微生物聚輕基脂肪酸酯

微生物聚輕基脂肪酸酯
定價:768
NT $ 768
  • 作者:陳國強
  • 出版社:化學工業出版社
  • 出版日期:2014-09-01
  • 語言:簡體中文
  • ISBN10:7122204820
  • ISBN13:9787122204820
  • 裝訂:286頁 / 普通級 / 1-1
 

內容簡介

本書為《天然高分子基新材料》叢書之一,系統地敘述了聚輕基脂肪酸酯(PHA)的生產、提取、加工及結構與性能,並對聚輕基脂肪酸酯及其降解產物在醫學、藥學、塑料工業等領域的研究和應用進行了詳細的介紹。通過回顧聚輕基脂肪酸酯的發展史,匯總了聚輕基脂肪酸酯的微生物合成代謝途徑、發酵生產和提取、物理化學性質、在醫藥及其降解產物等多方面的研究內容,全面地介紹了聚輕基脂肪酸酯在生物降解材料、日用化工、醫藥、農業、生物能源、食品加工等諸多領域的實際應用,涉及分子生物學、微生物學、物理學、化學、材料學等領域從研究前沿到工業生產的諸多技術。

本書適合微生物學、生物材料、高分子化學、醫學、藥學、農學等專業的本科生、研究生、教師及相關科技人員參考。

陳國強,教育部「長江學者」特聘教授,博士生導師。1985年畢業於華南理工大學,1989年獲得奧地利格拉茨(Graz)工業大學博士學位。19901994年在英國諾丁漢(Notthingham)大學和加拿大阿爾伯達(AIberta)大學做博士後研究,1997年被聘為清華大學教授,現為國家「973」項目首席科學家。

長期從事「微生物和生物材料」的研究。在國際學術期刊上共發表微生物技術和生物材料相關論文200多篇,論文(WebofScience)被他人引用超過5200次(H指數為41)。

獲得授權專利27項,35個公開專利,有的技術已經在數家公司用於大規模生產微生物塑料聚羥基脂肪酸酯(PHA)。現擔任國際國內學術期刊ournal of Biotechnology,Microbial Cell Factories和 Biotech-nology Journal以及《中國生物工程學報》副主編。另擔任Current Opinions ln Biotechnology,AppliedMicrobiology and Bioeechnology和Biomaterials等8個英文期刊編委。曾獲得的榮譽包括・教育部長江學者特聘教授(2004)、第八屆中國青年科技獎(2004)、自然科學基金委國家傑出青年(2002)、紐倫堡國際發明獎(2003)、國家發明二等獎(排名第一)(2002)、談家禎生命科學創新獎(2011)、茅以升科技獎(2004)、教育部高校青年教師獎等(2004)、首屆閔恩澤「能源化工傑出貢獻獎」(2013)。還曾連續6年獲得清華大學學生「良師益友」的光榮稱號,連續7年獲得清華大學高論文他引次數和影響力的「紀念梅貽琦學術論文獎」。
 

目錄

第1章 緒論001
1.1 聚輕基脂肪酸酯概述004
1.2 PHA的生理功能007
1.3 PHA的單體組成和分類008
1.4 PHA及單體的讀寫規則010
1.5 PHA的材料學性質012
1.6 PHA的應用014
1.7 我國研究和開發PHA的基礎017
1.8 PHA研究發展過程中重要事件和人物020
參考文獻023

第2章 PHA生物合成代謝途徑025
2.1 PHA生物合成代謝途徑概述026
2.1.1 主要的生物合成代謝途徑026
2.1.2 其他的生物合成代謝途徑029
2.2 PHA生物合成相關基因030
2.3 PHA生物合成的關鍵031
2.3.1 PHA聚合酶的分類031
2.3.2 PHA聚合酶編碼基因在基因組中的排列方式032
2.3.3 PHA聚合酶的結構特征034
2.3.4 對PHA聚合酶催化機制的推測036
2.3.5 PHA聚合酶基因的克隆方案036
2.4 PHA顆粒和PHA顆粒結合蛋白038
2.4.1 PHA顆粒038
2.4.2 PHA顆粒的結構039
2.4.3 PHA顆粒的組裝040
2.4.4 PHA顆粒形成的計算機模擬042
2.4.5 PHA顆粒表面結合蛋白044
2.4.6 體外人工制備的PHA顆粒048
2.4.7 PHA顆粒的應用052
2.5 PHA生物合成代謝途徑作為生物技術工具060
2.5.1 PHA生物合成代謝途徑對微生物生理狀況的影響060
2.5.2 PHA生物合成代謝途徑調節了生物的代謝流061
2.5.3 PHA生物合成代謝途徑提高了微生物的抗逆性062
2.5.4 PHA生物合成基因在工業微生物中的應用063
參考文獻066

第3章 常見PHA的微生物發酵生產和提取069
3.1 短鏈PHA的發酵生產070
3.1.1 利用野生菌生產PHB及PHBV070
3.1.2 利用重組大腸桿菌生產PHB及PHBV076
3.1.3 新型短鏈PHA的生產079
3.2 中長鏈PHA的發酵生產083
3.2.1 利用嗜油假單胞菌生產中長鏈PHA083
3.2.2 利用惡臭假單胞菌生產中長鏈PHA083
3.2.3 利用其他假單胞菌生產中長鏈PHA086
3.2.4 利用重組大腸桿菌合成中長鏈PHA 086
3.3 短鏈和中長鏈PHA共聚酯的發酵生產088
3.3.1 利用氣生單胞菌生產短鏈和中長鏈PHA共聚酯088
3.3.2 利用假單胞菌生產短鏈和中長鏈PHA共聚酯PHBHA093
3.3.3 利用短鏈PHA生產菌生產短鏈和中長鏈PHA共聚酯PHBHA095
3.4 PHA均聚物的生產099
3.4.1 短鏈PHA均聚物的生產099
3.4.2 中長鏈PHA均聚物的生產100
3.5 PHA的提取純化原則及其工藝101
3.5.1 PHA提取純化方法的開發原則101
3.5.2 短鏈PHA的提取純化方法103
3.5.3 中長鏈PHA的提取純化方法106
參考文獻107

第4章 PHA的其他生產方式和非常見PHA111
4.1 利用活性污泥生產PHA112
4.1.1 概述112
4.1.2 利用活性污泥生產PHA的代謝機制112
4.1.3 活性污泥中積累的PHA的種類113
4.1.4 活性污泥生產PHA的工藝113
4.1.5 活性污泥及其他混合培養積累PHA的微生物研究114
4.1.6 活性污泥生產PHA的研究展望115
4.2 利用轉基因植物生產PHA116
4.2.1 利用轉基因植物生產PHA的概述116
4.2.2 在植物細胞質中合成PHB117
4.2.3 在植物質體中合成PHB117
4.2.4 在植物線粒體或過氧物酶體中合成PHB119
4.2.5 在植物中合成PHBV119
4.2.6 在植物中合成中長鏈PHA120
4.2.7 轉基因植物生產PHA的研究展望121
4.3 非常見PHA122
4.3.1 非常見PHA概述122
4.3.2 具有功能性側鏈基團的MCL—PHA的研究122
4.3.3 帶新型主鏈結構PHA的生產和應用130
參考文獻133

第5章 PHA的結構與性能137
5.1 概述138
5.2 PHA的分子結構139
5.2.1 PHA的分類與特性139
5.2.2 PHA分子結構的測定方法140
5.3 PHA的凝聚態結構143
5.3.1 PHA材料凝聚態結構的信息143
5.3.2 PHA的結晶行為146
5.3.3 光學手段檢測PHA結構148
5.3.4 X射線衍射151
5.3.5 二次諧波(SHG)的研究153
5.3.6 紅外光譜的研究157
5.3.7 介電譜的研究163
5.3.8 固態NMR的研究164
5.3.9 太赫茲技術在PHA的應用165
5.4 PHA的物理性能166
5.4.1 PHA的熱性能166
5.4.2 力學性能169
5.4.3 光電性能170
5.5 PHA的化學性質171
5.5.1 PHA的熱降解行為171
5.5.2 PHA的水解174
5.5.3 PHA的環境降解175
5.5.4 PHA的酶降解175
5.6 PHA的化學改性179
5.7 PHA的加工181
5.7.1 PHA的溶液加工181
5.7.2 PHA的熱加工182
5.8 PHA性能的改進184
5.8.1 加工工藝的改進184
5.8.2 PHA的共混改性188
參考文獻189

第6章 手性輕基脂肪酸的生產和應用195
6.1 手性輕基脂肪酸的概述196
6.2 手性輕基脂肪酸的主要生產方法196
6.2.1 化學方法直接合成手性輕基脂肪酸196
6.2.2 化學方法降解聚輕基脂肪酸酯197
6.2.3 生物酶法降解聚輕基脂肪酸酯198
6.2.4 生物轉化法生產手性輕基脂肪酸201
6.2.5 利用基因工程菌直接生物合成手性輕基脂肪酸202
6.3 手性輕基脂肪酸單體及低聚體的主要應用205
6.3.1 手性輕基脂肪酸作為昂貴化合物合成的手性起始原料205
6.3.2 利用手性輕基脂肪酸合成內酯、環狀低聚物、樹狀及
手性線狀聚合物206
6.3.3 手性輕基脂肪酸的生理作用207
6.3.4 手性輕基脂肪酸的潛在藥用價值207
6.4 前景和展望208
參考文獻208

第7章 PHA在醫藥領域的研究和應用211
7.1 PHA及其降解產物的醫用研究歷史概述212
7.2 PHA作為手術器械材料的研究214
7.2.1 手術縫合線215
7.2.2 防粘連膜217
7.3 PHA作為組織工程支架材料的研究進展218
7.3.1 心血管組織工程 218
7.3.2 骨組織工程221
7.3.3 軟骨組織工程223
7.3.4 神經導管組織工程225
7.3.5 食管組織工程227
7.3.6 皮膚組織工程228
7.3.7 PHA作為組織工程支架材料的前景和展望228
7.4 PHA作為藥物載體材料研究229
7.5 PHA降解產物的醫療保健作用研究238
7.5.1 低聚物和單體的細胞相容性研究238
7.5.2 HB單體對骨質疏松症的治療研究239
7.5.3 HB單體對糖尿病的治療研究240
7.5.4 HB單體對神經退行性疾病的治療研究240
7.5.5 PHA降解產物作為藥物的前景與展望242
參考文獻242

第8章 PHA在塑料工業及其他領域的研究和應用247
8.1 生物可降解塑料簡介248
8.2 生物可降解塑料的分類249
8.3 PHA在塑料工業領域的研究和應用250
8.3.1 對PHA降解性能的改性251
8.3.2 PHA用於塑料包裝業的可能性254
8.3.3 PHA類產品用於食品包裝業的可能性255
8.4 PHA類產品用於塑料業的經濟性評價256
8.5 PHA在其他領域的應用257
參考文獻258

第9章 PHA的產業化和展望259
9.1 PHA的產業化260
9.2 從石油塑料到生物可降解塑料265
9.3 常見生物可降解塑料的性質及生產歷史266
9.3.1 聚乳酸266
9.3.2 第一代商業化PHA材料PHB 267
9.3.3 第二代商業化PHA材料PHBV 270
9.3.4 第三代商業化PHA材料PHBHHx 271
9.3.5 第四代商業化PHA材料的研究進展及瓶頸272
9.4 世界主要PHA生產企業273
9.5 我國PHA研究生產情況277
9.6 PHA的科學研究前景281
9.6.1 研究短鏈PHA的發酵生產前景和展望281
9.6.2 中長鏈PHA的發酵生產的前景和展望282
9.6.3 短鏈中長鏈共聚的PHA發酵和生物合成的前景和展望283
參考文獻284

附錄 部分菌種拉丁文—中文譯文對照表285
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