含藻人工多细胞体系研究是合成生物学的重要研究内容之一.微藻利用光能,通过光合作用在人工多细胞体系中发挥光能转换的作用.本文综述了含藻人工多细胞体系的构建、形成机制及其在废水处理中的应用.共培养是研究藻-菌相互作用的有效手段,而复杂的生物群落构建还需要进一步的完善.目前已经建立的人工光合多细胞系统包括高效藻类塘、海藻酸盐固定化、藻菌絮体、颗粒污泥和生物膜等.通过高通量测序等手段,可以从上至下地了解体系内微藻和微生物的动态变化.光合人工多细胞体系已经用于废水中有机污染物、抗生素等有害污染物以及重金属脱除.光合人工多细胞体系适配才能形成高效、稳定的系统,可以充分利用代谢互补和代谢协同,并逐步构建结构精准的多细胞体系.本文也展望了含藻人工多细胞体系存在的问题和可能的解决途径.

目的 以分子筛为主要原料,开发出能选择性脱除丹参提取液中5种重金属的吸附剂.方法 从4种原料铁红粉末、快脱粉(活性氧化铝)、13X分子筛原粉、硫化锌粉末中筛选出13X分子筛原粉、活性氧化铝为原料,使用混料均匀试验方法,筛选吸附剂配方.再选用壳聚糖、乙二胺四乙酸(EDTA)为扩孔剂,制备了扩孔型吸附剂.结果 经混料均匀试验,可得吸附剂中13X分子筛原料比例处于0.275 6～0.465 5时,对水中5种重金属Cu、Pb、Cd、Hg、As均有较好脱除效果.将混料设计优选的吸附剂用于脱除丹参提取液中5种重金属,吸附时间4h,Cu、Pb、Cd、Hg、As脱除率分别为14.4％、74.5％、54.6％、13.4％、8.8％.而相同组成的扩孔型吸附剂对丹参提取液中5种重金属脱除率有明显提升,Cu、Pb、Cd、Hg、As的脱除率分别提高至21.0％、91.5％、97.5％、60.3％、46.8％.结论 所制备的扩孔型吸附剂,能在较短时间内脱除丹参提取液中5种重金属,具有一定工业应用前景.

畜禽粪便是一种重要的廉价生物质资源,含有丰富的木质纤维素和矿质营养,但随意堆弃必然会对环境形成污染,同时造成资源浪费. 为促进实现畜禽粪便的循环再生利用,从牛粪肥料化利用、能源化利用和化学品生产原料3个方面综述牛粪生物质资源的研究进展,分析不同处理方式对牛粪利用效率的影响. 肥料化利用在一定程度上能消解环境中的牛粪, 但因生产成本高、资源利用率低等问题限制了其大规模推广. 而牛粪厌氧发酵能产生清洁能源沼气,结合厌氧共发酵方式可以提高甲烷产率,并且发酵后的沼液可用于浸种和生物农药利用; 同时牛粪可以作为制取乙醇的新型原料,通过分子生物学手段构建重组运动发酵单胞菌,扩大菌株的底物利用范围. 此外,牛粪作为乳酸、富马酸、纤维素等生物基产品的生产原料,丰富了牛粪利用方式. 最后提出在牛粪利用过程中加强对重金属和抗生素的脱除,着力研究沼气工程建设技术,稳定发酵温度,提高产率,同时构建糖利用范围广、乙醇得率高的菌株,发展多重牛粪利用方式,以实现牛粪生物质资源的高值高效利用. (图1 表1 参74)

中药材重金属的污染问题已成为影响中药广泛应用的主要问题.由于中草药水煎液中基质复杂,在脱除重金属的同时,还要保证对其有效成分不产生影响,脱除难度大大增加.目前去除中药材中重金属的方法有吸附法(大孔树脂、γ-巯丙基键合硅胶、壳聚糖等)和超临界CO2络合萃取法.着眼于中药材中重金属的脱除方法,对文献报道的脱除方法进行归纳总结,为今后中药重金属脱除方法及材料的开发提供借鉴.

近年来,植物提取物得到了广泛的开发与利用,但重金属污染问题已经危及到其安全应用.因此,有效去除植物提取物中的重金属污染成为亟待解决的问题和国内外的研究热点.目前应用较为广泛的重金属脱除技术包括絮凝沉淀法、吸附法、分子筛法等.另外一些新型的技术和材料也逐渐应用于植物提取物重金属脱除,如微生物法、纳米技术、离子/分子印迹技术、仿生材料等.对近年来植物提取物中重金属脱除技术的原理和应用进行综述,对各方法的特点进行归纳总结,并对植物提取物中重金属脱除技术的发展趋势和前景进行展望.

目的 研究制备了一种用于脱除小柴胡汤复方制剂(小柴胡颗粒剂及小柴胡水煎剂)中重金属的高效环保复合仿生材料.方法 使用SEM、TEM、FT-IR及XRD技术对仿生材料的形貌进行表征,再结合ICP-MS与HPLC技术验证该仿生材料对不同类型重金属的脱除效率、对药效成分的影响程度等.结果 该仿生材料在水煎剂及颗粒剂中重金属Cd,Hg,Pb的脱除率分别为:98.66％,98.37％,99.87％与99.87％,98.41％,99.92％,且药效成分黄芩苷含量减少仅为4.80％与7.38％.结论 该复合仿生材料可用于脱除小柴胡汤复方制剂中的重金属镉、铅和汞,且有效成分的损失率较低,为脱除水煎剂和颗粒剂中的重金属提供一定的理论和技术支持,并为安全使用中药材制剂提供了便捷且可靠的方法.

目的 为进一步完善特定药材的质量评价标准,同时弥补其潜在的安全风险评价空缺,以大宗常用中药材苦参为例,深入了解重金属在原药材中的污染水平及其在不同类型制剂中的残留情况,并对服用该药材的潜在危害进行健康风险评估,该研究对评价及提高中药质量及安全方面给出了一定的实验基础及借鉴价值.方法 采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)法测定了不同产地苦参中铬(Cr)、镍(Ni)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)及锌(Zn)8类有害元素的含量;基于苦参不同提取工艺及人体外消化模型,分别模拟苦参的水提液与醇提液制剂及原粉等3种主要的入药模式,测定其中重金属的转移率,同时使用人体日暴露量及靶标危害系数法(THQ)分别对苦参的重金属健康风险等级进行评估,最终给出特定类型苦参药材中各重金属的最大残留限量推荐值.结果 在国际重金属限量标准对比下,12批苦参中6批As超标,1批Cd超标,不合格率为66.76％.然而,水提取工艺对Ni,Cu,As,Zn,Hg及Pb元素具有较高的脱除能力,且醇提工艺可特异性的脱除Cd元素.三种入药方式下THQ总值均低于各项重金属的THQ标准值,而苦参重金属MRL理论值与中国药典MRL值存在较大差异.结论 通过研究不同产地苦参中重金属的残留情况及其在不同入药方式下的转移利率发现:苦参药材经提取后,由重金属导致的健康风险等级降低,因此针对不同类型药材中重金属的最大限量值的制定有待进一步修改,本研究为特定类型药材的风险等级评估提供了实验基础与研究思路.

药用海洋生物作为传统药物的一个重要分支,其生物种类繁多,生物活性显著并且在抗肿瘤、抗病毒、抗凝血、镇痛抗菌以及心脑血管疾病等的治疗上有着突出的成效等优点.近年来,随着人类对海洋生物的不断探索,在其中还发现了许多具有特定生物活性和药用前景的海洋有机物,得到了世界各国的极大重视,并将药用海洋生物称作解决人类健康问题的“新希望”.然而,由于现代化工业的快速发展,重金属污染对药用海洋生物资源造成了极大的威胁,同时也阻碍了海洋生物医药行业的发展,威胁着人类健康.鉴于此,该文首先介绍了药用海洋生物发展趋势及重金属污染现状,重点阐述了适用于药用海洋生物中重金属的分析技术与化学脱除技术,以期为海洋药物中重金属及有害元素的控制和海洋药物的开发利用方面的研究提供参考.

木质素基吸附剂是木质素高值化利用的重要领域之一.本文对木质素基吸附剂应用于废水处理的研究进行综述,介绍木质素基吸附剂应用于废水处理的研究背景及现状,着重总结官能团改性木质素基吸附剂对染料、重金属离子的吸附效果.木质素官能团改性可以在木质素上引入新的官能基团,从而提高吸附剂对污染物的吸附性能,对污染物有很好的脱除效果,可为新型高效环保木质素基吸附剂的开发和应用提供重要的借鉴.

目的 结合现代生产工艺技术提取富集三七花总皂苷,同时脱除提取物中的农药和重金属残留,为开发该品种药品提供低残、健康安全的原料.方法 前期通过小试正交实验,以三七花中人参皂苷Rb3、115项农药残留、四项重金属为检测指标,筛选出最佳工艺条件后进行三批中试放大.结果 水作为提取溶剂,使用D101大孔吸附树脂进行富集,树脂:药材为2:1(m/m),用80％ 乙醇对总皂苷进行洗脱,洗脱流速为270 mL·min-1～300 mL·min-1;洗脱液通过LK30树脂脱色,脱色流速为300 mL·min-1～320 mL·min-1,脱色浓缩液中加入0.5％ 药材重量的活性炭吸附除杂质,最终浓缩浸膏使用浸膏重量3倍的丙酮结晶.结论 通过此方法的应用,同时实现了三七花总皂苷的富集和总皂苷中农药、重金属残留的脱除,实验效果显著且该方法稳定,适用于现代工业生产.