、明确主要研究方向和重点、组织科研队伍、引进和培养优秀人才、完善和提升实验研究条件、建立“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,做好企业国家重点实验室建设与运行管理工作。/pp  特此通知。/pp  附件:批准建设的企业国家重点实验室名单/pp style="text-align: right "科 技 部/pp  附件/pp style="text-align: center "strong批准建设的企业国家重点实验室名单/strong/pp style="text-align: center "img title="001.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/e5e38231-dfe9-46f0-838b-820c434027ca.jpg"//pp /p
  • Picarro | 基于Picarro G2201-i碳同位素分析仪研究天然气水合物释放对青藏高原永
    青藏高原是地球上海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”、“第三极”。青藏高原光照和地热资源充足。高原上冻土广布,植被多为天然草原。它扮演着重要的生态角色,影响着全球气候变化。这个区域的碳循环系统尤其引人注目。图片来源于网络,如有侵权请联系删除随着全球气候变暖,青藏高原的永冻层正在消融,导致大量的甲烷和其他温室气体被释放到大气中,从而影响了全球气候变化的速度。这种现象对人类社会和生态系统都产生了深远的影响,今天想向大家介绍的文章,正好与此相关。基于Picarro G2201-i碳同位素分析仪研究天然气水合物释放对青藏高原永冻层湿地甲烷排放的影响湿地甲烷排放是全球收支中最大的自然来源,在推动21世纪气候变化方面发挥着日益重要的作用。多年冻土区碳库是受气候变化影响的大型储层,对气候变暖具有正反馈作用。在与气候相关的时间尺度上,融化的永久冻土中的甲烷排放是温室气体收支的关键。因此,多年冻土区湿地甲烷排放过程与湿地碳循环密切相关,对理解气候反馈、减缓全球变暖具有重要意义。青藏高原是地球上最大的高海拔永久冻土区,储存了大量的土壤有机碳和天然气水合物中的热生烃。湿地甲烷排放源识别是了解青藏高原湿地甲烷排放和碳循环过程与机制的重要问题。基于此,来自中国地质调查局的研究团队于2017年测量青藏高原木里永冻层近地表和天然气水合层钻井(DK-8)的CH4和CO2排放量及其碳同位素组成(Picarro G2201-i碳同位素分析仪)。并计算CH4和CO2碳同位素分馏( Ԑ C:δ13CCO2- δ13CCH4)。旨在为木里多年冻土湿地甲烷排放的重要来源-天然气水合物释放提供新的证据,揭示天然气水合物释放对湿地甲烷季节性排放的影响,进一步揭示钻井等人为活动对青藏高原多年冻土湿地甲烷排放的影响。研究区域位置【结果】DK-8中CH4含量、δ13CCH4 及Ԑ C土壤层中CH4含量、δ13CCH4 及Ԑ C【结论】热成因天然气水合物分解是湿地甲烷排放重要的源季节性湿地甲烷排放受人类钻井活动的影响天然气水合物释放的甲烷特征:【δ13CCH4】 -25.9±1.4‰~-26.5±0.5‰,【Ԑ C】-25.3‰~ -32.1‰δ13CCH4和Ԑ C值可以区分复杂环境中的热成因和微生物成因甲烷秋冬季节以热成因甲烷为主导,春夏季节微生物成因甲烷贡献较大随着天然气水合物资源的进一步探索和开采,天然气水合物分解对永冻层湿地甲烷排放的影响会更显著
  • 泰安市纺织服装产业链商会(协会)下达《氢水合物 氢气含量的测定 气相色谱法》等7项团体标准计划项目
    各单位:经有关单位申报,泰安市纺织服装产业链商会(协会)标准化技术委员会通过初审、立项评审等程序,对《氢水合物水溶液 氢气含量的测定 气相色谱法》等7项TGIC团体标准计划项目予以立项。请各项目牵头单位按照《泰安市纺织服装产业链商会(协会)团体标准管理办法》的有关规定认真组织落实,并做好以下工作:一、成立标准起草工作组,制定工作计划,确保项目按期完成。二、加强调查研究和试验验证,试验方法要至少3家实验室比对,确保方法科学合理。征求意见稿送秘书处前,应先征求业内专家意见,并将专家意见汇总后一并报秘书处。三、请各项目牵头单位指定一名联系人(姓名、单位、手机、微信)报秘书处邮箱:zkgcbwh@163.com,并与秘书处保持密切沟通。欢迎与此批团标计划项目相关的企事业单位或个人参与标准编制工作。如有意向请联系秘书处,秘书处将根据填报情况进行协调和确定。关于下达《氢水合物 氢气含量的测定 气相色谱法》等 7项团体标准计划项目的通知.pdf
  • 海藻酸钠在食品业中的应用
    说到可以提升食品的味道很多人都会想到味精(谷氨酸钠)却很少想到同样来自海藻类植物中产生的海藻酸钠。这两种元素可谓是现代吃货的法宝,谷氨酸钠负责把食物中的鲜味提炼出来,海藻酸钠负责把食物的质感提升上一个等次,对于味精我们都很熟悉,下面就由小编为大家介绍海藻酸钠出现,发展,和怎么才能做高品质的海藻酸钠。 1什么是海藻酸钠 海藻酸钠在1881年,英国化学家E.C.Stanford首先对褐色海藻中的海藻酸钠提取物进行科学研究。他发现该褐藻酸的提取物具有几种很有趣的特性,它具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力。基于此,他提出了几项工业化生产的申请。但处在即将到来的第一次世界大战中这项提议被搁浅,海藻酸钠直到50年之后才进行大规模工业化生产。商业化生产始于1927年,多用于食品工业,剩下的用于其它工业,制药业和牙科。 2海藻酸钠在食品中的应用 海藻酸钠改造食物最成功的案例莫过于冰激淋,100多年前的冰激凌企业可比现在苦得多了,那时候的冰激凌只要离开冰箱34分钟就彻底融化,造型也不堪入目如同浆糊一般但聪明的吃货发现冰激凌加了海藻酸钠后发现冰激凌不仅比以前的融化速度变慢了也比以前好塑形,海藻酸钠放在面粉上做出来的面条非常有劲道而且不容易发生断裂,海藻酸钠是做出果冻比不可少的的材料因为海藻酸钠具浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力,我们能吃上美味的果冻这都要归功于海藻酸钠。 3怎么才能做出高品质的海藻酸钠 海藻酸钠简单的来说其实就是一个植物胶,胶状物粘度是审核海藻酸钠好坏,那问题来了凭肉眼的观察很难评定粘度,博勒飞(Brookfield)的DV2TLV-低粘粘度计就完美的解决了这个问题他具有以下几个优点 一 操作简便的5英寸全彩色触屏显示 二 自动回零及范围转换,超限警报,编程控制定时测量,数据比较屏幕,PG Flash自动化操作 三 200种转数选择, USBPC界面可选电脑控制和程序步骤状态,自动搜集数据功能可Rheocalc T 链接软件进行数据分析,PG Flash软件可联机下载客户自定义程序测试 四 内建RTD温度探头实时监控样品温度
  • 1023万!北京食品检验所试剂及耗材采购大单曝光 多项拒绝进口
    5月29日,北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)公布2019年第一批食品安全抽检监测试剂耗材采购项目,共包含9包817类化学试剂、实验和仪器耗材、生物培养基等品类的采购需求,这其中包含色谱柱34类(13类拒接进口)、前处理柱26类(16类拒绝进口)、163类实验和仪器耗材(48类拒绝进口)。本次招标文件发售的时间为即日起至2019年6月5日16:30(双休日及法定节假日除外),投标截至时间和开标时间为2019年6月19日09:00。详情汇总如下:项目名称:2019年第一批食品安全抽检监测试剂耗材采购项目化学试剂和助剂采购项目项目编号:SJHC-JY-201901-JH001-XM001采购单位联系方式:采购单位:北京市食品安全监控和风险评估中心(北京市食品检验所)地址:北京市海淀区丰德东路17号联系方式:孙婷,010-82479315代理机构联系方式:代理机构:中经国际招标集团有限公司代理机构联系人:王晓庆,010-68372937代理机构地址:中经国际招标集团有限公司,北京市东城区滨河路1号,航天信息大楼10层招标十五部需求详情:第一包化学试剂序号名称数量单位是否可以采购进口产品1弗罗里硅土3瓶是2氢氧化钡(八水)1瓶是3蔗糖酶(麦芽糖酶)(酵母)5瓶是4QuEChERS盐包1盒是5QuEChERS分散试剂盒4盒是6邻苯二甲醛(OPA)5瓶是7脂肪酶4盒是8分析纯甲醇100箱否9分析纯乙腈80箱否10甲醇10箱是11乙腈10箱是12分析纯乙酸乙酯40箱否13分析纯正丁醇2箱否14石油醚120箱否15分析纯无水乙醇10箱否16分析纯正己烷40箱否17分析纯丙酮2箱否18分析纯二氯甲烷5箱否19无水乙醚70箱否20色谱级甲醇100箱是21色谱级乙腈80箱是22色谱级无水乙醇2箱是23色谱级环己烷5箱是24色谱级正己烷10箱是25色谱级丙酮2箱是26色谱级甲苯2箱是27色谱级异丙醇1箱是28色谱级乙酸乙酯4箱是29色谱级二氯甲烷4箱是30α-淀粉酶10瓶否31乙酸锌5瓶否32亚铁氰化钾60瓶否33抗坏血酸VC20瓶否34氯化钠40瓶否35无水碳酸钠10瓶否36无水硫酸钠25箱否37硫酸锌5瓶否38碘化钾30瓶否39丁酮3瓶否40溴化钠2瓶否41溴化钾1瓶否42双氧水1瓶否43硫酸5瓶否44七氟丁酰基咪唑10瓶否4514%三氟化硼-甲醇溶液1瓶否46磷酸5瓶否47冰乙酸20瓶否48甲酸10瓶否49盐酸10瓶否50硝酸2瓶否51色谱纯乙酸铵5瓶否52柠檬酸5瓶否53β-葡糖醛苷酶20瓶否54甲酸铵5瓶否55氢氧化钾6箱否56盐酸二苯胺1瓶否57氯乙酰10瓶否58三甲基氯硅烷2瓶否59六甲基二硅胺烷1瓶否604-二甲基氨基吡啶1瓶否611-蒽腈1瓶否62二巯基乙醇10瓶是63四氢呋喃2箱是64乙酰辅酶A60瓶是65胆碱氧化酶20瓶是66过氧化物酶20瓶是67α淀粉酶10瓶是68葡萄糖苷酶10瓶是69乙醇酸1瓶是70碘1瓶否71苯酚3瓶否72硝酸银10瓶否73磺胺1瓶否74对氨基苯磺酸2瓶否75N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐3瓶否76异丙醇12箱否77三氯甲烷20箱否78冰醋酸20箱否79二甲苯2箱否80二水合乙酸锌3箱否81海砂1箱否82四硼酸钠50袋否83混合磷酸盐50袋否84邻苯二甲酸氢钾50袋否85磷酸氢二钠5瓶否86磷酸二氢钾5瓶否8795%乙醇10箱否88无水乙醇10箱否89硫代硫酸钠5瓶否90酒石酸10瓶否91环己烷1箱否92丙酮1箱否93甲酸1箱否94高氯酸1箱否95甲醛1箱否96盐酸10箱否97三水合乙酸铅3瓶否98α-萘酚苯基甲醇1瓶是99氢氧化钾1箱否100铬酸钾1箱否101乙酸丁酯2瓶否102浓硫酸10箱否103氢氧化钠15箱否104乙酸镁2瓶否105H酸一钠盐2瓶否第二包实验用气体序号名称数量单位是否可以采购进口产品1高纯氩气1200瓶否2高纯氮气200瓶否3高纯氧气30瓶否4高纯氦气130瓶否5高纯氦气212瓶否6高纯乙炔4瓶否7高纯氢气5瓶否8氩甲烷2瓶否9液氮5000升否10二氧化碳2瓶否11合成空气5瓶否第三包标准物质序号名称数量单位是否可以采购进口产品1安赛蜜5支否24-氨基间甲酚1支否3灭瘟素1支否4角黄素(斑蝥黄)2支否5甜蜜素5支否6乙基麦芽酚1支否7PABA乙基己酯1支否8格列波脲1支否96-羟基吲哚1支否10微囊藻毒素LR1支否11苯乙双胍1支否12水苏糖1支否13维生素A酸1支否14三氯甲烷(氯仿)1支否15三甲胺盐酸盐1支否16佐匹克隆1支否17脱羟基洛伐他丁1支否18洛伐他汀羟酸钠盐1支否19盐酸二氧丙嗪1支否202-氨基苯酚(邻氨基苯酚)1支是213-氨基苯酚(间氨基苯酚)1支是22L-阿拉伯糖1支是23盐酸金霉素1支是24甜蜜素1支是252.4-滴2支是262-硝基-1.4-苯二胺1支是273.4-二氨基甲苯1支是282.5-二氨基甲苯硫酸盐1支是292.4-二溴苯酚1支是30二氯乙酸(二氯醋酸)1支是311.1-二氯乙烷1支是32N.N-二乙基对苯二胺硫酸盐1支是33直接红281支是34盐酸强力霉素1支是35敌磺钠(敌克松)1支是36氟苯虫酰胺1支是37正庚烷1支是38氢醌1支是39隐性孔雀石绿1支是40孔雀石绿草酸盐1支是41D(+)甘露糖1支是421-萘酚1支是431.4-苯二胺(对苯二胺)1支是44邻苯二甲酸二烯丙酯1支是45间苯二酚1支是46盐酸四环素1支是47D(+)海藻糖1支是48三氯乙酸2支是49D(+)-木糖1支是502.6-二氨基吡啶1支是51N,N-二乙基甲苯-2,5-二胺1支是52缩水甘油(环氧丙醇)1支是53邻苯二胺1支是541.3-苯二胺(间苯二胺)1支是55PCB1981支是56盐酸芬氟拉明1支是57氟虫腈(非泼罗尼、锐劲特)1支是58氟甲腈1支是59氟虫腈硫化物(氟虫腈硫醚)1支是60氟虫腈砜1支是61奶粉9种元素基质标准物质2支是62左旋肉碱-D31支是63美金刚-d6盐酸盐1支是64芦丁2瓶否65甲磺酸酚妥拉明1瓶否66达那唑1瓶否67盐酸妥拉唑林1瓶否68盐酸特拉唑嗪1瓶否69富马酸福莫特罗1瓶否70美雄诺龙1瓶否71替勃龙1瓶否72十一酸甘油三酯1瓶否73棕榈酸缩水甘油酯1瓶是74酒石酸氢胆碱1瓶是754-氨基丁酸1瓶是76利血平1瓶否77盐酸可乐定1瓶否78香草醛/香兰素1瓶否79盐酸吡哆醇/维生素B61瓶否80阿替洛尔1瓶否81维生素D21瓶否82盐酸哌唑嗪1瓶否83尼莫地平1瓶否84格列喹酮2瓶否85格列吡嗪1瓶否86氢氯噻嗪1瓶否87盐酸吗啉胍1瓶否88盐酸文拉法辛1瓶否89尼索地平1瓶否90尼群地平1瓶否91洛伐他汀1瓶否92辛伐他汀1瓶否93那格列奈1瓶否94咪喹莫特1瓶否95盐酸吡格列酮2瓶否96盐酸二甲双胍2瓶否97格列美脲2瓶否98非洛地平1瓶否99瑞格列奈2瓶否100醋氯芬酸1瓶否101伏格列波糖1瓶否102盐酸苯乙双胍2瓶否103盐酸金刚乙胺1瓶否104大黄素1瓶否105大黄酚1瓶否106番泻苷A1瓶否107番泻苷B1瓶否108乙基香兰素1瓶否109阿昔洛韦1瓶否110呋虫胺1瓶是111甲苯磺丁脲1瓶是112(± )-α-生育酚1瓶是113青藤碱1瓶否114盐酸丁双胍2瓶否115美金刚1瓶否116维生素A(视黄醇)1瓶是117格列齐特1瓶否118阿昔洛韦-D41瓶是119藜芦醛/甲基香兰素1瓶是120氨氯地平1瓶否121醋磺己脲1瓶是1224-(氨甲基)环己甲酸1瓶是123盐酸苯氟雷司1瓶是124氯磺丙脲1瓶是125氯美扎酮1瓶是126格列苯脲2瓶是127对羟基苯甲酸乙酯1瓶是128褪黑素1瓶是129奥司他韦1瓶是130卡托普利1瓶是131维生素D3(胆骨化醇)1瓶是1321,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯1瓶是133格列齐特1瓶是134格列吡嗪1瓶是135食用合成色素苋菜红标液3瓶否136食用合成色素亮蓝标液3瓶否137劳拉西泮1瓶是138美伐他汀1瓶是139妥拉磺脲1瓶是140硝苯地平1瓶是141硝西泮1瓶是142奥沙西泮1瓶是143盐酸吡哆醛1瓶是144吡哆胺二盐酸盐1瓶是145邻苯二甲酸二异壬酯1瓶是146罗格列酮1瓶是14716组分邻苯二甲酸酯混标1瓶是148磺胺间二甲氧基嘧啶-D61瓶是149磺胺邻二甲氧基嘧啶-D31瓶是150三唑仑溶液1瓶是151雷纳克铵盐一水合物1瓶是152灭瘟素S盐酸盐1瓶否1532,4-二氨基苯氧乙醇硫酸盐1瓶否154己二酸二乙酯1瓶是1552-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2瓶是156D-(-)-核糖1瓶是157十四烷基二甲基苄基氯化铵水合物1瓶是158盐酸去甲乌头碱1瓶是159十六烷基苄基二甲基氯化铵水合物1瓶是160十二烷基二甲基苄基氯化铵二水合物1瓶是161阿托品1瓶是1625-胞苷酸1瓶是163二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯1瓶是1642,3,5-混杀威1瓶是165盐酸妥布特罗1瓶是166维生素E醋酸酯1瓶是167二苯酮-32瓶是168乳铁蛋白1瓶是1692,3-二溴丙酰胺1瓶是170乙酸甲酯6瓶是171巯基乙酸1瓶是172盐酸奈比洛尔1瓶是173异麦芽酮糖水合物1瓶是174拉贝洛尔盐酸盐1瓶是175异维A酸1瓶是176九种ICP-MS混标2瓶是177亚油酸甘油三酯1瓶是178铬同位素标液1瓶是179五氯酚1瓶是180氯酸钠1支是181高氯酸钠1支是182氯酸盐-18O31支是183高氯酸盐-18O41支是1844-壬基酚1支是185双酚A1支是186双酚A-d41支是1873,5,3-壬基酚-13C61支是188对硫磷3支否189甲胺磷3支否190硫线磷3支否191特丁硫磷2支否192溴氰菊酯2支否193甲拌磷3支否194福美双2支否195灭线磷2支否196甲基毒死蜱2支否197马拉硫磷3支否198乙烯利2支否199苯醚甲环唑2支否200敌敌畏2支否201百菌清1支否202丙溴磷2支否203甲拌磷砜2支否204乙拌磷2支否205氧化乐果2支否206久效磷2支否207毒死蜱3支否208杀扑磷2支否209硫环磷2支否210倍硫磷2支否211甲基嘧啶磷2支否2123-氯-1,2-丙二醇3-MCPD1支是2132-氯-1,3-丙二醇2-MCPD1支是214D5-3-氯-1,2-丙二醇1支是215D5-2-氯-1,3-丙二醇1支是2162-氯-1,3-丙二醇二硬脂酸酯1支是217D5-2-氯-1,3-丙二醇二硬脂酸酯1支是2181,3-二氯-2-丙醇1,3-DCP1支是2192,3-二氯-1-丙醇2,3-DCP1支是220D5-1,3-二氯-2-丙醇1支是221D5-2,3-二氯-1-丙醇1支是222视黄醇2支是223α-生育酚2支是224β-生育酚2支是225δ-生育酚2支是226γ-生育酚2支是227维生素D22支是228维生素D32支是229维生素K13支是230β-胡萝卜素1支是231免疫球蛋白IgG1支是232盐酸吡哆醇1支是233盐酸吡哆醛1支是234双盐酸吡哆胺1支是235柠檬黄3支否236新红1支是237苋菜红3支否238胭脂红3支否239日落黄3支否240亮蓝3支否241赤藓红1支是242酸性红1支是243诱惑红1支是244靛蓝1支是245甲醛2支否246曲酸1支是247噻二唑1支是248苄青霉素1支是249苯咪青霉素1支是250甲氧苯青霉素1支是251苯氧乙基青霉素1支是252醋酸氟氢可的松1支是25316种多环芳烃混标1支是254三氯杀螨醇1支否255七氯1支否256艾氏剂1支否257狄氏剂1支否258草甘膦2支是259草甘膦同位素2支是260甜蜜素20支否2613-氨基-2-恶唑酮1支是2625-吗啉甲基-3-氨基-2-恶唑烷基酮1支是2631-氨基-乙内酰脲1支是264氨基脲1支是2653-氨基-2-恶唑酮的内标物(D4-AOZ)3支是2665-吗啉甲基-3-氨基-2-恶唑烷基酮的内标物(D5-AMOZ)3支是2671-氨基-乙内酰脲的内标物(13C-AHD)2支是268氨基脲的内标物(13C15N-SEM)2支是269丙烯酰胺1支是270丙烯酰胺内标(13C3丙烯酰胺)1支是271脱氢乙酸2支是272纽甜1支是2734-甲基咪唑1支是274涕灭威3支否275涕灭威砜3支否276涕灭威亚砜3支否277克百威8支否278三羟基克百威8支否279速灭威2支否280灭多威7支否281甲萘威3支否282异丙威2支否283仲丁威2支否284残杀威2支否285多菌灵7支否286吡虫啉7支否287啶虫脒7支否288烯酰吗啉7支否289氯唑磷3支否290邻苯二甲酸二异壬酯DINP1支是29116种邻苯二甲酸酯混标1支是292叶黄素2支是293阿维菌素2支否294氟甲腈1支否295内吸磷1支否296辛硫磷1支否297甲氨基阿维菌素苯甲酸盐1支否298哒螨灵1支否299噻虫啉1支否300霜霉威2支否301吡唑醚菌酯2支否302噁唑菌酮1支否303乙霉威1支否304嘧菌酯1支否305啶酰菌胺1支否306氟吡甲禾灵1支否307氟吡氯禾灵1支是308茚虫威1支否309氯吡脲1支否310戊唑醇1支否311多效唑1支否312天然辣椒素1支是313合成辣椒素1支是314二氢辣椒素1支是315α-硫丹1支否316β-硫丹1支否317硫丹硫酸盐1支否318顺-氯丹1支否319反-氯丹1支否320氧氯丹1支否3211,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯1支是322BHA1支是323BHT1支是324TBHQ1支是325PG1支是326牛磺酸1支是327碘化钾1支是328三唑醇1支否329戊菌唑1支否330苯霜灵1支否331苯酰菌胺2支否332杀虫双1支否333甲霜灵1支否334嘧霉胺1支否335喹硫磷1支否336啶氧菌酯1支否337噻螨酮1支否338乙酰甲胺磷1支否339甲拌磷亚砜1支否340氟胺氰菊酯1支否341三氯乙酸1支否342氯氟氰菊酯(三氟氯氰菊酯)1支否343氯氰菊酯1支否344氟氰戊菊酯1支否345联苯菊酯1支否346邻苯基苯酚1支是347甲基异柳磷1支否348乐果1支否349甲基硫环磷1支否350甲氰菊酯1支否351腺嘌呤核苷酸(AMP)1支是352尿嘧啶核苷酸(UMP)1支是353次黄嘌呤核苷酸(IMP)1支是354三氯甲烷2支否355四氯化碳2支否356六号溶剂3支否357抗蚜威1支否358谷硫磷1支否359敌百虫1支否360三唑酮1支否361甲基立枯磷1支否362丁草胺1支否363氟酰胺1支否3648种有机氯混标1支否36537种脂肪酸甲酯3支是366月桂酸甘油三酯1支是367肉豆蔻酸甘油三酯1支是368a-亚麻酸甘油三酯1支是369花生四烯酸甘油三酯1支是370二十碳五烯酸甘油三酯1支是371二十二碳六烯酸甘油三酯1支是372反-9-十八碳一烯酸甲酯1支是373反,反-9,12-十八碳二烯酸甲酯1支是374氯霉素-D51支是375氟苯尼考胺1支是376左旋咪唑1支是377沙丁胺醇-D31支是378克伦特罗-D91支是379莱克多巴胺-D31支是380特布他林1支是381恩诺沙星-D51支是382诺氟沙星-D51支是383环丙沙星-D81支是384氯丙嗪-D61支是385氯丙嗪1支是386地塞米松-D41支是387地西泮1支是3883-甲基喹噁啉-2-羧酸1支是389氟甲喹1支是390喹噁啉-2-羧酸-D41支是391恩诺沙星1支是392环丙沙星1支是393土霉素2支是394丁硫克百威1支否395磺胺1支是396磺胺二甲异嘧啶钠1支是397磺胺对甲氧嘧啶1支是398磺胺甲基异恶唑内标-13C61支是399磷酸三苯酯2瓶是400磷脂酰胆碱1瓶否401磷脂酰乙醇胺1瓶是402磷脂酰肌醇1瓶是403鞘磷脂1瓶是第四包色谱柱序号名称数量单位是否可以采购进口产品1阴离子色谱柱SH-AC-3(含保护柱SH-G-1)2套否2阴离子色谱柱SH-AC-4(含保护柱SH-G-1)2套否3阴离子色谱柱SH-AC-5(含保护柱SH-G-1)2套否4阴离子色谱柱SH-AC-9(含保护柱SH-G-1)2套否5阴离子色谱柱SH-AC-11(含保护柱SH-G-1)2套否6阴离子色谱柱SH-AC-14(含保护柱SH-G-1)2套否7阴离子色谱柱SH-AC-15(含保护柱SH-G-1)2套否8阴离子色谱柱SH-AC-16(含保护柱SH-G-1)2套否9阴离子色谱柱SH-AC-17(含保护柱SH-G-1)2套否10阴离子色谱柱SH-AC-18(含保护柱SH-G-1)2套否11阳离子色谱柱SH-CC-1(含保护柱SH-G-1)2套否12阳离子色谱柱SH-CC-3(含保护柱SH-G-1)2套否13阳离子色谱柱SH-CC-4(含保护柱SH-G-1)2套否14液相色谱色谱柱1支是15SB-C18色谱柱1支是16CORTECSC18色谱柱2支是17CORTECSC18色谱柱2支是18BEHAmide色谱柱1支是19CORTECSUPLCC182支是20CORTECSUPLCC18+2支是21CORTECSC18+2支是22XbridgeBEHC181支是23XbridgeC181支是24XbridgeC181支是25XbridgeC181支是26CORTECSC18色谱柱2支是27色谱柱(染发剂用)4支是28BEHC18色谱柱1根是29BEH-C18色谱柱2支是30BEH-C18色谱柱2支是31SunfireC18色谱柱2支是32CAPCELLPAKCR色谱柱2支是33CAPCELLPAKCR色谱柱2支是34HILIC柱ObeliscR2支是第五包前处理柱序号名称数量单位是否可以采购进口产品1C18前处理柱5盒否2RP前处理柱5盒否3H前处理柱5盒否4Na前处理柱5盒否5HCO3前处理柱5盒否6Ba前处理柱5盒否7Ag前处理柱5盒否8BondElut-Accucat10盒是9ChemElut硅藻土柱5包是10AccellPlusQMA固相萃取柱2盒是11PRIMEHLB固相萃取柱10盒是12CORTECSUPLCC18保护住2盒是13固相萃取柱150盒是14固相萃取柱75盒是15混合填料净化柱3盒是16黄曲霉毒素总量免疫亲和柱(B1、B2、G1、G2)10盒否17玉米赤霉烯酮免疫亲和柱12盒否18黄曲霉毒素M1免疫亲和柱75盒否19双酚A亲和柱,2盒否204合1瘦肉精亲和柱(克伦特罗、沙丁胺醇、特布他林、莱克多巴胺)2盒否2116合1磺胺亲和柱2盒否22维生素B12亲和柱2盒否23喹乙醇亲和柱2盒否24固相萃取柱20盒是25GEHealthcare,HiTrapTMHeparinHP柱50盒是26锌粉还原柱5支否第六包实验和仪器耗材序号名称数量单位是否可以采购进口产品1坩埚钳(圆钢镀铬)300mm12英寸5把否2苦味酸试纸2盒否3白头塑料洗瓶20个否4高压消解罐20套否5阴离子抑制器2个否6阳离子抑制器2个否7密封塞40个否8融样杯40个否9泵模块1个是10六通阀1个是11进样针1个是12定量环1个是13石英舟10套是14双铂网雾化器3个是15水基同心雾化器3个是16同心雾化器适配器3个是17高盐旋流雾室(水平/双观测)3个是18水基中心管3个是19高效去湿管2个是20催化管2个是21金汞齐管2个是22防污外壳1个是23自动进样器进样针2根是24汞齐化器2个是25催化管2个是26石墨炉清洁棉棒5包是27自动进样器进样针2根是28THGA石墨管5盒是29Cr元素灯1个是30Cd元素灯1个是31进样泵管5包是32内标泵管5包是33调谐优化液1瓶是34ICP中心管1根是35超级截取锥1个是36超锥固定螺钉2个是37pp样品瓶100包是38PP样品盖100包是39高盐雾化器2个是40镍采样锥2个是41镍截取锥2个是42雾化室废液套管,FPM1套是43PTFE接头,用于雾化器*气体管线1套是44带接头的样品管线,PTFE1套是45端盖气体管线的接头1套是46用于提取透镜的螺钉工具包1套是47用于omega透镜的螺钉工具包1套是48FPMO形圈,用于端盖1套是49螺钉和垫片工具包,用于反应池1套是50Omega透镜的螺钉和垫片工具包1套是51螺纹口锥形灭菌离心管(架装)5箱是52高透明聚丙烯锥形离心管5箱是53高透明聚丙烯锥形离心管10箱是54一次性使用医用丁腈检查手套80盒否55一次性使用医用丁腈检查手套60盒否56绿色芦荟乳胶手套50盒否57绿色芦荟乳胶手套50盒否58一次性使用医用橡胶检查手套50盒否59一次性使用医用橡胶检查手套50盒否60一次性使用医用橡胶检查手套50盒否61预纯化柱3根是62紫外灯4个是63纯水柱2根是64空气过滤器2个是65预处理柱2根是66ICP超纯化柱3根是67终端过滤器3个是68终端过滤器4个是69紫外灯2个是70进样瓶瓶盖2包是71在线过滤器卡套和替换筛板2套是72柱塞杆4套是73柱塞杆密封垫2套是74高性能单向阀阀芯2套是75I-CLASS二元溶剂管理器性能维护包2套是76I-ClassSM-FTN性能维护备件包2套是77柱塞杆2套是78柱塞杆密封垫3套是79智能型主动是阀阀芯2套是80ACQUITY进样阀芯2套是81ACQUITY针密封圈1套是82AcquityH-ClassSM-FTN性能维护备件包2套是83在线过滤器滤芯5袋是84低压电源2套是85真空泵油2套是86在线过滤器滤芯2套是87高性能脱气包1套是88电路板,在线脱气机控制1套是89在线脱气机真空泵1套是90自动进样器密封垫组件3套是91取样针组件1套是92泵头基座1套是93柱塞清洗密封垫基座1套是94过滤头(柱后衍生)10个是95Millipore超滤离心管5盒是96NORELL核磁管10盒是97QuEChERS整合管10盒否98活性炭口罩10包否99GL14牙螺纹20个否100分液漏斗20个否101螺纹拧盖离心管10包否102氘代甲醇5瓶是103氘代丙酮110瓶是104氘代丙酮25盒是105坩埚式耐酸玻璃滤器10盒是106口罩150盒是107口罩2100盒是108手套150盒是109手套250盒是110手套350盒是111强力高效擦拭布-白色10箱是112pH三复合电极10支否113瓶口分配器5个是114充电支架3个是115枪头110包是116枪头210包是117枪头310包是118密封垫6个是119培养瓶1包是120单口烧瓶15个否121鸡心瓶200个否122移液器16盒否123注射器1盒否124具塞三角瓶180个否125具塞比色管1300支否126具塞比色管2302支否127三角瓶聚碳酸酯16个是128蜂蜜色值专用比色皿50支否129具塞比色管3100支否130玻璃漏斗50支否131磨口锥形瓶50个是132玻璃层析柱10个否133分液漏斗10个否134改良链接层析柱10个否135鸡心瓶10个否136标口筒锥滴液漏斗5个否137圆底烧瓶10个否138分液漏斗1个否139具塞三角瓶2100个否140具塞三角瓶3100个否141鸡心瓶100个否142塑料漏斗100个否143塑料滴管5箱否144圆底摁盖离心管10包否145尖底螺纹拧盖离心管10包否146定性滤纸5箱否147称量纸14包否148塑料洗瓶20个是149容量瓶茶色150个否150容量瓶茶色250个否151刻度吸量管124根是152刻度吸量管224根是153刻度吸量管324根是154刻度吸量管424根是155刻度吸量管524根是156大肚移液管124根是157大肚移液管224根是158大肚移液管324根是159大肚移液管424根是160大肚移液管524根是161玻璃量筒10个是162滴定管6根是163磨口锥形瓶50个是第七包分型血清和生物试剂盒序号名称数量单位是否可以采购进口产品1YersiniaenterocoliticaantiserumO:31瓶是2YersiniaenterocoliticaantiserumO:51瓶是3YersiniaenterocoliticaantiserumO:81瓶是4YersiniaenterocoliticaantiserumO:91瓶是5肠炎弧菌检测用诊断血清(K型套装)1套是6肠炎弧菌检测用诊断血清O群套装1套是7弯曲菌诊断血清1套是8诺如病毒核酸(GⅠ/GⅡ)检测试剂盒(RT-PCR探针法)10盒否9维生素B12检测试剂盒110盒否10生物素检测试剂盒15盒否11叶酸检测试剂盒15盒否12泛酸检测试剂盒15盒否13黄曲霉毒素M1酶联免疫法试剂盒40盒是14黄曲霉毒素B1酶联免疫法试剂盒20盒是15黄曲霉毒素B1酶联免疫法试剂盒20盒是16黄曲霉毒素B1酶联免疫法灵敏检测试剂盒10盒是17泛酸检测试剂盒210盒是18叶酸检测试剂盒210盒是19维生素B12检测试剂盒210盒是20生物素检测试剂盒210盒是21B6检测试剂盒2盒是22烟酸检测试剂盒2盒是23肌醇检测试剂盒2盒是24金黄色葡萄球菌肠毒素总量5盒是25金黄色葡萄球菌肠毒素分型2盒是26无内毒素质粒小提中量试剂盒(DP118)5盒否27universalDNA纯化回收试剂盒5盒否28RNA纯化试剂盒5盒否29体外转录试剂盒3盒是30PCR产物纯化试剂盒3盒是31磁珠法DNA/RNA提取试剂盒2盒是32病毒DNA/RNA提取试剂盒2盒否33磁珠法病毒DNA/RNA提取试剂盒50盒否34酵母基因组DNA提取试剂盒5盒否第八包生物培养基序号名称数量单位是否可以采购进口产品1一次性培养皿400箱否2Baird-Parker琼脂平板3500盒否3缓冲蛋白胨水(BPW)300袋否4叶酸测定培养基150瓶否5生物素测定培养基100瓶否6维生素B12测定培养基100瓶否7泛酸测定培养基100瓶否8月桂基硫酸盐蛋白胨肉汤(LST)-单料150盒否9李氏菌增菌肉汤-LB2100盒否10亚硒酸盐胱氨酸增菌液(SC)100盒否11四硫磺酸盐煌绿增菌液(TTB)100盒否12生物素测试肉汤100瓶是13B12测试肉汤100瓶是14泛酸测试肉汤100瓶是15缓冲蛋白胨水培养基20桶是16平板计数琼脂100瓶是17牛心浸粉5瓶否第九包生物试剂耗材序号名称数量单位是否可以采购进口产品1萘啶酮酸(C2)20盒否2丫啶黄素(C2)20盒否3木糖b30盒否4鼠李糖30盒否5耐高温高压分注管10包是63M压力灭菌指示胶带30卷是7灭菌取样袋20箱是8一次性采样拭子10箱是9一次性防护服10箱否10滤膜30盒是11革兰氏染色质控玻片2盒是12革兰氏染色液2盒是13厌氧产气袋30盒是14厌氧指示剂2盒是15接种环50箱是16TRNzolUniversal总RNA提取试剂4瓶否17Pgm-simple-TFast克隆试剂盒-VT3084盒否18T-fast感受态细胞(CB109)15盒否19柠檬酸钠(无水)5瓶是20丙酮酸钠10瓶是21多粘菌素B4盒是22亚硫酸钠2瓶是23亚碲酸钾4瓶否24氯化锂4瓶是25几丁质(甲壳素)50瓶是26壳聚糖5瓶是27无水海藻糖1瓶否28氯化铵1瓶是29乙酸钠6瓶是30硫酸铵6瓶是31牛胆粉1瓶否32柠檬酸铁1瓶否33胆酸钠10瓶是34硫代硫酸钠(无水)10瓶是35PCR八联排管20箱是36PCR八联排盖荧光定量专用20箱是37PCR薄壁管10箱是38光学96孔板30盒是39PrimeScriptOneStepRT-PCRKit5盒是40碱性磷酸酶CIAP2盒是41XbaI限制性内切酶2盒是42吸头15箱是43吸头25箱是44吸头短白5箱是45离心管15箱是46带滤芯吸头150盒是47带滤芯吸头250盒是48带滤芯吸头350盒是49吸头33箱是50吸头43箱是51离心管220包是52深孔板(圆底)10箱是53吸头510盒是54吸头65盒是55研磨钢珠20瓶否56电动分样器吸头5盒是57自封袋10包否58灭菌自封袋10包否59离心管320盒否60离心管410盒是61离心管55盒是6296孔快速反应板,半裙边,带条码40盒是63荧光定量PCR96孔板50盒是64耗材研磨钢珠10瓶否65PBS10瓶否66透明平顶无裙边96孔PCR板5箱是67平盖八联管(含盖)5箱是68管MicroAmpFast8-TubeStrip5盒是69盖MicroAmpOptical8-CapStrip5盒是70VetMAXXenoDNA内部阳性对照2支是71CHARGESWITCHPROPCR2盒是72微孔板迷你离心机配件1件否73CONDITIONINGREAGENT3盒是74溶壁酶5支否具体招标需求详见招标文件
  • MFI专注蛋白聚集分析,助力药物稳定性研究
    近日,美国明尼苏达大学药学院药理学科学家,利用MFI,在权威杂志Journal of ControlledRelease(IF:7.901)发表文章:Freezing-induced Protein Aggregation - Role of pH Shift and Potential Mitigation Strategies, J Control Release. 2020 Jul 10 323:591-599. --研究背景--在设计用于肠胃外给药的蛋白质药物产品中,聚集体的产生,除了在外观上引起不适之外,最重要的是它们具有细胞毒性作用,或是引起机体免疫原性应答。美国和欧洲药典对肠胃外药物产品中的不溶性聚集物有规定:对于小剂量的肠胃外药物,通过光阻法测量的小颗粒(≥10μm)和大颗粒(≥25μm)的推荐药典规范分别为≤6000/container和≤600/container。因此,预防和减轻蛋白质聚集对于维持蛋白质药物产品的安全性,功效和质量至关重要。药品加工步骤中,如纯化,搅动,冻融,填充,冻干,制剂成分,运输压力,都有可能将天然蛋白质转化为聚集体。而蛋白质溶液在配制为药物产品之前,通常以冷冻状态保存很长一段时间,所以,因反复冻融而产生的蛋白聚集体更应引起关注。蛋白质制剂如缓冲液可确保制剂的pH值在整个保质期内都保持在所需范围内。但在低温过程中,某些缓冲区的有效性可能会受到影响。例如,当冷冻含有磷酸二氢钠和磷酸二钠的水溶液(即磷酸钠缓冲液)时,磷酸氢二钠的选择性结晶导致冷冻浓缩液的pH降低,从而引起蛋白聚集体的产生。因此,本文旨在研究,在不同缓冲溶液的冻融循环过程中,两种模型蛋白质(牛血清白蛋白(BSA)和β-半乳糖苷酶(β-gal))聚集体的产生,以及这两种蛋白对缓冲液pH值变化的影响。同时,评价了添加的非结晶溶质对pH值变化的影响,以及pH改变对蛋白质聚集行为的影响。--研究结果--使用MFI表征冷冻和解冻后蛋白颗粒的形成利用MFI检测发现,无论何种缓冲液,BSA(10mg/mL)在制备和立即分析时均显示出较低的颗粒数。当这些溶液经受五个冻融循环时,在许多系统中颗粒数量都有小幅增加。但冻融循环在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖(纤维二糖(一种还原糖)被用作模型非结晶溶质,一种冷冻保护剂)后,在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒数有明显缓解。利用MFI检测发现,β-gal(10mg/mL)在水中冻融后的颗粒数(?100,000)急剧增加,表明该蛋白质对PH值的极端敏感性。同样,β-gal在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖后,在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒数有明显缓解。低温pH测定将PBS和磷酸钠(100mM)冷却后,发现pH值变化幅度相似。当磷酸钠浓度为10mM时,冷却时的pH值变化不明显。而蛋白质的添加(10mg/mL)可以降低了PBS和磷酸钠(10mM)中pH值变化的幅度。当磷酸钠浓度很高(100mM)时,蛋白质的作用就不那么明显了,这表明,低蛋白浓度(10mg/mL)似乎不足以抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH偏移。低温XRD测定研究结果发现,当将磷酸钠缓冲溶液(10和100mM)冷却时,在-15°C时Na2HPO4• 12H2O结晶明显(分别参见图4B和4C)。而BSA的添加,可以使Na2HPO4• 12H2O的峰强度降低,特别是在较低的缓冲液浓度(10mM)下更为明显。这与观察到的BSA对缓冲溶液pH值变化幅度的影响密切相关。此外,纤维二糖的添加完全抑制了缓冲盐的结晶(图4D),以及冰峰的强度也受到了抑制。这些结果揭示了非结晶溶质在蛋白质制剂中的附加作用。通过抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH值变化,这些赋形剂可防止蛋白质不稳定性。热分析结果显示,当将BSA添加到PBS中时,在-54.4℃出现玻璃化转变温度(Tg′),随后在-22.4和0.1℃出现两个吸热峰。玻璃化转变温度反映了冷冻浓缩物组成发生了改变。BSA仅对100mM缓冲液的热行为有明显影响,导致Tg’(-47°C)和结晶温度(-30°C)降低。同时,纤维二糖的添加有望改变冷冻浓缩物的成分,这在Tg’(-34°C)中有所体现。结论:磷酸盐缓冲液被广泛用于肠胃外蛋白质制剂中。但在冷冻过程中,磷酸氢二钠(十二水合物)的选择性结晶会降低冷冻浓缩液的pH值,从而导致蛋白质聚集。可以通过降低缓冲液浓度来减小pH偏移。同时,BSA和β-gal可以通过对缓冲液结晶的抑制,减少pH的变化,但其作用程度要取决于缓冲液浓度。其它非结晶性赋形剂(纤维二糖)的添加,可通过抑制缓冲盐结晶,来提高蛋白质的稳定性。
  • 中国科学家利用自主显微镜首次揭示水合离子微观结构
    centerimg style="width: 285px height: 300px " title="" alt="" src="http://upload.jxntv.cn/2018/0515/1526343227397.jpg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="285"//centerp  钠离子水合物的亚分子级分辨成像。从左至右,依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸:1.5 nm × 1.5 nm。/pcenterimg style="width: 402px height: 300px " title="" alt="中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src="http://img002.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/35DDA1DE9EDE6FF980557BE1E5589178.jpeg" height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="402"//centerp  5月14日,在中科院物理研究所会议室举行的发布会上,北京大学物理学院教授江颖(左)和中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥(右)在回答记者提问。新华社记者 金立旺 摄/pp  5月14日电,北京大学和中国科学院的一支联合研究团队日前利用自主研发的高精度显微镜,首次获得水合离子的原子级图像,并发现其输运的“幻数效应”,未来在离子电池、海水淡化以及生命科学相关领域等将有重要应用前景。该成果于北京时间14日由国际顶级学术期刊《自然》在线发表。/pp  水是人类熟悉但并不真正了解的一种物质。水与溶解其中的离子结合在一起形成团簇,称为水合离子,盐的溶解、大气污染、生命体内的离子转移等都与水合离子有关。19世纪末科学家就开始相关研究,但由于缺乏原子尺度的实验手段以及精准可靠的计算模拟方法,水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。/pp  中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥与北京大学物理学院教授江颖带领课题组,在实验中首次获得了单个的水合离子,随后通过高精度扫描探针显微镜,得到其原子级分辨图像。这是一百多年来人类首次直接“看到”水合离子的原子级图像。/pp  “观测到了最小的原子——氢原子,几乎已经达到极限,可以对原子核与电子的量子效应同时进行精确描述。”王恩哥说。/pp  经过高精度观测,中国科学家还发现了水合离子的“幻数效应”,即包含3个水分子的钠离子水合物在表面上具有异常高的扩散能力。江颖介绍,该研究结果意味着,可以选择性增强或减弱某种离子的输运能力,在离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等应用领域具有重要的潜在意义。/pp  “比如,可以通过对离子电池的电极材料进行界面调控,借助‘幻数效应’提高离子的传输速率,从而缩短充电时间和增大电池功率。”江颖说。/pp strong 1.研发显微镜核心部件和方法,达到原子水平观测的极限/strong/pp  这项工作的突破之一,是在国际上首次得到了水合钠离子的原子级分辨图像。中国科学院院士、北京大学讲席教授王恩哥说:“这可能就是原子水平观测的极限了。”/pp  为了得到这幅图像,科学家们面临着两个挑战:第一步,如何人工制备单个离子水合物?制作离子水合物非常容易——把盐倒入水中溶解就可以了——但它们相互聚集、相互影响,水合结构也在不断变化,要得到适合扫描探针显微镜研究的单个离子水合物是一件非常困难的事。/pp  第二步,如何给离子水合物拍个原子级照片?实验制备出单个离子水合物团簇后,接下来需要通过高分辨成像弄清楚其几何吸附构型,也就是给它们拍个“原子照片”——由于离子水合物属于弱键合体系,比水分子团簇更加脆弱,因此针尖很容易扰动离子水合物,从而无法得到稳定的图像。/pp  科学家们在之前研究的基础上,对扫描探针显微镜做了改造,自主研制了关键核心设备。这一研究的主要完成人、北京大学物理学院教授江颖介绍,为了制备单个离子水合物,他们基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术,以制备单个离子水合物。江颖说:“首先用非常尖锐的金属针尖在氯化钠薄膜表面吸取一个氯离子,这样便得到氯离子修饰的针尖和氯离子缺陷。然后用氯离子针尖将一个水分子拉入到氯离子缺陷中,再将针尖靠近缺陷最近邻的钠离子,水平拉动钠离子,将钠离子拔出吸附在针尖上。最后用带有钠离子的针尖扫描水分子,从而使钠离子脱离针尖,与水分子形成含有一个水分子的钠离子水合物。通过拖动其他水分子与此水合物结合,即可依次制备含有不同水分子数目的钠离子水合物。”/pp  为得到离子水合物的“原子照片”,并保证不对其产生扰动,研究人员发展了基于一氧化碳针尖修饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术,可依靠极其微弱的高阶静电力扫描成像。江颖给记者展示了图片:“这是国际上首次在实空间得到离子水合物的原子层次图像,从图中可以看到,不仅水分子和离子的吸附位置可以精确确定,就连水分子取向的微小变化都可以直接识别。”/pp  strong2.离子水合物的幻数效应有什么用/strong/pp  江颖介绍,为了进一步研究离子水合物的动力学输运性质,研究人员利用带电的针尖作为电极,通过非弹性电子激发控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运,发现了一种有趣的幻数效应:包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力,迁移率比其他水合物要高1~2个量级,甚至远高于体相离子的迁移率。/pp  结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟,他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度。具体来说,包含1、2、4、5个水分子的离子水合物总能通过调整找到与氯化钠衬底的四方对称性晶格匹配的结构,因此与衬底束缚很紧,不容易运动 而含有3个水分子的离子水合物,却很难与之匹配,因此会在表面形成很多亚稳态结构,再加上水分子很容易围绕钠离子集体旋转,使得离子水合物的扩散势垒大大降低,迁移率显著提高。/pp  江颖说:“我们可能都给孩子玩过按照空洞填积木的游戏,这个实验有点类似。氯化钠衬底就是预留好不同几何形状空洞的底板,而离子水合物就是这些积木,它周围结合的水分子数目决定了积木的几何形状。我们发现,包含1、2、4、5个水分子的水合物总能在底板上找到对应的空洞稳定下来,但含有3个水分子的离子水合物却没有合适的地方,只能浮在表面不停运动。”/pp  有评论认为,这一发现会在很多领域得到应用,“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径,并可以拓展到其他水合体系”。/pp  江颖举了几个例子。比如生物离子通道的研究,“我们知道,人类的嗅觉、味觉、触觉等是靠生物离子通道来实现的。离子在这些通道中的输运速度非常高,而且在离子的筛选上有很强的特定性,从来不会乱套。过去我们认为这种高速度和特定性主要是由离子通道的大小决定的,但我们的研究结果对这个认知提出了挑战。生物离子通道的内壁结构有很多微观细节,或许是因为细节的不同,导致了不同的幻数效应,才出现了离子输运的选择性和高效性。”再比如离子电池的研究,“我们可以通过对电极材料表面的调控和裁剪,提高离子的传输速度,实现缩短充电时间、提升电池功率等目标。”/pp  王恩哥表示,这一研究是理论与实验相结合的范例,是科学家们在一个方向上持续不断研究的结果,“我们将在这个方向上持续努力下去,也希望其他学者参与进来,让我们对水、对水合物体系有更深入的了解”。/pp strong 3.水合离子变得可以操控,能为我们带来什么?/strong/pp  据了解,这项研究工作得到了《自然》杂志三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏。他们认为,该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”,“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”。/pp  王恩哥院士介绍,“该项研究的结果表明,我们可以通过改变材料表面的对称性和周期性,来实现选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的。这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义。”/pp  比如可以研发出新型的离子电池。江颖告诉记者,现在我们所使用的锂离子电池,其电解液一般是由大分子聚合物组成,而基于这项最新的研究,将有可能开发出一种基于水合锂离子的新型电池。“这种电池将大大提高离子的传输速率,从而缩短充电时间和增大电池功率,更加环保、成本也将大幅降低。”/pp  另外,这项成果还为防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等前沿领域的研究开辟了一条新的途径。同时,由该工作发展出的高精度实验技术未来还有望应用到更多更广泛的水合物体系。/pcenterimg style="width: 450px height: 292px " title="" alt="中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src="http://img001.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/54A9FE512CB7D9448952615F391BE431.jpeg" height="292" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//centerp  5月14日,在中科院物理研究所会议室举行的发布会上,中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥在介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄/pcenterimg style="width: 450px height: 338px " title="" alt="中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src="http://img003.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/EAAEBB34B6CC5E08C49B2CBB7DE0F7A0.jpeg" height="338" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//centerp  5月14日,在中科院物理研究所会议室举行的发布会上,北京大学物理学院教授江颖(左)和中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥在回答记者提问。新华社记者 金立旺 摄/pcenterimg alt="中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src="http://img003.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/A35A5DB342D4F1E05F79EE99F887BD42.jpeg" height="600" width="439"//centerp  5月14日,在中科院物理研究所会议室举行的发布会上,北京大学物理学院教授江颖在介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄/p
  • 海藻面膜再成违规“重灾区”,产品质量底线要守牢
    上周(7月22日-7月28日),国家药品监督管理局再次发布通告,36批次化妆品不合格,中国化学品对附件信息整理得出,不合格产品重点指向“海藻”面膜类产品。不合格的海藻面膜多由海藻提取物与其他各色成分构成,但在生产过程中基本不具备有效的防腐体系,极容易细菌超标,引发使用者细菌感染,产生过敏反应。化妆品生产过程的每一环节都至关重要,企业要严格监督产品质量,守稳守牢质量安全底线。国家药监局:36批次化妆品不合格——海藻面膜占一半2024年7月23日,国家药品监督管理局发布通告,在2023年国家化妆品抽样检验工作中,经西藏自治区食品药品检验研究院等单位检验,产品标签标识为广州普伽娜生物科技有限公司生产的“SAMKUS上官氏熊果苷光感亮肤安瓶面膜”等36批次化妆品不符合规定,且该公司存在提供虚假信息、隐瞒真实情况的行为,属于《化妆品监督管理条例》规定的情节严重的情形,将依法从重从严处罚。经中国化学品整理统计发现,这36批次不合格的化妆品中,海藻面膜有18批次,占比50%;特殊化妆品(染发膏、防晒霜等)为8批次,占比22.2%。虚假宣传“孕妇专用”、虚构好评——违规商业广告遭重罚2024年7月28日,根据群众举报的线索,执法部门发现广州赛蓓生物科技有限公司在网络销售化妆品时涉嫌存在虚假宣传的违法行为。现查明,该企业在天猫平台上开设的“赛蓓博士旗舰店”存在以下违法行为:(一)该企业为宣传、推广、销售“赛蓓博士氨基酸表活净润洁肤乳(备案号:粤G妆网备字2021688864)”等5款国产普通化妆品,通过网店上架化妆品的标题、产品详情中使用“孕妇专用”“宝妈&敏肌可用”“孕肌护肤定制”等宣传用语,但无法提供上述宣传用语的任何依据或证明材料。(二)该企业在网店内销售化妆品时使用“叶酸不仅是发育补充剂健康肌肤的养成同样也具有养护作用”“可以预防巨幼红细胞性贫血,赛蓓博士叶酸含量高,促进健康细胞增殖……”“维生素B+DHA+叶酸,可以补充至孕后三个月肌肤营养流失……”等图文宣传信息时无法提供相关数据支持。(三)当事人在上述网店内宣传其所售化妆品的核心成分为“安欣佳、叶酸、DHA”,却无法提供该产品添加了“安欣佳、叶酸、DHA”等成分的证据。(四)该企业在其网店内宣传其化妆品时使用“买家秀实测爆款好物,回购率极高”的文字搭配顾客好评截图等信息,为自行设计、制作并发布。以上4点构成采用虚假或者引人误解的商业宣传,欺骗、误导消费者的违法行为,执法部门对该企业罚款80000元。染发产品苯超标、生产设备非专用——一企业被罚1.8万元2024年7月26日,广州市佳桐化妆品有限公司因其生产的“桐雨靓芳香染发霜(自然黑)”(批号:JT231201A,限期使有日期2026/11/28,包装规格(450mlX2))苯项目检验结论不符合《化妆品安全技术规范(2015年版)》,被予以行政处罚。另查明,该企业生产涉案批次桐雨靓芳香染发霜(自然黑)的原料、包装材料、工具、设备等物品非专用,还用来生产其他合格化妆品。广州市白云区市场监督管理局依据相关法律法规对其罚没约1.8万元。800瓶洗发水菌落超标,已流入市场——警惕这家企业的产品2024年7月25日,根据广州市白云区市场监督管理局送达的由广州市药品检验所出具的《化妆品监督抽检检验报告》(№:2023CIH2151),备案/生产企业为广州悦榕化妆品有限公司的产品“FUMFUNY梵芙尼鱼子酱魔力双效洗发乳”(批号:20230604E、限用日期:20260603、规格:250ml)检验结果菌落总数不符合规定。实际出厂的806瓶已全部分销,无法召回。执法部门对该企业处以罚没1.3万元的行政处罚。广东省药监局“点名”不合格染发膏——委托方、生产方皆被罚2024年7月23日,广东省药品监督管理局发布两则相关行政处罚信息:经南昌市检验检测中心检验,某企业委托另一企业生产的2批次魔歌染发膏(棕色)结果不符合规定,检出产品标签及注册资料载明的技术要求未标示的染发剂,构成经营未经注册的特殊化妆品的违法行为。经中国化学品查找与核实,确定委托企业为广州魔歌科技有限公司,在生产上述2批次染发膏(棕色)期间,没有对被委托厂家的生产活动进行监督,未能及时发现该厂家没有按照法定要求进行生产,未发现委托生产的以上2批次产品未经产品检验即上市销售,被罚款15.5万元;而其相应委托生产的厂家(暂未查明相关信息)在生产上述2批次染发膏时,未按照《化妆品生产质量管理规范》的要求组织生产,没有物料进货查验记录,没有完整的批生产记录,对成品没有进行检验,没有留样和留样记录,被罚款17万元。宣传暗示化妆品可治病?——直播3次,罚款3次2024年7月22日,衢州市宁思涵化妆品有限责任公司被处以3万元罚款。据悉,该企业于2024年4月1日、2024年4月6日、2024年4月13日在某平台直播间进行的普通化妆品、服饰类产品、普通食品的3场直播中,宣传暗示化妆品具有医疗作用和含有虚假或者引人误解的内容,涉嫌欺骗、误导消费者等。执法部门责令当事人消除影响,并对该企业以上3次虚假宣传行为各处罚款10000元。编辑视角:近期化妆品行业质量问题频发,引发了公众对化妆品安全的担忧。从化学分析的角度来看,海藻面膜中丰富的营养物质为细菌生长提供了条件,而防腐体系不完善则导致产品容易受到污染。这警示我们,化妆品生产企业必须重视产品质量,加强生产过程控制,完善防腐体系,确保产品安全有效。监管部门也应加大对化妆品行业的监管力度,严厉打击违法违规行为,维护消费者健康。
  • 青岛国家重点纺织实验室做出海藻布 抗菌防辐射
    薄如绢,亮如丝,软如棉,拿在手里,与纯棉布没有任何区别。这是记者日前在山东青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地看到的用海藻纤维织出的海藻布。随着海藻类纤维项目的研发成功,人类继开发棉花、大麻、种桑养蚕等生物基纤维和石油基纤维之后,又开辟了纺织纤维第三来源——海藻纤维。  海藻纤维研发的领军人、青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地副主任夏延致教授对记者说,海藻纤维研发团队马上就要完成科技部年产50吨海藻纤维生产线项目,小批量生产就可实现,已为下一步海藻纤维产业化做好技术储备,同时也为后续生产提供科研用材料。他说,今年下半年将全部完成“海藻育种——养殖——加工——纺织品”全过程的中试生产,未来两三年即可实现大规模工业化生产。  夏延致介绍,海藻纤维具有许多传统纤维没有的新特性,它的阻燃性超出国际标准10个百分点,在空气中不会起明火。海藻纤维有一定的防辐射、抗菌、保湿效果,在生物医学、高档服装、环保等领域具有广阔的应用前景。与传统的陆地纤维、合成纤维相比,海藻纤维可节约土地、净化环境,生产过程完全低碳绿色,具有可降解、可再生、无污染等优点。  山东半岛是海藻生产大区,具有优越的地理位置和技术优势。目前,我省海藻纤维生产技术已完全成熟,海藻纤维将人类获取纤维的领域从陆地扩展到了海洋。海藻纤维的产业化,将使山东构筑以海藻纤维为主体,以海藻养殖加工业和以海藻纤维材料为原料的纺织加工业为两翼,形成一个从海洋开始的新产业链,形成新的经济增长点。  山东省科技厅副厅长、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜在接受记者采访时说,海藻纤维技术的成功突破是我省海洋科技储备的一个范例。打造半岛蓝色经济区战略实施以来,我省海洋科技领域迅速行动,到沿海第一线做了大量调研,形成了6份大的战略性新兴产业发展计划书。在技术储备方面,我省大院大所立足国际海洋科技前沿,瞄准十二五发展目标,突出山东特色,开展了一系列科技创新和产业技术建设。目前我省在海洋低碳技术、海洋生物制品、新型海水产业、海洋装备制造、海洋建筑工程、海洋可再生能源等方面已有了批量成熟的技术储备。投资5个亿的海洋科学综合考察船建设项目、海洋低碳技术示范工程、海水灌溉农业等项目正顺利进行。
  • REACH高度关注物质(SVHC)最新候选清单
    2011 年6 月20 日,欧洲化学品管理局(ECHA)将七种致癌和/或对生殖系统有害的化学物质新增到高度关注物质(SVHC)候选清单中。经过四次修订,现有效SVHC 候选物质清单已达53 项。序号物质名称ECCAS可能用途1氯化钴231-589-47646-79-9干燥剂、例如硅胶2重铬酸钠二水合物234-190-37789-12-0金属表面精整、皮革制作、纺织品染色、木材防腐剂3五氧化砷215-116-91303-28-2杀菌剂、除草剂4三氧化二砷215-481-41327-53-3除草剂、杀虫剂5酸式砷酸铅232-064-27784-40-9杀虫剂6三乙基砷酸酯427-700-215606-95-8木材防腐剂7邻苯二甲酸二丁基酯(DBP)201-557-484-74-2增塑剂、粘合剂和印刷油墨的添加剂8邻苯二甲酸二(2-乙基己)204-211-0 117-81-7PVC 增塑剂、液压液体和电容器里的绝缘体酯(DEHP)9邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)201-622-7 85-68-7乙烯基泡沫、橡胶、耐火砖和合成皮革的增塑剂10蒽(Anthracene)204-371-1120-12-7染料中间体、杀虫剂、木材防腐剂。高纯蒽用于制取单晶蒽,用在闪烁记数器上。11三丁基氧化锡(TBTO)200-268-056-35-9木材防腐剂12二甲苯麝香201-329-481-15-2香水、化妆品13六溴环十二烷(HBCDD)206-33-9294-62-2阻燃剂14C10-13氯代烃(短链氯化石蜡)(SCCP)287-476-585535-84-8金属加工过程的润滑剂、橡胶和皮革衣料、胶水154,4'-二氨基二苯甲烷(MDA)202-974-4101-77-9偶氮染料、橡胶的环氧树脂固化剂;有机合成的中间体16蒽油292-602-790640-80-5主要用于制造其他物质,如提炼蒽、碳黑,也用于炸药的还原促进剂,以及海洋捕捞、防腐。17蒽油、蒽糊、轻油295-278-591995-17-418蒽油、蒽糊、蒽馏分295-275-991995-15-219蒽油、少蒽292-604-890640-82-720蒽油、蒽糊292-603-290640-81-621高温煤沥青266-028-265996-93-2主要用于制作工业电极,少量用于重度防腐、铺路、黏土制作22硅酸铝耐火陶瓷纤维 工业绝缘隔热材料23氧化锆硅酸铝耐火陶瓷纤维 工业绝缘隔热材料242,4-二硝基甲苯204-450-0121-14-2用于制作甲苯二异氰酸盐(酯)(TDI),进而制造聚亚胺酯泡沫;也用于制造白明胶塑料。25邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)201-553-284-69-5增塑剂26铬酸铅231-846-07758-97-6色素,用于塑料、油漆着色27钼铬酸铅红(CI颜料红104)235-759-912656-85-828铬酸铅黄(CI颜料黄34)215-693-71344-37-229三(2-氯乙基)磷酸盐(TCEP)204-118-5115-96-8阻燃剂30丙烯酰胺201-173-71976-6-1丙烯酰胺主要用于生产聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺应用于各个领域,尤其是在废水处理和纸张加工。丙烯酰胺也有少部分用于包括研究目的制备聚丙烯酰胺凝胶及在土木工程中的灌浆剂。31三氯乙烯201-167-41979-1-6金属部件的清洗剂和去污剂;黏合剂中的溶剂;用于生产氯氟有机化合物的中间体32硼酸233-139-210043-35-3具有众多的用途,例如用于生物杀灭剂,防腐剂,个人护理用品,食品添加剂,玻璃,陶瓷,橡胶,化肥,阻燃剂,涂料,工业液体,刹车液,焊锡产品,胶片显影剂等。33四硼酸钠,无水215-540-41330-43-4具有多种用途,例如用于玻璃及玻璃纤维,陶瓷,洗涤剂剂及清洁剂,个人护理产品,工业液体,冶金,黏合剂,阻燃剂,生物杀灭剂,化肥等34四硼酸钠,水合物235-541-312267-73-135铬酸钠231-889-57775-11-3实验用分析试剂;生产其他含铬化合物36铬酸钾232-140-57789-00-6金属处理及镀层;生产化学品及试剂;生产纺织品;陶瓷着色剂;皮革鞣制剂敷料;生产颜料及油墨;实验室用试剂;烟花制造37重铬酸铵232-143-17789-9-5氧化剂;实验室用试剂;皮革鞣制;生产纺织品;生产感光荧屏;金属处理38重铬酸钾231-906-67778-50-9生产金属铬;金属处理基镀层;生产化学试剂;实验室用试剂;皮革鞣制;生产纺织品;照相平板;木材处理;制冷系统防腐剂39硫酸钴233-334-210124-43-3用于制陶瓷釉料、油漆催干剂和镀钴等。也可用作饲料添加剂,碱性蓄电池添加剂等。40硝酸钴233-402-110141-05-6用于表面处理、电池、陶瓷颜料、催化剂。41碳酸钴208-169-4513-79-1陶瓷、玻璃颜料,饲料微量元素添加剂,微量元素肥料42醋酸钴(乙酸钴)200-755-871-48-7用于表面处理、合金、颜料、染料和饲料添加剂。43乙二醇单甲醚2-203-713-7109-86-4用作涂料溶剂、渗透剂、匀染剂及有机合成中间体,也用作燃料的添加剂44乙二醇单乙醚2-203-804-1110-80-5常用作溶剂,皮革工业用于着色剂,涂料工业用于配制油漆稀释剂、脱漆剂,及制造喷漆的原料,纺织工业用于制造纤维的染色剂,有机化工中用于制造醋酸酯、乳液稳定剂等。45三氧化铬215-607-81333-82-0用于金属处理和木材防腐剂中的稳定剂。46三氧化铬衍生酸,如:铬酸、重铬酸、低聚铬酸等231-801-5236-881-57738-94-513530-68-2用于金属处理和木材防腐剂中的稳定剂。47乙二醇乙醚醋酸酯203-839-2111-15-9用于油漆、粘合剂、胶水、化妆品、皮革、木材染料、半导体、摄影和光刻过程48铬酸锶232-142-67789-6-2用于油漆、清漆和油画颜料;金属表面抗磨剂或铝片涂层49邻苯二甲酸二(C7-11支链与直链)烷基酯(DHNUP)271-084-668515-42-4用于聚氯乙烯(PVC)塑料、电缆的增塑剂及粘合剂50肼206-114-97803-57-8302-01-2防锈剂;用于制药,农药,油漆,油墨,有机染料等的合成原料,及高分子合成材料单体511-甲基-2-吡咯烷酮212-828-1872-50-4用于涂料溶剂、纺织品和树脂的表面处理和金属面塑料521,2,3-三氯丙烷202-486-196-18-4用于脱脂剂溶剂、清洁剂、油漆稀释剂、杀虫剂、树脂和胶水53邻苯二甲酸二(C6-8支链与直链)烷基酯,富C7链(DIHP)276-158-171888-89-6用于聚氯乙烯(PVC)塑料增塑剂、密封剂和印刷油墨
  • 单细胞分析的丝滑IMAX体验: icpTOF 以多元素指纹量化海藻细胞与纳米颗粒间相互作用为例
    Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., 确定细胞中金属元素的生物利用率的传统方法一般需对细胞进行酸消解,然后利用溶液进样电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行后续分析。这种方法的缺点是需要大量的细胞,并且只能为给定的细胞群体提供平均值1。众所周知,千人千面,不同群体以及同群体细胞的特异性在文献中也多有报道2。基于这个大前提,使用特定的分析方法对不同群或同群细胞进行逐序单个分析,获取与单个细胞特异性有关的大数据就尤其重要(见图1)。本文中介绍的单细胞-电感耦合等离子体质谱法(sc-ICP-MS)与之前介绍过的单颗粒ICP-MS(sp-ICP-MS)基本类似(微信公共号:粒粒皆信息:什么是单颗粒物ICP-MS质谱分析法?)。事实上,上述两种技术都依赖于相同的基本原理和icpTOF瞬时事件全谱多元素测量能力,从而可以获得由单一个体产生的微秒时间区间内的瞬时信号,例如单个纳米颗粒(NPs)或单个细胞。(译者注:这等同在拍一段有很多快速武术对打的电影场景,需要使用高速摄像机来捕捉每一个武打动作细节和变化,同时也不漏过颜色,声音等关键信息,这样才能最终呈现出高清120Hz的作品。) 单颗粒ICP-MS方法的基础概念和硬件构架3源于2003年Degueldre等发表的第一篇论文。在过去的二十年间,通过进样系统,数据采集硬件和数据处理专用软件的进一步发展和商业化,不断增加的科研文献见证了该技术领域的迅速成熟。在单颗粒ICP-MS上投入的研究和应用开发同样的也使单细胞ICP-MS分析受益。 在单细胞ICP-MS中,细胞悬浮液经超声波雾化后形成的液滴被带入ICP-MS等离子体中。细胞在等离子体中依次被汽化、原子化和最终离子化。每个细胞产生一个含有多种元素的离子云,在仪器上被检测为高于背景的时长几百微秒的单个信号峰。与单颗粒ICP-MS类似,记录到的尖峰频率与细胞数量浓度成正比,这些尖峰的强度则与细胞中该元素质量有关。这种技术已经成功的应用在测定海藻中的镁元素含量4,并进一步用于纳米颗粒物毒理学研究中评估细胞对纳米颗粒物的摄取情况5,6,7。 虽然单细胞ICP-MS的测量方法看起来很简单,但要获得真实可靠的数据,实施起来需要注重的细节很多。除了需要额外注意来自培养基的可能高背景信号和细胞在样品导入系统中的潜在破损,在单细胞研究中反复报道的一个主要瓶颈是细胞进样装置的低运输效率,这是因为与纳米颗粒物相比,细胞的尺寸更大,在传输过程中也更容易损失。事实上,传统的系统通常包括一个旋风式雾化室,是专为引入较小的溶液液滴而设计的,导致细胞传输效率低于10%。而用于单细胞导入的定制系统,包括改进的雾化器或全消耗喷雾室8,9,以及其他创新设计10,11,经过多年反复测试,已被验证可以高效传输单细胞进入ICP-MS。 另一个瓶颈在于质谱仪器质量分析器的性能:传统的ICP-MS仪器具有单四极杆或扇形场质量分析器,在进行单细胞分析时最多只能同时检测一到两种元素信息(只能拍黑白影片)。而在常见的单颗粒分析场景中,比如在纳米毒理学研究中,在试图量化纳米颗粒物(特征金属元素)和细胞(蛋白固有元素)的关联时,需要同时获得单细胞事件内多种元素浓度信息。为了获得微秒级事件信息全貌,快速且广谱分析的质量分析器,如飞行时间质量分析器等高精尖‘摄影器材’是必不可少的(译者注:例如,等同于可提供高清彩色120Hz影片给观众更加真实的IMAX观影体验)。图1:a)在对细胞进行酸消解后,通过传统的雾化法将溶液样品引入ICP-MS,并记录仪器获得的稳态信号。这种整体分析法对初始样品中所包含的数千个细胞获得一个平均值。然而这种实验是基于细胞是均匀的假设,而忽略了细胞具有多样性的事实。因此,少数细胞群(用绿色和紫色表示),在元素组成上虽与主类细胞有差异,却没有被体现在结果中,这完美的诠释了辛普森悖论。b)在单细胞ICP-MS方法中,将细胞悬浮液稀释后,在单位时间内仅有一个细胞个体被引入ICP-MS等离子体。每个细胞产生一个独立的离子云,作为信号峰被ICP-MS仪器记录。这种方法允许检测每一个单独的细胞,从而保证了细胞特异性信息的无损获取和保存。简单来说,在单细胞ICP-MS中,细胞是以个为单位进行分析的,可以根据它们不同的分析物含量识别出不同的群体,而不是仅仅产生一个平均值。icpTOF飞行时间质谱法 在飞行时间质谱法(TOF-MS)中,其基本原理是根据离子到达检测器前通过固定长度的飞行管的飞行时间来精确分辨离子。离子束在脉冲加速电压后具有相同的动能,但轻的离子会比重的离子获得更高的速率,进而更早到达检测器。测量所有离子的陆续到达时间可以得到一个连续时间谱,经过简单的校准和换算后可以得到一张全质谱谱图(一般6-280 Th)。TOF质量分析仪的主要优点是:对分析的元素及同位素的数量没有限制,而且全谱数据采集速度快(通常几十微秒就可以获得一张全元素谱图)。这样的快速全谱数据采集能力在处理单一实体(如单细胞)检测时尤其重要,因为单细胞产生的瞬时事件长度很短,一般在200-500微秒区间。 飞行时间技术在单细胞分析领域并不是一个新概念,最初是由Bandura在2009年提出的,其原型机12用于单个细胞的时间分辨分析13,从而为众所周知的 "质谱流式 "领域打开了大门。这项应用使用稳定的稀土金属同位素来标记细胞,从而允许通过其金属标记物来检测相应细胞14。除了展现了生物研究和药物筛选应用中的巨大潜力,质谱流式也被用于检测细菌细胞中的银纳米颗粒15。然而,由于质量检测范围有限(80 Da)和涉及染色的样品制备程序,质谱流式细胞技术无法检测许多固有元素。 与质谱流式不同的,如图2a) 所示的ICP-TOF (TOFWERK AG, 瑞士) 可以测量从质荷比6到280的全谱图16,从而可以覆盖轻质元素,如Na, Mg, P, S, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn等。这些元素是活细胞的固有元素,它们的分布(也被称为细胞离子组17)可以作为细胞发育状态的指标18。例如,磷存在于核酸(DNA和RNA)中,也是ATP、CTP、GTP和UTP等能量化合物的重要成分。钠和钾在电信号的传输中起作用,而锌被不同的生物过程中的多种酶用作催化剂。由于ICP-TOF-MS的同时多元素检测能力,可以在多种元素的相关分析基础上进行指纹识别19。如图2b) 所示,镁、磷、锰、铁、铜和锌被鉴定为被分析藻类的本征指纹元素。不需要标记或染色,即可依据细胞的 "天然 "元素指纹来进行单细胞分析20,21。通过测量特定细胞类型的金属微量元素,则可以获得更细致的指纹信息。例如,海藻细胞富含镁等金属微量元素,镁是叶绿素的核心组成部分,对光合作用至关重要。因此,金属微量元素的组成可以作为一种独特的指纹来明确识别不同的细胞种类。通过测量单细胞的金属元素组分,可更好地了解由金属蛋白和金属酶调节的基本生物过程,从而解密细胞生命周期不同状态22。尽管细胞的生物化学并不完全反映在其离子组上,但通过监测其金属含量的变化,可以确定地获得对细胞状况和生物过程的更深入了解。 通过使用TOF质量分析仪作为检测器,可以动态系统地获得完整的质谱数据,从而可以对发现特定实体本身及其所处环境进行连续或高通量表征。因此在纳米毒理学背景下,人们可以很容易地确定纳米颗粒物是否与细胞相关联。图2:a) icpTOF仪器(TOFWERK AG, Thun, Switzerland)的示意图:在iCAP Q(Thermo Scientific, Bremen, Germany)的框架上搭配一套高分辨率飞行时间质量分析器。因此,ICP-TOF受益于与iCAP Q相同的ICP离子源、离子光学、碰撞/反应池技术和样品引入设备。b) 用48 µ s时间分辩率采集的淡水藻类细胞raphidocelis subcapitata的瞬时信号速率。c) 藻类细胞通常用于毒理学风险评估研究,这里在暴露于金纳米颗粒一段时间后进行分析,以调查其摄取情况。在ICP-TOF的全质量数范围内,可以根据检测细胞的本征元素指纹对细胞进行追踪,并能直接定量测量纳米颗粒物-细胞的关联。icpTOF单细胞分析应用实例 单一实体分析,与批量样品测量相比,能产生信号的质量相对有限,这对仪器灵敏度要求更高。下面的应用案例研究展示了icpTOF S2仪器(TOFWERK AG,瑞士)的性能指标:具有与单四极杆ICP-MS类似的高灵敏度,又可同时快速检测全谱信号,特别适合分析单一实体,如单细胞或纳米颗粒(NPs)等。随着工业和日常生活中纳米颗粒物的广泛使用,纳米安全和纳米毒理学在过去20年一直是深入研究的课题。纳米颗粒物的安全评估研究中的一个重要参数是其在细胞摄取的分析和量化。 透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)具有高空间分辨率,它们经常被用于细胞内纳米颗粒物的分析23,24。尽管有令人印象深刻的成像能力,基于电子显微镜方法的一个主要缺点是对样品制备的繁琐要求。此外,由于没有额外的元素定量或自动图像分析,获得的图像是定性的且结果较难被解读25,26。如前所述,单细胞ICP-MS也可用于量化细胞对纳米颗粒物的摄取,根据观察到的信号峰的强度大小,提供与细胞相‘关联’的纳米颗粒数量的信息5,6。这类实验通常有以下三个明显的观察结果: 只检测到纳米颗粒物中的特征元素,表明溶液中存在纳米颗粒物 只检测到细胞固有元素而没有任何纳米颗粒物中的元素,表明细胞并没有与纳米颗粒物相关联 同时检测到细胞固有元素和纳米颗粒物中的元素,意味着两者有关联 根据观察到的相关联的纳米颗粒/细胞峰的频率和幅度,可以确定摄取了纳米颗粒物的细胞的百分比以及与每个藻类细胞相关的纳米颗粒数量的估计值。在理想的情况下,可以根据浓度和暴露时间动态地对海藻细胞和纳米颗粒数量的相关性的进行评估。 在本案例研究中,将海藻细胞暴露在BaSO4(NM-220)溶液中72小时,接着按照Merrifield等人提出的程序进行清洗5,去除未与细胞结合的纳米颗粒。在暴露后并在ISO8692藻类培养基中进行冲洗后27,样品中预计只包含与藻类细胞相关联的纳米颗粒物。随后,样品被储存在15毫升的试剂管中,用锡纸包裹,等待分析。 在使用四极杆ICP-MS进行单细胞的初始研究中,我们发现清洗后的细胞悬浮液中仍存在BaSO4纳米颗粒,如图3a所示。有学者认为未关联的纳米颗粒已经去除,而这些检测到的纳米颗粒是与海藻细胞相关联的。然而由于只测量了一种元素138Ba,并不能完全证实这一猜想。 我们使用单细胞ICP-TOF-MS(见图2a)重复了一个类似的实验。从图2b中我们可以知道被分析的藻类细胞的本征元素指纹,即只有同时检测到Mg、P、Mn和Fe等元素时才被认为检测到了藻类细胞。令人惊讶的是,即使暴露72小时后,BaSO4 纳米颗粒与水藻细胞的指纹信号没有显著关联(图3b)。可以看到,Ba仅与Mg和Fe的信号同时被检测到,而没有水藻的其他指纹信号同时出现。虽然缺失的元素信号强度有可能是低于仪器检测极限,但至少这说明检测到的元素与藻类细胞的本征元素指纹不一致。然而在检测到藻类细胞的指纹信号中,没有观测到Ba元素信号。综上所述,如果没有icpTOF瞬时多元素检测能力,在清洗后细胞悬浮液中检测到的纳米颗粒的Ba信号很容易被误解为是与藻类细胞相关联的颗粒物。图3:a)实验流程图。在样品暴露于纳米颗粒物72小时后,细胞被清洗以去除上清液中游离态的纳米颗粒物。b) 通过使用飞行时间质谱仪重复单细胞测量,可以跟踪细胞的元素指纹,以验证纳米颗粒物信号和细胞信号的是否同时出现。结果显示虽然纳米颗粒物和细胞没有直接关联,但Ba信号与Mg和Fe信号是一起出现的。 这些结果导致了对可能引发该现象的机制的讨论。一个合理的解释是海藻细胞通过释放胞外聚合物物质(EPS)来清除粘附在细胞表面的纳米颗粒物。EPS被认为是影响藻类细胞对纳米颗粒的生物利用率的关键因素28,29。EPS产量的增加可使藻类细胞主动脱落纳米颗粒,从而减轻摄取或吸附到细胞外部,而纳米颗粒仍然以被包含在EPS中的形式存在于溶液中。虽然缺乏关于这种行为的定量数据,但足以解释BaSO4纳米颗粒信号与Mg和Fe信号的契合。当然Fe与Ba信号的同时出现还可以被解释为溶解的Ba与ISO 8692培养基中的EDTA络合在了一起,而EDTA被添加在溶液中以保持Fe的生物可利用率。要回答这个问题,我们使用TEM观察到EPS聚集体中包裹有纳米颗粒(图4)。由于TEM局限于定性分析,再加上EPS结构微妙,这种包裹的确切机制和发生频率很难被量化。然而单细胞ICP-TOF-MS则可以直接对这一现象进行定量分析,而不需要对样品进行复杂的制备,同时还可以在较短的时间内分析更多的藻类细胞及EPS聚集体,提供更可靠的统计数据。此外,单细胞ICP-TOF-MS可以动态地从藻类悬浮液中不间断取样,评估这种清除行为的发生频率与样品浓度和时间的关系,进一步了解藻类细胞和纳米颗粒之间的相互作用。这种利用ICP-TOF研究动态摄取和清除行为的研究思路不仅限于藻类细胞,还可以扩展到纳米医学或纳米生物技术的其他类型细胞,如哺乳动物细胞或细菌。图4:一个藻类细胞(Raphidocelis subcapitata)的透射电子显微镜图像,该细胞之前暴露在银纳米颗粒物中,脱落的细胞外聚合物物质(EPS)含有银纳米颗粒。(由Louise H. S. Jensen和Sara N. Sø rensen提供)。 正如本研究强调的那样,尽管传统的四极杆质谱(sc-ICP-Q-MS)可以测量单细胞,但它最多只能同时测量一种或两种元素或同位素,所以即使检测到纳米颗粒信号也不能100%确定其与细胞直接关联。另外还需要TEM来确定颗粒物是否被藻类吸收在内部或简单附着在细胞外部。然而使用ICP-TOF-MS可以将被暴露在纳米颗粒物中藻类的离子组与对照藻类的离子组进行比较,从而评估它们的状况。这些信息对于从机理上理解海藻细胞与纳米颗粒物的相互作用非常有价值,并可以进一步促进开发以生理学为基础的纳米颗粒物风险评估工具。icpTOF结论与展望 单细胞ICP-TOF-MS是一个新兴的、令人兴奋且快速发展的研究领域。虽然尚需数年时间才能达到质谱流式技术在单细胞多参数分析方面的水平,但ICP-TOF-MS得益于灵敏度的提高和同时全谱检测能力,能够基于元素指纹检测未被标记的细胞,从而为新的实验设计创意提供可能性。例如,除了测量纳米颗粒物和细胞的相关性外,ICP-TOF-MS记录的多元素数据可用于评估细胞在纳米颗粒介导毒性影响下的不同状态。 除了液体样品引入方法之外,也可以使用激光剥蚀(LA)-ICP-TOF-MS进行单细胞分析30,31。通过将制备有细胞的载玻片放在样品台上并使用激光扫描,可以产生单个完整细胞层面上的元素分布二维图像,其中每个像素包含一个完整的全元素谱图。LA-ICP-TOF-MS成像的高空间分辨率对纳米毒理学研究特别有意义,因为它可以观察和定位纳米颗粒物在亚细胞结构中的聚集,以进一步了解和解释各种现象(如摄取、积累和释放纳米颗粒)。 此外,所生成的大量数据可以通过降维技术进行处理,如主成分分析(PCA)或机器学习工具,并提取与细胞状态和类型有关的信息,从而使细胞的分类变得更容易。这在质谱流式工作流程中是常见的处理方法。这项技术不仅限于纳米毒理学研究,还可以扩展到金属组学和细胞生物学中。无论如何,我们将继续努力改进飞行时间质谱ICP-TOF-MS技术,使其在更广阔的应用领域发挥作用。icpTOF致谢作者感谢Olga Meili和Aiga Mackevica校对本文并提供反馈。Lars M. Skjolding得到了PATROLS – Advanced Tools for NanoSafety Testing项目资助(760813)。感谢Louise Helene Sø gaard Jensen和Sara Nø rgaard Sø rensen允许使用图4中的TEM图像。最后特别感谢Robert Thomas邀请在Spectroscopy杂志中的 "原子视角专栏 "刊登此文。原文链接:Hendriks L., Skjolding L. M., Robert T., Single-Cell Analysis by Inductively Coupled Plasma–Time-of-Flight Mass Spectrometry to Quantify Algal Cell Interaction with Nanoparticles by Their Elemental Fingerprint, Spectroscopy, 2020, Volume 35, Issue 10, Pages 9–16https://www.spectroscopyonline.com/view/single-cell-analysis-by-inductively-coupled-plasma-time-of-flight-mass-spectrometry-to-quantify-algal-cell-interaction-with-nanoparticles-by-their-elemental-fingerprint (请点击左下角“阅读原文”跳转)本文由TOFWERK中国-南京拓服工坊科技编译,结论以英文原文为准。参考文献1 S. J. Altschuler and L. F. Wu, Cell, 2010, 141, 559–563.2 W. M. Elsasser, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1984, 81, 5126–5129.3 C. Degueldre and P. Y. Favarger, Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., 2003, 217, 137–142.4 K. S. Ho and W. T. Chan, J. Anal. At. Spectrom., 2010, 25, 1114–1122.5 R. C. Merrifield, C. Stephan and J. R. Lead, Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 2271–2277.6 F. Abdolahpur Monikh, B. Fryer, D. Arenas-Lago, M. G. Vijver, G. Krishna Darbha, E. Valsami-Jones and W. J. G. M. Peijnenburg, Environ. Sci. Technol. Lett., 2019, 6, 732–738.7 I. L. Hsiao, F. S. Bierkandt, P. Reichardt, A. Luch, Y. J. Huang, N. Jakubowski, J. Tentschert and A. Haase, J. Nanobiotechnology, 2016, 14, 1–13.8 A. S. Groombridge, S. I. Miyashita, S. I. Fujii, K. Nagasawa, T. Okahashi, M. Ohata, T. Umemura, A. Takatsu, K. Inagaki and K. Chiba, Anal. Sci., 2013, 29, 597–603.9 M. Corte-Rodríguez, R. Á lvarez-Fernández García, P. García-Cancela, M. Montes-Bayón, J. Bettmer and D. . Kutscher, Curr. Trends Mass Spectrom., 2020, 18, 6–10.10 K. Shigeta, H. Traub, U. Panne, A. Okino, L. Rottmann and N. Jakubowski, J. Anal. At. Spectrom., 2013, 28, 646–656.11 P. E. Verboket, O. Borovinskaya, N. Meyer, D. Günther and P. S. Dittrich, Anal. Chem., 2014, 86, 6012–6018.12 D. R. Bandura, V. I. Baranov, O. I. Ornatsky, A. Antonov, R. Kinach, X. Lou, S. Pavlov, S. Vorobiev, J. E. Dick and S. D. Tanner, Anal. Chem., 2009, 81, 6813–6822.13 K. R. Atkuri, J. C. Stevens and H. Neubert, Drug Metab. Dispos., 2015, 43, 227–233.14 S. D. Tanner, V. I. Baranov, O. I. Ornatsky, D. R. Bandura and T. C. George, Cancer Immunol. Immunother., 2013.15 Y. Guo, S. Baumgart, H. J. Stä rk, H. Harms and S. Müller, Front. Microbiol., 2017, 8, 1–9.16 L. Hendriks, A. Gundlach-Graham, B. Hattendorf and D. Günther, J. Anal. At. Spectrom., , DOI:10.1039/c6ja00400h.17 M. Malinouski, N. M. Hasan, Y. Zhang, J. Seravalli, J. Lin, A. Avanesov, S. Lutsenko and V. N. Gladyshev, Nat. Commun., , DOI:10.1038/ncomms4301.18 D. E. Salt, I. Baxter and B. Lahner, Annu. Rev. Plant Biol., 2008, 59, 709–733.19 A. Praetorius, A. Gundlach-Graham, E. Goldberg, W. Fabienke, J. Navratilova, A. Gondikas, R. Kaegi, D. Günther, T. Hofmann and F. Von Der Kammer, Environ. Sci. Nano, 2017, 4, 307–314.20 O. Borovinskaya, S. Aulakh and R. Markus, Tofw. appilcation note, 2019, 1–3.21 M. von der Au, O. Borovinskaya, L. Flamigni, K. Kuhlmeier, C. Büchel and B. Meermann, Algal Res., 2020, 49, 101964.22 L. Mueller, H. Traub, N. Jakubowski, D. Drescher, V. I. Baranov and J. Kneipp, Anal. Bioanal. Chem., 2014, 406, 6963–6977.23 F. Piccapietra, C. G. Allue, L. Sigg and R. Behra, Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 7390–7397.24 F. Perreault, A. Oukarroum, S. P. Melegari, W. G. Matias and R. Popovic, Chemosphere, 2012, 87, 1388–1394.25 L. H. S. Jensen, L. M. Skjolding, A. Thit, S. N. Sø rensen, C. Kø bler, K. Mø lhave and A. Baun, Environ. Toxicol. Chem., , DOI:10.1002/etc.3697.26 C. Brandenberger, M. J. D. Clift, D. Vanhecke, C. Mühlfeld, V. Stone, P. Gehr and B. Rothen-Rutishauser, Part. Fibre Toxicol., , DOI:10.1186/1743-8977-7-15.27 ISO, International Organization for Standarization. ISO 8692. Water quality - Fresh water algal growth inhibition test with unicellular green algae., 2012.28 J. Zhao, X. Cao, X. Liu, Z. Wang, C. Zhang, J. C. White and B. Xing, Nanotoxicology, , DOI:10.1080/17435390.2016.1206149.29 F. Chen, Z. Xiao, L. Yue, J. Wang, Y. Feng, X. Zhu, Z. Wang and B. Xing, Environ. Sci. Nano, 2019, 6, 1026–1042.30 S. Theiner, A. Schoeberl, S. Neumayer and G. Koellensperger, J. Anal. At. Spectrom., 2019, 34, 1272–1278.31 S. Theiner, A. Schweikert, C. Haberler, A. Peyrl and G. Koellensperger, Metallomics, , DOI:10.1039/d0mt00080a.
  • 食药总局:网络食安问题电商平台将承担连带责任
    国家食品药品监督管理总局今日在北京召开新闻发布会,公布《网络食品安全违法行为查处办法》。据悉,该《办法》包括总则、网络食品安全义务、网络食品安全违法行为查处管理、法律责任、附则等,共五章48条,该办法将于2016年10月1日起实施。草酸二水合物Oxalic acid dihydrate6153-56-6双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物Bis[3-(triethoxysilyl)propyl] tetrasulfide40372-72-3D-薄荷醇D-Menthol15356-60-2L-薄荷醇L-Menthol2216-51-51-十二烷醇1-Dodecanol112-53-81-十二烷醇1-Dodecanol112-53-81-十二烷醇1-Dodecanol112-53-81-辛醇1-Octanol111-87-55-甲基呋喃醛5-Methylfurfural620-02-0N-环己基甲酰胺N-Cyclohexylformamide766-93-84-甲基-2-戊醇4-Methyl-2-pentanol108-11-2N,N-二甲基-对苯二胺N,N-Dimethyl-p-phenylenediamine99-98-95,6,7,8-四氢-1-萘胺5,6,7,8-Tetrahydro-1-naphthylamine2217-41-6肼二盐酸盐Hydrazine dihydrochloride5341-61-7硫氰酸钾Potassium thiocyanate333-20-0二甲基硫醚Dimethyl sulfide75-18-3聚苯醚Polyphenyl ether31533-76-3叔丁基甲基醚 气相色谱级Tert-Butyl methyl ether1634-04-4七氟丁酸Heptafluorobutyric acid375-22-4甲苯二异氰酸酯Tolylene Diisocyanate(TDI)26471-62-53,4-二羟基苄胺氢溴酸盐3,4-Dihydroxybenzylamine hydrobromide16290-26-9N,N-二(羟基乙基)椰油酰胺Coconut diethanolamide(CDEA)68603-42-9/61791-31-9甲苯二异氰酸酯Tolylene Diisocyanate(TDI)26471-62-5异冰片基丙烯酸酯Isobornyl acrylate5888-33-5N,N' -二苯基硫脲1,3-Diphenyl-2-thiourea102-08-9聚合氯化铝Aluminum chlorohydrate1327-41-9四丁基氢氧化铵10%溶液Tetrabutylammonium hydroxide solution2052-49-5四丁基氢氧化铵25%溶液Tetrabutylammonium hydroxide solution2052-49-5L-苯基丙氨酸L-Phenylalanine63-91-2无水硫酸铈Cerium(IV) sulfate13590-82-4硫酸铈铵四水合物Ammonium cerium(Ⅳ) sulfate tetrahydrate18923-36-9脂蛋白脂肪酶Lipoprotein Lipase9004/2/8乙二胺≥99.5%标准品Ethylenediamine107-15-3壬二酸Azelaic acid (Nonanedioic acid)123-99-9N,N-二甲基-1-萘胺N,N-Dimethyl-1-naphthylamine86-56-6双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐Bis(trifluoromethane)sulfonimide lithium salt90076-65-6
  • REACH限制名单草案再添7种物质
    日前,欧洲化学品管理署(ECHA)继2008年将15种物质被列入首批REACH高关注名单(SVHC)后,公布了首批需ECHA授权才能使用的物质名单草案。根据该草案,7种物质首先被列入了清单(附件XIV)。  被列入清单的7种物质分别为:5-叔丁基-2,4,6-三硝基间二甲苯(二甲苯麝香)、短链氯化石蜡(SCCPs,C10~C13)、六溴环十二烷(HBCDD)和所有有关联的主要非对应异构体、邻苯二甲酸双(2-乙基己)酯(DEHP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)以及4,4'-二氨基二苯甲烷(MDA)。  根据REACH法规,企业如果要使用进入授权名单的物质,就必须申请许可。申请者必须论证物质使用风险可以充分控制,或是社会经济利益超过使用风险,且没有替代物和相应的替代技术。  ECHA表示,他们是根据产品的固有特性、用途和批准用量来评估是否将这些化学品列入REACH限制清单的。各利益相关方必须于2009年4月14日对磋商做出回应,ECHA将于2009年6月1日之前确定优先列表。ECHA还建议,授权申请应当在以上物质进入REACH附件XIV后24~30个月期间提交。这些物质进入名单之后,42~48个月后将不再继续使用。  ECHA还建议,76/769/EEC指令中特殊条件下允许使用的豁免类物质,也应加入评估当中。ECHA表示,将参考协商期间所收到的评论及成员国委员会的意见,可能会对草案进行修改,并将该提议提交到欧盟委员会审议。对于是否对蒽、氯化钴、五氧化二砷、三氧化二砷、重铬酸钠二水合物、氧化双三丁基锡、酸式砷酸铅、三乙基砷酸酯等8种物质进入SVHC名单的物质进行授权,ECHA表示将在晚些时候再做考虑。  ECHA建议下游企业应尽快排查是否正在使用被列入SVHC的原料,定期审核供应商(必要时向原料供应商提供安全数据表),并在规定期限内逐步替代SVHC原料。
  • 综述|相变蓄冷材料及系统应用研究进展
    摘要:相变蓄冷技术利用相变材料在相变时伴随着的吸热或放热过程对能量进行储存和应用,起到控制温度、降低能耗和转移用能负荷的作用。本文综述了相变温度在 25℃以下的相变蓄冷材料及其在不同应用场景的筛选依据。其次,介绍了相变蓄冷材料在食品医疗冷链物流、建筑节能控温与数据中心应急冷却、人体热管理和医疗保健的相变纺织品等领域的应用。从调节相变蓄冷材料相变温度、过冷度、热导率和循环稳定性等方面总结了材料热物性的调控策略,分析了不同调控策略存在的优缺点。指出相变蓄冷系统可通过增强蓄冷系统热导率和强化传热结构来改善普通材料传热性能差的问题。最后从复合相变材料制备到系统设计优化和应用场景拓展等方面对相变蓄冷技术研究方向进行了展望。关键词:相变蓄冷材料;相变蓄冷系统;复合相变材料;热物性;应用随着全球变暖和人们生活质量的提升,制冷需求快速增长,制冷空调系统带来的碳排放量与日俱增,预计到2050年,全球制冷能源消耗仍将增加十倍。面对制冷能耗急剧增长的发展趋势,大力开发太阳能、风能等新能源电力是解决未来制冷能耗缺口的技术关键。然而,新能源电力存在间歇性、波动大的缺点,易出现发电量与用电量不匹配的问题。因此发展高效储能技术,对新能源消纳与利用是适应可再生能源网络的有效途径。发展先进的蓄冷技术,调节制冷和用冷负荷使之匹配,是制冷系统技术发展的重要方向。蓄冷技术可以在峰谷电价时段或能量盈余的时候进行储能,实现能源移峰填谷,降低电网峰值用电负荷和成本。相对于电化学储能,蓄冷技术可以直接存储冷能,具有安全性高、循环稳定性好、成本低的优点。因此,将蓄冷技术与制冷系统耦合的储能技术一直是研究热点,在工商业及民用场景应用广泛。在冷链运输领域,我国每年因运输过程中低温环境不合格导致水产品腐烂损失率达25%,果蔬类损失率达25%~35%,全球有超过50%的疫苗被浪费。因而蓄冷技术在冷链运输领域能够通过减少运输过程中的温度波动来降低产品变质几率,有效减少产品损耗,实现食品和医疗用品的长距离运输。蓄冷技术也可应用于建筑节能,将蓄冷材料与建筑基体复合制得储能墙体,在白天吸收室外进入室内的热量,夜晚则释放热量给室内供暖,实现辅助控制室内温度,减小建筑采暖、制冷能耗,有助于提高室内环境舒适度。此外,通过蓄冷空调将晚上低谷电转化为冷能储存起来,在白天电网高负荷时释放,转移用电负荷,结合分时阶梯电价策略能降低建筑制冷成本与能耗。此外,蓄冷技术与纺织品结合制作成智能纺织品、应用于人体热管理,也是重要的应用领域之一。蓄冷材料是蓄冷技术的核心,开发适宜温度及高蓄冷密度的蓄冷材料是满足不同蓄冷需求的关键。目前常见的蓄冷材料主要有∶显热蓄能材料和潜热蓄能材料。显热蓄能材料包括水等,利用自身升降温过程中热能的变化进行能量储存和释放,技术成熟且成本便宜,适合大规模生产。但其蓄冷密度小,只适用于分钟、小时级的短时蓄冷场景。潜热蓄能材料利用相变材料固-液-气相态变化来储蓄或释放能量,其中应用最为广泛的固-液相变能在相变过程中吸收大量热能,同时温度保持不变(如图1)。潜热蓄能材料蓄冷密度远高于显热蓄能,适用于数小时至数周的蓄能场景,且成本适中,具备大规模应用的潜力。图 1 固液相变过程本文主要对应用于蓄冷领域的相变材料进行综述,探讨相变蓄冷材料物性调控和优化、相变蓄冷系统传热技术强化,总结当前相变蓄冷材料和蓄冷系统不足,展望相变蓄冷技术研究方向和应用前景。01常见相变蓄冷材料常见相变蓄冷材料主要指相变温度在25℃及以下的相变材料。其中,按材料成分可分为有机、无机和共晶相变材料。1.1 有机相变蓄冷材料有机相变材料主要包括石蜡、脂肪酸、酯和醇等,以碳链长度小于17的烷烃为主。有机相变材料相变焓优异、腐蚀性小,而且热稳定性好、经多次相变后物理和化学性质基本不变,可靠性好。但有机相变材料热导率低,如石蜡、酸或醇类有机物的热导率为0.3 W/(mK)、部分材料易燃、生产成本较高等。表1列举了一些相变温度在25℃及以下的常用有机相变材料热物性。其中十四烷相变温度为5~8℃,在冷库、冷链运输保温箱、空调蓄冷等多个场景中应用最为广泛。表 1 有机相变材料的热物性参数1.2 无机相变蓄冷材料无机相变材料主要有冰、水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等,其中冰和水合盐因相变温度较低主要用于低温领域,如在空调和建筑蓄冷等领域应用广泛。无机相变材料相变焓大、热导率较高,常见水合盐热导率为0.5 W/(mK) ,而且来源广、成本低、商用化前景好。然而无机相变材料可靠性差,存在过冷度高和相分离严重的缺点,多次使用后性能衰减严重,而且腐蚀性强。表2列举了一些相变温度在25℃及以下的常用无机相变材料热物性。表 2 无机相变材料的热物性参数无机相变材料中冰的研究最多,因为冰相变焓为334 kJ/kg,为常见相变材料的2~3倍,而且成本低廉。冰与水混合所得冰浆具有良好流动性和高相变潜热,可通过离心泵和管道输送,在极高含冰量下不堵塞,且所需输送管道和储罐尺寸小,以其为基础的冰蓄冷技术是实际工程项目中使用最广泛的蓄冷技术。1.3 共晶相变蓄冷材料共晶相变材料是将两种或两种以上相变材料混合制备得到的共晶产物,其熔点低于任一组分。共晶相变材料按材料可分为有机-有机共晶、无机-无机共晶和有机-无机共晶相变材料。无机-无机共晶相变材料包括金属合金相变材料、水合盐及熔融盐共晶相变材料,有机-有机共晶相变材料包括有机酸共晶和石蜡,无机-有机共晶相变材料主要是有机酸和水合盐的共晶相变材料。其中无机-有机共晶相变材料能实现有机、无机材料优势互补,可获得兼具过冷度低、潜热较高、性能稳定的相变蓄冷材料,但目前应用研究较少,潜力巨大。共晶相变材料能通过调整各组分比例来控制相变温度,而且能一定程度上改善材料过冷度和相分离等问题,是调节相变材料热物性的一种重要方法,但共晶相变材料的制备工艺较为复杂,需要围绕共晶点按比例形成共晶物,且组分比例与相变温度不呈线性规律,应用前需要进行大量预实验,过程繁琐复杂。表3列举了一些相变温度在25及以下的常用共晶相变材料热物性。表 3 共晶相变材料的热物性参数1.4 相变蓄冷材料的选择研究并筛选出适用于蓄冷系统的相变蓄冷材料,是相变蓄冷技术的关键之一。一般来说,用于蓄冷领域的相变材料应具有以下特性∶①相变温度合适;②相变潜热大;③热导率高;④冻结和熔化率高;⑤热稳定性好;⑥固液相变体积变化小;⑦过冷度低;⑧循环稳定性好;⑨无毒和无腐蚀性;⑩成本低。目前相变蓄冷材料中有机相变材料和无机相变材料应用最为广泛,二者关键物性对比如图2所示,可作为实际选材的参考依据。无机相变材料具有低成本、毒性低和高热导率的优点,适合大规模生产,在蓄能水罐、冷库等大型建筑设备中应用较广,但其过冷度高、相分离严重和腐蚀性强的缺陷限制其在蓄冷领域的应用。有机相变材料具有过冷度低、循环稳定性好和腐蚀性小优点,主要适用于冷链运输和智能纺织品,但其低热导率、有毒、易燃和高成本的缺点阻碍其进一步应用。相比有机、无机相变材料,共晶相变材料可根据组分比例调控相变温度,实现精准控温,适用于要求温度变化范围小的场景,但目前研究较少,适用环境较少。图 2 无机相变材料与有机相变材料关键物性对比图在实际应用中,很难筛选出满足所有条件的相变蓄冷材料,因此要优先选择相变温度适宜且相变潜热高的蓄冷材料,最后采用合适的方法对其性能进行调控。02相变蓄冷技术的应用2.1 冷链运输冷链运输过程中环境温度波动易造成产品损耗,如果引入相变材料,发挥其相变控温功能,减少环境温度波动,能有效提高冷链运输产品质量。冷链运输根据保温方式分为被动式和主动式。被动式冷藏主要应用于冷藏箱,如图3所示,在箱体内加入相变蓄冷材料,吸收进入到箱体内部的热量、减缓温度上升速率,为冷藏物体长时间提供低温储存环境。Li等复合了膨胀石墨与辛酸-月桂酸共晶相变材料,二者质量比为71∶29,制得复合相变材料的相变温度和潜热分别为3.8℃和141.7 J/g,热导率提升了2.8倍,使材料释冷速率提高636.7%。Huang等基于石蜡OP5E开发了一种蓄冷保温箱,高低温测试表明,相变材料可以在至少80 h使保温箱内部温度保持在2~8℃。Liu等将KCl-NH4Cl共晶盐吸附于高吸水性聚合物SAP上,制得一种相变温度为-21℃和相变潜热为230.62 J/g的蓄冷材料。该材料在-15℃下冷藏生物样品时,冷藏时间能达到16.37 h,能有效保证生物样品质量。图 3 被动式冷藏箱及内部构造主动式冷藏是如图4所示在车内安装含相变材料的制冷机组,主动将车内温度控制在适合食品冷藏的低温状态。在主动冷藏系统内,加入相变材料可以辅助控温,减少车厢内的温度波动,降低主动制冷系统能耗。刘广海等设计了一款集隔热、相变蓄冷、制冷送风为一体的冷藏车,相比传统冷藏车,相变材料加入使车内平均温度波动下降48.7%,温度不均匀度系数下降50%。Zhang等考察了集成相变材料对制冷系统能耗影响情况,含相变材料的集装箱制冷能源成本和运营成本分别降低71.3%和85.6%。Michele等提出了一种结合相变材料并用于冷藏车的新型隔热墙,当相变材料厚度为1 cm时,能在10 h内使车内温度波动范围不超出相变温度2℃。图 4 主动式冷藏车及系统组成将相变材料与冷链运输相结合,能出色发挥相变材料高潜热和相变控温的特点,不仅大幅延长有效冷藏时间,还减少冷藏空间的温度波动,提升其温度均匀性,有效减少冷藏产品的损耗率。与传统制冷相比,将制冷系统与相变材料结合,能大大降低能源成本和运营成本,起到减少碳排放的作用。2.2 纺织品人体热管理与出汗散热类似,将相变材料如图5所示应用于纺织品中,通过引入温度调节作用以提升人体舒适度。这种纺织品被称为智能调温纺织品,能响应人体或环境的变化,实现保暖和降温双向温度调节功能,适应多变的环境。目前相变材料与纺织品结合方式主要有三种∶填充法、涂层法和纤维中空填充法。图 5 纺织品集成相变材料用于温度调节填充法是将相变材料填充于纤维或密封袋中,再集中放置在服装内部,特别是胸部和背部等发热量较大的部位,通过相变材料直接吸热或放热的方式控制体表温度。如图6所示,Saeid等将相变温度在24~35℃的石蜡用于降温背心,穿着降温背心在轻度活动和中度活动期间,温度仍维持在人体舒适温度范围内,出汗率分别降低了42%和52%,减少了脱水几率。Hou等开发了一种基于相变材料的液体冷却背心,背心重量为1.8 kg,能在炎热环境中为穿戴者提供至少2 h温度舒适环境。图 6 石蜡降温背心及其包装涂层法将相变微胶囊加入涂层液中,并用刮板将液体均匀涂抹在织物表面,使纤维表面粘附上相变微胶囊来改变纺织品的热性能。Xu等将相变微胶囊固定在棉质衣物上,所制衣物相变温度为16.5℃~36.8℃,符合人体热舒适温度,而且保温系数与不含相变材料的衣物相比从1.05%提高到32.2%。Yin等将相变温度为25.7℃的相变微胶囊嵌在纤维表面,使面料保温率达23.9%,控温能力良好。纤维中空填充法是如图7所示对含有中空结构的纤维进行加工,在内部填充相变材料来赋予纤维蓄能特性。Ke等制备了一种聚丙烯腈/月桂酸-硬脂酸/二氧化钛的复合纳米纤维,相变温度约为25℃,经30个循环后性质相对稳定,具有良好的控温性和稳定性。Song等采用真空浸渍法将月桂酸封装到木棉纤维微管中,制得样品中月桂酸质量分数达86.5%,焓值达153.5 J/g,经2000次循环后性能基本不变。图 7 纤维中空填充法相变材料对热能的吸收会延缓身体温度升高,并减少皮肤中水分散失,从而提高舒适度。同时相变材料具有相变控温特性,可以减缓穿着者的热失衡症状,如感冒、中暑和晕厥等,在医疗保健领域有着广阔的发展空间。Olson等制备了由NaCl、Na2SO4和水组成的复合相变材料,如图8所示,应用于婴儿出生后降温问题上,通过简单方式抑制了环境温度的变化。Prashantha等将相变材料制成冰袋用于低温治疗,不仅降低成本,而且延长了使用时间,提供更好的冷疗功能。图 8 相变床垫(蓝色)上为婴儿降温,床垫由相变材料和软垫组成Zhang等用浸渍法将OP10E和SEBS混合制备了可在10℃下保持1800 s的弹性相变油凝胶,并设计如图9所示的冷却帽用于发烧儿童的冷敷治疗,模拟了人体热调节过程,建立发烧儿童所需凝胶量的数据库,为相变头套设计提供参考标准。图 9 相变油凝胶冷却帽建模及数据库将相变材料与人体热管理相结合,可以实现个性化体温调节。这类智能被动体温调节纺织品体积小、使用便利,在高温作业和户外运动等场景中提升人体舒适度。将相变纺织品制备调节体温的医疗保健产品,能帮助婴儿或患有温度敏感性疾病的人群缓解热失衡和常见并发症,加快病情治愈速率。创新性的相变智能体温调节纺织品在技术上已有了较深积累,其商业化值得期待。2.3 建筑节能及数据中心应急冷却将相变材料用于建筑节能领域,能使室内温度维持在舒适范围内,提高人们居住和办公舒适度,实现节能和减少碳排放的目标。建筑节能领域所用蓄冷技术可根据蓄冷方式分为被动式蓄冷和主动式蓄冷。被动式蓄冷主要通过将相变材料与建筑墙体复合制得如图10所示的相变储能墙体,白天吸收热量给室内降温,夜晚释放热量维持室内温度,起到辅助调节室温、减小建筑采暖和制冷能耗的作用。聂瑞等将硅藻土、十八烷和过硫酸铵混合制备一种相变微胶囊/硅藻土复合材料,具有调节室温以及维持室内湿度平衡的功能。Wang等将石蜡、膨胀石墨和高密度聚乙烯掺入水泥砂浆中制备复合相变砖块,在15~30℃和18~24℃时,120 mm厚的相变墙体比240 mm厚普通墙体的蓄能能力分别提高了12.7%和61%,有效降低了室内温度波动。Fu等将膨胀珍珠岩和六水氯化钙复合制得相变温度在27.38℃的相变砖块,用其代替泡沫保温砖作为屋顶,使得室内峰值温度降低5℃,达到室内峰值温度的时间滞后约900 s。图 10 相变材料在建筑节能中的应用主动式蓄冷主要通过制冷装置将电能和太阳能等转化并储存到如图11、图12所示蓄冷装置中,常见于冷库、家用空调和数据中心应急冷却系统等,能在需要时将冷能释放出来,有助于缓解能源供需不匹配的问题。图 11 集成相变材料冷却系统的空调系统图 12 集成相变材料冷却系统的太阳能空调系统Solaimalai等将1-葵醇用于冰基蓄冷系统中,使制冷系统工作时间减少了81.85%,平均充冷放冷速率是原来的5倍以上。Dogan等研究了蓄冰系统对大型超市空调用电成本的影响,相变材料的引入使制冷系统性能提升4.4%,目前运营成本已降低60%。Zheng等基于相变温度为5℃的相变微胶囊材料构建了一种相变冷库空调系统,其蓄冷量为常见冷库的1.5倍,当冷藏容量为3000 kJ时,冰和相变微胶囊悬浮液分别需要3980 s和2200 s完全凝固,使用相变微胶囊悬浮液可节省1780 s。王芳等选择主要成分为甘氨酸的相变蓄冷材料用于小型移动保鲜库中,使冷藏区域温度保持在1.6℃~2.6℃间,在不同供冷方式下内部温度波动均小于1.5℃。周晓棠等将冰蓄冷技术运用到家用空调中,运行10 h后,蓄冰空调的制冷量平均增加34%,达到15.6 kW,性能系数COP平均提升0.7,起到降低能耗的作用。Batlles等在太阳能制冷系统中引入相变储能罐,结果表明每天可节约40%制冷能耗。Peter等将储能罐、太阳能板和热泵组合成蓄冷系统,经1616 h测试,相比常规系统,该系统的季节性性能系数为4.4,总效率提高了46.6%。随着数据中心服务器集成程度的提升,热负荷也在不断升高,为了防止服务器故障,需要配置空调系统以满足数据中心降温需求。而当空调系统因故障停止工作时,需要应急冷却系统及时为服务器提供合适的环境温度,降低故障率。将相变材料与数据中心应急冷却系统结合,发挥相变材料高相变焓和相变控温优势,起到减少运营成本和短时间大量释冷的作用。Huang等基于相变蓄冷装置设计了一种如图13所示的风冷紧急冷却系统,可以将温度保持在27℃以下至少300 s,在低运营成本的同时保证较长的冷却时间。Ma等将相变蓄冷装置和循环热虹吸管集成了一种新型冷却系统,可以维持服务器运行6 min,并且随着相变材料热导率的提升,能将有效紧急冷却时间延长到15 min。图 13 紧急冷却系统综上,在建筑节能领域中引入相变蓄冷材料,可减少室内温度波动并维持在舒适范围内。且相比传统制冷装置,相变材料具有的高相变焓优势能减少制冷机组装机容量,实现制冷、蓄冷装置的轻量化,降低安装、运行成本,提高能源利用效率。03蓄冷技术的发展现状及方向蓄冷材料的固有缺陷及其蓄冷系统的传热性能不足会影响系统整体传热效率。我们需要针对性改善这些不足,提升实际使用性能。蓄冷技术的提升主要包括∶①蓄冷相变材料物性调控和优化;②相变蓄冷系统传热技术强化。3.1 相变蓄冷材料性能的调控3.1.1 相变温度调控相变温度是筛选相变材料的重要参数。为了同时满足对潜热、相变温度等方面的要求。可以结合两种及以上组分开发共晶相变材料来扩大相变温度的选择范围,通过改变组分比例来调控相变温度,克服单一相变材料的缺点,使相变材料更贴合应用需求。Lin等以磷酸二氢钠二水合物、磷酸氢二钾三水合物和五水合硫代硫酸钠配置得三元共晶水合盐相变材料,相变温度从-14.8℃到-10.6℃,可根据需要更改相变温度。李夔宁等将相变温度分别为58℃、18.2℃和-1℃的乙酸钠、丙三醇和水,混合制得相变温度为-14℃的三元共晶相变材料,获得更低的相变温度。Vennapusa等将相变温度为23.01℃的脂肪酸共混物OM-21和相变温度为22.7℃的十二烷醇配置成共晶相变材料,其相变温度从8.6℃到17.5℃,实现调控相变温度的目标。共晶相变材料能根据需求调整相变温度,但材料配比与相变温度间的规律仍不清晰,需要对共晶盐相变机理和规律进一步研究,为大规模应用共晶相变材料提供科学依据。3.1.2 热导率调控不同应用场景对相变材料热导率要求不同。例如在换热器中要求高热导率,更快将近热源部位的热量传递给低温部位,强化系统整体换热效率。而在保温冷藏系统中要求低热导率,减少冷藏空间和外界环境热交换,延缓温度变化趋势,创造合适且长效的低温环境,实现保障产品质量的目标。不同相变材料传热机理不同,金属相变材料主要由电子进行热传递,非金属相变材料主要由声子传递热量。不相容材料之间的声子散射会增大界面热阻,而内部具有完整三维互联网络的材料可以为声子传播提供通道,进而提升材料热导率。因此调控相变材料热导率的方法主要是添加多孔载体材料或纳米粒子等制备复合相变材料,进而改变材料整体的热导率。常用的高热导率多孔载体有泡沫金属和膨胀石墨等,低热导率的载体有二氧化硅、膨胀珍珠岩等。高热导率的纳米粒子有碳基纳米粒子,如碳纤维、碳纳米管和石墨烯等,以及金属纳米粒子如纳米二氧化钛、纳米氧化铝等。Lin等制备了相变温度为5.92℃的膨胀石墨基复合相变材料,将热导率提高到0.43 W/(mK),为原来的1.75倍,显著改善材料的传热性能。Soroush等考察泡沫铜对不同石蜡热导率的改善效果,在质量流量为0.02 kg/s和使用石蜡C22的前提下,系统最高热效率高达83%。He等将二氧化钛纳米颗粒悬浮于氯化钡水溶液中,制得相变温度为-5℃、热导率为0.565 W/(mK)的悬浊液,二氧化钛的加入使热导率提高12.76%。Chen等将相变温度为-9.6℃的十二烷吸附到疏水气相二氧化硅中,与纯十二烷相比热导率降低45%,低热导率有利于抑制内外环境之间热传递,使十二烷更好用于保温领域。这两种调控热导率的方法仍有不足,纳米粒子存在分散不均匀和团聚的问题,在循环使用中性能衰减严重,热导率提升幅度小,性价比低。加入多孔载体会减少相变材料含量,影响整体蓄能量。目前对纳米粒子和多孔载体孔隙的尺寸对热导率的影响规律仍有空缺,以及降低界面热阻和提高相变材料相容性的机理还需进一步探究。3.1.3 过冷度调控过冷是指相变材料在一定压力条件下,温度低于理论凝固温度时仍不发生凝固或结晶,需要冷却到凝固点以下才开始凝固的现象。过冷度被定义为熔化起始温度和结晶开始温度之间的差值,过冷度越大越难结晶。无机相变材料的过冷度普遍偏高,其中水合盐相变材料成核性能较差,容易发生过冷,使相变材料无法在要求温度范围内工作。而且过冷度越大,意味着制冷温度越低,对制冷机负荷要求更高。影响过冷度的因素主要包括∶冷却速率、壁面效应和尺寸效应。一般冷却速率越大,过冷度也越大。过冷度也受封装容器材料种类、表面粗糙度和壁面晶体结构影响,粗糙壁面能提供更多成核位点,粗糙度越大,过冷度越低。储存相变材料的容器体积越小,过冷度越大,因为相变材料中存在灰尘或其他杂质颗粒,能在结晶过程中作为成核位点,促进结晶。但随着容器尺寸减少,缺少足够杂质颗粒提供成核位点,只能以均匀成核的方式结晶,增大相变材料结晶难度。目前解决相变材料过冷的方法主要有添加成核剂和壁面改性。添加成核剂主要是选择晶格参数接近目标材料的成核剂,当成核剂结构与无机盐类结晶物相似时,能起到诱导结晶作用,实现减小过冷度的目的。这种方法经济成本低、适用范围广且制备过程无需特定设备,在调控过冷度方法中应用最广泛。Wu等在氯化镁溶液中加入氯化钙和氢氧化钙作为成核剂,相变材料的过冷度由16.56℃降低到7.73℃,有效抑制过冷。Tang等在相变材料中加入成核剂九水偏硅酸钠将过冷度降低至1.9℃。Zou等以相变温度为11.81℃的四正丁基溴化铵溶液作为蓄冷材料,加入成核剂十二水合磷酸氢二钠使材料的过冷度由4.5℃降低到2.01℃,成核剂的加入有助于降低过冷度。壁面改性法通过增加壁面粗糙度或加入多孔材料和纳米粒子,为相变材料结晶提供更多成核位点,降低材料过冷度。Matthieu等考察金属表面粗糙度对乙醇水溶液过冷度的影响,当铝管表面粗糙度从0.63 μm变13.3 μm时,乙醇水溶液过冷度从4.20℃降低到3.97℃。Zhang等制备了一种以泡沫铜为骨架的水基复合相变材料,过冷度从20.6℃抑制到6.8℃,有效降低了材料过冷度。Liu等将去离子水和氧化石墨烯纳米片超声混合,使水过冷度至少降低74%。成核剂用量需要合理配比,少量成核剂就能有效降低过冷度,过多成核剂反而会降低抑制过冷的能力,性价比不高。后续应使用分子模型对成核机理进行研究,加大对复合型成核剂的开发和机理解释,构建成核剂数据库为大规模商业化提供参考依据。目前对于壁面改性降低过冷度的机理研究不够深入,仅为定性分析,后续应建立多维模型来模拟真实场景,从成核能角度解释机理,用普适性规律指导过冷度的调控。3.1.4 循环稳定性调控固-液相变材料在吸热后,相态会从固态熔化为易于流动的液态,容易出现泄漏,在长期使用中性能衰减严重。对于水合盐类相变材料,在循环使用中可能会发生部分水合盐晶体因沉底而无法重新结晶的情况,即发生相分离,降低相变材料蓄冷能力。在实际使用中相变材料需要具有良好的循环稳定性,能够克服泄漏和相分离的缺点。提升循环稳定性主要途径包括∶制备定形复合相变材料法、微胶囊法和添加增稠剂法。制备定形复合相变材料法主要采用熔融吸附法,在膨胀石墨、泡沫金属等多孔基材内吸收液态相变材料,借助毛细作用和范德华力将液态相变材料吸附在内部孔隙中,减轻相变材料的泄漏。多孔基材内部孔径决定对相变材料的限制能力,根据孔径大小可分为微孔(2 nm)、中孔(2~50 nm)和大孔(50 nm)。较小的微孔可能会限制相变材料的相变,而较大的大孔不足以将相变材料吸附住。因此中孔和较小的大孔更适合制备防泄漏的复合相变材料。Fei等基于癸酸、棕榈酸和膨胀石墨制备了一种相变温度为23.05℃的复合相变材料,经1000次熔化和凝固循环,几乎没有液态相变材料泄漏,可靠性优秀。Shahbaz等采用气相二氧化硅吸附相变温度为20.65℃的六水氯化钙,经100次相变循环后,相变潜热仅变化了7.8%,性能较纯相变材料更为稳定。Zhang等将六水氯化镁和六水氯化钙混合制得相变温度为23.9℃的低温共晶物,经熔融吸附到膨胀珍珠岩中,经500次相变循环后,材料性质未出现明显变化,未出现相分离现象。微胶囊法常用高分子材料包覆相变材料,在其表面形成一层外壳,将液态相变材料锁在壳中,从而减少相变材料泄漏。Charles等使用相变温度为6.2℃的相变材料与外壳材料聚甲基丙烯酸甲酯进行交联制备微胶囊,使用30天后,质量损失仅为0.6%,而无外壳的纯相变材料质量损失高达6.6%,微胶囊壳使泄漏情况较轻。Zheng等以石蜡和三聚氰胺树脂分别为核材和壳材,制备了一种相变温度为5℃的相变微胶囊,经72 h后未出现分层,稳定时间长。Eszter等用海藻酸钙包裹月桂酸辛酯,经过250次高低温循环后,相变焓从128.27 J/g降至127.67 J/g,没有明显变化,循环稳定性良好。添加增稠剂法通过增加溶液粘度,使相变材料稳定保持悬浮态或乳液态,减少相分离。常见的增稠剂有羧甲基纤维素、琼胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠和活性白土等,添加增稠剂法已广泛用于食品、涂料、化妆品、洗涤剂和医药等领域。He等在六水氯化钙与六水氯化镁二元共晶水合盐中加入增稠剂羧甲基纤维素,在100次循环内保持优异的循环稳定性,焓值从123.13 J/g降至117.88 J/g,为原来的95.7%。杨超等选取羧甲基纤维素作为增稠剂对六水氯化钙进行改性,获得的改性六水氯化钙在300次循环中实现了相分离的控制。杨晋等考察聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素、黄原胶等增稠剂对十水硫酸钠相分离的调控规律,其中加入聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺后静置72 h后未出现明显相分离。目前多孔基材吸附机理解释不足,针对不同材料间相容性问题提出改善方法和相应机理解释。微胶囊使用时容易出现团聚问题,多次使用后因团聚前后密度差出现分层,不利于循环稳定。后续应探究使用表面活性剂来改善团聚问题,考察与不同添加剂的作用规律。增稠剂的使用会增加成本和降低焓值,需开发复配型增稠剂,降低生产成本。而且当相变材料作为浆料使用时,材料粘度的增大会加大传质阻力,增加泵功耗,应通过流体力学仿真来优化增稠剂配比。3.2 相变蓄冷系统性能的调控根据应用需求不同,可将相变蓄能系统分为相变蓄热系统和相变蓄冷系统,其中相变蓄冷系统如图14所示。而相变蓄能系统性能主要受两个因素影响∶相变材料和系统传热结构。相变材料可通过选材和改性等方法将性能调整至预期所需,系统传热结构可以通过改变换热器内外部形状和排布,获得具有换热面积大、结构稳定、操作简单、抗压性好、抗腐蚀性好和热稳定性好等优点的换热器。根据相变蓄冷系统换热方式的不同,可以分为间壁换热式相变蓄冷系统和直接接触式相变蓄冷系统。图 14 相变蓄冷系统示意图3.2.1 间壁换热式相变蓄冷系统蓄冷技术中间壁换热式相变蓄冷系统主要包括∶內融盘管式、堆积床式和管翅式,通过将制冷剂与传热流体隔开来防止二者直接接触,在一定程度上维持二者性质不变,目前应用最为广泛。內融盘管式蓄冷系统属于静态制冰,装置如图15所示,以冰作为相变材料,由浸没在水槽中的盘管构成结冰载体。蓄冷时,制冷剂在管内流动,将管外的水冻结成冰;释冷时,传热流体在管内流动,管外的冰熔化吸收管内流体的热量。盘管式蓄冰系统形状多变,应用范围广泛,使用简单,可靠性好,价格较低,本身既可制冰又可蓄冰。而且间壁换热的方式能隔开冷源和外界,提升系统的循环稳定性。但冰与传热流体间存在较大的接触热阻,对传热性能不利。且盘管式内部管路长、多弯折,制冷剂流动阻力大,泵功耗大,运营成本较高。图 15 内融式盘管式冰蓄冷系统的蓄冷和放冷过程堆积床式蓄冷系统通过将水、低温石蜡和水合盐等相变材料封装在如图16所示的球形或板形容器内,并将这种蓄冷单元如图17所示放置在水罐内。蓄冷时,制冷剂在蓄冰单元外流动,其中相变材料通过凝固来实现蓄冷。放冷时,传热流体流过蓄冷单元间隙实现热交换。这种蓄冷装置运行可靠,但存在蓄冷量不易计量、传质阻力大等缺点。图 16 封装式蓄冷单位图 17 堆积床式蓄冷系统管翅式蓄冷装置如图18所示,在列管上增加翅片来增大传热面积,常在翅片空隙中填充水合盐和石蜡等相变材料用于蓄冷。蓄冷时,制冷剂在管内流动,管外相变材料凝固蓄冷。放冷时,管外相变材料熔化释冷,降低管内传热流体温度。这种装置结构紧凑、传热面积大,但制备工艺复杂而且难检修保养,运行成本较高。图 18 管翅式换热器3.2.2 直接接触式相变蓄冷系统直接接触式相变蓄冷系统方法包括外融盘管式和直接接触式,通过制冷剂与传热流体直接接触换热,减少换热器热损失并提高热交换效率。外融盘管式蓄冷装置如图19所示,与內融盘管式蓄冷装置结构相似,同以冰作为相变材料。蓄冷时,制冷剂在管内流动,将管外水冻结成冰;但在释冷时,传热流体在管外流动,直接与冰接触换热。这种直接接触式传热能有效减低接触热阻,提升换热速率。但相变材料会直接接触传热流体,存在物性被影响的可能,可靠性有待提高。图 19 外融式盘管式冰蓄冷系统的蓄冷和放冷过程直接接触式冰浆制备装置如图20所示,制冷剂和水溶液直接接触,水溶液降温结晶形成冰晶颗粒,这种方法在动态制备冰浆过程中具有较高的换热效率,改进静态冰蓄冷中冰层厚度增长和热阻增加的缺点。但是制冷剂喷嘴处易发生冰堵,难连续制冰,传统低温冷媒难与水分离,消耗量大,且容易腐蚀管壁,实际应用成本高。图 20 直接接触式冰浆制备装置3.2.3 相变蓄冷系统的性能优化相变蓄冷材料的低热导率意味着相变蓄冷系统蓄冷和放冷时间长,增加制冷系统功耗,提高运行成本,因此需要对材料和换热器的热性能进行优化。相变蓄冷系统传热主要有两种强化方向∶添加高导热填料和增大换热器表面积,实际应用中常将这两种方法结合起来,共同优化相变蓄冷系统性能。添加高导热填料的方法是通过添加具有高热导率、大比表面积的纳米颗粒或多孔基材来提升整体热导率,提升系统释冷、蓄冷速率,提高整体融冰率。Lou等研究了泡沫金属对蓄冰球的传热强化,分析金属泡沫和金属泡沫复合翅片下温度场、冰锋演化、凝固分数、总凝固时间和蓄冷能力的变化,最后对泡沫金属蓄冰球的无量纲参数进行分析,为泡沫金属在蓄冷系统中的应用提供参考。Rajan等将活性生物炭纳米粉末分散在水中,将材料热导率从0.62 W/(mK)提升至1.05 W/(mK)。连续运行337 h,相比不含相变材料的冷库,含相变材料的冷库消耗电量从304.58 kWh降至278.03 kWh,相变材料降低了冷库9%的能耗。Refat等为提高水的热导率,将水封装在高热导率石墨球中并用于堆积床系统,石墨的加入使水的热导率从0.6 W/(mK)提升至7.2 W/(mK),系统完全蓄冷时间减少了53.7%。增大换热器表面积,进而增大系统传热面积来提升热导率。常见方法是在换热器内引入翅片和增加槽口,管翅式换热器由此而来,翅片和槽口越多,热导率提升幅度越大。Shao等研究了相变乳液PCE-10在管翅式换热器中的热性能,其相变温度在4~11℃间,热导率为0.4 W/(mK),翅片的存在强化了传热,使整体传热速率提升了1.1~1.3倍。Vahid等研究了管壳几何形状和传热管向下偏心对管壳式换热器中石蜡熔化行为的综合影响,得出增加偏心系数可以延长以对流为主的熔化时间,缩短以传导为主的熔化时间结论,为容器设计提供思路。Merve等为改善板式换热器的性能,在板表面上增设鱼鳃槽,传热速率提高了17.5%,鱼鳃槽起到增大传热面积作用。结合高导热填料及增大换热器表面积可进一步提高蓄冷系统传热性能,已广泛用于蓄冷系统中。黄江常使用膨胀石墨与水复合制备出相变焓值280.6 kJ/kg、相变温度0℃、过冷度为2.6℃和热导率为4.72W/(mK)的水/改性膨胀石墨复合相变材料。Feng等将这种水/膨胀石墨复合相变材料与管翅式换热器通过如图21所示方式耦合,将复合相变材料填充入换热器翅片间。图 21 水/改性膨胀石墨复合相变材料填充管翅式换热器相比纯水蓄冷器,该蓄冷器的蓄冷功率提升了15.9%,而且完成蓄冷时间仅为纯水蓄冷器的69.7%,成功搭建了一个具有较高蓄冷功率和较快蓄冷速率的蓄冷装置。Nóbrega等在水中加入纳米氧化铝颗粒,当纳米氧化铝质量分数为5 wt%时,相变焓为275.9 kJ/kg,结冰前热导率为0.67 W/(mK),结冰后热导率为2.65 W/(mK)。再将其和图22所示四翅片管耦合,氧化铝和翅片管的加入分别使水完全凝固时间减少了25%和9.1%,成功缩短了系统蓄冷时间。图 22 相变材料与四翅片管耦合模型Ahmed等采用十四烷为相变材料,膨胀石墨作为高导热封装基材,制得相变温度为4.5℃、相变焓为168 kJ/kg、热导率为10 W/(mK)的复合相变材料。并如图23所示在空调系统中设计双流体回路,通过结构上的优化空调组成,空调压缩机在高峰时期的功耗从2.18 kW降至1.82 kW,降低约16%。图 23 使用膨胀石墨/十四烷复合相变材料的蓄热式集成空调加入纳米颗粒和多孔材料虽能提升系统热导率,但会对相变材料的相变潜热、相变温度和循环稳定性等性质有影响。增大蓄冷器传热面积,会因内部结构的复杂化提高成本和压降,对生产和应用提出更高要求。目前相变蓄冷材料和蓄冷器的量产工艺尚不成熟,大规模应用难度高,后续应继续开发新型蓄冷材料和蓄冷容器,寻找相变材料与蓄冷器之间更多种耦合方式,提出与工况相匹配的释冷、蓄冷控制策略,降低运行成本,实现相变蓄冷技术的大规模应用。而且要探究材料与容器间相容性,部分材料有金属腐蚀性,会减少系统使用寿命和增加维护成本,如何对装置进行防腐蚀处理也是未来的研究重点。04总结与展望本文回顾了面向低温相变蓄能领域的相变材料和相变蓄冷系统,并介绍了目前相变蓄冷系统的主要应用场景,最后针对相变蓄冷系统的关键性能介绍了调控方法和方向。尽管相变蓄冷材料和系统的研究已经取得了较大进展,但由于相变材料自身缺陷和使用条件限制,目前应用范围较窄,离大规模商业化还有一定距离。根据国内外现有研究,本综述认为可以从以下三个方面继续发展∶(1)进一步研究相变材料的性能调控方法和规律,单一相变材料通常存在如热导率低、过冷度高、循环稳定性差和腐蚀性强等缺陷,这可以通过制备复合相变材料和加入添加剂来调控相变材料性能。后续需要建立和完善相变材料的物性数据库,提供一种有利于解决多数问题的方案,同时开发兼具低成本和低制造难度的工业化路线,为相变材料大规模商业化提供技术支撑。(2)开发和研究新型相变蓄冷系统,使用数值模拟指导设备开发,设计结构简单和制造难度低的蓄冷系统,特别是对于冷链运输、纺织品和数据中心冷却等领域,要求有限的体积和重量,需要提高相变蓄冷系统的集成程度。应结合实验来验证模拟设备的实际使用性能,最后对相变蓄冷系统进行经济评估和环境评估,开发低能耗、低碳排放的相变蓄冷系统。(3)拓宽相变蓄冷系统在各领域中的应用,目前已在数据中心应急冷却和医疗保健等新领域有了较深的技术积累。后续还要完善在冷链运输、纺织品和建筑节能等领域的应用,寻找高蓄冷需求的行业,实现在各行各业的大规模商业化。总之,相变蓄冷技术作为储能技术中的技术分支,具有高安全性、性能稳定、充放寿命长、成本低、结构系统简单等优点,是未来实现分布式储能和清洁能源利用的重要方向。
  • 材料科研∣ XPS助力锂离子电池研究,中科院化学所郭玉国团队连发Angew、AEM两篇顶刊!
    随着锂离子电池(LIBs)需求的迅速增长,废旧LIBs的数量随着规模的增加而增加,使用后的锂离子电池有价值的金属元素回收成为重要课题,但由于其中化合物的复杂性,导致回收多种具有相似物理化学特性的过渡金属具有很大的挑战。 3月19日和3月20日,中科院化学所郭玉国教授团队分别在Angew和AEM接连发表两篇文章,分别就三元正极材料和磷酸铁锂(LFP)材料的回收和再利用进行了充分的讨论和研究。第一次在LIBs回收过程中使用低共熔溶剂(DES)来实现镍、钴、锰的选择性分离,并验证了具体的回收机理。同时提出了一种绿色回收方法,通过具有功能化预锂化隔膜(FPS)的原位电化学过程直接再生老化的LFP电极。 中科院化学所郭玉国教授和孟庆海助理研究员等人基于过渡金属化合物在低共熔溶剂(DESs)中的不同行为,通过使用精心设计的基于配位环境调节的串联浸出和分离体系,从不同成分的废旧LiNixCoyMn1-x-yO2(NCM)正极中选择性和高效的回收了镍、钴、锰。 基于文章的方法中不同的固液比(HBD组分每质量的溶质质量、RS/L=mspent cathode:mHBD)和不同的温度,在RS/L=20的120℃的优化条件下,NCM811中的镍、钴和锰回收产物的纯度分别为99.1%、95.5%和94.5%。同时,对整个过程中的浸出动力学和工作过程机理进行了深入的分析,通过巧妙地引入DMSO和水作为稀释剂,揭示了配位化学的复杂过程。此外,进一步证实了不同的过渡金属与设计良好的配体的结合是实现优异选择性的关键,微调金属离子的协调环境在电池回收行业的可持续发展中具有广阔的前景。相关论文以“Selective Extraction of Transition Metals from Spent LiNixCoyMn1-x-yO2 Cathode via Regulation of Coordination Environment”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.。 图1 基于用氯化胆碱(ChCl):草酸二水合物(OxA)DES回收镍 中科院化学所万立骏院士,郭玉国教授和孟庆海助理研究员等人,首先通过综合分析验证了老化LFP(D-LFP)电极电化学再生的可行性。在此基础上,提出了一种基于新的功能化预锂化隔膜(FPS)的原位再生策略,以实现D-LFP电极在新电池中的直接再利用。成功制备了分解电位降低的Li2C2O4/CMK-3复合材料,并将该复合材料作为制备FPS的牺牲剂。使用FPS取代了商业化隔膜,废旧的LFP电极用新鲜的石墨负极重新组装成一个新的电池,经过一个循环的活化后,实现再生电池在循环292次后的容量保留率高达90.7%,而未使用FPS的全电池仅为18.7%,表现出相当大的容量恢复和良好的长循环稳定性, 其具体的机理为:Li2C2O4在FPS上的不可逆电化学分解提供了额外的Li+来弥补初始循环中缺乏锂的LFP。从这个意义上说,废旧LFP电极可以通过原位电化学缓解过程直接再生。与目前的废旧LIBs回收方法,特别是低成本的LFP正极回收方法相比,本文基于FPS的策略将废旧LFP电极的再生与新电池的组装相结合,节省了将活性材料分离和再制造正极电极的步骤。这种新颖、简单、成本效益高的策略为直接再生废旧的LFP电池开辟了一条新的途径,并拓宽了整个LIBs回收的视野。相关论文以“In Situ Electrochemical Regeneration of Degraded LiFePO4 Electrode with Functionalized Prelithiation Separator”为题发表在Adv. Energy Mater.。图2 D-LFP电极的形貌、组成和结构图3 再生电池性能测试 刻研究采用了岛津的XPS进行相关元素的化学态分析。 AXIS SUPRA+岛津全自动、多技术成像型X射线光电子能谱仪 ★ 高自动化技术★ 高能量分辨、高灵敏度、高空间分辨★ 智能化软件系统★ 丰富的附件和联用技术 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 食品中元素形态分析解决方案
    元素的不同存在形态下具有不同的物理化学性质和生物活性,决定了其在环境中表现出不同的毒性和生物效应,如:无机砷化合物的毒性比较大,有机砷化合物的毒性较小或者基本没有毒性。痕(微)量元素的化学形态信息在环境科学、生物医学、中医医学、食品科学、营养学、微量元素医学以及商品中有毒元素限量新标准等研究领域中起着非常重要的作用。 国家新近实施了两个国标GB 5009.11-2014(食品中总砷及无机砷的测定)和GB 5009.17-2014(食品中总汞及有机汞的测定)分别规定了食品中无机砷和有机汞的检测方法。针对两个标准,安谱推出食品中形态分析解决方案,分别采用安谱的阴离子交换色谱柱和C18色谱柱检测食品中的无机砷和有机汞,各组分峰型完美、分离度良好、稳定性高,完全符合国标的检测要求。一、砷形态分析(对应标准GB 5009.11-2014) 样品前处理:可参考国标GB 5009.11-2014 分析方法:(1) LC-AFS法: 仪器:液相色谱-原子荧光联用仪(SA-20,吉天仪器) 色谱柱:CNWSep AX 阴离子交换色谱柱,250mm x 4.0mm,10μ m(LAEQ-4025G7) 保护柱:CNWSep AX 保护柱,5.0×4.0mm,10μ m LBEQ-4005G7K) 流动相:15mmol/L磷酸二氢铵; 流速:1mL/min; 柱温:30℃; 进样量:100ul(100ppb) 谱图: 实验数据:峰号组分名保留时间(min)峰高(mV)面积(mV*s)含量(%)分离度1As(III)2.6321067.742593038.592DMA3.971356.2217407.119.71.00593MMA5.339552.2253954.823.010.92564As(V)12.604286.1206314.718.694.0549(2) LC-ICP-MS法 色谱柱:CNWSep AX 阴离子交换色谱柱,250mm x 4.0mm,10μ m(LAEQ-4025G7) 保护柱:CNWSep AX 保护柱,5.0×4.0mm,10μ m(LBEQ-4005G7K) 流动相:(含10mmol/L无水乙酸钠、3mmol/L硝酸钾、10mmol/L磷酸二氢钠、0.2mmol/L乙二胺四乙酸二钠的缓冲溶液,氨水调节 pH=10):无水乙醇 99:1 流速:1ml/min 柱温:30℃ 进样量:50 ul 实验数据:序号组分名样品测定值 (青口贝)加标值)加标测得值回收率1As(III)12.110ppb21.698%2DMAND9.797%3MMAND9.595%4As(V)ND10.1101%二、汞形态分析(对应标准GB 5009.17-2014) 样品前处理:可参考国标GB 5009.17-2014 分析条件: 仪器:液相色谱-原子荧光联用仪(SA-20,吉天仪器) 分析柱:C18分析柱 250mm x 4.6mm,5μ m(LAEQ-462571) 保护柱:C18保护柱4×20mm,5μ m(LBEQ-400271K) 流动相:5%甲醇+0.06mol/L乙酸铵+0.1%L-半胱氨酸 流速:1ml/min 进样量:100ul 谱图: 实验数据:序号组分名样品测定值 (鱼)加标值)加标测得值回收率1Hg2+0.16ppb5.285%2MeHg311102.6%3EtHgND5.378.8% ND:未检出 相关耗材:货号名称规格价格(元)LAEQ-4025G7CNWSep AX 阴离子交换色谱柱250mm x 4.0mm,10um,100A6990LBEQ-4005G7KCNWSep AX 保护柱套装1个柱套+2个柱芯,5.0×4.0mm,10μm1990LAEQ-462571Athena C18液相色谱柱250mm x 4.6mm,5um2247LBEQ-400271KAthena C18保护柱套装1个柱套+1个柱芯,4×20mm,5μm1100 SGEQ-C40055微波消解内罐适配CEM Mars6 Xpress,55mL微波消解罐,TFM罐体,PFA盖子,TFM垫片3000SGEQ-C24110微波消解内罐适配CEM Mars6 Xpress,110mL微波消解罐,TFM罐体,PFA盖子,TFM垫片4000SGEQ-C12100-V微波消解内罐适配CEM Mars5 OMNI Mars5 EasyPrep Mars6 EasyPrep,100mL微波消解罐,TFM罐体3000CFGG-060033-26-01砷(As5+)ICP-MS标准溶液1000mg/L溶于H2O,100mL750CFGG-060033-34-01砷(As5+)ICP-MS标准溶液100mg/L溶于H2O,100mL675CFGG-060033-08-01 砷(As3+)ICP-MS标准溶液1000mg/L溶于2% HCl,100mL650CFGG-060033-31-01 砷(As3+)ICP-MS标准溶液1000mg/L溶于2% NaOH,100mL700CFGG-060080-02-01 汞(Hg)ICP-MS标准溶液1000mg/L±0.3%溶于2% HNO3,100mL450CDGG-030355-02 氯化甲基汞标准品 1000 mg/L于丙酮, 1 ml666CDGG-130413-01-1ml 氯化甲基汞和氯化乙基汞混标1000 mg/l于甲苯,1ml1050CFEQ-4-430525-0100L-半胱氨酸≥98.0%,100g850CFEQ-4-120022-0100 (易制爆)硼氢化钾,98%,还原剂,for AAS100g640SBEQ-CA0854CNWBOND HC-C18 SPE 小柱500mg, 6mL/30 个/盒520CFEQ-4-120123-0250 优级纯磷酸二氢铵, ≥98.0%250g400CFEQ-4-110040-2501优级纯硝酸,≥65% ,金属元素杂质ppm级别2.5L380CAEQ-4-013456-0250 HPLC级氨水,氢氧化铵,≥25%(NH3)250ml380CFEQ-4-198528-0500优级纯无水乙酸钠,≥99.0%500g420CAEQ-4-012929-0100 HPLC级磷酸二氢钠二水化合物,≥99.0%100g335CFEQ-4-120095-0100 优级纯乙二胺四乙酸二钠盐二水合物,EDTA二钠盐(ACS),99.0-101.0%100g210CAEQ-4-011518-4000 HPLC级正己烷, 95%4L490CAEQ-4-016362-4000 HPLC级乙醇,ethanol absolut4L525特别推荐: 吉天仪器-SA系列液相色谱-原子荧光联用仪(原子荧光形态分析仪)仪器特点: 独创的紫外消解技术,无需氧化剂 多功能的数据工作站,简单易学 先进的气液分离技术(专利),高效的除水率 可配置自动进样器可检测元素形态元素定性定量检测定性半定量检测定性检测砷砷酸盐[As(V)]、亚砷酸盐[As(III)]、一甲基砷酸[MMA(V)]、二甲基砷酸[DMA(V)]、砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、饲料中的有机砷制剂(阿散酸p-ASA和洛克沙胂Roxarsone)一甲基亚砷酸[MMA(III)]、二甲基亚砷酸[DMA(III)]、二甲基砷酸的硫代物砷糖(AsS)汞无机汞(Hg2+)、甲基汞(MetHg)、乙基汞(EtHg)、苯机汞(PhHg)硒亚硒酸盐[Se(IV)]、硒酸盐[Se(VI)]、硒代胱氨酸(SeCys)、硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeCys)和硒代蛋氨酸(SeMet)锑锑酸盐[Sb(V)],三价锑[Sb(III)]应用领域 食品卫生检验、环境样品检测、水样品检测、农产品检测、地质冶金检测、临床医学样品检测、药品检测、化妆品检测、土壤饲料肥料检测、纺织纤维样品检测、教育及科研。
  • 【瑞士步琦】喷雾干燥制备鼠李糖乳杆菌微胶囊研究
    喷雾干燥技术微囊化鼠李糖乳杆菌ATCC 7469益生菌是一种活的微生物,当摄入足够的量时会对健康有益,只有在生存能力(107-1010 CUF m/L)得到保护的情况下才能发挥其作用。益生菌通常是乳杆菌和双岐杆菌,它们常与胃肠道有关;它们通常以冻干培养物的形式供应,或者被雾化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市场上需求量很大,酸奶和发酵乳制品通常被用作这类生物活性微生物的载体;然而,人们对在其他类型的非乳制品基质中掺入益生菌菌株越来越感兴趣,尤其是对于患有乳糖不耐受症、对酪蛋白过敏或与乳制品有关的其它问题的消费者。一些研究报告了微胶囊益生菌的应用。例如,将益生菌菌株掺入奶酪、巧克力涂层和巧克力中,以及掺入果汁、蛋黄酱、黄油、肉类和烘焙产品等非乳制品中。益生菌菌株对胃肠道健康很重要,因为它们可以预防肠道炎症,为上皮细胞提供保护,并调节抗体。它们可以产生细胞因子或趋化因子,改善乳糖不耐受,增加对结直肠癌的保护,抑制幽门螺杆菌活性,并用于治疗食物过敏和预防急性腹泻。然而,这些微生物有不幸的缺陷,特别是在菌株存活方面。喷雾干燥是微胶囊化最广泛使用的方法之一,因为其成本低,在最佳干燥条件下具有高存活率,并且在配方中加入了保护剂。近年来,乳清蛋白作为益生菌保护剂的使用获得了越来越多的兴趣,因为这些蛋白是提高益生菌活性的天然载体,并且由于结构和理化特征,可以作为胃肠道中的递送系统。蛋白质可以在干燥过程中增加益生菌的存活率,因为它们能够形成降低热应力的保护膜。糖的添加也会影响干燥的益生菌制剂的存活。研究人员肯定了糖(如肌醇、山梨醇、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖)对脱水细菌细胞的保护作用。研究发现,海藻糖等糖是一种能够通过氢键与蛋白质分子相互作用的二糖;它可以在脱水和再水化过程中替代蛋白质周围的水分子,形成一种玻璃状基质,稳定生物大分子。科学家研究了使用奶酪乳清与淀粉、阿拉伯胶、麦芽糖糊精和乳清蛋白浓缩物联合干燥鼠李糖乳杆菌 64 的载体剂选择。另一方面,干燥温度是影响存活率的因素。例如,喷雾干燥的植物乳杆菌 WCFS1 再低干燥温度下表现出较高的存活率。在此背景下,本研究以 WPC、麦芽糊精和海藻糖为原料,采用喷雾干燥的方法对鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 进行微囊化,并评估微囊化对细胞活力和干粉性能的影响。以喷雾干燥条件(包括进口温度、空气流量和进料泵)为自变量,益生菌存活率、水分含量、水分活性和有效产量为因变量。采用响应面法对喷雾干燥包裹的鼠李糖乳杆菌的存活率进行了优化,并对粉末的稳定性进行了评估。1样品制备按最佳稳定性配方乳清浓缩蛋白:麦芽糊精:海藻糖(75:10:15)的比例采用超滤的方法制备乳制品悬浮液。将冻干的鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮于 2ml 培养基中,在 MRS 肉汤(蛋白胨:10.0g,牛肉浸粉:10.0g,酵母浸粉:5.0g,葡萄糖:20.0g,吐温80:1.0g,磷酸氢二钾:2.0g,醋酸钠:5.0g,柠檬酸铵:2.0g,硫酸镁:0.1g,硫酸锰:0.05g,pH6.2±0.2,25℃)中重新激活制备细菌悬浮液。2实验过程在磁力搅拌下将鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮液添加到每个乳悬浮液中,在微囊化过程期间使所述分散液保持在恒定的搅拌状态。喷雾干燥仪选用瑞士步琦 B-290,通过改变进口温度(120℃-180℃)、干燥空气流量(70%-90%,即:28-35m3/h)和进料量(10%-55%,即 3-17mL/min)来进行工艺摸索。▲S-300工艺探索采用响应面法和二次复合中心设计对益生菌微囊化进行了优化,其自变量有进口温度、空气流速和进料流量。在最优理论条件下进行了三次实验验证。图1 考察了菌株存活率的响应面变化。由图可知存活率与出口温度呈反比,低温时存活率在 69%、高温时存活率在 23%。其他科学家在使用含益生元的脱脂乳制备鼠李糖乳杆菌 GG(ATCC 53,103),70℃ 时的存活率为 76%。也跟我们的研究结果相吻合。图2 考察了水分含量的响应面变化。从图可得到进口温度与水分含量之间呈反比关系,当进口温度与进料量较高时,粉末的水分含量较低,结合存活率考虑,水分含量在 3.0%-5.8% 之间,与其他报道的数值相接近。图3 考察了水活度的响应面变化。在较高的进口温度下,进料量和气体流量得到了较低的水活度值,因素与结果之间呈反比关系。其他使用麦芽糊精、乳清蛋白浓缩物和葡萄糖的相关研究中,水活度的值与本研究中活性最高的粉末报告结果一致。3实验结果确定益生菌的包封中壁材的最佳比例对于提高微生物对抗整个胃肠道条件的稳定性很重要。在干燥过程中指定最佳条件以最大限度地提高作为壁材的蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物的保护能力并因此提高鼠李糖的存活值也是重要的。因此,使用响应面方法确定干燥过程的最佳条件。表2显示了鼠李糖乳杆菌微囊化的最佳操作参数,结果表明,理论模型可以很好地近似实验值(差异<10%)。得到的最佳喷雾干燥条件是进口温度、空气流量和进料泵流量分别为169℃、33m3/h和16ml/min,存活率为70%,吸气率为84%,出口温度为52℃,总体满意度为0.96。物理性质评价如图4所示,得到的粉末水活性动力学显示了较高的吸水能力,这可能是海藻糖作为低分子量碳水化合物,表现出的分子运动和扩散效应,与用于包封基质的典型吸水行为一致。吸湿性随着储存时间的延长有增加的趋势,直到达到某种程度的平衡。因此加入了 WPC 来降低吸湿性,因为它的表面活性和形成具有较高 Tg 膜的能力。粒径和形态结果如图5显示。(a)在最佳工艺参数上制备的粉体,其微胶囊紧凑,类球形形状,具有不同的大小和不规则的表面与压痕,外表面显示无裂缝或破坏的墙壁,这是确保更高的保护和更低的气体渗透性的基础。4结论结果表明,蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物是包裹鼠李糖乳杆菌的良好壁材,在干燥过程中表现出重要的热保护作用,并提高了其存活率;通过响应面方法优化的喷雾干燥工艺条件生产的微胶囊具有可接受的理化性质——水分、水活性、吸湿性和粒径等,为益生菌的微囊化提供了思路。5文献来源Microencapsulation of Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 by spray drying using maltodextrin, whey protein concentrate and trehalose.
  • 【干货】卡尔费休水分仪经常会出现的问题分析
    卡尔费休法是世界公认的测定物质水分含量的经典方法,可快速、准确的测定液体、固体、气体中的水分含量,广泛应用在石油、化工、电力、食品等行业。那么,卡尔费休水分仪常见的问题有哪些呢?又该如何解决呢?1.阳极电解液的颜色不是亮黄色,而是介于棕色和暗黄色之间?颜色太深,电极对电解液的响应能力降低。用纸巾清洗两个铂针电极,去除表面吸附物 检测电极是否正确连接 测量电极可能失效。2.预滴定新鲜阳极液,漂得太高?滴定系统中有残留水份。可更换干燥管中的分子筛和硅胶,检查滴定表的电极接口和插头接口是否紧密,硅脂可适当涂在一些松动的接口上。3.备用滴定中高漂移的原因是什么?阴极池中的水通过膜渗透到阳极池中。可以更换阳极池电解液,向阴极电解槽中加入少量的单组分容量法KarlFischer试剂进行干燥,阳极液的液位保持高于阴极池中液面高度,彻底清洗滴定杯,去除上一次试验剩下的样品所造成的连续副反应,检查滴定系统的密封性。4.样品滴定漂移值高?试样与阳极电解液反应生成水。更换其他种类的阳极电解液或其他样品预处理方法 这种情况发生在组合式干燥箱中,说明样品中的水没有完全蒸发,或样品中的一些挥发物与calfisher试剂发生了副反应。可以调整高炉温度或延长蒸发时间,也可以改进样品预处理方法。5.滴定时间长,滴定不停?控制参数选择不当可采用相对漂移终止作为末端参数,增加相对漂移终止值,增加终点。如果阳极的电导率太低,则需要更换阳极。与干燥炉配合使用时,水分蒸发速度慢且不规律,最大可停机时间,提高了炉温,延长了蒸发时间。6.预滴定时间过长?潜在电解质系统太低(小于350毫伏),碘生成速度慢的极化电流可以增加到5UA。系统仍然挂水墙,水会逐渐释放,导致太长预滴定。7.试验结果的重现性不好?试样量太小,试样水分含量偏低。可以增加样品量,保证每个样品中1MG~2mg的绝对含水量。由于样品的水分分布不均匀,采样误差会反映在最终结果中。可以加强混合时间,增加样品量,或根据需要对样品进行粉碎、溶解等预处理。另外,样品前处理和添加方法不当对测定结果的重现性有显著影响,特别是对含水率较低的样品。8.滴定结果为何?滴定过早终止,相对漂移可以被适当地降低到继续在剩余的水的反应。不合理加载模式使用的还原方法,以避免使装填不良的错误,特别是,附着力强的样品加载。另一种情况下不溶解于试样溶液以形成乳液,可以在此时更换阳极电解液,电解质溶液或添加助溶剂来提高样品的溶解度。9.双铂针电极和电解电极的颜色变黑。如何解决这个问题?这表明电极表面还有其他物质污染,需要清洗,可以用铬酸洗液去除大部分油,有机的,无机的,然后用蒸馏水清洗,然后用乙醇洗几次,然后吹干空气或氮气。10.你需要多久校准一次滴定剂?什么是校准Kjeldahl滴定剂的最佳方法?典型地,依赖于所采取以便不与污染物相接触的滴定剂和滴定剂措施的稳定性通常导致降低的浓度。常见保护滴定碘溶液或存储在棕色瓶中等的强光敏性 需要从湿气侵入的保护卡的分子筛或硅胶滴定剂 有些是强碱如氢氧化钠需要防止他们的二氧化碳的吸入。可以认为,校准卡尔费休试剂的最佳校准器是纯水。然而,由于水在称重时不稳定,且其分子量不够大,因此不宜作为参考物质。另外,如何准确地称量足够的水,以确保试剂的适当消耗是另一个难题。作为纯水的替代品,可提供不同浓度(0.1 mg/g(ML)至10 mg/g(ML)的标准溶液。所以我们可以确定一个更合适的注入。另一种选择是已知的确切含水量的固体样品,最常见的是酒石酸钠二水合物。标准物质中含有两种晶体水,其含水量仅为15.66%。使用它的好处是,它是一种稳定的,水基细粉..在100%纯净水的情况下,含水量仅为15.66%,实验人员可以参考合理的样品量,以获得良好的效价。本参考品唯一的缺点是不易溶于甲醇,甲醇是最常用的杯状溶剂..通常,约0.15克的物质溶解在40毫升甲醇中。接下来,如果校准浓度值增加,则表明溶解不完全,需要改变新鲜溶剂。11.分离或不滴定细胞含有膜被用于?DL32和dl39库仑湿度计有两个不同的库仑滴定池,带或不带隔膜。在大多数应用中,我们建议使用不带隔膜的滴定池,因为它不需要维护。由于革命性的突破性设计,无隔膜梅特勒-托利多滴定池可直接测定油品的含水量,无需助溶剂。膜片滴定仪适用于酮中水的测定。它也适用于极高精度的测量。12.我如何判断更换Kessler滴定器干管中的分子筛的时间?解决这个问题的最实用的解决方案是在干燥的上部管道添加一些蓝为指示剂的硅胶。只要二氧化硅的表面已成为粉红色标志,尊重替换或再生的分子筛。当然,增加需要更换分子筛是背景的信号漂移值。
  • 【行业应用】赛默飞发布蓝藻发酵液中的糖的检测方案
    赛默飞近日发布蓝藻发酵液中糖的检测方案。蓝藻可以进行光合作用,与高等植物叶绿素具有一定程度上的同源性,加上其研究体系简单,长期以来一直是研究光合作用的模式生物。除此之外,蓝藻还可以进行固氮作用,将大气中的氮气经固氮作用转化为可以利用的氮源,用于提高土壤的肥力。如果可以通过代谢工程改造蓝细菌生产蔗糖并提供给大肠杆菌等微生物发酵生产生物燃料,必将加速整个生物燃料的产业化进程,具有显著的意义。赛默飞发布的蓝藻发酵液中糖的检测方案,采用 Thermo ScientificTMDionexTM ICS-4000 毛细管 HPICTM系统和质谱联用法测定发酵液中的一些成分,分离测定7种糖,如蔗糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、葡萄糖甘油酯、甘露糖、果糖等。毛细管离子色谱常用色谱柱直径为0.4 mm,流速为10 μ L/min,其进样体积通常为0.4 μ L,与常规分析型离子色谱相比,其灵敏度是常规离子色谱的近百倍。毛细管离子色谱的流速是10 μ L/min,符合质谱对低流速的需求。本方法在柱后乙腈溶液中添加了少量乙酸钠,以提高糖在质谱中的重现性。此方法的建立有利于了解其基因改造效果,对于充分利用蓝藻意义重大。毛细管离子色谱质谱联用测定糖方法操作简便,重复性好,线性范围内相关性好,准确度高,进一步拓展了毛细管离子色谱的应用范围,具有较高的实用价值。应用文章下载链接:https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/Capillary-ion-chromatography-mass-spectrometry-method-determination-carbohydrate-blue-green-algae-fermentation-liquor.pdf---------------------------------------------------关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com 赛默飞世尔科技中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30多年,在中国的总部设于上海,并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉、昆明等地设立了分公 司,员工人数约3800名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等,提供实验室综合解决方案,为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求,现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了6个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应 用开发与培训等多项服务;位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品;我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成 立的中国技术培训团队,在全国有超过2000名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息,请登录网站:www.thermofisher.com请扫码关注:赛默飞世尔科技中国官方微信
  • ISCO泵-探索新能源概念
    01 概述全球经济严重依赖于能源,能源供应我们的食物生产、建造我们的家园并驱动我们的交通工具。没有能源,我们所熟悉的许多事物将会停止运转。随着中国和印度等国家经历快速经济增长,能源需求以及化石燃料的成本持续上升。为了满足这一增长的需求,开发替代能源来源变得越来越重要。研究与开发对于此过程至关重要,需要最高等级的设备来获得准确可靠的结果。Teledyne ISCO 注塞泵是开发替代燃料的绝佳工具,从实验室规模到试验工厂都能派上用场。能源来源或用于燃料和化学品的原材料可以分为两类:传统的和非传统的。传统能源来源是通过现有技术获得的,例如石油(原油)、煤炭和天然气,而非传统来源则需要更新和/或更复杂的技术,通常需要更大的投资。非传统能源过去在成本上不具备竞争力,但随着能源价格的上涨,现在可能成为一种可行的替代品。非传统能源来源包括:&bull 页岩油(美国)&bull 油砂/重油(委内瑞拉-加拿大)&bull 生物质(任何植物或动物材料)&bull 甲烷水合物替代性或非传统燃料可以从任何传统来源中提取,例如煤炭,而不是石油。然而,这一术语通常更多地用于指代来自可再生能源的可再生燃料,如生物质。可再生燃料包括:&bull 乙醇&bull 生物柴油&bull 非化石甲烷&bull 氢气02 石油(原油)自 1858 年在加拿大安大略省的石油泉首次钻探油井以来,石油的使用已大大扩展。如今,90% 的车辆使用的燃料都源自石油,全球的需求预计还将上升,这将给石油生产带来更大的压力。油井的生产寿命在达到某个高点后会开始下降。在这一点上,可以采用如增强型石油回收(EOR)等技术来维持石油生产水平。评估可能的技术需要复制油藏条件(如温度和压力)进行测试。这种称为岩心驱替的测试,能确定岩石对各种流体的渗透性,并需要使用高性能注射泵等精密设备。 我们每天使用的物品都来自常规和非常规石油。世界对原油的依赖远远超出汽油和其他燃料等更明显的需求。来自石油的其他产品包括许多药物和软膏、塑料、化妆品和洗涤剂。橡胶制品、防腐剂、密封剂和铺路材料也来自石油。世界的石油供应以及我们获取石油的能力,对这些以及其他许多日常产品的成本和可用性产生了深远的影响。03 油页岩油页岩含有干酪根,一种沉积岩中发现的复杂有机化合物混合物,从中可以提取液态烃。干酪根不是原油,但可以被加工成原油替代品,或称为合成原油(syncrude),然后进一步加工成常用的石油产品。这一过程本身需要能源投入,这影响了其与原油的成本竞争力。油页岩矿床遍布全球,但世界上已知储量的 64% 集中在美国。随着世界能源价格上涨,油页岩将受到更多关注。04 细砂油砂主要位于加拿大和委内瑞拉,由类似糖浆的石油(沥青)组成,其开采和加工难度远大于传统石油。因此,需要采用非常规技术进行提取,如露天开采和原位开采。最常见的原位过程涉及用蒸汽加热沥青,降低粘度,使其能以更传统的方式被泵送出来。提取后,必须将沥青升级为较轻的合成原油,以便通过标准管道运输并进一步精炼。由于技术上更具挑战性、能源密集度更高,因此成本也更高,使得油砂成为一种非常规石油来源。05 煤炭煤炭满足了全球 25% 的能源需求,尤其是电力生成方面。不幸的是,它也是最大的二氧化碳排放源。按照目前的消耗率,世界的煤炭储量可以持续超过预计的 150 年。世界上超过 50% 的煤炭储量位于美国、俄罗斯、中国和印度。拥有超过 25% 的可开采煤炭,美国拥有世界上最大的煤炭储备。除了作为主要的热能和发电能源外,煤炭还有许多其他潜在用途。例如,煤炭是替代原油产品如化学品、汽油和柴油燃料的一种可行原料。将煤炭转化为其他产品使用的最常见过程是煤制液体(CTL)和气化(合成气)。CTL 创造了一种合成原油,可以通过传统方式进一步加工。合成气,也称为水煤气,可以直接替代天然气,或通过费托合成过程进一步加工成其他燃料、化学品或塑料。尽管煤炭目前是二氧化碳排放的主要来源,但目前正在进行研究,通过从发电厂或转化过程中捕获二氧化碳,并将其封存在地质构造中来减少这些排放。由于在转化过程中二氧化碳始终被包含,因此移除相对容易,从而成本效率高。全球范围内,采用减排/封存技术的公司可以通过税收节省和/或减排积分来抵消其成本。然后,二氧化碳可以被封存或用作提高石油或天然气采收率的技术,这具有双重好处,即提高采收率和进一步减少二氧化碳排放。煤制液体煤制液体(CTL)可以是一种直接技术,使用溶剂在热量和压力下溶解粉状煤炭,从而创造出一种合成原油,这种原油可以进一步加工成燃料和化学品。合成原油具有使用现有炼油厂和分配系统的潜力优势。06 天然气天然气主要由 70-90% 的甲烷组成,用于发电厂、家庭供暖、运输和塑料制造。天然气通常位于油田中,提供了部分石油位移压力。非常规天然气典型情况下,非常规天然气包括那些不使用先进技术难以开采的沉积物。非常规天然气包括:&bull 深层气(深度在15,000英尺或以下的沉积物)&bull 致密气(被限制在不透水的地质构造中,如非多孔岩石)&bull 含气页岩&bull 煤层甲烷&bull 甲烷水合物煤层煤层通常包含被困的天然气,这些气体曾经通过焚烧处理,但现在有许多用途。甲烷水合物甲烷水合物由被困在冰冻水晶体中的甲烷(天然气)组成。它们存在于海底沉积物中,以及加拿大和俄罗斯的永久冻土区域。也被称为“燃烧的冰”,如果能够开发出恢复这种能源的方法,这个潜在的燃料来源可能为世界提供大量的能源。07 合成气气化是一种将含碳原料(如煤或生物质)转化为合成气的过程,合成气由一氧化碳和氢气组成。合成气,曾被称为“水煤气”,在 20 世纪 50 年代前的美国和 70 年代的英国常被用于烹饪和供暖。与天然气相似,合成气可以直接用作相对清洁的燃料,或通过费托催化转化过程进一步加工成液体形式。煤或生物质的气化是通过以下吸热“水煤气”反应实现的:C + H2O → H2 + CO合成气的形成也可能是天然气转化为氢气的中间步骤:CH4 + H2O → CO + 3H2除了 CO 和 H2,合成气还可能含有二氧化碳和氮气,因此必须进一步净化才能用于生产化学品和燃料。一氧化碳和 H2 可以加工成甲醇和其他化学品。液态气化的一个缺点是,净化和转化过程能源密集,因此涉及额外的成本,以转化为燃料。费托合成过程费托合成过程涉及一氧化碳的氢还原反应,通过催化化学反应将气化得到的合成气转化为各种液态烃:(2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH2O(其中n是正整数)这些液态烃随后可以进一步加工成合成油或燃料。生物质气化(BG)与费托合成(FT)过程的结合因其在生产可再生生物燃料方面的巨大潜力而备受关注。08 乙醇乙醇,或称谷物酒精,主要用作燃料或燃料添加剂。乙醇通过特定类型的酵母发酵生产,这些酵母将糖代谢为乙醇和二氧化碳,反应如下:C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2在巴西,大多数乙醇由甘蔗制成,而在美国,乙醇由玉米制成,玉米也是一种相对供应不足的食品。目前,正在研究从木质纤维素生产乙醇,木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成。这种类型的乙醇,称为纤维素乙醇,可以由非食品来源生产,如柳枝稷和木屑。09 甲醇甲醇可以是各种化学和燃料产品的原料。它也可以直接用作燃料或作为汽油添加剂,类似于乙醇。目前,大多数甲醇是由化石燃料(如煤和天然气)衍生的合成气生产的。它也可以很容易地扩展到非常规来源,如油砂、油页岩、煤层甲烷、致密气、甲烷水合物和生物质。通过以下反应,生物质替代方案将使甲醇成为一种可再生资源:生物质 → 合成气(CO,H2)→ CH3OH10 生物柴油生物柴油是一种通过将植物油或动物脂肪化学转化为脂肪酸甲酯(酯交换)制成的生物燃料,可以单独使用或与传统柴油混合使用。虽然生产生物柴油有几种方法,但最常见的是涉及甲醇和氢氧化钠的间歇过程:特别是在美国和加拿大,生物柴油最常见的标准是ASTM D6751。符合性测试通常需要气相色谱仪。11 甘油生物柴油的广泛使用导致了全球甘油过剩,甘油是植物油酯交换反应的一种副产品。甘油有许多常见用途,包括化妆品、药品、食品和饮料、溶剂、肥皂、润滑剂和纺织品。然而,正在进行研究以确定其他用途,如氢气和乙醇生产以及燃料添加剂。甘油的其他转化方法包括:氧化、氢化、氢解、醚化和缩合。12 热解/加氢作用在生物燃料行业,脂肪酸甲酯必须转化为碳氢化合物,以便更好地与现有炼油厂基础设施相兼容。热解是在没有氧气的情况下加热和分解有机材料的过程。快速热解,涉及非常快速的加热,是这个过程的更高效版本。碳氧键分解成更热力学稳定的二氧化碳,从而产生碳氢化合物。热解相比气化的一个优势是它需要较少的热量,因此能量消耗更少。一个缺点是高水分含量,必须在进一步处理前去除。加氢是指分子氢的催化反应,以去除氧键,从而产生碳氢化合物。这两个过程都产生了最终结果为更简单的化合物,然后可以进一步精炼成可再生的生物燃料,以及精细化学品和脂肪。引用1) U.S. Department of Energy. 2008.2) Oil Sands Discovery Centre. “The Oil Sands Story.” Feb.20083) Hagenbaugh, Barbara. June 2006 “High Cost of Oil CouldPut Many Jobs at Risk.” USA Today. June 2008.
  • XRDynamic 500 | 让止痛药的药剂更精确,更安全!
    固定剂量复方止痛药X 射线衍射法固定剂量复合剂 (FDC) 描述的是在单一剂型种包含一种以上活性药物成分(API)的药物。结合不同的 APIs 可以提高药物的效力或帮助抵消副作用。在质量控制和生产研发中,精确确认FDC中不同 APIs 的比例至关重要;XRD 被证明是这种测试的最理想工具。简介据世界卫生组织统计,头痛是最常见的神经系统疾病之一,估计有 50% 的成年人每年至少头痛一次。止痛药是专门为缓解头痛症状而配制的,通常作为非处方药和处方药提供。由于头痛可能是由不同的,并且有时是多种因素引起的,因此以不同方式影响身体的多种 APIs 的复合剂可以提高镇痛的效果。在此类固定剂量复合剂 (FDCs) 中,产品中不同镇痛药的比例至关重要。因此,物相组成的确定和确认是研发和质量控制过程中的重要步骤,这通常使用 X 射线衍射(XRD)进行表征。在本应用报告中,确定了市售的抗头痛药物的物相组成,即三种不同成分(乙酰水杨酸、对乙酰氨基酚和咖啡因)的FDC。研究了不同结晶和无定型辅料的存在,并通过 Rietveld 方法定量拟合最终确定了三种组分的比例。实验样品制备FDC 以片剂形式购买,并在玛瑙研钵中手工研磨成细粉。将粉末填充在直径为 1 mm 的毛细管中用于 XRD 测试。X 射线衍射测试衍射测试是在安东帕的自动化多用途粉末 X 射线衍射仪 XRDynamic 500 上进行的,衍射仪配有毛细管旋转台和 Primux 3000 密封管 Cu靶 X 射线源。入射光路使用椭球 Ni/C 多层膜反射镜聚焦 X 射线束的水平透射几何,毛细管在其中旋转时进行测试。结果定性分析本报告中检测的样品包含三种主要成分:乙酰水杨酸(ASA)、对乙酰氨基酚(扑热息痛)和咖啡因。FDC 的衍射图案显示出几个尖锐的布拉格峰,清楚地表明存在结晶相。与文献数据模拟的所有三种 APIs 的粉末图样直接比较表明,测试数据的大多数反射都与模拟非常吻合,无论是在峰值位置还是强度(图1)。 数个反射峰 (见于12.5°, 16.5°, 19.2°, 19.6°, 20°, 21.3° 和 23.8° 2θ) 无法与 API 相关,因此需要进一步分析。图 1:将 FDC 样品的测试衍射图与从所有三种已知 APIs 模拟的图谱进行比较。无法解释的反射标有 *。三个最强的无法解释的反射的放大视图显示为镶嵌。比较从文献数据模拟的 α-乳糖水合物的衍射图与 FDC 衍射图清楚地表明,乳糖的最强反射与迄今为止 API 未解释的峰位置一致(图 2)。图 2: 测试的 FDC 衍射图谱与 α-乳糖水合物的模拟图谱比较。对数坐标绘制 FDC 图谱清楚地揭示了广泛的特征,表明除了已经确定的晶相之外,还有其他非晶成分(图3)。图 3: 对数坐标绘制测试FDC衍射谱图和由所有结晶组分和背景拟合模拟的谱图。定量分析图4 显示了基于 Rietveld 精修的 FDC 的定量评估结果。图 4: 测试的FDC 衍射谱和定量拟合后的拟合谱图的比较。还绘制了拟合和测试谱图之间的差异以及拟合的背景。在拟合程序后,模拟数据的所有反射位置和强度都与测试数据吻合良好。通过安东帕的 XRDanalysis PRO 软件中的自动 Rietveld 拟合顺序进行拟合,使用具有 12 个系数的 Chebyshev 多项式来描述背景。选定的拟合 R 值在表 1 中给出。表1: FDC 样品定量拟合的选定的 R 值。表2:不考虑无定形组分,从定量拟合结果计算的相对和绝对质量。以所有结晶组分值为M(all)=600 mg 和用于APIs 的值为 M(all)=500 mg 进行计算。绝对质量是由从Rietveld 精修获得的相对质量和用作样品片剂的质量计算出。这种近似是有缺陷的,因为无定形成分的相对数量是未知的,因此尚不清楚药片的总质量中有多少是由四个结晶相组成的。为了给出更真实的近似值,在计算成分的相对重量时忽略了乳糖,将三种APIs 的总和看成100。由于结构中存在可见的非晶峰,因此也可以对非晶进行量化(图5)。为此,假定线性背景代表理想化的预期背景。背景上方的区域被分配为一个无定形的驼峰,在21.3° 2θ 处 FWHM 约为8°。图 5: FDC 测试的谱图和基于 Rietveld 精修的定量分析后模拟谱图的比较。还绘制了理想化的线性背景和非晶物相的贡献。计算出无定形相的相对质量为 19%,再次假定片剂为 600 mg,其绝对质量为 114 mg。表 3 中给出了结晶和无定形组分的相对和绝对质量。表3:对 M(all)=600 mg,所有结晶和无定形组分的定量拟合计算的相对和绝对质量根据制造商的说法,一粒 600 mg 的药片应含有 500 mg 的 API,这意味着计算出的 114 mg 的无定形比预期的要大。因此,API 物相的绝对质量都比预期的少约 10 mg。然而,由于绝对质量的这些差异仅转化为相对质量高达 3% 的偏差,因此它们完全在这种定量拟合的误差范围内。此外,与表 2 中的值相比,考虑到无定形相的定量分析提供了更合理的值,并且还允许在相对质量中包含乳糖-水合物。还应该提到的是,用于量化无定形成分的理想化背景只是一个近似值,选择不同的背景参数可以改变结果。在这种情况下,当量化无定形成分时,这会导致固有的不准确性。解决此问题的一种可能解决方案是测量仅包含结晶 APIs 而没有任何无定形材料的样品,并将这种图样的背景与 FDC 样品衍射谱图进行比较。结论实验清楚地表明,粉末 X 射线衍射是确定研发和质量控制药物材料中物相组成的强有力工具。即使在非常低的浓度下,也可以确定结晶辅料和无定形组分的存在和数量。由于物相确定和定量拟合可能很困难,特别是对于包含不同浓度的多相体系,因此必须使用具有高分辨和良好信噪比的衍射仪,XRDynamic 500 已被证明是完美用于此类应用的仪器。
  • 【阿拉丁】FITC标记多糖——荧光探针下的多糖世界
    FITC标记多糖——荧光探针下的多糖世界 荧光素异硫氰酸酯(Fluorescein Isothiocyanate, FITC)是一种绿色荧光染料,广泛应用于生物标记和成像技术。多糖作为重要的生物大分子,参与了众多生物过程和功能。将FITC标记在多糖上,使其在荧光显微镜或流式细胞仪等设备下进行可视化和定量分析,在生物医学研究中具有重要意义。本文将着重介绍几类常见的FITC标记多糖,并详细讨论其在实验技术和生物医学应用中的重要作用。 常见的FITC标记多糖 FITC标记透明质酸 透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)是一种天然存在于结缔组织、上皮组织和神经组织中的多糖。它在组织修复、细胞迁移、肿瘤生物学等方面具有重要作用。通过FITC标记透明质酸,可以实现对其在细胞和组织中的动态分布和代谢途径进行研究。 FITC标记葡聚糖 葡聚糖(Dextran)是一种由葡萄糖单元组成的多糖,常用于血浆扩容剂和药物载体。FITC标记葡聚糖主要用于研究其在生物体内的分布和清除过程,以及在药物输送系统中的作用。 FITC标记几丁质和壳聚糖 几丁质(Chitin)和壳聚糖(Chitosan)是由N-乙酰葡糖胺和葡糖胺组成的多糖,广泛存在于甲壳类动物的外骨骼中。FITC标记几丁质和壳聚糖用于研究其在生物降解、生物相容性以及作为药物递送载体中的应用。 FITC标记海藻酸钠 海藻酸钠(Sodium Alginate)是一种从褐藻中提取的阴离子多糖,常用于生物材料和药物递送系统。通过FITC标记海藻酸钠,可以研究其在生物材料中的作用和性能,如细胞包裹和释放机制。 实验技术 荧光显微镜成像 FITC标记多糖在荧光显微镜下具有优异的成像效果。通过共聚焦显微镜,可以获得多糖在细胞内外的三维分布图像,研究其在细胞迁移、组织修复和药物递送中的动态变化。1. 样品制备:将FITC标记的多糖加入细胞培养基中,与细胞共同孵育一段时间后,固定细胞并进行染色。2. 成像:使用共聚焦显微镜对样品进行成像,获取多糖在细胞中的分布图像。 流式细胞术分析 流式细胞术是用于定量分析FITC标记多糖在细胞表面结合和摄取情况的重要技术。通过检测细胞内外的荧光强度,可以研究多糖与细胞表面受体的相互作用及其在细胞内的代谢过程。1. 细胞处理:将FITC标记的多糖加入细胞悬液中,与细胞孵育适当时间后,用缓冲液洗涤去除未结合的多糖。2. 检测分析:使用流式细胞仪检测细胞的荧光强度,分析多糖在细胞中的结合和摄取情况。 生物材料表征 FITC标记多糖在生物材料中的应用广泛,通过荧光标记技术可以直观地观察多糖在材料中的分布和降解情况。1. 材料制备:将FITC标记的多糖掺入生物材料中,制备成所需形态(如水凝胶、薄膜)。2. 表征分析:使用荧光显微镜或荧光光谱仪检测材料中的荧光分布,研究多糖在材料中的分布和降解特性。 生物医学应用 细胞成像与跟踪 FITC标记透明质酸、葡聚糖等多糖在细胞成像中应用广泛。通过荧光显微镜,可以实时跟踪多糖在细胞内外的分布,研究其在细胞迁移、组织修复和肿瘤生物学中的作用。1. 细胞迁移:FITC标记透明质酸可以用于研究其在细胞迁移过程中的作用,揭示其在创伤愈合和癌细胞转移中的机制。2. 组织修复:通过标记透明质酸,可以研究其在组织修复中的分布和作用,优化治疗策略。 药物递送系统 FITC标记海藻酸钠、壳聚糖等多糖在药物递送系统中的应用,为提高药物的靶向性和疗效提供了新的思路。通过荧光追踪技术,可以监测药物在体内的分布和释放情况,优化药物递送系统。1. 药物释放监测:FITC标记海藻酸钠微球可以用于研究其作为抗癌药物载体的效果,追踪药物在肿瘤组织中的释放和分布。2. 靶向递送:FITC标记壳聚糖纳米粒子可以用于研究其在靶向递送中的性能,提高药物的治疗效果和减少副作用。 疾病诊断与治疗 FITC标记多糖在疾病诊断和治疗中具有重要应用。通过荧光标记技术,可以开发新的生物标志物用于疾病的早期诊断和疗效监测。1. 早期诊断:FITC标记透明质酸可以用于检测血清中透明质酸水平的变化,作为肝纤维化的早期诊断标志物。2. 疗效监测:通过标记多糖,可以实时监测治疗过程中生物分子的动态变化,评估治疗效果。 生物相容性与免疫研究 FITC标记几丁质和壳聚糖在生物相容性和免疫研究中应用广泛。通过荧光标记技术,可以直观地观察多糖与细胞或组织的相互作用,评估其生物安全性和免疫调节作用。1. 生物相容性:FITC标记壳聚糖可以用于研究其在生物医用植入材料中的生物相容性,优化其制备工艺和应用效果。2. 免疫调节:FITC标记细菌多糖可以用于研究其在免疫细胞中的摄取和处理机制,揭示其在感染和免疫调节中的作用。 技术挑战与解决方案 尽管FITC标记多糖在生物医学研究中具有广泛的应用前景,但在实际操作中仍存在一些技术挑战。1. 标记效率:多糖分子结构复杂,标记位点有限,可能导致标记效率较低。通过优化反应条件,如调整pH值、反应温度和时间,可以提高标记效率。2. 标记均一性:多糖分子大小和结构的异质性可能导致标记的不均一性。为克服这一问题,可以通过改进多糖的纯化和预处理方法,获得更加均一的多糖样品。3. 标记稳定性:FITC标记的多糖在储存和使用过程中,可能会发生荧光淬灭或脱落。为提高标记稳定性,可以优化标记反应条件,并在储存和使用过程中注意避光、防潮,低温保存。 未来发展方向 随着生物医学技术的发展,FITC标记多糖的应用前景将更加广阔。1. 多功能标记:通过结合多种荧光染料,可以实现多功能标记,研究多种生物分子的相互作用和调控机制。2. 智能药物递送:开发基于FITC标记多糖的智能药物递送系统,实现药物的可控释放和靶向治疗,提高治疗效果。3. 高通量筛选:通过高通量筛选技术,开发新型FITC标记多糖,应用于生物医学研究和临床诊断。 结论 FITC标记多糖在生物实验和生物医学研究中具有重要应用。通过荧光标记技术,可以实现多糖在细胞和体内的可视化和定量分析,促进了多糖在细胞迁移、组织修复、药物递送、疾病诊断和治疗等方面的研究。尽管在技术应用中仍面临一些挑战,但通过不断优化和改进,FITC标记多糖将在未来生物医学领域发挥更加重要的作用。 阿拉丁:https://www.aladdin-e.com
  • 华嘉公司将与晶云药物合作举办药物晶型研究与药物固态表征专题技术培训
    瑞士华嘉公司与晶云药物科技有限公司于3月24-25日在苏州联合举办的&ldquo 药物晶型研究与药物固态表征专题培训&rdquo 。 药物晶型研究和药物固态表征在制药业具有举足轻重的意义。一方面,不同晶型的同一药物,在稳定性,溶解度,和生物利用度等生物化学性质方面可能会有显著差异,从而影响药物的疗效。如果没有很好的评估选择最佳的药物晶型进行研发,可能会在临床后期产生晶型的变化,从而导致药物上市的延期而产生巨大的经济损失。由于药物晶型研究的重要性,美国药监局(FDA)对该领域的研发提出了明确要求,在IND和NDA中都要求对药物多晶型现象提供相应的研究数据。对于仿制药公司来说,如何研发出药物的新晶型从而能够打破原创药公司对晶型的专利保护,提早将仿制药推向市场,是近年来一个至关重要的问题,将直接影响到仿制药和原料药公司的市场和国际竞争力。另一方面,能否对药物进行正确的固态表征从而理解药物的固态性质(包括晶型稳定型,晶体表象,粒径分布,比表面积,无定形药物分散剂的稳定型,制剂溶出曲线,原料药和辅料的相容性,手性化合物的纯度等),将直接影响到原料药和制剂的研发和生产工艺,从而影响到药品的质量和销售价格。 药物晶型研究与药物的固态表征在欧美制药界已经是比较成熟并深受重视的领域,但在国内制药界尚属起步阶段。 晶云药物核心技术团队在药物晶型研究和药物固态表征领域拥有数十年的丰富经验,曾被邀请为许多全球和国内的制药公司提供该领域的专业技术咨询和培训。为了满足更多药物公司在该领域的技术需求,让更多的研发人员理解药物晶型研究和药物固态表征的原理和应用,并和同行沟通,更好的了解该领域的研发进展和发展趋势,晶云药物特决定在苏州举办此次为期2天的技术培训。培训的所有费用由晶云承担(除交通住宿外)。 培训课程:l 课程一 题目: 多晶型的控制和认知在原料药的工艺研发中的作用(3小时) 内容:  Ø 多晶型的控制和认知的重要性Ø 无水多晶型体i. 构建相图和解析相图ii. 如何寻找最佳晶型(稳定和亚稳态晶型)iii. 如何有效的确定多晶型混合物中各种晶型的含量或比例iv. 亚稳态晶型在制药业中的应用条件v. 多晶型体在原料药上应用 Ø 水合物和溶剂合物i. 识别和表征水合物及溶剂合物ii. 水合物和溶剂合物在原料药中的应用及如何保存iii. 针对水合物和溶剂合物的干燥工艺 Ø 药物多晶型的基本筛选流程Ø 药物多晶型的稳定性及其热动力学研究Ø 怎样生产并保持你所需要的晶型Ø 实例分析i. 混合晶型系统ii. 在药品保存中形成了新的水合物/溶剂合物 iii. 如何放大不稳定的晶型的生产工艺iv. 如何应对临床后期出现的晶型转化主讲人: 陈敏华博士 l 课程二 题目: 药物多晶型的知识产权和法规(1小时) 内容:Ø 何时和为何要保护多晶型的知识产权Ø 多晶型体的新药申批(NDA)需要什么信息及怎样填写新药申批 Ø 食品和药物管理局(以美国为例)对多晶型的要求及标准Ø 如何开发仿制药的多晶型主讲人:陈敏华博士 l 课程三 题目: 盐类药物的研究(45分钟) 内容:  Ø 什么是盐类药物Ø 为什么要开发盐类药物Ø 如何形成盐类药物主讲人: 张炎锋博士 l 课程四 题目: 药物共晶体(45分钟) 内容:Ø 什么是共晶体Ø 共晶体药物在制药中的基本应用Ø 共晶体的稳定性Ø 如何筛选药物共晶体及其放大工艺Ø 在制药产业中形成共晶体的现象及其产生的影响主讲人: 张炎锋博士 l 课程五 题目: 原料药的主要表征手段及对药物研发的重要性(2.5小时) 内容:  Ø 粉末衍射(XRPD)Ø 拉曼光谱Ø 动态气相吸附(DVS) Ø 比表面积分析 (SA) Ø 表观密度Ø pKa值的确定Ø 测量LogD/LogP Ø 差示扫描量热仪及调制差示扫描量热仪 (DSC and MDSC) Ø 热重量分析仪(TGA) Ø 单晶衍射仪(SCXRD) Ø 偏振光显微镜Ø 固态核磁共振(SSNMR) 主讲人: 陈敏华博士,张炎锋博士和张海禄博士 l 课程六 题目: 手性药物的结晶拆分(1小时) 内容:Ø 手性药物结晶拆分的原理及工艺研发的流程和策略Ø 手性药物结晶拆分在原料药生长中的重要性Ø 实例分析: 对于不同种类的对映异构体系统(Conglomerate, Racemic compound, Solid solution)和非对映异构体(Diastereomer)进行手性拆分的不同策略的成功应用 Ø 手性分子结晶拆分的发展近况主讲人: 陈敏华博士 培训安排:时间:2011年3月24日-25日 地点:苏州工业园区仁爱路158号中国人民大学国际学院(苏州研究院)敬斋 注册报到地点:中国人民大学国际学院(苏州研究院)敬斋学员人数:20-50人日程安排: 日 期 时 间 活动内容 3月24号上午 8:00-9:00 注册报到 (含早餐) 9:00-9:20 欢迎致词 9:20-11:00 课程一 11:00-11:15 茶点休息 11:15-12:30 继续课程一 12:30-13:30 午餐 3月24号下午 13:30-15:00 课程二+课程三 15:00-15:20 茶点休息 15:20-16:20 课程三+课程四 16:20-17:30 讨论 17:30---- 自由社交和招待宴会 3月25号上午 8:30-10:00 课程五 10:00-10:20 茶点休息 10:20-11:20 继续课程五 11:20-12:20 课程六 12:20-12:30 合影 12:30-13:30 午餐及自由活动 3月25号下午 13:30-17:30 参观晶云技术平台,了解各种仪器的实际操作和应用-理论结合实际 天气:苏州3月底天气凉爽,气候宜人,是一年中旅游的最佳时节,平均最低气温 12.2 ℃,平均最高气温 21.0 ℃。 华嘉客户报名方式(附回执):电话:4008210778 传真:021-33678466邮件:helen.jiang@dksh.com 回执单 姓名 性别 人数 单位名称 详细地址 邮政编码 电话 传真 E-mail 留言: 备注:请尽快E-mail 或传真(021-33678466)确认 联系人: 姜丹公司地址:上海市虹梅路1801号A区凯科国际大厦2208室 邮政编码:200233电话:4008210778 ;传真:021-33678466电子邮箱:helen.jiang@dksh.com
  • 【瑞士步琦】喷雾干燥技术制备利福平可吸入干粉制剂的研究
    喷雾干燥技术制备利福平可吸入干粉制剂结核是一种全球性健康问题,由结核分枝杆菌从感染者通过气溶胶形式传播到健康人肺部,随后发展为主要局限于肺部的坏死性肉芽肿性炎症,同时也影响人体的任何肺外部位。结核主要影响低收入国家,2018 年造成 1000 多万例新发感染和 150 多万人死亡。治疗药物敏感性结核病的推荐方法是口服多药治疗方案,包括异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇和链霉素作为抗结核分枝杆菌的一线药物。目前的治疗方法面临着挑战,因为治疗方案冗长,药物在位于肺部干酪化病变内的细菌靶点的浓度低,导致细菌杀灭效率低,治疗失败,并出现耐药菌株。通过吸入途径直接给药到肺部局部感染部位可以治疗局部和全身性疾病。抗结核药物肺部给药可以在肺部实现高浓度,从而有效治疗结核病,使用比口服剂量更低的总剂量,同时避免口服途径的全身副作用。利福平是一种非常有效的一线抗结核药物,目前通过口服途径给药,剂量为每日 10mg/kg 体重,推荐的最大剂量为每日 600mg。利福平由于其对结核分枝杆菌的高效杀菌活性,在结核病治疗中发挥着重要作用,多年来一直是抗结核病方案的核心。利福平在人类中的长期使用历史以及有充分记录的安全性和有效性使其成为一种很有前途的肺部给药候选药物,因此,吸入型利福平剂型以前曾被探索用于结核病治疗,涉及:自组装纳米颗粒、脂质体干粉、聚合纳米和微粒到利福平负载胶束等。所有这些制剂都采用喷雾干燥或冷冻干燥来获得可吸入的干粉。这些技术产生的粉末通常是无定型的或含有无定型部分。干粉制剂中的无定型颗粒可以实现难溶性药物的更高溶解度和生物利用度,并且还以其在深肺给药的快速吸收而闻名。在这项研究中,我们报道了使用喷雾干燥技术,改良的溶剂-抗溶剂沉淀结合超声结晶,以制备用于结核病治疗的高剂量利福平无定型和不同晶型干粉可吸入制剂;同时又比较了晶体剂型与非晶形利福平剂型的粉体性能、体外雾化性和雾化稳定性等性质差异。 1实验材料和方法材料:利福平(英国药典,BP 级)、磷酸二氢钠(试剂级)、正磷酸(HPLC 电化学级)、六水硝酸镁、硅油、3 号 HPMC 胶囊、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、制水系统(Millipore miller-q)本实验使用结晶技术和喷雾干燥技术制备了 3 个批次的 4 种不同的可吸入利福平干粉制剂,如表 2。并将获得的粉末制剂收集在螺旋盖玻璃小瓶中,在室温(22±3℃)下存储在干燥器中,然后进行药物含量、粒径、粒径分布、粉末密度和流动性、颗粒形态、颗粒溶解度、XRPD、DSC、TGA 等的粉体表征研究。结晶方法:将利福平添加到玻璃瓶中的结晶溶剂中,并使用磁力搅拌器搅拌 30min,以避免形成团块并使利福平均匀分散。然后将药物悬浮液转移至浴式超声波仪中 30min,温度保持在 25℃ 到 30℃ 之间,使利福平的固态转变来实现结晶。经肉眼观察证实,结晶发生在超声 30min 内。然后,将悬浮液在 25℃ 下以 200rpm 离心 5min 以从溶液(上清液)中分离颗粒(沉淀物)。分离上清液,将沉淀物重新悬浮于去离子水中,涡旋混合 30s,在 25℃ 下以 2000rpm 再次离心 5min。获得的上清液与沉淀物分离,将沉淀物进行干燥得到结晶粉末。喷雾干燥方法采用 BUCHI Mini Spray Dry B-290 以高性能气旋闭合模式连接到 B-295 惰性回路进行工艺研究,具体操作:干燥 90% 乙醇溶液,进口温度 90℃,吸气率为 90%(约35m3/h),进料速率 2.0ml/min,0.7mm 不锈钢喷嘴。出口温度在 67-70℃。▲ BUCHI Mini Spray Dryer B-290 & 295 2结果与讨论工艺回收率和粉体颜色分析:由表 2 可知四种不同工艺制备的粉剂制剂中,每种配方在 3-4g 的批量下,利福平粉末的百分比产率均超过 74.8%,所有配方的百分比产率的标准偏差均<5.0,表明批次间变化较小。RIF C2、RIF C3 的工艺成品率显著高于 RIF A,说明结晶法的活性原料损耗量低于喷雾干燥法, RIF C1 的工艺成品率高于 RIF A,但差异不显著。干燥的粉末有其特有的颜色,其中 RIF C1 和 RIF C2 在目测上似乎相似,如图 1 所示。干粉颗粒尺寸分布和药物含量分析:表3中列出了不同配方在工艺条件下获得的粒径和药物回收率。喷雾干燥法和结晶法制备的粉末粒径D50都小于5 μm。粉末制备后,立即通过HPLC法分析利福平的平均药物含量值,所有配方中平均药物含量值在99.5%至100.7%之间,完全满足药典规定要求。粉体粒子形态分析:如图2所示,与喷雾干燥的颗粒在形状上呈褶皱,类似于文献中报道的非晶形喷雾干燥利福平颗粒的形态。在喷雾干燥过程中,来自喷嘴尖端的液滴在其表面含有高浓度的溶质,这增加了局部粘度,并有助于形成一定厚度的壳层,溶剂通过该壳层快速蒸发,导致中空颗粒坍塌,最终形成褶皱颗粒。结晶法制备的颗粒 SEM 图像显示出与喷雾干燥颗粒不同的形貌。在结晶法制备的颗粒中,RIF C1 和 RIF C2 呈长方体形状,具有结晶性。通过对两种配方的 SEM 图像的进一步比较,RIF C2 颗粒被拉长,而 RIF C2 颗粒被拓宽。然而,两种制剂中的粒子均呈立方体形状。在另一种通过结晶制备的粉末制剂 RIF C3 的情况下,观察到颗粒呈片状,类似于 Son 和 McConville 在其研究中报道的利福平二水合物结晶颗粒。粉体密度和流动性:通过喷雾干燥和结晶后获得的粉末配方,堆密度和振实密度与供应商的利福平相比显著降低,见表 4。对于相同尺寸的颗粒,较高的流动性可能对应较好的气溶胶性能。因此,在制备粉末制剂中,具有最低振实密度的 RIF A 有望显示出最佳的雾化性能。粉体溶解性:溶解性是可吸入粉末的一个重要特性,可调节吸入后药物的溶出度,肺内停留时间和生物利用度,因此也被用于不同剂型的比较。因此,评估可吸入药物粉末的水溶性是很重要的。在制备的利福平制剂中,与无定型利福平制剂 RIF A 相比,RIF C1 和 RIF C2 在水中的溶解度较低,如表 5 所示。这符合理论概念,即与结晶形式相比,无定型形式以更高的自由能状态存在,因此是一种具有更高水分的亚稳定形式,溶解度比结晶形式更稳定。利福平干粉体外沉积或气溶胶雾化分析:通过喷雾干燥和结晶制备的利福平粉剂在 NGI 不同阶段的体外沉积模式研究如下图 Fig. 7A,计算得到的体外雾化参数如图 Fig. 7B 所示。与结晶粉末相比,无定型粉末在吸入器装置中的滞留较高,这导致结晶粉末与无定型配方相比具有显著较高的发射剂量。无定型与晶形粉末配方之间发射剂量的这些差异支持无定型粒子往往具有较低的发射剂量,这是由于这些粒子中较高的表面静电荷增加了粉末的聚集性和内聚性。然而,一旦颗粒从吸入器装置中释放出来,我们发现无定型颗粒在 NGI 阶段 1 中的滞留量较低,而结晶粉末在阶段 1 中的沉积量较高。所有制剂的细颗粒部分-直径≤5 μm差异无统计学意义。但 RIF A 的 MMAD 值显著低于 RIF C1、RIF C2 和 RIF C3,表明通过喷雾干燥制备的利福平无定型剂型的体外雾化能力总体优于结晶剂型。 3结论在这项研究中,来自新西兰奥塔哥大学的科学家们使用喷雾干燥和结晶技术制备了可吸入的利福平粉末制剂,以分别获得无定型和结晶剂型的利福平,用于大剂量输送到肺部。本研究制备的利福平粉剂有希望用于进一步的体外和体内研究,以研究它们的溶出性能;与肺细胞系的相互作用;以及吸入后的安全性和药代动力学。本研究中报告的用于生产利福平粉末的喷雾干燥技术和结晶方法是新颖和有前景的,为利福平口服制剂的开发提供一些思路。综上,使用瑞士步琦喷雾干燥技术,可以轻松获得 5μm 粒径以内的可吸入粉体,同时步琦具有高功率、强制冷、全回收、平台式的有机溶剂处理惰性循环装置系统,确保安全性,同时具有出口温度和样品温度双重监控设计,保护您的珍贵样品,如需喷雾干燥设备,请联系我们! 4文献来源A study on polymorphic forms of rifampicin for inhaled high dose delivery in tuberculosis treatment
  • 所见即所测!当拉曼光谱仪遇上混凝土水合过程!
    当拉曼光谱技术遇上混凝土的水合过程,会发生什么?麻省理工学院的这一研究成果,给你惊喜!拉曼光谱需要将高强度激光照射到材料上,并测量其被构成材料的分子散射时的强度和波长,来创建出一幅特殊的图像。由于不同的分子和分子键,都具有各自独特的散射“指纹”,因而这项技术也可用于制作有关创建材料内部分子结构和动态化学反应的图像。有关报告指出,混凝土中使用的水泥,占据了全球二氧化碳排放总量的8%左右,已经与大多数国家产生的排放量不相上下,降低碳排放是当今时代及未来的发展趋势。今年两会上,“碳达峰”、“碳中和”被首次写入政府工作报告。“碳达峰”是指我国承诺2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。“碳中和”是指通过各种节能减排的形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。随着对水泥化学性质的深入了解,科学家们就能够改进生产流程或配方成分,从而让混凝土产生更少的排放,或者添加其它能够主动吸收二氧化碳的成分。为达成这一目标,麻省理工学院使用了显微拉曼光谱技术,来仔细观察混凝土在水合期间发生的特定化学反应的动态过程。研究期间,MIT科学家们使用这套装置观察了一个放置在水下的普通混凝土样品,并努力模拟了真实世界的环境条件。该团队总结道:通常情况下,混凝土的水合过程,是从硅酸盐水合产物的无序相开始的,之后它会渗透到整个材料并产生结晶。此前,科学家们只能研究具有平均体积特征、或某个时间节点的混凝土水合快照。但在拉曼光谱仪新技术的加持下,他们几乎可以连续地观察所有变化,并提升了他们的时间和空间尺度上的图像分辨率。如上图所示,水合作用期间,白色的硅酸三钙(alite)形成了蓝色的水合硅酸钙(CSH)与红色的硅酸盐(portlandite)。剩余绿色部分为二钙硅酸盐(belite),而黄色部分则是方解石(calcite)。
  • 霍尼韦尔发布经双重认证的实验室仪器校准标准样品
    新一代Hydranal™ 产品系列经过ISO Guide 34认证,有助于简化研究实验室的仪器校准工作  芝加哥,2017年3月13日讯 – 霍尼韦尔(NYSE代号:HON)近日宣布推出首套Hydranal™ 双重认证标准样品 (CRM) 系列,满足卡尔?费休 (KF) 滴定应用要求。  迄今为止,卡尔?费休滴定的商业化标准水样大都采用ISO/IEC 17025标准进行测试,有些甚至没有任何测试标准。霍尼韦尔研究化学品部新一代标准水样的生产和认证符合ISO Guide 34和ISO/IEC 17025双重标准。这种双重认证意味着我们的产品能够兼容最严格的法规要求,研究人员可放心使用。  虽然纯净水亦可用于校验实验室仪器,但最终检测结果的精度受到所使用的天平、滴管体积、卡尔?费休滴定剂以及用户专业经验等诸多因素的影响。为此,研究人员都倾向于使用标准样品对仪器进行校准,以便大批量处理样本。  “自35年前发布Hydranal产品线之后,我们位于德国塞尔策 (Seelze) 的实验室始终在卡尔?费休试剂和标准水样产品线方面贯彻最高的生产和质量控制标准。”霍尼韦尔研究化学品部全球市场经理瑟伦霍格(Soeren Hoegh)表示,“客户的研究结果直接受到所用认证标准样品的影响,因此我们始终致力于不断改进工艺,确保我们的产品能帮助客户实现最佳研究结果。提供经过双重认证的标准样品正是这一承诺的又一体现。”  随着来自监管机构压力的不断增加以及用户对于更高质量测量结果的需求日益增强,越来越多的实验室都采用经认证的产品,以便更好地通过标准样品展示其测量性能和测量结果的可追溯性。  现在,客户可通过霍尼韦尔研究化学品部新上线的电子商务网站订购Hydranal标准样品系列。该网站由我们联合实验室和研究中心管理者共同开发,可确保满足霍尼韦尔客户对化学品采购的各类需求。霍尼韦尔Hydranal系列产品包括:   HYDRANAL-CRM标准水样10.0(液态,10.0 mg/g = 1.0%水含量)   HYDRANAL-CRM标准水样1.0(液态,1.0 mg/g = 0.1%水含量)   HYDRANAL-CRM二水合酒石酸纳(固态,~15.66%水含量)  霍尼韦尔研究化学品部的Hydranal卓越中心已成功通过德国国家认证机构DAkkS审核,被认定为符合ISO Guide 34的认证标准样品 (CRM) 制造商,成为全球范围内执行最高产品质量标准的少数机构和企业之一。  霍尼韦尔在无机物、溶剂和其他重要化学品领域的创新历史可以追溯到200多年前,当时化学家约翰雷德尔(Johann Daniel Riedel)在德国开始生产制药产品。霍尼韦尔研究化学品部总部位于德国塞尔策,靠近汉诺威,其致力于为实验室研究和分析检测应用提供高纯度解决方案。更多关于霍尼韦尔研究化学品信息,请访问www.lab-honeywell.com。  关于霍尼韦尔  霍尼韦尔是一家《财富》100强之一的多元化、高科技的先进制造企业,在全球,其业务涉及航空产品和服务,楼宇、家庭和工业控制技术,涡轮增压器以及特性材料。霍尼韦尔在华的历史可以追溯到1935年。当时,霍尼韦尔在上海开设了第一个经销机构。目前,霍尼韦尔四大业务集团均已落户中国,旗下所辖的所有业务部门的亚太总部也都已迁至中国,并在中国的20多个城市设有多家分公司和合资企业。霍尼韦尔在中国的员工人数现约12,000名。欲了解更多公司信息,请访问霍尼韦尔中国网站, 或关注霍尼韦尔官方微博和官方微信。
  • 国产低场核磁不简单,“北京波谱年会”等你到来
    低场核磁共振技术具有快速无损测量的特点,在多孔介质孔隙结构表征与基础物性研究方面具有很大优势,应用于天然气水合物研究已有近20年历史,核磁测井也成为天然气水合物钻探测井的常用手段,是测定天然气水合物储层原位渗透率的有效方法。天然气水合物是一种国际公认的潜在替代能源,也是我国第173号矿种,在南海有着广泛的分布和可观的储量。在水合物的检测方法中,NMR以其快速、无损、绿色、在线、数据形式丰富等特点受到诸多青睐。2017年和2020年,我国先后在南海北部成功实施两轮天然气水合物试采,产气效率远超预期,但是要达到商业开采水平仍需要克服多重挑战。其中,含天然气水合物土的渗透率测定及其演化过程预测是面临的重多挑战之一,迄今为止也并未得到很好的解决。近日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所吴能友所长团队,通过测定不同天然气水合物含量条件下含天然气水合物土的横向弛豫率,揭示了不同孔隙赋存形式天然气水合物对横向弛豫率的影响规律,基于此对渗透率预测及孔隙结构表征提出了修正建议,为含天然气水合物土低场核磁共振技术定量分析提供了重要的科学依据,对解决含天然气水合物土的渗透率测定问题有重要的指导意义。文章《Nuclear Magnetic Resonance Transverse Surface Relaxivity in Quartzitic Sands Containing Gas Hydrate》发表在《Energy & Fuels》上,感兴趣的读者可自行查看。该研究采用的低场核磁共振系统由青岛海洋地质研究所与苏州纽迈分析仪器股份有限公司联合研发,型号为MesoMR23-060H,该中尺寸核磁共振成像分析仪,搭配低温高压系统,主要用于天然气水合物、冻土冻融等过程的研究。近两年来,液体、固体、低场以及成像核磁,连续波和脉冲顺磁共振波谱均取得明显进步。为了进一步促进波谱学的健康发展,加强学术交流与合作,了解波谱新技术和交叉学科的最新进展,由北京理化分析测试技术学会波谱专业委员会主办,中国科学院大学协办的“2021年度北京波谱年会”将于2021年5月14日-16日在北京世纪金源香山商旅酒店召开。本次会议以“不断进步的磁共振波谱”为主题,在液体、固体、低场和成像核磁共振波谱、连续波和脉冲电子顺磁共振波谱以及国产化仪器研发等方面进行经验交流报告。会议交流形式包括大会报告、分会报告和墙报等。会议特别邀请了活跃在我国的青年专家知名专家作波谱前沿技术与应用新进展报告,期间组织波谱厂家进行新产品技术报告及仪器展示。旨在提高波谱学开发和应用水平,推动波谱技术交流与推广。大会报告报告最新的磁共振方法和应用,技术报告以应用和技术支持为主,青年论坛以在读和刚刚毕业学生为主,墙报展示最新进展。会议将评选优秀青年报告和墙报,并给予适当物质和精神奖励。会期两天,诚邀波谱工作者和相关专业的学者积极参与!2021年度波谱年会日程安排.pdf
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