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各类吸附剂的机理及其研究进展

各类吸附剂的机理及其研究进展
各类吸附剂的机理及其研究进展

各类吸附剂的机理及其研究进展

叶鑫

华东交通大学

摘要:吸附法作为一种重要的处理废水的方法已经得到广泛应用。本文介绍了近年来利用吸附法处理废水的研究进展。根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类,并对其研究现状进行了介绍。介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂处理废水的研究进展,同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。

关键词:吸附剂;吸附法;研究

吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。最具代表性的吸附剂是活性炭,吸附性能相当好,但是成本比较高,曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物,以便回收或去除它们,从而使废水得到净化的方法。

利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史,国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作,目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。

在化工和环境保护方面,吸附法主要用于净化废气、回收溶剂(特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂)和脱除水中的微量污染物。后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。

在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以便保证回用水质量。利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素,广义而言,一切固体都具有吸附能力,但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积,才能作为吸附剂。工业吸附剂还必须满足下列要求:(1)吸附能力强;(2)吸附选择性好;(3)吸附平衡浓度低;(4)容易再生和再利用;(5)机械强度好;(6)化学性质稳定;(7)来源广;(8)价廉。一般工业吸附剂很难同时满足这八个方面的要求,因此,在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。目前,可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等[1]。本文主要对上述吸附剂的应用研究现状和发展。

1 活性炭

吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。60年代后有很大发展,国内外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料种类多、来源丰富,包括动植物(如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、稻麦杆、坚果壳、脱脂牛骨、鱼骨等)、煤(泥煤、褐煤、沥青煤、无烟煤等)、石油副产物(石油残渣、石油焦等)、纸浆废物、合成树脂以及其他有机物(如废轮胎)[2]等。但是,活性炭因生产工艺、原料的不同,性能悬殊非常大,用途也不一样,目前工业上使用的活性炭有粒状和粉状两种,其中以粒状为主。与其他吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积以及微

孔特别发达等特点,因此是目前废水处理中普遍采用的吸附剂。与国外同类产品相比,我国活性炭存在产量少、质量差、使用寿命短、再生率低等缺点,因此如何改进活性炭生产工艺,提高其产量和质量是当前迫切需要解决的问题。

2 吸附树脂

吸附树脂按基本结构分类,可分类为非极性、中极性、极性和强极性四种类型。常见产品有美国Amberlite XAD 系列,日本HP 系列,法国Duolite A系列等。此外,国内一些单位也研制出一些性能优良的大孔吸附树脂。吸附树脂具有适应性大、应用范围广、吸附选择性好、稳定性高等优点,因此国内外对吸附树脂在水处理方面的应用进行了大量的研究。目前,吸附树脂可用于去除废水中的重金属、脂肪酸钠盐、阴离子表面活性剂、酚类物质、稀土元素、对苯二甲酸、苯胺、氟离子等。但在水处理过程中,吸附树脂会受到氧化剂的氧化,铁、硅、油等物质的污染以及前级吸附树脂本身带有的分解产物和碎块的污染,而且还可能发生热降解,从而引起树脂性能劣化,使用效果下降[3,4]。因此,当前的趋势是开发高性能的新型树脂如磁性树脂、耐热树脂和特效吸附树脂等,便于提高再生效率、扩大应用范围,并能和其他技术联合使用以弥补树脂吸附法的不足。

3 改性纤维素类吸附剂

纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的天然资源,具有价廉、可降解并对环境不产生污染等优点,因此对纤维素的改性研究一直受到人们的重视。纤维素的化学改性研究大致可归结为三个主要方向:

(1)利用一般酯化和醚化的方法;

(2)利用有机化学改性的方法;

(3)利用接枝共聚的方法。

改性纤维素类吸附剂是改性纤维素产品中具有重要应用价值的研究方向之一。这类吸附剂所带基团的类型主要有磺酸型、羧酸型、磷酸型、伯胺型、仲胺型、叔胺型、季胺盐型和两性型等。目前改性纤维素类吸附剂主要用于去除水体中的Cu2+、Mn2+、Co2+、Fe3+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等重金属离子以及印染废液中的直接染料、酸性染料等阴离子型染料,并均取得很好地处理效果,而且容易脱附再生[5]。黄金阳等[6]以硝酸铈铵为引发剂,在纤维素上接枝丙烯腈,将共聚物先皂化后偕胺肟化,制备了一种含偕胺肟基和羧基的新型纤维素螯合吸附剂(AOSC),并对进行吸附性能的研究。此纤维素吸附剂对Cr6+的吸附容量达95.8 mg/g。

这类吸附剂既具有活性炭的吸附能力,又比其他吸附剂容易再生,而且稳定性高,吸附选择性特殊,吸附成本远低于其他吸附剂,因此充分利用纤维素这种地球上最丰富的再生性资源,进一步研制和开发出新型的纤维素类吸附剂并扩大其应用范围将是吸附剂的研究重点之一。但是,纤维素吸附剂多为粉状或微粒状,孔结构不理想,限制了其使用。而球形纤维素吸附剂不仅具有疏松和亲水性网络结构的基体,可以控制孔度、粒度,并具有比表面积大、通透性好和水力学性能好等优点,易于处理并适合柱上操作,已引起了国内外很多科研工作者的兴趣。因此,球形纤维素吸附剂已成为了纤维素类吸附剂研究的一个焦点。

郭学军等[7]将制备出的纤维素珠体固载氢氧化铁吸附剂(BCF)用于吸附地下水中砷酸盐和亚砷酸盐,此吸附剂具有良好的机械性能,并对砷酸盐和亚砷酸盐有较好的去除作用。

刘明华等[8]以棉花为原料,经过碱化、老化、黄化和溶解等工序研制出粘胶液,再利用热溶胶转相法,将粘胶均匀分散在变压器油中,制得粒径为0.8-1.2 mm 的球形纤维素珠体。并采用独特的工艺对纤维素珠体进行化学改性,研制出两种新型的球形纤维

素金属吸附剂SCAM-1 和SCAM-2,并对其吸附性能进行研究. 结果表明SCAM-1 和SCAM-2吸附剂对Cu2+、Co3+、Cr3+、Nd3+等金属离子具有很好的吸附效果,而且再生容易,回收率高,并可以重复使用。

林春香等[9]以纤维素/N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)/H2O 溶液为原料,用NMMO 法制备出一种新型球形纤维素吸附剂,并研究了其对水中Ni2+的吸附行为。研究发现,Ni2+的起始浓度越大,球形纤维素吸附剂对其吸附量越高,但当Ni2+的起始浓度达到235 mg/L 左右时,吸附量趋于饱和。

目前,球形纤维素吸附剂已被广泛应用于生命科学的许多方面,如血液中不良成分的去除和血液分析,各种酶的分离纯化,医药、生化工程材料以及普通蛋白质的分离纯化等。此外,它还被用作凝胶色谱、亲和色谱的固定相,并可用于分离、鉴定、回收无机金属离子以及从海水中提取铀、金等贵金属等。为了扩大改性纤维素类吸附剂的应用范围,应不断开发出新型的特效纤维素类吸附剂,使其吸附性能、再生效率以及抗氧化能力等方面优于一般的吸附树脂。而且除制成粉状、细微颗粒状或纤维状的吸附剂外,还应研制出织物状或球状的改性纤维素类吸附剂,这有助于改变或改进工业上原有的吸附操作设备,便于大大简化吸附操作步骤。

4 改性壳聚糖类吸附剂

壳聚糖是甲壳素经化学法处理脱乙酰基后的产物,是自然界仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物,来源极其丰富。作为一种天然线形高分子碱性多糖,壳聚糖具有无毒无味,生物相容性好的特点,壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基也有氨基,易改性,而且与其他吸附剂相比,壳聚糖具有吸附容量大、净化效率高、用量少、使用寿命长、可再生和不造成二次污染等优越性,因此壳聚糖被认为是水处理领域中最具潜力的环境友好型吸附材料。

壳聚糖作为一种具有优良性能的天然高分子材料,广泛应用于各行业,但由于分子结构中的氨基能与羟基形成强的分子间氢键,壳聚糖存在着只能溶于酸性水溶液中,不能溶于水和有机溶剂;在酸性储存会发生分解,使分子量下降;在弱酸性介质中易发生沉淀等问题,妨碍了它的应用领域和范围。因此,对壳聚糖进行化学修饰,改善它的物理、化学特性势在必行,也是壳聚糖应用研究的一个重要内容。

5 其他吸附剂

除了上述吸附剂外,国内外很多科研工作者还利用花生皮、花生壳、玉米麸质、洋葱皮、茶叶等天然有机材料及其化学改性物作为吸附剂来吸附处理水中的Mg2+、Ca2+、重金属离子、砷化合物等无机物质以及染料等有机污染物。此外,粉煤灰、天然沸石、腐殖酸类物质、陶土、蒙托石、高岭石、膨润土、泥炭,褐煤、硅石、粘土及其改性物等亦是很好的吸附剂,可有效地去除工业废水中的各种金属离子(如Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Hg2+等)、氨类物质、磷化合物、表面活性剂、吡啶和酚类物质等污染物。

展望

吸附法作为一种重要的处理废水的方法,具有操作简单、廉价易得等优点已被广泛使用,但因目前吸附剂普遍都价格昂贵,因此开发廉价、高效率、无污染、可再次利用的吸附剂将是离子吸附研究的主要方向。目前吸附剂可以通过物理、化学等方法对现有吸附剂进行改性,以增强吸附剂的选择吸附性;加强生物吸附剂的开发研究,因为生物吸附剂来源广泛、种类多,并且大多都可以降解、不会造成二次污染;开发一些具有较强吸附脱附功能的新型纳米材料,在处理废水过程中提高回收和利用。

参考文献

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[8]刘明华.两种新型球形纤维素金属吸附剂的研究[D].四川大学,博士学位论文,2000;(4)

[9] 林春香,刘明华,黄建辉,等.一种新型球形纤维素吸附剂对水中Ni2+的吸附行为[J].纤维素科学与技术,2006;14(4):22-26

1植物衰老的机理

1植物衰老的机理 1.1植物衰老和细胞的程序性死亡 植物在长期进化和适应环境的基础上有选择性地使某些细胞、组织和器官有序死亡,称之为程序性死亡(programmed celldeath, PCD)[2]。植物PCD是指整个原生质(有细胞壁或无细胞壁)在植物某个生命时期主动撤退、消化过程,它在去除不需要细胞质或整个细胞时主要通过以下机制:自溶、裂解和木质化。植物衰老是涉及PCD的生理过程,两者在发生机制和信号传导上存在较多的共性: (1)植物衰老和PCD都是由基因控制的主动的过程,它们的发生都依赖新基因的转录和蛋白质的合成。(2)PCD和植物衰老都是一程序性事件。(3)植物衰老与PCD 都可以受许多内部发育信号和外部环境信号的影响,从而调节进程的快慢。(4)植物衰老和PCD过程中都存在物质的运转,这在衰老器官中表现为维管束周围组织最后衰老[3]。植物衰老的过程不完全是PCD。完整的植物衰老过程应包括两个阶段:第一阶段为可逆衰老阶段,细胞以活体状态存在;第二阶段为不可逆衰老阶段,细胞器裂解,细胞衰退, PCD发生,其中液泡的裂解和染色质降解形成的DNA片段是PCD开始发生的标志。胞间基质相互作用,为细胞的分化、生长和死亡提供必需的信号。MMP为基质金属蛋白酶(matrix metallopro-tease)可降解基质。Delorme等[4]在黄瓜叶片衰老的后期检测到一种基质金属蛋白酶CS1-MMP,它是一种前体酶,须经过修饰才能活化,其表达早于DNA片段化的出现,但不参与衰老中营养物质的运转,可能与PCD的发生有关。由此认为:PCD可能只在衰老的末期发生,即植物衰老达到一个不可逆的点,这个点的出现标志着PCD的发生。Rao和Davis发现[5]:缺少脱落酸(SA)信号传导途径的拟南芥突变体pad4,其叶片长时间保持黄化状态,细胞死亡速度比野生型慢得多,而野生型拟南芥SA信号传导途径中被诱导表达的一个衰老特异基因SAG12只在衰老晚期的黄化组织中表达,推测植物衰老前期产生的SA信号可诱导下一步的PCD,SAG12可能在衰老后期的PCD过程中起关键作用。 1.2自由基与衰老 植物体内的自由基是指植物代谢过程中产生的O·-2、OH·等活性氧基团或分子,当它们在植物体内引发的氧化性损伤积累到一定程度,植物就出现衰老,甚至死亡。但生物在长期进化过程中在体内形成了一套抗氧化保护系统,通过减少自由基的积累与清除过多的自由基两种机制来保护细胞免受伤害。生物体内的抗氧化剂主要有两大类,一是抗氧化酶类,主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CA T)、过氧化物酶(POX)等;二是非酶类抗氧化剂,主要有维生素E、维生素C、谷胱甘肽(GSH)等。许多研究表明,在缺氧条件下,生物体内SOD、CA T活性下降。对菜豆子叶超氧化物歧化酶活性研究发现,其SOD活性随组织衰老而下降,表明植物组织酶的清除能力随年龄增加而下降[6]。已有的证据显示,自由基、活性氧对植物的损害作用主要表现在生物膜损伤、呼吸链损伤、线粒体DNA损伤等。大多数研究集中在活性氧所引发的膜脂过氧化方面。膜脂过氧化即自由基(O·-2、OH·等)对类脂中不饱和脂肪酸引起的一系列自由基反应。脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)是一种氧合酶,专门催化具有顺-1,4戊二烯结构的不饱和脂肪酸的加氧反应,其中间产物自由基和最终产物丙二醛都会严重地损伤生物膜。丙二醛具有强交联性质,能与蛋白质、核酸游离的氨基结合,形成具有荧光的Schif碱,称为类脂褐色素(1ipofuscin-like pigment, LEP),是不溶性化合物,干扰细胞内正常生命活动代谢。同时,丙二醛与生物膜中结构蛋白和酶的交联,破坏它们的结构和催化功能[7]。活性氧、自由基还能直接与核酸分子作用,使碱基羟基化,发生突变,从而改变核酸的结构。用自旋捕集技术和ESR法,通过研究紫外线辐射核黄素产生的超氧阴离子自由基(O·-2)等活性氧与嘧啶碱基及核苷的反应,发现该反应不是直接进行,而是通过羟自由基来实现的。线粒体呼吸链是细胞内自由基的主要发生器之一,它本身易被自由基损伤。在衰老的植物组织中电子传递链的失衡使得部分电子泄露给O2,呼吸链电子传递出现短路,其结果使A TP生成减少,O·-2等活性氧的产生增加,从而影响细胞的功能[8]。

衰老的机制研究进展

衰老的机制研究进展 甘肃医学院赵文俊 摘要: 衰老又称老化, 通常是指在正常状况下生物体发育成熟后, 随年龄增长机体发生的功能性和器质性衰退老化的渐进过程。现代医学对衰老机制的研究涉及到很多方面,从自由基学说看,自由基可形成脂褐素、可造成线粒体DNA(mtDNA)的突变、引起核DNA的受损等;从遗传因素看,衰老是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果;从免疫功能改变学说看,是由于机体对外来物质免疫反应的下降以及自身免疫反应的增多引起的。 关键词:衰老;自由基;脂褐素;细胞凋亡;线粒体DNA; 遗传基因;免疫系统衰老又称老化,通常是指在正常状况下生物发育成熟后,随年龄增加,自身机能减退,内环境稳定能力与应激能力下降,结构、组分逐步退行性变,趋向死亡的不可逆转的现象。对衰老的研究一直是生命科学领域的最为基本和重要的问题之一,但细节一直知之甚少。衰老是一个持续发展的、动态的、缓慢渐进而复杂的过程。这个过程从生长期结束后逐渐开始,它的影响要到老年期通过人体系统功能失调、器官功能衰退、细胞变性及蛋白质和酶分子结构变化逐渐表现出来。主要表现为机体对环境刺激的适应能力减弱以至丧失,出现多种器官组织功能的衰退并影响健康。影响衰老的因素有很多,各种社会因素、经济、疾病、营养、遗传、生活习惯、环境及精神状态等都起着一定的作用,是很多因素共同作用的结果[1]。目前,随着分子生物学和细胞生物学的研究深入,对衰老机理的研究从整体水平发展到分子水平。有关细胞衰老的学说近年来提出了很多,如细胞损伤学说、生物大分子损伤学说、自由基学说、端粒学说等。对于生物体而言,细胞衰老受到多种因素的影响,有自身遗传因素的影响,也有环境因素的影响,根本的还是受遗传方面的影响。

扩张床吸附技术研究进展

扩张床吸附技术研究进展 摘要:扩张床吸附层析技术兼有流化床和填充床层析的优点 ,不需预先除去料液中的颗粒而可以直接从料液中吸附目标产物。它是一种具有集成化优势的分离纯化技术 ,在生物工程产品的下游处理过程中有十分广阔的应用前景。开发出性能良好的吸附剂基质 ,是该项技术得以广泛应用的关键。本文通过文献的查阅及总结,从吸附剂基质及技术的应用两个方面综述了扩张床吸附技术的研究进展。关键词:扩张床吸附技术、进展、吸附剂基质、应用 一般而言 ,生物工程产品下游处理过程可分为目标产物捕获、中期纯化和精制三个阶段 ,其中产物[1]捕获阶段最为关键 ,一般由细胞富集、产物释放、澄清、浓缩、初步纯化等操作步骤组成。目前 ,除去原料液中的固体颗粒最常用的方法是离心和微滤。但当处理含有微细固体颗粒的高粘度料液时 ,离心的效率会大大降低;而细胞和细胞碎片在膜表面的积累又会使微滤过程的膜通量急剧下降,如果对料液进行稀释 ,随后的浓缩过程将增加额外的能耗。 从发展趋势来看, 生化分离技术研究的目的是要缩短整个下游过程的流程和提高单项操作的效率,以前的那种零敲碎打的做法,研究要有一个质的转变, 国内外许多专家和研究者认同了这种转变,并认为可以从两个方面着手,其一, 继续研究和完善一些适用于生化工程的新型分离技术;其二,进行各种分离技术的高效集成化。目前出现的一些新型单元分离技术,如亲和法、双水相分配技术、逆胶束法、液膜法、各类高效层析法等,就是方向一的研究结果,作为方向二的高效集成化,最引人注目的是扩张床吸附技术,近10年来研究的热点之一。与流化床相比,它返混程度很小,因而分离效果较好;与固定床相比,它能处理含菌体的悬浮液,可省却困难的过滤操作。 扩张床吸附(Expanded Bed Adsorption , EBA)技术是上世纪九十年代发展起来的一种新型蛋白质分离纯化技术 ,能直接从发酵液或细胞匀浆中捕获目标产物。扩张床是吸附剂处于稳定状态的流化床[2]-[4]。与串通的填充床层析不同的是在扩张床吸附操作中吸附剂(或层析剂)层在原料液的流动下可产生适当程度的膨胀,其膨胀度取决于吸附剂的密度、流体速度。当吸附剂的沉降速度流

衰老机制的研究进展

衰老机制的研究进展

姓名:王芝 学号: 2010212810 专业:生物科学 任课老师:王玉凤 发育生物学

衰老机制的研究进展 摘要:不同物种,同一个体的不同组织和细胞,它们的衰老速度并不相同。究其原因,遗传与环境都能影响衰老的进程。个体的平均寿命和物种的最高寿限可以从不同侧面反映衰老的进程。目前认为平均寿命主要与环境相关,而物种最高寿限与遗传相关。从两者的关系看,不良环境影响是通过对遗传物质或其产物的作用而影响衰老的进程。从遗传因素看, 衰老并非由单一基因或单一作用所决定, 而是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果。DNA (特别是线粒体DNA )并不像原先设想的那样稳定, 目前业已证明, 包括基因在内的遗传控制体系可受内、外环境,特别是氧自由基等损伤因素的影响, 从而加速衰老的进程。 关键词:衰老环境遗传 正文 衰老是多因素协同引起的生命渐趋弱化的过程,可引起生理功能相应减弱、适应能力和抵抗力下降等综合表现。揭示衰老的机制, 探索出高效、安全可靠的抗衰老方法,这就是衰老生物学和老年医学研究的重要领域。近几十年来, 随着各边缘学科的飞速发展, 人类对于衰老的认识也从整体动物水平推进到了细胞和分子水平, 在大量实验证据的基础上提出了许多学说, 最终归结为两大类型: 一类为环境伤害衰老研究, 另一类为遗传衰老研究。[1] 1.环境伤害理论 1.1 自由基学说 衰老的自由基学说最早是Denham H arman于1955年提出来的。这种学说认为, 体内许多物质代谢中产生过氧化的自由基, 使机体内的自由基处于不平衡状态, 过量的自由基就会引起机体损伤, 会引起不饱和脂肪酸氧化成超氧化物, 形成脂褐素, 氧自由基过多会破坏细胞膜及其他重要成份, 使蛋白质和酶变性, 当自由基引起的损伤积累战胜了机体的修复能力, 导致细胞分化状态的改变、甚至丧失, 从而导致和加速衰老。这一学说受到了很高的重视, 但随着研究的深入, 自由基学说的核心衰老学说地位已经动摇, 因为这个学说有着许多的牵强之处, 也遇到了许多实验结果造成的困惑和反驳。[2-3] 1.2线粒体学说

生物吸附剂及其吸附性能研究进展

生物吸附剂及其吸附性能研究进展 黄娜 (华南师范大学化学与环境学院环境科学专业,广州 510006) 摘要:用微生物体来吸附水中的重金属是一项新兴的废水生物处理技术。藻类、细菌、真菌等是生物吸附剂的来源,它们对多种重金属都有较好的吸附去除效果。文章从细胞壁的结构特性概述了藻类、细菌、真菌等对重金属吸附的机理,介绍了它们的吸附性能。 关键词:微生物生物吸附剂重金属废水处理 现代工业的发展会产生大量含重金属废水,重金属进入生态环境后,不像有机物那样能被降解,而是通过食物链进一步富集,对环境和人体健康造成危害,如震惊世界的水俣病、骨痛病事件。人们处理废水中的重金属一般采用物理化学方法(沉淀、离子交换、吸附、电解、膜分离、氧化还原等),当水中的重金属浓度较低时,不仅去除率不高,还存在运行费用高的问题[1]。目前新兴的去除技术———生物吸附技术,愈来愈受到人们的关注。生物吸附是利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。重金属离子对生物体有很强的毒害作用,超过一定的浓度就会抑制生物生长或使生物体死亡,有的微生物如某些藻类、细菌、真菌,本身或是经过驯化以后对重金属有一定的耐受性,能够除去水中的重金属离子。与传统的处理方法相比,生物吸附具有以下优点[2]:(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的pH值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。 1 藻类生物吸附剂 1.1来源。全球已知的藻类约4万种,在自然界中分布甚广,绝大多数为水生或生 长在阴暗的岩石、墙角、树杆和土壤等表面,是最容易观察到的一种微生物,常常用来指示水体、生态系统及营养条件的变化。研究发现,藻类细胞具有吸附重金属的能力。因此,可选择吸附性能良好的藻类作为吸附剂的生产原料,如海藻,其数量大,容易收集,有一些地方还可人工培养,尤其在沿海地区,来源十分丰富。 1.2细胞壁结构特性。当微生物体暴露在金属溶液中时,金属离子直接接触的是 细胞壁,微生物细胞壁的化学组成和结构决定着金属与它的相互作用特性。 藻类的细胞壁在多数情况下是由纤维素的微纤丝形成的网状结构构成,含有丰富的多糖,如果胶(含有少量己糖、鼠李糖的多聚半孔糖醛酸的高聚物)、木糖、甘露糖、藻酸或地衣酸。多糖带负电,可以通过静电引力与许多金属离子相结合。其中的海藻酸盐与硫酸多糖是吸附的主要载体[3]。 1.3藻类对重金属的吸附。藻类对大多数重金属有很强的吸附能力。如斜生栅藻 对UO22+吸附是一个快速而不需要能量的过程,最大吸附容量达75mg/g干物质,能够使铀浓度从5.0mg/L降至0.05mg/L, UO22+与Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+之间的竞争也很小[4],在吸附锌时,它的吸附容量、对锌毒性的耐受能力比另外一种栅藻高[5]。绿微藻在悬浮状态下,活细胞对Cr的最大吸附量为12.67mg/g干物质,干细胞为13.12mg/g干物质[6]。海草能积

浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/7c16132999.html, 浅谈激光烧蚀技术的应用及研究进展 作者:宫琳琳李爽 来源:《科技资讯》2014年第04期 摘要:随着激光技术的发展,当今社会激光烧蚀技术越来越受到了人们的关注。本文主 要介绍了几种激光烧蚀技术的不同应用,以及对激光烧蚀技术的进展做了简单的研究。 关键词:烧蚀等离子体聚合物 中图分类号:O657.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(a)-0019-01 激光烧蚀技术是通过飞秒-纳秒量级的脉冲激光来将材料表面烧蚀,已经被广泛应用于微加工、外科手术、X射线激光、生物分子质谱以及一些艺术品修复/清洁等领域;对激光烧蚀 产生的等离子体的光学/光谱诊断是研究等离子体动力学的主要方法之一。 1 激光烧蚀技术的应用 1.1 激光烧蚀光谱(LAS、LIBS)技术的应用 近年来光谱领域发展迅速,其中激光烧蚀光谱技术是其中一种比较崭新的分析手段。该技术主要是通过聚焦强激光束激发样品靶面,产生高温等离子体,通过测定等离子体冷却过程中发射光谱的波长与强度来进行定量分析、元素定性。激光烧蚀光谱技术虽然对于痕量元素的分析能力不足,但是该技术并不需要对样品进行繁琐的化学处理,具有破坏性小,具有快速、实时、可远程监测等特点,被广泛应用于地质、冶金、核工业、材料、燃料能源、生物医药等领域;电感耦合等离子体质谱(ICP2MS) 分析技术是一种公认的高灵敏度、强有力的、多元素及同位素分析技术。 1.2 激光烧蚀技术在微纳米材料制备中的应用 激光与靶材相互作用后,周围的物理空间便可粗略的分为高温高压等离子体聚集区、液相区和固相区三个区域,如图1所示。等离子体聚集区是由离子、电子以及未电离的中性粒子集合组成,整体呈现电中性,该区域对激光能量的传输障碍比较小。液相区是靠近等离子聚集区的熔融层,材料处于液态或固-液共存态。靠近液相区的是固相区,该区域虽然也吸收了激光能量,能使温度升高,但是能量强度不足以使该层进行熔化。基于激光烧蚀技术制备的各类材料的生长过程,如一维纳米线和零维纳米颗粒、二维薄膜等,几乎都是通过应用高温高压等离子体的成核、生长所完成。因此,激光烧蚀产生的高温高压等离子体在激光烧蚀技术制备微纳米材料中起着重要的作用。

衰老的机制

衰老的机制 摘要 衰老(又称老化),是一种非常复杂的生物学过程,是机体在退化时期功能下降及生理紊乱的综合表现,是一个机体内在的固有特征,同时又是一个不可逆的过程。衰老是生命发展的必然。关于衰老的研究,特别是皮肤衰老,迄今已提出多种学说。本文较系统地从细胞,分子水平上阐述了皮肤衰老的内因和外因,提出基因调控是皮肤衰老的根本,自由基对皮肤细胞的损伤是皮肤衰老的原因,机体代谢紊乱是皮肤老的基础,而目光照射等许多有害因素是外因的皮肤衰老机制。与此同时对器官的衰老,主要有神经内分泌学说,免疫学说,应激学说,为探讨衰老过程及抗衰老药物的研究提供新思路。 关键字:衰老;皮肤衰老;机制;遗传;自由基 前言 抗衰老治疗,尤其是对皮肤的抗衰老治疗一直是研究焦点之一,人们希望能够通过抗衰老治疗来改善和提高生活质量。皮肤老化可影响美观,引发抑郁、自卑等心理问题,与某些疾病也有关,比如郎格汉斯细胞减少,免疫能力下降,易患感染性疾病。因此延缓皮肤衰老一直是研究热点。目前关于皮肤衰老的机理有三十几个学说。本文从内源性生理衰老和外源性环境衰老两个方面阐述皮肤衰老机制。以神经内分泌学说,免疫学说,应激学说阐述了器官衰老的机制。 正文 一.有关皮肤衰老的几种学说: 1.皮肤内源性生理衰老作用机制 1.1 皮肤衰老基因调控学说:皮肤衰老的基因调控学说是以遗传控制程序论为代表的。Ha- yflik最早的细胞体外培养发现了细胞传代规律,认为发育进程有时间顺序性,这个控制机制随着年龄增长而减弱,最终导致衰老。皮肤衰老主要是皮肤细胞染色DNA及线粒DNA 中合成抑制物基因表达增加,许多与细胞活性有关的基因受抑制,及氧化应激对DNA 的损伤而影响其复制、转录及表达的结果,故基因调控是皮肤及其它细胞衰老的根本。Spierng 等实验证实了DNA复制与皮肤衰老直接相关。Isobe 、Chung等研究证明随着年龄增长,控制 DNA 合成的抑制物增多,致使 rRNA、tRNA、 mRNA含量渐下降,蛋白合成进一步减少,胶原含量减少导致皮肤衰老。 L.2 皮肤衰老的自由基学说:体内许多物质代谢过程中都能产生过氧化的自由基,使机体内的自由基处于不平衡状态,过量的自由基就会引起机体损伤,当自由基引起的损伤积累战胜了机体的修复能力,就会导致细胞分化状态的改变、甚至丧失,从而引起皮肤衰老。Sohl 等近期在传统的自由基衰老学说基础上提出了“氧化应激( Oxidativstress ) 衰老学说”,他认为除了超氧阴离子外其他的活性氧也能引起皮肤衰老,只有当活性氧的产生和清除之间的平衡被打破时才会导致皮肤衰老,而延缓皮肤衰老不仅可以通过补充人工合成的抗氧化剂来实现,也可以通过调动体内的抗氧化酶活性来实现。 Hoo pe、Blatt等实验发现皮肤衰老与抗氧化辅酶Q1O的减少有关,实验证明辅酶“Q”可以渗透表皮的活性层,局部应用可提高表皮的抗氧化能力。Kitazawa等发现某些氨基酸如甘氨酸、丝氨酸与水杨醛缩合产物可与铁形成 2:1的复合物,通过此反应可抑制与铁有关的羟自由基产生,并能抑制脂质过氧化,预防皮肤衰老。但是一般的抗氧化剂常具有不稳定性,有些酶性抗氧化剂(如 sOD)是较为经典的自由基清除剂,它是生物大分子,长期应用可能会产生抗原问题”。 1.3 皮肤衰老的代谢失调学说:郑集于1983年提出了衰老的代谢失调学说,认为生物体的衰老虽然由遗传基因所决定,但其规律性是通过细胞代谢过程来表达的。无论内在或外

吸附剂的应用研究现状和进展

84 吸附剂的应用研究现状和进展 杨国华1,黄统琳1,姚忠亮3,刘明华1,2 (1.福州大学环境与资源学院,福建 福州 350108; 2.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东 广州510640; 3.福建师范大学福清分校生物与化学工程系,福建 福清350300) 摘 要:利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。主要对活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等吸附剂的应用研究现状和发展趋势进行综合概述。 关键词:吸附剂;吸附法;研究;综述 基金项目:中国博士后基金资助项目(20070410238)和中国博士后基金特别资助项目(200801239)。 吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物,以便回收或去除它们,从而使废水得到净化的方法。利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史,国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作,目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。在化工和环境保护方面,吸附法主要用于净化废气、回收溶剂(特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂)和脱除水中的微量污染物。后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以便保证回用水质量。利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。 吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素,广义而言,一切固体都具有吸附能力,但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积,才能作为吸附剂。工业吸附剂还必须满足下列要求: (1)吸附能力强; (2)吸附选择性好; (3)吸附平衡浓度低; (4)容易再生和再利用; (5)机械强度好; (6)化学性质稳定; (7)来源广; (8)价廉。 一般工业吸附剂很难同时满足这八个方面的要求,因此,在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。目前,可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等[1] 。本文主要对上述吸附剂的应用研究现状和发展趋势进行综合概述。 1 活性炭 吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。60年代后有很大发展,国内外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料种类多、来源丰富,包括动植物 (如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、 2009年第6期 2009年6月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment

衰老机制的研究进展

发育生物学 (双语课堂) 姓名:王芝 学号:2010212810 专业:生物科学 任课老师:王玉凤

衰老机制的研究进展 摘要:不同物种,同一个体的不同组织和细胞,它们的衰老速度并不相同。究其原因,遗传与环境都能影响衰老的进程。个体的平均寿命和物种的最高寿限可以从不同侧面反映衰老的进程。目前认为平均寿命主要与环境相关,而物种最高寿限与遗传相关。从两者的关系看,不良环境影响是通过对遗传物质或其产物的作用而影响衰老的进程。从遗传因素看, 衰老并非由单一基因或单一作用所决定, 而是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果。DNA (特别是线粒体DNA )并不像原先设想的那样稳定, 目前业已证明, 包括基因在内的遗传控制体系可受内、外环境,特别是氧自由基等损伤因素的影响, 从而加速衰老的进程。关键词:衰老环境遗传 正文 衰老是多因素协同引起的生命渐趋弱化的过程,可引起生理功能相应减弱、适应能力和抵抗力下降等综合表现。揭示衰老的机制, 探索出高效、安全可靠的抗衰老方法,这就是衰老生物学和老年医学研究的重要领域。近几十年来, 随着各边缘学科的飞速发展, 人类对于衰老的认识也从整体动物水平推进到了细胞和分子水平, 在大量实验证据的基础上提出了许多学说, 最终归结为两大类型: 一类为环境伤害衰老研究, 另一类为遗传衰老研究。[1] 1.环境伤害理论 1.1 自由基学说 衰老的自由基学说最早是Denham H arman于1955年提出来的。这种学说认为, 体内许多物质代谢中产生过氧化的自由基, 使机体内的自由基处于不平衡状态, 过量的自由基就会引起机体损伤, 会引起不饱和脂肪酸氧化成超氧化物, 形成脂褐素, 氧自由基过多会破坏细胞膜及其他重要成份, 使蛋白质和酶变性, 当自由基引起的损伤积累战胜了机体的修复能力, 导致细胞分化状态的改变、甚至丧失, 从而导致和加速衰老。这一学说受到了很高的重视, 但随着研究的深入, 自由基学说的核心衰老学说地位已经动摇, 因为这个学说有着许多的牵强之处, 也遇到了许多实验结果造成的困惑和反驳。[2-3] 1.2线粒体学说 自1989 年Linnane[4]等提出线粒体衰老假说以来,人们越来越关注线粒体

激光抛光技的研究

激光抛光技术的研究 摘要:激光抛光是一种非接触式抛光方法。本文介绍了激光抛光技术的发展历史, 论述了激光抛光的工艺特点和作用机理, 分析了影响激光抛光效率和抛光表面质量的因素及其影响规律。最后,阐明了激光抛光的应用现状及未来的发展前景。关键词:激光抛光作用机理热抛光 Abstract: Laser polishing is a kind of contact-less polishing technique. The developing procedure of laser polishing technology is presented in this paper .The emphasis is focused on the characteristics of laser polishing process and its interacting mechanism.The factors which influence the polishing efficiency and polished surface roughness are analyzed.At last the current situation of laser polishing and future perspective is clarified. Keywords: Laser polishing interacting mechanism thermal polishing 1. 背景及意义 随着材料表面技术的发展, 表面抛光技术成为了一个越来越重要的技术。抛光技术: 又称镜面加工技术, 是制造平坦而且加工变形层很小, 没有擦痕的面加工工艺。在工业应用中, 对材料表面粗糙度的要求越来越高, 已经从微米级--亚微级--纳米级--亚纳米级。为了满足应用的需要,人们不断探索新的抛光技术, 由于激光独特的性质, 激光抛光技术出现了。 图1 采用激光法抛光前后金刚石薄膜的S E M 形貌 从90 年代中期以来,在美国、俄罗斯、德国和日本等国家, 广泛开展了金刚石薄膜的激光抛光研究, 已经得到了纳米级的表面粗糙度; 近年来, 日本大阪大

皮肤衰老机制及抗衰老研究进展

皮肤衰老机制及抗衰老研究进展 发表时间:2010-8-2 16:16:16 来源:创新医学网推荐作者:赵俊超作者单位:中国地质大学,湖北武汉430074 【关键词】衰老机制;皮肤;抗衰老研究 皮肤是衰老过程中最易显露的器官,皮肤衰老主要表现为自然衰老和光老化两种形式〔1〕。近来随着各种边缘学科的飞速发展,人类对于衰老的认识已从整体水平推进到细胞分子水平〔2〕,关于衰老机制的研究已取得了很大进展,但是针对皮肤衰老机制的报道却很少。因此,本文从内源性生理衰老和外源性环境衰老两个角度出发,就当前有关皮肤衰老的主要机制和相应对策进行阐述,希望为抗衰老化妆品的开发提供参考。 1 内源性生理衰老机制及对策 内源性生理衰老机制大体上包括细胞水平的衰老理论如自由基理论、遗传理论、线粒体理论、端粒理论等和器官水平的衰老理论如免疫衰退理论、神经内分泌损伤理论等〔3〕。 1.1 自由基理论及清除过量自由基的对策 自由基理论由英国学者Harman于1956年在美国原子能委员会上首次提出,并逐渐成为衰老理论中的核心理论之一〔4〕。其内容为:①机体在正常代谢中会产生自由基,它参与机体的正常生理运行,体内的抗氧化防御系统维持着体内自由基的动态平衡。②随着增龄,体内抗氧化系统功能衰退,抗氧化酶的活性不断降低,自由基过量积聚,发生清除障碍,引发体内氧化性不可逆损伤的积累,最终导致一系列衰老损伤。③维持体内一定水平的抗氧化系统功能可延缓机体衰老〔5〕。 自由基过量积聚对皮肤的损伤主要表现在如下几个方面:①对核酸的损伤:活性氧加成到碱基的双键中或从戊糖部分抽提氢,可破坏碱基生成嘧啶、嘌呤自由基,碱自由基相互结合或被过氧化,使碱基缺失甚至主链断裂,产生遗传突变。②对蛋白质的损伤:活性氧与氨基酸或直接与蛋白质反应使多肽链断裂,促使皮肤中胶原、弹性蛋白和表皮生长因子受体蛋白受到自由基攻击产生交联变性,使皮肤变薄、起皱,弹性降低,细胞生长变缓。③对糖的损伤:皮肤中的黏多糖透明质酸极易被活性氧解聚氧化为糖醛类产物,进而与DNA、RNA、蛋白质发生进一步交联变性。 ④对脂质的损伤:活性氧攻击生物膜上的不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)引起膜通透性和硬度增加,胞内环境改变,形成多种脂质过氧化物及其代谢产物丙二醛(MDA),MDA是强效交联剂,易与蛋白质或核酸交联形成溶酶体无法消化的脂褐质(LPF),累积在皮肤结缔组织中形成老年斑〔6〕。 开发有效的活性物质来清除体内积聚的有害自由基是抵抗衰老的有力手段,目前常用的具有抗氧化作用的活性原料有3类:①生物制剂类,如超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化酶(GSH Px),过氧化氢酶(CAT),金属硫蛋白(MT),木

衰老机制的研究进展

姓名:王芝 学号: 2010212810 专业:生物科学 任课老师:王玉凤 发育生物学 (双语课堂)

衰老机制的研究进展 摘要:不同物种,同一个体的不同组织和细胞,它们的衰老速度并不相同。究其原因,遗传与环境都能影响衰老的进程。个体的平均寿命和物种的最高寿限可以从不同侧面反映衰老的进程。目前认为平均寿命主要与环境相关,而物种最高寿限与遗传相关。从两者的关系看,不良环境影响是通过对遗传物质或其产物的作用而影响衰老的进程。从遗传因素看, 衰老并非由单一基因或单一作用所决定, 而是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果。DNA (特别是线粒体DNA )并不像原先设想的那样稳定, 目前业已证明, 包括基因在内的遗传控制体系可受内、外环境,特别是氧自由基等损伤因素的影响, 从而加速衰老的进程。关键词:衰老环境遗传 正文 衰老是多因素协同引起的生命渐趋弱化的过程,可引起生理功能相应减弱、适应能力和抵抗力下降等综合表现。揭示衰老的机制, 探索出高效、安全可靠的抗衰老方法,这就是衰老生物学和老年医学研究的重要领域。近几十年来, 随着各边缘学科的飞速发展, 人类对于衰老的认识也从整体动物水平推进到了细胞和分子水平, 在大量实验证据的基础上提出了许多学说, 最终归结为两大类型: 一类为环境伤害衰老研究, 另一类为遗传衰老研究。[1] 1.环境伤害理论 1.1 自由基学说 衰老的自由基学说最早是Denham H arman于1955年提出来的。这种学说认为, 体内许多物质代谢中产生过氧化的自由基, 使机体内的自由基处于不平衡状态, 过量的自由基就会引起机体损伤, 会引起不饱和脂肪酸氧化成超氧化物, 形成脂褐素, 氧自由基过多会破坏细胞膜及其他重要成份, 使蛋白质和酶变性, 当自由基引起的损伤积累战胜了机体的修复能力, 导致细胞分化状态的改变、甚至丧失, 从而导致和加速衰老。这一学说受到了很高的重视, 但随着研究的深入, 自由基学说的核心衰老学说地位已经动摇, 因为这个学说有着许多的牵强之处, 也遇到了许多实验结果造成的困惑和反驳。[2-3] 1.2线粒体学说 自1989 年Linnane[4]等提出线粒体衰老假说以来,人们越来越关注线粒体

纤维素基吸附剂的研究进展

纤维素基吸附剂的研究进展 Q U R J 曲荣君1,2*,孙向荣1,王春华1,孙昌梅1,成国祥1,2 (1.烟台师范学院化学与材料科学学院,山东烟台264025; 2.天津大学材料科学与工程学院,天津370002) 摘 要: 纤维素作为自然界中储量最大的天然高分子材料,具有价廉易得、易被微生物降解、不会给环境带 来第二次污染等特点,长期以来对其开发利用一直是科技工作者研究的热点。本文主要综述了近年来纤维素 基吸附剂的研究进展,并简要介绍了其作为金属离子吸附剂、特殊用途吸附剂等的结构性能特点,展望了其发 展前景。 关键词: 纤维素基吸附剂;吸附 中图分类号:T Q 352 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2004)03-0102-05 PROGRESS IN ST U DIES ON PREPARA T ION AN D PROPERT IES OF CELLU LO SE BASED ADSORBENT S QU Rong jun 1,2,SUN Xiang rong 1,WANG Chun hua 1,SU N Chang mei 1,CHENG Guo x iang 1,2 (1.School of Chemistry and Materials Science,Yantai Normal University ,Yantai 264025,China; 2.School o f Materials Science and Engineer ing ,Tianj in University ,Tianj in 370002,China) Abstract:As one of the most abundant renewable natural polymers on earth,cellulose is readily available and inexpensive.Also it can be biodegraded easily w ithout pollution on environment.M any inv est igators have done w orks on the development and utilization of cellulose for a long time.I n this paper,the preparation of adsorbents based on cellulose is review ed.T he structures and properties of t he modified cellulose as metal ion adsorbents and special adsorbents are introduced.T he long term potential development of cellulose based adsorbents is mentioned. Key words:cellulose based adsorbent;adsorption 纤维素是无水葡萄糖残基通过 -1,4糖苷键连接的立体规整性高分子,是自然界中最为丰富的可再生资源。纤维素分子内含有许多亲水性的羟基基团,是一种纤维状、多毛细管的高分子聚合物,具有多孔和比表面积大的特性,因此具有亲和吸附性,但天然纤维的吸附(如吸水、吸油、吸重金属等)能力并不很强,必须通过化学改性使其具有更强或更多的亲水基团,才能成为性能良好的吸附材料。 纤维素吸附剂的研究和应用早在20世纪50年代初就已开始,近年来,随着生命科学的飞速发展和人们对纯天然化工产品的需求日益扩大,纤维素作为天然高分子材料用来作吸附剂使用愈来愈广泛;同 收稿日期:2003-10-13 基金项目:国家自然科学基金资助项目(29906008);山东省自然科学基金资助项目(Q99B15);中国博士后科学基 金(2003034330);山东省中青年学术骨干学术带头人基金资助项目(无编号) 作者简介:曲荣君(1963-),男,山东荣城人,教授,博士后,主要研究方向:功能高分子。 第24卷第3期 2004年9月林 产 化 学 与 工 业Chemistry and Industry of Forest Products Vol.24No.3 Sept.2004

皮肤衰老机制的研究进展

皮肤衰老机制的研究进展 发表时间:2011-05-12T14:45:44.503Z 来源:《中外健康文摘》2011年第4期供稿作者:祝司霞 [导读] 1.2 皮肤衰老的自由基学说随着增龄,体内抗氧化系统功能衰退,自由基过量积聚。 祝司霞 (攀枝花学院医学院四川攀枝花 617000) 【中图分类号】R751 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085 (2011)04-0032-02 【摘要】皮肤浅表外露可为研究衰老提供良好的材料,有利于在分子和细胞水平上更深入研究机体的衰老。文章阐述了皮肤衰老的机制,内源性因素是根本,外源性因素影响衰老的进程。为寻找延缓衰老的措施和开发抗衰老药物提供新思路。【关键词】皮肤衰老遗传自由基代谢 Research Progress about mechanism of skin aging Zhu si xia(Medical College of Panzhihua University,Panzhihua Sichuan 617000) 【Abstract】 Superficial skin exposed may provide a good material for the study of aging which is useful for more in-depth study of the aging body at the molecular and cellular level.This paper systematically describes the mechanisms of skin aging that endogenous factors are fundamental and exogenous factors affect the aging process.It would be a new idea of finding the measures of anti-aging and developing anti-aging drug. 【Key words】 Skin aging Genetic free radical metabolic 皮肤老化可影响美观,引发抑郁、自卑等心理问题,与某些疾病也有关,比如郎格汉斯细胞减少,免疫能力下降,易患感染性疾病。因此延缓皮肤衰老一直是研究热点。目前关于皮肤衰老的机理有三十几个学说[1]。本文从内源性生理衰老和外源性环境衰老两个方面阐述皮肤衰老机制。 1 皮肤内源性生理衰老机制 1.1 皮肤衰老遗传学说遗传因素是皮肤衰老的最主要原因[2]。随着增龄,皮肤细胞中基因合成抑制物表达增加,与细胞活力有关的基因受抑制不能表达,如Spiering[3]在皮肤成纤维细胞的培养物中发现了DNA合成抑制因子,DNA合成下降,蛋白质合成减少,尤其是胶原蛋白减少导致皮肤老化;机体对DNA损伤的修复能力越来越弱,DNA的损伤越来越严重;端粒逐渐缩短,短至一定程度体细胞开始衰老死亡。 1.2 皮肤衰老的自由基学说随着增龄,体内抗氧化系统功能衰退,自由基过量积聚。自由基可使皮肤细胞膜中的不饱和脂肪酸,形成过氧化脂质,膜结构破坏,功能受损。脂质过氧化物(LPO)的降解产物丙二醛是强效交联剂,易与蛋白质或核酸交联形成溶酶体无法消化的脂褐素(LPF),累积在皮肤结缔组织中形成老年斑[4]。 1.3 皮肤衰老的代谢失调学说年龄增长,血液循环功能下降、新陈代谢减慢,细胞和组织逐渐退化和衰老。王红丽等[5]研究表明,通过扩张血管、改善微循环、使血流加速等,可促进细胞的新陈代谢,加快衰老皮肤细胞核酸和蛋白质的合成;增加皮肤中SOD(超氧化物岐化酶)含量和活性,羟脯氨酸含量显著升高,MDA(丙二醛)含量显著降低,而发挥其抗氧化和清除自由基作用,恢复细胞正常的生理功能;或可明显刺激皮肤成纤维细胞的活性,促进胶原蛋白合成,使皮肤趋于年轻化,从而延缓皮肤衰老进程。 1.4 免疫功能退化学说[6] 衰老时免疫功能逐渐衰退,主要表现在两个方面:①正常免疫功能减退:胸腺萎缩、纤维化,胸腺素分泌下降,免疫细胞减少,比例失调,细胞免疫功能下降;②自身免疫反应增强:体液免疫功能紊乱,机体对抗外来性抗原能力下降,而对抗自身细胞的能力提高。机体免疫功能失常会使机体自由基代谢失去平衡,二者相互作用,加速机体的衰老。实验证明,提高机体免疫功能,能增强SOD活性。 1.5 神经内分泌功能减退学说[7] 衰老时下丘脑-垂体-性腺功能衰退,性激素水平降低。雌激素能促进成纤维细胞的胶原合成和成熟,抑制胶原降解,促进透明质酸的合成。因此雌激素降低,皮肤胶原含量下降,皮肤弹性降低。 2 皮肤外源性环境衰老机制 皮肤暴露于体表,最容易受外界环境因素的影响。日光可使皮肤小血管减少,汗腺减少,分泌汗液能力下降,皮脂分泌减少,皮肤干燥,产生皱纹,甚至皮革样改变[8]。大气中的污染物,如汽车排出的尾气,可加速皮肤氧化,促进皮肤衰老。寒冷、干燥可使皮肤角质层失水过多,促进皱纹的生成。 本文综述了皮肤衰老的机制,内源性因素是根本,外源性因素影响衰老的进程,抗衰老研究应注重内源性因素,同时兼顾外源性因素,找到预防和延缓衰老的措施,并作为开发抗衰老药物的突破方向。 参考文献 [1]来吉祥,何聪芬,董银卯,等.皮肤衰老机理和抗衰老化妆品的研究进展[J]. 北京日化,2009,3:11-17. [2]王红丽,吴铁.皮肤衰老分子生物学机制的研究进展[J]. 国外医学皮肤性病学分册,2003,29(2):114-116. [3]Spiering AL,Pereira—Smith QM ,Smith JR.Correlation between complementation group for immortality and DNA synthesis inhibitors[J].Exp Cell Res,1991;195(2):541—545. [4]李素云,王立芹,郑稼琳.自由基与衰老的研究进展[J].中国老年学杂志,2007,27(20):2046-2047. [5]王红丽,吴铁,吴志华.人参皂苷、丹参酮和川芎嗪抗小鼠皮肤衰老作用研究[J].第二军医大学学报,2006,27(5):525-527. [6]陈飞飞,蔡东联.活性多糖延缓衰老的研究进展[J].中西医结合学报,2009,7(7):674. [7]王坤,张洁,于文会.针灸抗衰老作用研究进展[J].中兽医医药杂志,2009,28(3):24-25. [8]姚春丽,刘姝.皮肤光老化与骨髓间充质干细胞移植[J].中国美容医学,2008,17(4):601-602.

纳米材料在吸附剂中的研究进展及应用

纳米材料在吸附剂中的研究进展及应用 摘要:本文研究了纳米材料被作为吸附剂在分离和富集中的研究进展及引用。纳米材料主要包括金属、金属氧化物、富勒烯、碳纳米管等。 关键词:纳米材料;水处理;吸附剂 Research Progress and Application in Nanomaterials for Adsorbents Abstract:The research progress and applicaton of nancmaterials as adsorbents for separating and enriching in water pollution have been studied. Nanomaterials include metal,metal oxide,fullerene, carbon nanotubes and so on. Key words:nanomaterials ; water treatment ; adsorbents 一、引言 我国水资源的特点是总量大,人均量少。水资源的不足,加上地表水、浅层地下水的污染又减少了可供利用水资源的数量,形成了所谓的污染性缺水,造成了水荒。水污染对人体健康及工农业生产的持续发展带来了很大的危害。水在循环过程中,沿途挟带的各种有害物质,可通过水的稀释、扩散降低含量而实现无害化,这是水的自净作用。但也可能由于水的流动交换而迁移,造成其他地区或更大范围的污染。那么,我们需要对污水进行预处理才能将其排放到环境中去。在各种环境污染处理技术中,吸附法是广泛应用的方法。常用的吸附剂有活性炭、活性硅藻土、纤维、天然蒙托土、煤渣以及混凝剂等。纳米材料是一种有着巨大应用前景的吸附材料。纳米科学技术是20世纪80年代末崛起并迅速发展起来的新科技。纳米材料指尺寸大小为1~100nm的物质材料,与普通的块体材料相比,纳米材料具有较大的比表面和较多的表面原子,因而显示出较强的吸附特性。 二、纳米材料的吸附作用 对于纳米粒子的吸附作用,目前普遍认为:纳米粒子表面的表面羟基作用。纳米粒子的吸附作用主要是由于纳米粒子的表面羟基作用。纳米粒子表面存在的羟基能够和某些阳离子键合,从而达到表观上对金属离子或有机物产生吸附作用;另外,纳米粒子具有大的比表面积,也是纳米粒子吸附作用的重要原因。一种良好的吸附剂,必须满足比表面积大,内部具有网络结构的微孔通道,吸附容量大等条件,而颗粒的比表面积与颗粒的直径成反比。粒子直径减小到纳米级,会引起比表面积的迅速增加。当粒径为10nm时,比表面积为90m2/g;粒径为5nm时,比表面积为180m2/g;粒径下降到2nm时,比表面积猛增到450m2/g。由于纳米粒子具有高的比表面积,使它具有优越的吸附性能,在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力,提供了在环境治理方面应用的可能性。[1] 1.纳米金属的吸附作用 纳米金属的表面原子特别是处于边和角上的原子有较高的化学活性,这些原子正是催化剂的活性中心,也是吸附剂的活性位点。由于纳米金属原子簇具有较高的表面能,属于亚稳态,有团聚的倾向。目前主要有以下2种方法改变其稳定性:(1)用多孔的物质如Al2O3、SiO2、碳质材料和多聚物等作为载体,浸入金属盐溶液中,然后将金属离子还原为零价纳米金属原子簇而固定在载体上。(2)纳米金属的表面修饰。用纳米金属作吸附剂的也有报道,Kanel等在N2保护下,用NaBH4还原FeCl3制得了纳米零价铁即纳米铁,他们用纳米铁作为吸附剂对地下水中As(Ⅲ)的吸附行为进行了研究,结果表明,As(Ⅲ)的初始浓度和溶液的pH值对吸附有影响,最大吸附容量为3.5ng As(Ⅲ)/g纳米铁,并发现HCO3-、H4SiO4

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