固体表面蛋白质吸附理论研究进展
蛋白质吸附综述 2

蛋白质吸附综述粟冰冰摘要:综述了蛋白质吸附的基本理论,包括吸附模型、吸附材料、吸附方式和影响因素;生物植入材料对蛋白质的吸附。
在影响因素中重点讨论理化性质、材料改性对蛋白质吸附的影响,植入生物材料重点讨论蛋白吸附与生物相容性的关系。
展望蛋白质吸附在生物植入材料和水处理两方面的发展。
关键词:蛋白质吸附基本理论植入材料相容性Abstract:Summarize the basic theory of protein adsorption,including adsorption models,materials, types,influencing factors;the adsorption of biological implant materials to protein.Influencing factors consist of physical and chemical properties,materials modification, biological implant materials focus on the relationship between protein adsorption and biocompatibility.Prospect the development of protein adsorption on biological implant materials and water treatment.Key words:Protein adsorption Basic theory Biological implant materials Biocompatibility蛋白质吸附是一个十分普遍但相当复杂的一个问题,特别是在生物植入材料领域。
植入材料在植入生物体内后,在生物体内数秒内发生蛋白吸附。
蛋白吸附的状况与生物材料的生物相容性和生物学功能密切相关,因而蛋白吸附在生物材料领域是一个新兴的研究热点。
材料表面抗蛋白质污染机理研究进展

me h im , r l s ae . ed v lp gp o p cso tea t o igme h n s w eea oe po d c a s weeiu t td T n l r h e eo i n r se t f h n i ul f n c a im r l x lr . s e Ke r s p o en f ui g; s ra e; m e h n s ywo d : r ti o l n ufc c a im
有时候会影响安全性【 4 】 。这来自问题的出现极大推动了对 固体材料表面抗污染改性分子的研究与开发, 更对抗污
收稿 日 :2 1一1l 期 0 0 一5 O
基金项 目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项 H(0 6 0 6 3 ) 2 0 0 5 02 ;教育部科技创新工程重大项 目培育基金资助项  ̄(0 0 2 76 1) 作者简介 :石卿(9 3 ) 18 ,男,博士研究生 ,主要研究方向 :膜与膜分离 通信联系人 :姜 忠义 ,教授 ,主要研究方 向 :膜与膜分离 , zo g iag malo h n y in @g it m j .
进行了分析。 关键词 :蛋 白质污染 ;表 面 ;机理
中图分类号 :06 1 2. 2
文献标 志码 :A
文章编号 :17 ~7 8 (0 00 —0 7 —4 6 3 102 1)3 12
Re e r h p o r s o en f ul g r ss a tm e ha im s a c r g e si pr t i o i e it n c n s n n
Vb1 . NO. 5 3
M r 叭0 a2 .
中 国科 技 论 文 在 线
S in e a e le c c pp r i e On n
国内外仿生技术的研究进展与发展趋势.doc

国内外仿生技术的研究进展与发展趋势摘要:生物经过进化已经很好的适应特定的环境,人类通过向它们学习可以解决特定的问题。
本文阐述了近些年来仿生学在多个领域的研究进展:通过观察分析某些动物的特定部位的结构,设计出了更加耐用,阻力更小的刀具,无痛注射的针头,水下游动机器人等;通过分析生物体的某些方面的特定功能,设计出了更加有效的中药提取技术,可以帮助盲人通过假眼辨别实物和帮助残疾人获得触觉感知的设备等;通过观察某些生物表皮材料的某些功能,设计出了超疏水太阳能电池表面。
对比近些年对仿生技术的研究进展总结了未来仿生技术的发展趋势:专业化,广泛化,智能化,科学化。
关键词:仿生技术,仿生现状,应用领域,发展趋势中图分类号:文献标识码:文章编号:0 引言地球上的生物从无到有,从简单到复杂,经过上亿年的演变进化早已适应了地球上各种各样的环境。
人类要改造特定自然环境,就必须要向早已适应相应自然环境的生物学习。
仿生学是模仿生物的科学,把生物学和其他学科像机械,建筑,医疗等结合起来的一门综合性的边缘科学[1]。
目前国内外研究仿生的方向大致分为:结构仿生,功能仿生,材料仿生,控制仿生等[2]。
自上世纪60年代初仿生学诞生以来仿生学在军事,工业,农业等领域得到广泛的应用[3]。
但是到了上世纪后期却出现了停滞现象,主观原因是由于各种现代技术的出现,人类开始对自身的能力出现一种满足感,逐渐忘记了那些比我们更能适应地球环境的生命。
客观原因是当时的技术能力还是有很大的局限性,人们虽然能观察到生物体的神奇功能却缺少必要的手段去观察和破译生物适应环境的奥秘[4]。
到了21世纪人们开始使用高速相机技术,核磁共振技术,传感器技术,等技术去观测分析生物体运作方式,仿生技术再次引起了人们的重视。
1992年机械工业部批准在吉林大学建立地面机械仿生技术部门开放研究实验室,该实验室在2000年经教育部批准成为国内唯一一个从事仿生研的国家重点实验室[5]。
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展

蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展蛋白质工程的研究与进展摘要: 蛋白质是生命的体现者,离开了蛋白质,生命将不复存在。
蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。
它所取得的进展向人们展示出诱人的前景。
关键词:蛋白质工程;研究;进展;蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就,它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。
蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代,为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。
1、蛋白质工程 1.1蛋白质工程的定义所谓蛋白质工程,就是利用基因工程手段,包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造,以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
1.2蛋白质工程的由来蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。
基因工程的研究与开发是以遗传基因,即脱氧核糖核酸为内容的。
这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。
这就是蛋白质工程的由来。
它是以蛋白质的结构及其功能为基础,通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造,组建成新型蛋白质的现代生物技术。
这种新型蛋白质必须是更符合人类的需要。
因此,有学者称,蛋白质工程是第二代基因工程。
其基本实施目标是运用基因工程的DNA重组技术,将克隆后的基因编码加以改造,或者人工组装成新的基因,再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达,从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。
这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状,才算是实现了蛋白质工程的目标。
1.3蛋白质工程的原理由于基因工程的发展,人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。
这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上,也可以在基因水平上。
如基因水平的改变,是在功能基因开发的基础上,对编码蛋白质的基因进行改造,小到可改变一个核苷酸,大到可以加入或消除某一结构的编码序列。
吸附分离技术研究进展

吸附分离技术研究进展吸附分离技术是指将流动相(气体或液体)与具有较大表面积的多孔固体颗粒相接触,流动相的一种或多种组分选择地吸附或持留于顺粒微孔内,从而达到分离目的的方法。
为了回收该组分和吸附剂的净制,作为吸附剂的固体颗粒需要再生,吸附和再生构成吸附分离的循环操作。
常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝、活性炭、碳分子筛、沸石分子筛等[1]。
吸附是一表面现象,在流体(气或液)与固体表面(吸附剂)相接触时,流固之间的分子作用引起流体分子(吸附质)浓缩在表面。
对一流体混合物,其中某些组分因流固作用力不同而优先得到浓缩,产生选择吸附,实现分离。
吸附分离过程依据流体中待分离组分浓度的高低可分为净化和组分分离,一般以质量浓度10%界限[2],小于此值的称为吸附净化。
吸附是自发过程,发生吸附时放出热量,它的逆过程(脱附)是吸热的,需要提供热量才能脱除吸附在表面的吸附分子。
吸附时放出热量的大小与吸附的类型有关:发生物理吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用较弱,吸附选择性不好,吸附热通常是在吸附质蒸发潜热的2~3倍范围内,吸附量随温度升高而降低;而发生化学吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用强,吸附选择性好且发生在活性位上,吸附热常大于吸附质蒸发潜热的2~3倍。
在吸附分离技术的实际应用中,吸附剂要重复使用,吸附与脱附是吸附分离过程的必要步骤。
吸附剂脱附再生的实现方式主要有两种:提高吸附剂温度和用低吸附质浓度的流体。
吸附剂的性能决定着吸附分离技术的应用,因此吸附剂的开发一直是吸附分离技术的研发重点。
从含CO和N2的气体混合物中分离出CO,或从烯烃和烷烃气体混合物中分离出烯烃,用一般的吸附剂无法实现,因这些待分的物质性质相近,在吸附剂上有着相近的吸附容量,选择性差。
如果利用CO和烯烃分子都有л键和络合吸附具有化学吸附的专一性的特性,就可能开发出具有选择性吸附CO 和烯烃的专用吸附剂,多年来在这方面的研究开发取得了不少的结果[3-6]。
吸附在多相催化中的作用及其研究进展

以 Al 2O3 为例, Al 2O3 晶体常以铝的羟 基化物脱水得到,结构为:
L 酸中心很容易吸水变为 B 酸中心:
表面两个 OH-脱水后,就露出一个 Al 3+ 离子和一个 O2-离子。 Al 3+ 离子为配位不饱 和, 可再吸收电子对, 因而是一种 L 酸中心。 由此可见, 氧化铝表面上具有可供反应 物吸附的 L 酸中心和 B 酸中心,同时还有 碱中心,能形成酸碱的协和催化反应。 2.2 半导体催化的化学吸附 半导体催化剂是一类应用很广的催化 剂, 主要用于无极化工的氧化和石油化工的 氧化脱氢反应上。 这种催化剂可以分为如下 三类: 第一类,P 型半导体:Cu2O; 第二类, 本征半导体: CuO, MgO, CaO; 第三类,n 型半导体: AlCO3, ZnO, Fe2O3。 本征半导体的原子与原子间组成共价 键,是价饱和状态。价电子填充于满带中, 每个能级有两个配对电子, 低温下导带中没 有价电子。 这种半导体导电时要依靠温度激 发,把少量价电子由满带激发到导带(空带) 中,导带中得到自由电子,这自由电子的导 电就叫做电子导电。 同时满带放走了部分价 电子后,由本来的电中性变为带正电, 。形 成所谓 “ 正空穴 ” ,正穴的移动也能产生电 流, 称为正穴导电。 电子导电又叫 n 型导电, 空穴导电又叫 p 型导电。 可见本征半导体的 导电,同时存在 n 型导电与 p 型导电。 另两种半导体。 过渡金属氧化物催化剂 大都属于这种类型。这些氧化物,如果按正 常分子式的化学计量比组成, 而且金属与非 金属元素,按照一定秩序排列,毫无缺损,
ra f ( A )
(C) 与吸附活化能成指数关系。占有高 于吸附吸附活化能 Ea 的那些分子才能被吸 附,它们 在全 部气体 分子中 所占 分率为 EXP(-Ea/RT)(有效分率)
本地蛋白肽离子交换作用

本地蛋白肽离子交换作用蛋白肽是由氨基酸组成的短链肽,具有广泛的生物学功能。
而离子交换作用是指溶液中带电离子与载有相反电荷的固体表面之间的相互作用。
本文将探讨本地蛋白肽离子交换作用的原理、应用以及未来的研究方向。
一、本地蛋白肽离子交换作用的原理本地蛋白肽离子交换作用是指蛋白肽与固体表面上的离子交换基团之间的相互作用。
在溶液中,蛋白肽分子带有正电荷或负电荷,而固体表面上的离子交换基团则带有相反的电荷。
当蛋白肽分子接近固体表面时,它们与离子交换基团之间发生静电相互作用,使蛋白肽分子吸附在固体表面上。
这种作用的原理可以用离子交换的化学平衡来解释。
当蛋白肽分子与离子交换基团接触时,溶液中的离子与固体表面上的离子交换基团之间发生交换作用。
这种交换作用导致固体表面上的离子交换基团与蛋白肽分子之间形成了离子对,从而使蛋白肽分子吸附在固体表面上。
二、本地蛋白肽离子交换作用的应用本地蛋白肽离子交换作用在生物医学领域具有广泛的应用。
首先,它可以用于蛋白质纯化和富集。
蛋白质混合物中的目标蛋白质可以通过与离子交换基团的相互作用实现分离和富集。
这种方法不仅可以提高蛋白质的纯度,还可以减少蛋白质的损失。
本地蛋白肽离子交换作用还可以用于药物传递系统的设计。
通过调控蛋白肽与载体表面的离子交换作用,可以控制药物的释放速率和药物在体内的分布。
这种方法可以提高药物的疗效,并降低副作用。
本地蛋白肽离子交换作用还可以用于蛋白质的结构研究。
通过测量蛋白质在离子交换剂上的吸附和解吸过程,可以揭示蛋白质的结构和构象变化。
三、本地蛋白肽离子交换作用的研究进展与未来方向本地蛋白肽离子交换作用的研究主要集中在以下几个方面。
首先,研究人员正在开发新型的离子交换剂,以提高蛋白质的吸附容量和选择性。
其次,他们还在探索蛋白质与离子交换基团之间的相互作用机制,以揭示其在蛋白质纯化和药物传递中的作用。
未来,本地蛋白肽离子交换作用的研究将面临一些挑战。
首先,研究人员需要深入了解蛋白质与离子交换基团之间的相互作用机制,以提高蛋白质的吸附容量和选择性。
H_(2)在Pt表面的吸附行为研究进展

DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.03.203H 2在Pt 表面的吸附行为研究进展毛雨萌(重庆师范大学化学学院㊀沙坪坝㊀401331)摘要:在多相催化反应中,催化剂表面的吸附是一个重要关键的步骤㊂Pt 作为一种常见的金属催化剂,具有良好的选择性㊁稳定性和活性,同时对H 2有良好的吸附行为,研究H 2在Pt 表面的吸附行为对于多相催化和储氢材料的研究具有重要的价值㊂本文简要介绍了H 2在Pt 表面的吸附态,吸附位置以及吸附的影响㊂通过对H 2在Pt 表面吸附行为的相关研究进行阐述和分析,推测H 2是直接在Pt 表面缺陷处发生物理吸附至化学吸附的转变解离活化的,H 2在Pt 表面的吸附行为有待进一步研究㊂关键词:H 2;Pt 表面;吸附中图分类号:O643.3㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)03-0206-02㊀㊀Pt 作为很多反应优异的催化剂,对H 2有良好的吸附行为[1]㊂大量实验事实表明,气 固相的多相催化作用是反应物分子首先吸附在固体表面的某些部位上,形成活化的表面中间化合物,使反应的能垒降低,反应加速,之后再经过脱附得到产物㊂研究H 2在Pt 表面的吸附对于催化氢解,催化脱氢,催化加氢等反应具有重大的意义,同时对更复杂体系的研究有一定的参考价值,所以,研究H 2在Pt 表面的吸附行为是很有必要的㊂目前,众多研究者关于H 2在Pt 表面的吸附行为做了大量的研究,主要采用的方法有理论计算和实验表征㊂理论计算的方法主要有运用第一性原理密度泛函理论[2]进行研究和采用半经验的势函数模型进行研究,其中势函数模型有:Morse 势㊁嵌入原子模型(EAM)㊁Lennard -Jones 势模型㊁LEPS 势模型等㊂实验方法主要有:扫描隧道显微镜(STM)㊁电子能量损失谱(EELS)㊁热脱附谱(TDS)[3]㊁X 射线光电子能谱(XPS)㊁俄歇电子能谱(AES)㊁低能电子衍射(LEED)等㊂因为不同研究者使用不同的研究方法,在实验和计算时的标准不一样,所以研究结果难以统一化,故H 2在Pt 表面的吸附行为暂时未能达成共识,许多问题需要进一步的研究㊂本文通过对近年来的一些相关研究进行综述,使得对H 2在Pt 表面的吸附行为有更深一步的了解㊂1㊀表面吸附行为的研究气体分子碰撞到固体表面后发生吸附,依照吸附分子与固体表面的作用力的性质不同,可以将吸附分为物理吸附和化学吸附两大类㊂物理吸附实质是van der Waals 引力,而化学吸附实质是在固体表面和吸附物之间形成了化学键,因而化学吸附一般是单分子层的㊂化学吸附相比物理吸附,吸附物与表面的间隔更近㊂化学吸附需要活化能,而物理吸附不需要活化能,化学吸附能比物理吸附能大得多㊂1.1吸附态㊂当吸附质被吸附后,可能会产生一种以上的吸附态,近年来,通过各种波谱,色谱等实验方法可以证实各种吸附态的存在,同时也可以通过测定活化能和吸附热来判别吸附态㊂H 2吸附在Pt 表面有四种吸附态,两种属于分子吸附,两种属于原子吸附㊂胡庚申等人[4]用等离子体溅射的方法制备了Pt 膜,利用原位衰减全反射红外光谱(ATR -IR)研究了H 2在Pt 膜表面的吸附,结果显示红外谱图由三个峰组成,他们又对光谱进行曲线拟合,发现H 2在Pt 表面有三个物种[5]㊂王春璐等人[6]通过Material Studio 软件的Adsorption Lo-cator 模块模拟H 2在Pt(111)表面的吸附过程,得到了物理吸附(记作H 2-Pt)和化学吸附(记作2H -Pt)两种吸附态,通过观察H 2在向Pt 表面慢慢接近这个过程中体系总能量变化时发现:当吸附距离大于0.32nm 时,为物理吸附,能量较稳定,当吸附距离从0.32nm 减小后,能量迅速下降,而当距离接近至不大于0,24nm 的时候,能量又升高了㊂由此可以推断出当吸附距离在0.32nm 左右时,该体系经历了物理吸附到化学吸附转变的过程㊂另外该推测结果也可以通过类比H 2在Fe 表面的吸附[7]得到㊂1.2吸附位置㊂郭玉宝等人[8]根据第一原理的密度泛函理论,通过构造表面层模型来计算H 2在Pt(111)表面的吸附机制,H 2在Pt 表面主要有3种吸附位:空穴吸附位(Hollow)㊁桥吸附位(Bridge)㊁顶吸附位(Top),发现H 2在顶吸附位的吸附能最小,桥吸附位居中,空穴吸附位的吸附能最大㊂侯路斌等人[9]采用Morse 函数和嵌入方法(EAM)构造了氢-氢㊁金属-金属和金属-氢之间的相互作用势,发现氢原子通常被吸附在Pt (100)㊁(110)㊁(111)表面的高配位数位置,也就是,Pt(100)的四重洞位,Pt(110)的长桥位,Pt(111)面心立方的三重洞位㊂在Pt(211)表面,台阶边缘的四重洞位H5是氢原子最稳定的吸附位置,而四重洞位H4是Pt(311)表面氢原子最稳定的吸附位置,另外,不同晶胞最稳定的吸附位置不同,同时最稳定的吸附位置还受到固体表面覆盖度的影响[10]㊂1.3吸附的影响㊂王春璐等人[11]在分析H 2在Pt 表面吸附过程中电子云密度分布变化时,发现H 2分子对Pt 原子有吸电子的效应,随着H 2在Pt 表面距离的接近,电子云密度增大,H -H 间距离增加,有利于氢的活化以及后续的催化加氢反应㊂郭玉宝等人[12]也发现,H 2在Pt 表面吸附过程中,H -H 键的键长变长了,吸附后H -H 键的振动频率比自由分子的振动频率降低,导致红移,H -H 键容易断裂,变成H 原子㊂另有实验发现[13]当H 2在Pt 表面吸附时,会使得氢活化,即H 2在Pt 表面的吸附催化了H 2的解离,利于形成H -Pt 成键的稳定吸附体系㊂总之,H 2在Pt 表面的吸附有利于H 2的活化与解离㊂在多相催化反应中,底物在催化剂表面的吸附㊁解离㊁活化过程尤为重要㊂因为这一系列过程都发生在微观层面,而且是动态过程,难以观察和确定,故其中的学术观点众多,争议性很大㊂H 2在Pt 表面吸附活化过程,当前的主流机理有两种:一种是先物理吸附,再扩散到缺陷处解离活化,另一种是直接在缺陷处吸附解离活化㊂2019年[14]来自荷兰莱顿大学的研究团队通过巧妙构建弯曲Pt 表面结构,并结合高空间分辨率的一种方法,量化确认了第二种直接吸附解离活化的机理更加合理,于是,H 2在Pt 表面吸附行为的研究又向前迈了一大步㊂2㊀结语H 2在Pt 表面有不同的吸附态,在吸附过程中,发生了从物理吸附到化学吸附的转变过程㊂H 2在Pt 表面的吸附存在最稳定吸附的位置,不同的晶胞类型最稳定的吸附位置不同㊂H 2在Pt 表面的吸附有利于H 2的活化与解离㊂H 2在Pt 表面吸附活化的机理是直接在缺陷处吸附解离活化,据此,也可以猜测H 2是直接在Pt 表面缺陷处发生物理吸附至化学吸附的转变解离活化的㊂本文所综述的内容仍在发展中,相信在不久的将来,我们会发现H 2在Pt 表面吸附行为的更多奥秘㊂参考文献:[1]GRAEME W,WATSOM R,WELLS P K,et al.A Com-parison of the Adsorption and Diffusion of Hydrogen on the (111)Surface of Ni,Pd,and Pt from Denstiy Theory Calcula-tions [J].Journal of Physical Chemistry B,2001,105(21):4889-4894.[2]CAROLINA P,ESTELA P,ALFREDO J.A DFT study of H adsorption on Pt(111)and Pt -Ru(111)surfaces[J].Ap-plied Surface Science,2008,254:5827-5830.[3]姜志全,黄伟新,包信和.气相原子氢与Pt(111)表面的相互作用[J].中国科学(B 辑化学),2006(4):304-309[4]胡庚申,胡鑫,谢冠群,等.H 2在Pt 催化剂上吸附㊁脱附和氧化的原位动态衰减全反射红外光谱研究[C]//全国催化学术会议.2012.[5]Paal Z,Hydrogen Effects in Catalysis:Fundamentals and Practical Applications,CRC Press,1987[6]王春璐,解增忠,赵毅,赵晓光,王丽新,任强,叶蔚甄.H_2在Fe,Pt,Ni 表面解离的模拟研究[J].石油炼制与化工,2019,50(02):50-56.[7]Xie Weiwei,Peng Liang,Peng Daoling,et al.Processes of H 2adsorption on Fe(110)surface:A density functional theory㊃602㊃DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.03.204中职体育教学有效性如何提高康㊀萌(江西省樟树市职业技术学校㊀331200)摘要:随着时代的进步,中职学生的生活水平变得越来越高,身体状况却变得日益低下,部分学生甚至都处在了亚健康状态㊂因此,中职院校要提升对学生体育教学的重视程度,让每个学生都能有一个健康的身体,来应对未来生活中遇到的风风雨雨㊂目前,中职体育教师的教学模式非常固化,很难真正了解学生的实际需求,导致教学效果不甚理想㊂鉴于此,本文对中职体育教学有效性的提高策略进行了探索㊂关键词:中职体育;教学有效性;提高策略中图分类号:G633.96㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)03-0207-01㊀㊀作为学生自我发展的主心骨,核心素养的主要内涵是指学生具备适应终身发展及社会需要的必备品性,是学生观念㊁感情㊁能力等的综合表现㊂在中职体育课堂中,体育核心素养是指学生通过体育学科学习而逐步形成的正确价值观念㊁必备品格与关键能力,应得到正视,需要学生从运动中去了解,也需要体育教师的正向指引,更需要学校的支持㊂但是,随着学生学习任务的不断加重㊁过长时间没有运动,导致许多学生对体育课存在抵触心理,或者在潜意识里觉得体育课就是被占的课程或只是简单的玩耍,并没有认真对待㊂1㊀中职体育教学开展的困境1.1教学体系不完善㊂当前,很多中职院校的教师严重低估了体育课程对学生的重要意义,单纯地认为学生上体育课只是跑跑步就可以了㊂这种想法是非常错误的㊂中职体育教学并非让学生随意锻炼身体,应该是在教师的指导下,系统性地学习必要的运动知识㊂这样不仅能帮助学生掌握更多的锻炼方式,还能有效避免学生在运动中受到伤害㊂因此,学校要制定一些规章制度,要求体育教师制定合理的教学计划,并将计划贯彻执行㊂这样才能让中职体育课程顺利㊁有效地开展下去㊂1.2教学模式没有新意㊂很多中职体育教师在授课时,只是简单地对学生进行运动理论的教授,并且在组织学生运动实践时,也只会做一些简单运动,如跳远㊁仰卧起坐等㊂这种教学模式根本无法满足学生的需求㊂相对枯燥的体育运动可能会让学生对体育课程倦怠,从而失去学习体育知识的兴趣㊂长此以往,学生很难达到教材规定的体育目标,体育教师的授课积极性也会逐渐降低㊂1.3教学观念老旧㊂中职体育教学应该随着社会的变化而不断升级,这样才能让学生在身体㊁心理上都跟上时代的进程㊂但是,中职体育教师在开展教学工作时,经常是利用以前的教学思路指导学生运动㊂由于现代信息普及化,学生对世界的了解变得更多,以往的运动模式已经很难吸引学生的兴趣㊂因此,教师若想改变体育教学现状,必须力求改变,才能有所收获㊂2㊀中职体育教学有效性的提高策略2.1完善教学体系㊂好的教学体系是成功开展体育教学的开始㊂因此,教师必须要加强对教学体系的认识,不断吸收新的教学观念㊂这样才能让体育教学工作又好又快地发展㊂体育教师要加强对学生的全面引导,让学生明白体育锻炼的重要意义,并针对不同学生的身体素质水平,结合相关的体育理论知识,构建出对学生有切实帮助的教学计划,真正强化学生体魄㊂同时,学校要严格管控体育教学课时,杜绝其他科目侵占体育课时的现象,保证每一位学生都能进行很好的体育锻炼,帮助学生舒缓课业压力,达到放松身心的目的㊂体育教师在进行教学时,要注重培养学生的体育精神㊂这样才能给中职体育教学注入灵魂,让学生在拥有好身体的同时,灵魂也能得到升华㊂2.2丰富教学方式㊂随着科技的进步,很多新兴技术已经被应用到了教学中㊂中职体育教师也要结合体育科目的特点,探索合适的教学方式㊂例如,体育教师可以通过网络,分享给学生一些优秀的体育视频,并引导学生观察视频中的运动技巧㊂这样不仅能激发学生的锻炼热情,还能扩充学生的体育知识㊂很多中职学生都喜欢 追星 ㊂根据这个现象,中职教师可以让学生看一些明星的比赛㊂同时,教师可以针对比赛内容进行分析㊂这样不仅能拉近师生距离,还能让学生对教师的博学产生仰慕心理,进而加深对体育课程的喜爱程度㊂2.3组织游戏教学㊂在中职学校中,大部分学生都处于十匕八岁的年龄段㊂这个年龄正是活泼好动的时候,他们对新鲜的事物有着强烈的好奇心,对游戏有着很大的兴趣㊂同时,他们也正处于身体和智力发展的黄金时期,因此在教学过程中促进他们的身心健康发展是体育教学的重要目标之一㊂和普通高中㊁大学不同的是,中职学校的学生对老师的抵触情绪较大,叛逆心较强,所以在进行体育教学时,要根据每个学生的情况进行适当引导㊂科学合理地采用游戏法,既可以提高教学的趣味性,又可以促进师生之间的和谐关系,能够收到很好的效果㊂作为游戏组织者的教师,必须时刻注意学生在游戏中的表现,发现有些学生注意力不集中或不知道游戏怎么做时,教师要及时给予帮助,让游戏顺利进行㊂在游戏过程中,教师还要加强学生规则意识的养成,对于不遵守规则的学生要及时制止并进行耐心的教育㊂游戏活动量要适中,不可以因为游戏有趣就让学生超负荷运动,教师要适时停止游戏,让学生得到休息㊂必须注意的是,游戏中也存在一些安全隐患,教师必须在游戏前对学生讲解游戏注意事项,一切要以安全为重㊂3㊀结语综上所述,中职体育教学是一个漫长的过程㊂教师需要不断发现教学中的问题,然后积极寻找相关的理论资料,并结合实际情况进行整改,才能让中职体育教学摆脱困境,走向光明㊂因此,中职体育教师要时刻警醒㊁时刻学习㊁不断进步,在面对体育教学中的问题时,才能保持一颗平常心,进而提升中职体育教学的效果,为我国的中职体育教学事业添砖加瓦㊂参考文献:[1]杨俊彪.论中职体育教学改革的创新与实践[J].考试周刊,2018,(18):132-133.[2]郭华斌.中职学校中体育教学中若干问题分析[J].中外交流,2018,(52):125.study[J].Applied Surface Science,2014,296:47-52 [8]郭玉宝,朱红,杨儒.H2在Pt(111)表面吸附及电催化的密度泛函理论[J].北京工业大学学报,2016,42 (11):1756-1760.[9]侯路斌.氢在贵金属Pd和Pt表面吸附特性的理论研究[D].湖南大学,2007.[10]许令顺,马运生,张玉林,滕波涛,姜志全,黄伟新. H/Pt(111)体系的H-D交换反应和第一性原理计算研究[J].中国科学:化学,2011,41(05):933.[11]王春璐,解增忠,赵毅,赵晓光,王丽新,任强,叶蔚甄.H2在Fe,Pt,Ni表面解离的模拟研究[J].石油炼制与化工,2019,50(02):50-56.[12]郭玉宝,朱红,杨儒.H2在Pt(111)表面吸附及电催化的密度泛函理论[J].北京工业大学学报,2016,42 (11):1756-1760.[13]FUKAI Y.The metal-hydrogen system:vol.21of springer series in material science[M].Berlin:Springer-Verleg, 1993:12-68.[14]Richard van Lent,Sabine V.Auras,Kun Cao,Anton J.Walsh,Michael A.Gleeson,Ludo B.F.Juurlink.Site-spe-cific reactivity of molecules with surface defects the case of H2 dissociation on Pt[J].Science,2019,363(6423):.作者简介:毛雨萌.1999年8月㊁女㊁汉㊁河南南阳㊁本科㊁重庆师范大学㊂㊃702㊃。
蛋白质分离纯化方法的研究进展

蛋白质分离纯化方法的研究进展一、本文概述蛋白质是生物体内最重要的一类大分子化合物,它们在生物体内发挥着多种关键功能,包括酶催化、信号转导、基因表达调控等。
因此,对蛋白质的研究一直是生物医学领域的热点之一。
蛋白质的分离纯化是蛋白质研究的基础,也是后续蛋白质功能研究、结构解析和药物研发等工作的前提。
随着科技的进步和方法的创新,蛋白质分离纯化技术也在不断发展。
本文旨在综述近年来蛋白质分离纯化方法的研究进展,包括传统的分离纯化方法以及新兴的技术,以期为蛋白质研究领域的同仁提供参考和启示。
我们将首先回顾传统的蛋白质分离纯化方法,如凝胶电泳、色谱分离、超速离心等,这些方法在过去几十年中得到了广泛应用,但其分辨率和效率仍有待提高。
接着,我们将重点介绍近年来新兴的蛋白质分离纯化技术,如亲和层析、离子交换层析、反向液相色谱等,这些技术具有更高的分辨率和更好的纯化效果,为蛋白质研究提供了新的有力工具。
我们还将讨论一些新兴的跨学科技术,如纳米技术、生物信息学等在蛋白质分离纯化中的应用,这些技术为蛋白质分离纯化带来了新的机遇和挑战。
我们将对蛋白质分离纯化方法的发展趋势进行展望,以期为未来蛋白质研究提供指导。
我们相信,随着科技的进步和方法的创新,蛋白质分离纯化技术将会更加完善,为蛋白质研究领域的深入发展奠定坚实基础。
二、传统蛋白质分离纯化方法传统蛋白质分离纯化方法主要依赖于蛋白质的理化性质差异,如溶解度、分子量、电荷、疏水性等。
这些方法虽然历史悠久,但在许多情况下仍然被广泛应用,因为它们通常操作简单、成本较低,并且对于某些特定类型的蛋白质具有良好的分离效果。
盐析法:这是最早使用的蛋白质纯化方法之一。
通过调整溶液中的盐浓度,可以降低蛋白质的溶解度,从而实现蛋白质的沉淀。
这种方法常用于蛋白质的初步分离,但纯度通常不高。
有机溶剂沉淀:某些有机溶剂可以降低溶液的介电常数,从而改变蛋白质表面的电荷分布,导致其溶解度降低。
这种方法常用于去除样品中的杂质。
吸附理论与吸附分离技术的进展_马正飞

第28卷第1期2006年1月南 京 工 业 大 学 学 报J OURNAL OF NAN JI N G UN I V ERS I T Y OF TEC HNOLOGYV o.l28N o.1Jan.2006吸附理论与吸附分离技术的进展马正飞,刘晓勤,姚虎卿,时 钧(南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009)摘 要:各种固体界面上发生的吸附现象引起了广泛的关注,基于吸附的分离过程在工业和环保等领域发挥着重要的作用。
近年来,涉及吸附现象的许多技术创新领域在不断扩展,改进现有的吸附剂,研发新型吸附剂及新用途;而研究的重点在缩小理论与实际应用的不协调,使吸附由技艺走向科学,由物理、化学、工程等多学科的交叉而形成的界面科学迅速成熟。
概述了吸附和吸附分离过程的基础,围绕上述方面体现吸附理论的研究进展和吸附实际应用之间的关系,用实例介绍在吸附与吸附分离过程方面的研究与实践。
关键词:吸附;分离;理论;技术*中图分类号:TQ028 文献标识码:A 文章编号:1671-7643(2006)01-0100-071 吸附与吸附分离技术吸附是一表面现象,在流体(气或液)与固体表面(吸附剂)相接触时,流固之间的分子作用引起流体分子(吸附质)浓缩在表面。
对一流体混合物,其中某些组分因流固作用力不同而优先得到浓缩,产生选择吸附,实现分离。
吸附分离过程依据流体中待分离组分浓度的高低可分为净化和组分分离,一般以质量浓度10%界限[1],小于此值的称为吸附净化。
吸附是自发过程,发生吸附时放出热量,它的逆过程(脱附)是吸热的,需要提供热量才能脱除吸附在表面的吸附分子。
吸附时放出热量的大小与吸附的类型有关:发生物理吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用较弱,吸附选择性不好,吸附热通常是在吸附质蒸发潜热的2~3倍范围内,吸附量随温度升高而降低;而发生化学吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用强,吸附选择性好且发生在活性位上,吸附热常大于吸附质蒸发潜热的2~3倍。
压电传感器对蛋白质吸附的研究

1 实验 内容 . 2
英体金极积 。 型压石 : ’二:I 晶,电面为. 切的电 匦 H : 恒 瑚 l =I 二 ’ : L: I
图 1原理图
I
先配制 0 m l . oL的 p I 、 、 磷酸盐缓冲溶液, 1 / H6 7 8 在 分别加入 B A配成试液。检测时, S 先用 H(,2  ̄ : z2 S ( 1 _H 0 3 ) ) 浸泡电极 ,再用蒸馏水清洗三次 ;用相应的缓冲溶液 做参照 ,测量加入 l L缓冲溶液时的振荡频率 f 0 l ; 然后 用 微量进 样器 加 J L的 B A试 液 ,测量 振荡频 O S 率f 2 ;根据 A = 来分析 B A的吸附动力学参数。 f 一 Sm s k/ )
图 2 B A的吸附与浓度 的关 系 S
收稿 日期 :20 -40 0 60 —4 作者 简 介 :张 贤珍 (9O) 男,江 西九 江市人 ,讲 师 ,硕 士 , 从 事物理 化 学教 学及压 电 生物传 感器 方面 的研 究。 17一, 主要
1 买验 部 分
11试 剂与装 置 .
试剂 : 牛血清蛋白 ( S ,Bv e cu l mn B A oi rmAb i,上海伯奥生物科技有限公司 ) 磷酸二氢钾 、 nS u ; 磷 酸氢二钠 ( R A ,重庆北碚化学试剂厂 ) ;水为二次蒸馏水。 仪器装置 :微量进样器 5 4  ̄ L hyl m ay ,E 一o 电子天平 ( -0t as e c pn ) S 6J L( sm o 沈阳龙腾电子称量仪器 有限公司 ) ,实验室 自 行设计的单通道压电传感器 ( 金电极 ) ,如图 1 所示 : 频 m 1 rm 25 a 英 晶
蛋白吸附定性实验报告

一、实验目的1. 了解蛋白质吸附现象的基本原理。
2. 掌握蛋白质吸附定性实验的方法。
3. 分析蛋白质在不同吸附剂上的吸附性能。
二、实验原理蛋白质吸附是指蛋白质分子在固体表面上的吸附现象。
吸附剂表面具有活性基团,能与蛋白质分子发生相互作用,使蛋白质分子在固体表面上富集。
本实验采用定性方法,通过观察蛋白质在吸附剂上的吸附情况,来分析蛋白质在不同吸附剂上的吸附性能。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 牛血清白蛋白(BSA)- 酒石酸钾钠(K2Cr2O7)- 碳酸钙(CaCO3)- 氢氧化钠(NaOH)- 氯化钠(NaCl)- 硫酸铵((NH4)2SO4)- 蒸馏水- 实验试管- 烧杯- 电子天平- 移液器2. 实验仪器:- 恒温水浴锅- 显微镜- 滤纸- 烧杯四、实验步骤1. 配制蛋白质溶液:准确称取0.1g BSA,加入10ml蒸馏水溶解,搅拌均匀。
2. 配制吸附剂溶液:分别配制0.1mol/L K2Cr2O7、0.1mol/L CaCO3、0.1mol/L NaOH、0.1mol/L NaCl、0.1mol/L (NH4)2SO4溶液。
3. 蛋白质吸附实验:- 分别取5ml蛋白质溶液于5个试管中。
- 分别加入1ml K2Cr2O7、CaCO3、NaOH、NaCl、(NH4)2SO4溶液。
- 将试管置于恒温水浴锅中,恒温搅拌30分钟。
4. 吸附剂分离:- 将搅拌后的溶液用滤纸过滤,收集滤液。
5. 观察吸附效果:- 观察蛋白质溶液在吸附剂上的吸附情况,记录实验结果。
五、实验结果与分析1. K2Cr2O7吸附实验:观察到蛋白质溶液颜色较浅,说明K2Cr2O7对蛋白质具有较好的吸附性能。
2. CaCO3吸附实验:观察到蛋白质溶液颜色较深,说明CaCO3对蛋白质吸附性能较差。
3. NaOH吸附实验:观察到蛋白质溶液颜色较深,说明NaOH对蛋白质吸附性能较差。
4. NaCl吸附实验:观察到蛋白质溶液颜色较深,说明NaCl对蛋白质吸附性能较差。
固定化蛋白质的制备及应用研究

固定化蛋白质的制备及应用研究蛋白质是生命中最关键的分子之一,它们在身体内负责许多重要功能,如催化化学反应、保护细胞以及运输分子。
固定化蛋白质则是一种特殊的蛋白质,它们被固定在固体表面或介质中,具有更长久的生命周期和更稳定的活性,因此在生命科学和生物工程领域的许多应用中发挥重要作用。
在本文中,我们将探讨固定化蛋白质的制备及应用研究。
一、固定化蛋白质的制备方法1.吸附法吸附法是一种最简单的固定化蛋白质方法,它利用蛋白质分子的亲和性吸附到固体表面上。
多种固体材料如玻璃、聚苯乙烯等都可作为吸附介质。
吸附法制备的固定化蛋白质,特点是技术简单易行,但稳定性相对较差。
2.交联法交联法是一种通过化学交联蛋白质分子与固体介质相结合的方法。
一般采用主链或侧链上具有反应基团的聚合物,与蛋白质分子的一些特定区域(如氨基酸侧链)反应形成化学键。
这种方法制备的固定化蛋白质稳定性较高,通常具有长寿命和更好的再生性。
3.共价连接法共价连接法是一种通过共价键将蛋白质分子与固体介质牢固结合的方法。
相比于吸附法和交联法,共价连接法制备的固定化蛋白质更为稳定,但制备过程较复杂。
此方法需要选择适当的官能化固体介质对蛋白质进行修饰,然后使用活性剂(如EDC、Sulfo-NHS等)与蛋白质分子进行连接。
但是需注意的是,共价连接的影响通常较大,可能导致蛋白质分子的构象发生变化,影响它们的功能性。
二、固定化蛋白质的应用研究1.药物递送固定化蛋白质已广泛应用于药物递送系统中,例如通过将药物或生长因子固定在聚合物颗粒或材料中,来实现长效释放的效果。
固定化蛋白质在这些系统中可以作为载体以及控制释放的信号分子,以发挥最大的效益。
2.蛋白质纯化蛋白质纯化是生物制药和疫苗研究的重要步骤。
通过将特定的亲和剂固定在固体介质上,可以使用其进行蛋白质纯化。
例如,哺乳动物细胞表面的Protein A固定化在某种固体介质上,它可以非常有效地固定抗体分子以用于纯化。
3.酶催化反应固定化酶催化反应在生物转化和工业生产中也得到了广泛的应用。
蛋白吸附原理

蛋白吸附原理
蛋白吸附是指在液体中,蛋白质分子与固体表面发生相互作用,从而将蛋白质分子吸附在固体表面的现象。
蛋白质分子与固体表面的相互作用有很多种,其中最常见的是静电相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用等。
这些相互作用会使蛋白质分子发生结构变化,产生与溶液中不同的构象。
蛋白质在吸附过程中,吸附量与吸附时间、温度、pH值等因素有关。
一般来说,吸附过程是一个快速的过程,但随着时间的延长,吸附量也会增加。
蛋白质的吸附可以应用于许多领域,如生物医学、食品加工、环境保护等。
在生物医学中,蛋白吸附可以用于制备生物芯片、药物分离纯化等;在食品加工中,蛋白吸附可以用于乳制品工艺等;在环境保护中,蛋白吸附可以用于处理水质等。
总之,蛋白吸附原理的研究和应用,对于推动生物科技、食品加工和环境保护等领域的发展都具有重要意义。
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固体表面能测定方法研究进展

第49卷第12期2020年12月应用化工Applied Chemical IndustryVol.49No.12Dec.2020固体表面能测定方法研究进展王书敏1,张丽华1,代淑兰2(1.中北大学化学工程与技术学院,山西太原030051;2.中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051)摘要:介绍了固体表面能的不同测定方法,包括温度外推法、溶解热法、劈裂功法、应力拉伸法、理论计算法、表面链接法、电测法以及接触角法,对表征固体表面性质非常重要,它反映了固体表面分子之间的作用力状况,与固体的粘合、催化、改性、摩擦、生物相容性等性质紧密相关。
因此,固体表面能的准确测定对确定固体的表面性质有着十分重要的意义。
目前固体表面能无法通过直接方法测定,只能通过一些方法估测,分析了各测定方法中的局限、适用范围及存在的问题。
关键词:固体表面能;表面性质;接触角法;温度外推中图分类号:TQ311;O647文献标识码:A文章编号:1671-3206(2020)12-3155-07Research progress in the determination of solid surface energyWANG Shu-min,ZHANG Li-hua,DAI Shu-Ian'(1.School of Chemical Engineering and Technology,North University of China,Taiyuan030051,China;2.Environmental and Safety Engineering Institute of North University of China,Taiyuan030051,China)Abstract:Introduced solid surface energy of different measurement methods,including temperature extrapolation method,solution heat method and splitting method, stress stretching method,the theoretical calculation method Jink method,electrical measuring method and surface contact Angle method,the characterization of solid surface properties is very important,it reflects the molecules on the surface of the solid reaction condition,and the solid glue,catalysis,modification,friction,biocompatibility and other properties are closely related.Therefore,the accurate measurement of solid surface energy is very important for the determination of solid surface properties.At present,the solid surface energy can not be measured by direct methods,but can be estimated by some methods.Key words:solid surface energy;surface properties;contact angle method;temperature extrapolation在生产和生活中,界面现象无处不在,几乎每一个物理、化学过程都涵盖了界面体系。
固体表面产生吸附现象的本质原因

固体表面产生吸附现象的本质原因固体表面产生吸附现象的本质原因在平常生活中,我们常有这样的经历:手碰到了桌面,留下了油脂印迹;鞋子踩在了泥地,沾上了泥土。
这些现象都是因为固体表面的吸附现象,也被称为附着现象。
吸附现象是指物质在表面上的吸附现象,即在固体表面或液体界面上,其他物质分子能够被吸附在表面上,产生静电或化学反应等等。
吸附现象常见的表现有植物叶片吸附阳光中的二氧化碳,固体表面吸附液体分子等。
那么固体表面产生吸附现象的本质原因是什么呢?从分子层面理解,原因可以归结为固体表面存在的吸附位点和物质分子之间的相互作用力。
1. 吸附位点吸附位点是指固体表面分子之间留下的一些空隙,在这些空隙中,其他物质分子可以被吸附。
这些吸附位点可以是低能位点,例如具有低络合能的杂质或空缺位点等;也可以是高能位点,例如固体表面羟基(OH)、羰基(C=O)、亲电基(-NH3+)等。
这些吸附位点往往会对吸附分子的种类、吸附键的强度、吸附能力等产生影响。
2. 相互作用力吸附分子与固体表面分子之间的相互作用力是产生吸附现象的关键。
这些相互作用力包括物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是指吸附分子与表面分子之间由于分子间力的作用而吸附在一起,例如范德华力和静电作用。
范德华力是质子间和偶极子间的引力力或斥力力,现代化学中广泛用于描述物质的结构和性质。
如油脂分子与淀粉表面,有的有而有的没有这个范德华力引力,所以有的油脂附着强而有的附着弱。
静电作用是由于表面的异电荷相吸引产生的吸附现象,例如氧化物表面与阴阳离子electrolyte之间的静电作用力。
化学吸附是指吸附分子与表面分子之间发生了化学反应,例如键的形成或者键的断裂。
这种吸附通常比物理吸附更加牢固,吸附能也相对较大。
例如银离子与铁氧体表面钛元素的氧化掉,Ti4+会失去一个e-,而使银离子捕获一个e-,产生电中和的化学吸附。
固体表面吸附现象除了物理吸附和化学吸附之外还有另外一种重要的吸附方式,叫做生物吸附。
化学物质的蛋白质吸附性研究

化学物质的蛋白质吸附性研究一、课程目标知识目标:1. 学生能理解蛋白质吸附性的基本概念,掌握蛋白质在固体表面的吸附机制。
2. 学生能描述影响蛋白质吸附性的主要因素,如表面性质、pH值、温度等。
3. 学生能运用所学知识,分析实际生活中蛋白质吸附现象的应用。
技能目标:1. 学生能通过实验操作,掌握蛋白质吸附性的测定方法。
2. 学生能运用数据处理软件,对实验数据进行处理和分析。
3. 学生能运用批判性思维,对实验结果进行评价和讨论。
情感态度价值观目标:1. 学生对化学学科产生浓厚兴趣,认识到化学在生活中的重要性。
2. 学生树立科学探究精神,培养团队合作意识和责任感。
3. 学生关注环境保护,认识到化学物质对环境的影响,提高环保意识。
课程性质:本课程为高中化学选修课程,以实验研究为主线,结合理论知识,培养学生的实践能力和科学素养。
学生特点:高中学生具备一定的化学基础知识,思维活跃,好奇心强,具备一定的实验操作能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作的相结合,引导学生主动探究,培养学生的创新能力和批判性思维。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际问题,提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 理论知识:- 蛋白质的基本性质和功能- 蛋白质在固体表面的吸附机制- 影响蛋白质吸附性的因素:表面性质、pH值、温度等参考教材章节:第三章“表面活性剂与胶体化学”的第5节“蛋白质吸附性”。
2. 实践操作:- 蛋白质吸附性测定实验方法- 实验数据处理与分析- 实验结果的评价与讨论实验参考教材:第四章“化学实验”的第2节“蛋白质吸附性实验”。
3. 应用拓展:- 生活中蛋白质吸附现象的应用实例- 环境保护方面的应用- 相关领域的研究动态与发展趋势教学内容安排与进度:- 理论知识:2课时- 实践操作:4课时(包括实验操作、数据处理与分析、实验结果讨论)- 应用拓展:2课时三、教学方法为了提高教学质量,激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:教师通过生动的语言、形象的比喻和实例,阐述蛋白质吸附性的基本概念、吸附机制以及影响吸附性的因素。
蛋白吸附原理

蛋白吸附原理
蛋白吸附是指在固体表面或界面上,蛋白质分子与固体表面或界面自由能降低,使得蛋白质分子吸附在固体表面或界面上的现象。
蛋白吸附原理是研究蛋白吸附现象的基础,也是开发蛋白吸附材料和制备蛋白吸附柱的重要依据。
蛋白吸附原理可以从静电相互作用、范德华力、氢键、疏水作用等多个方面进行解释。
其中,静电相互作用是影响蛋白质在固体表面吸附的重要因素之一。
当蛋白质分子表面带正电荷时,它们会与带负电荷的固体表面相互吸引,从而发生吸附现象。
范德华力则是影响蛋白吸附的另一个因素。
范德华力是由于分子间的电子云引起的瞬时偶极子偶极子相互作用,也就是分子之间的吸引力。
当蛋白质分子与固体表面之间的距离足够近时,范德华力会发挥重要作用,促使蛋白质分子吸附在固体表面上。
此外,疏水作用也是影响蛋白吸附的重要因素。
当固体表面带有疏水性质时,蛋白质分子会与固体表面相互排斥,从而难以吸附在固体表面上。
但是,当疏水性质的固体表面表面被改变时,例如通过表面修饰或添加适当的表面处理剂,蛋白质分子的吸附行为也会发生相应的变化。
综上所述,蛋白吸附原理是由多个因素共同作用所导致的现象。
在蛋白吸附材料的设计和制备过程中,需要综合考虑这些因素,以实现对蛋白吸附的有效控制和调节。
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三端元反应模型 吸附

三端元反应模型吸附三端元反应模型是一种描述多相催化反应的理论模型,其中包含了催化剂、底物和产物等三个主要元素。
在这个模型中,吸附过程是整个反应中的关键步骤之一。
本文将探讨三端元反应模型中吸附的基本概念、机制以及吸附对催化反应的影响。
一、三端元反应模型概述:催化剂:催化剂是参与反应但不被消耗的物质,能够降低反应的活化能,加速反应速率。
底物:底物是催化剂作用的对象,经过催化剂的介入,发生化学变化生成产物。
产物:产物是反应的最终生成物,与底物的性质不同。
二、吸附的基本概念:吸附定义:吸附是指气体、液体或溶液中的分子或离子在固体表面附着的过程。
吸附类型:包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附通常是弱的范德华力作用,而化学吸附涉及共价键的形成。
三、三端元反应模型中的吸附机制:催化剂表面活性位点:在催化剂表面存在一些活性位点,这些位点是吸附发生的主要区域。
底物吸附:底物分子在催化剂表面的活性位点上吸附,形成吸附物种。
吸附过程可能涉及物理吸附和/或化学吸附。
产物生成:吸附的底物分子在活性位点上发生反应,生成产物。
这可能是吸附解吸附的过程,或者是底物分子之间发生反应。
四、吸附对催化反应的影响:活化能降低:吸附过程降低了反应的活化能,加速了反应速率。
反应选择性:催化剂表面的吸附特性影响了反应的选择性,即产物的生成路径。
催化剂寿命:吸附过程可能导致催化剂表面的中毒或结垢,影响催化剂的寿命。
五、实际应用与研究进展:工业催化反应:三端元反应模型和吸附理论在工业催化反应的设计和优化中具有重要作用,例如催化裂化、催化重整等。
表面科学研究:表面科学的发展推动了对催化剂表面吸附行为的深入研究,为催化反应机制的解析提供了理论基础。
六、结论:在三端元反应模型中,吸附作为催化反应的关键步骤之一,对整个反应过程具有重要影响。
通过深入理解催化剂表面的吸附机制,可以更好地设计和优化催化反应,提高催化效率,减少能源消耗,为环境友好型工业提供支持。
聚多巴胺修饰固体材料表面研究进展_陈铭忆

Vol.27,No.6 Jun.,2013
聚多巴胺修饰固体材料表面研究进展
陈铭忆,温变英* ,张 扬
(北京工商大学材料与机械工程学院,北京 100048)
摘 要:从多巴胺单体特性、多巴胺自聚与黏附机理、直接改性方法及相关基体(有机 材 料、无 机 材 料)的 功 能 化 改 性 等方面对近年来聚多巴 胺 修 饰 的 相 关 实 验 研 究 进 展 进 行 了 综 述 ,并 综 述 了 聚 多 巴 胺 涂 层 的 进 一 步 功 能 化 的 研 究 进展。 关 键 词 :多 巴 胺 ;表 面 修 饰 ;功 能 化 ;改 性 中 图 分 类 号 :TQ321 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001-9278(2013)06-0007-06
力地附 着 在 水 下 各 种 有 机 及 无 机 物 的 表 面。 研 究 表 明,形成黏附 蛋 白 的 主 要 组 分 是 含 有 邻 苯 二 酚 基 团 的 左旋多巴和含有氨 基 基 团 的 赖 氨 酸[5-6];而 能 够 自 发 氧 化形成聚多巴胺的 多 巴 胺 中 也 含 有 同 样 的 官 能 团 。 [7-8] 仿生学界从 海 洋 贻 贝 的 这 种 黏 附 行 为 中 受 到 启 发,在 对这种黏附机理的研究 中 发 现,在 水 溶 液 条 件 下,左 旋 3,4- 二羟基苯 丙 氨 酸 (L-DOPA)的 儿 茶 酚 衍 生 物3,4- 二羟基苯丙氨(即多巴胺)能 发 生 氧 化 聚 合,在 聚 合 物、 金属、陶瓷、玻 璃、木 材 等 一 系 列 固 体 材 料 表 面 形 成 一 层薄的、强 黏 性 的 复 合 层 。 [7-9] 不 仅 如 此,聚 多 巴 胺 层 所富 含 的 官 能 团 还 能 与 含 有 氨 基 (—NH2 )和 巯 基 (—SH)等基团 的 有 机 聚 合 物 和 生 物 分 子 发 生 二 次 反 应,形成有机聚合物涂层 或 生 物 分 子 涂 层,从 而 使 物 体 表面进一步 功 能 化。 近 年 来,国 内 外 学 者 对 多 巴 胺 改 性实验作了 大 量 研 究,出 现 了 一 些 富 有 特 色 的 研 究 结 果,本文对多 巴 胺 在 材 料 表 面 改 性 方 面 的 研 究 进 展 进 行了综述。
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收稿日期:2005212215基金项目:国家自然科学基金资助项目(50571071)・作者简介:钟 博(1981-),男(满族),辽宁抚顺人,沈阳师范大学硕士研究生;张 辉(1959-),男,辽宁沈阳人,沈阳师范大学教授,博士,硕士研究生导师・第24卷 第2期2006年4月沈阳师范大学学报(自然科学版)Journal of S henyang Norm al U niversity (N atural Science )V ol 124,N o.2Apr.2006文章编号:1673-5862(2006)02-0158-03固体表面蛋白质吸附理论研究进展钟 博,张 辉(沈阳师范大学物理科学与技术学院,辽宁沈阳 110034)摘 要:对近年来蛋白质吸附的理论研究成果进行了回顾,对所提出的蛋白质吸附模型进行了总结,分析了这些模型的适用条件和局限性・指出了蛋白质吸附研究面临的困难和需要解决的问题・关 键 词:蛋白质吸附;理论研究;模型中图分类号:O 485 文献标识码:A0 引 言蛋白质与表面相互作用的问题是纳米技术、生物材料和生物技术中的基本问题・人们已经从实验角度和理论角度展开了广泛研究,建立了许多蛋白质吸附模型・胶体模型通过包含蛋白质的一些结构信息(代表构象变化)来解释其复杂的吸附行为・Asthagiri 和Lenhoff 用蛋白质表面正的或负的静电势补丁来代表蛋白胶体,对带电蛋白与表面的作用给出了合理的解释[1]・Latour 等人计算了残基与表面之间平均相互作用参数[2](距离的函数,且考虑了溶解焓和熵的贡献),在氨基酸尺度上建立蛋白质吸附模型时,这些参数有重要的应用价值・也有人从原子尺度对蛋白质的吸附进行了研究[3]・Ravichandran 等人也用经过静电学处理的刚性原子模型研究了蛋白质的吸附,发现带正电的蛋白质能够吸附在带正电的表面上,这是由于蛋白质表面电荷分布不均[4]・最近,Zhou 等人预言了吸附在表面上的抗体的取向,采用的是联合参基模型,每个氨基酸都用能够发生平均静电相互作用和范德瓦尔斯相互作用的集团来表示[5]・最近的理论模型包括较大空间尺度的模型(胶体)和空间尺度和时间尺度都非常小的模型(MD )・由于蛋白质吸附的初始过程非常快(几微秒到几毫秒),而蛋白质展开却需要较长的时间(几小时到几天),因此用不同时间和空间尺度的模型来描述蛋白质的吸附行为是必要的・1 蛋白质吸附模型1.1 朗谬尔模型(Langmuir Model )这是描述蛋白质吸附的最简单的模型・这个模型中有几个基本的假设:1)单层吸附,即吸附量不超过一层;2)吸附表面由离散的、相同的且不发生相互作用的位点构成;3)分子吸附到表面上某一位点的能力与其他位点是否被占据无关・最终的动力学方程为9ρ9t =K a c 1-ρρ0-K d ρ其中,ρ是蛋白质的吸附量(μg/cm 2);ρ0是吸附质单层覆盖时的吸附量;c 是发生吸附的吸附质的体浓度(μg/mL );K a 和K d 分别是吸附和脱附常数・朗谬尔模型最初是在研究气体吸附时建立的,一般认为,蛋白质的覆盖度较低时可以用该方程进行描述・1.2 简单粒子模型(Simple Particle Model )由于用朗谬尔模型描述蛋白质的吸附比较粗糙,因此又发展了简单粒子模型・在该模型中蛋白质分子被视为几何体・最简单的粒子尺度的模型就是随机次序模型(Random Sequential Model ,RSA )・蛋白质等生物大分子的吸附一般是不可逆的,即吸附速率远大于脱附速率和扩散速率・在这种情况下,可以用RSA 模型来描述蛋白质的吸附・RSA 模型的基本假设如下:1)在粒子吸附的局部范围内界面是均一的,即吸附质在哪点吸附以及以何种取向吸附与界面上吸附点的位置无关;2)吸附质之间不能重叠・而且如果两个粒子之间有相互作用,其中一个粒子在另一个粒子(先发生了吸附)附近吸附的概率服从玻耳兹曼分布;3)吸附是局域的且是不可逆的・粒子发生吸附以后,其位置和取向将不再随时间改变・在这个模型中,粒子在不与已吸附粒子发生重叠的条件下,随机地选取位置吸附・没有脱附或表面扩散发生・该模型所给出的动力学方程为9ρ9t=K a c Φ(ρ)式中,ρ是蛋白质的吸附量;Φ是表面封闭(blockage )系数,具有两个基本性质,Φ(0)=1,Φ(ρ∞)=0・这个模型的特点是随着时间的延续吸附逐渐趋于饱和态・在时间足够长的条件下,Φ可以近似写成如下形式Φ≈t -v ≈[ρ∞-ρ(t )]v v -1其中,ρ∞是饱和吸附量;v 是一个正实数,它的大小取决于粒子的几何形状・在简单粒子模型中也可以将脱附作用考虑在内,这时吸附将以指数形式趋于饱和・RSA 模型不但便于进行数值模拟,而且还阐明了在高覆盖度和低覆盖度情况下的限制条件・当覆盖度不太高时,表面封闭系数可以表示成ρ的幂级数・但对蛋白质在表面的吸附行为的实验研究表明,在生物分子体系中,能够观察到由于粒子的扩散重组产生的表面弛豫效应・长时间的覆盖密度比不可逆RSA 的计算值要大,与粒子密堆积排列的密度可比拟・1.3 扩散粒子模型(Spreading Particle Model )图1 扩散粒子模型示意图扩散粒子模型在简单粒子模型的基础上进一步考虑了粒子构象和取向的变化・该模型所给出的蛋白质吸附图像是,蛋白质分子按照一定顺序随机地吸附在表面上(分子间不重叠),吸附以后可能有两个事件发生,一种可能是发生脱附,另一种可能是扩散为半径较大的粒子(在空间允许的条件下),反映构象和取向的变化(图1)・这两个事件相互竞争,各有一定的发生几率・该模型的基本假设包括:1)蛋白质横向相互作用通过实心势(Hard core potential )实现;2)蛋白质只有两种可变状态・这个过程的动力学方程如下:9ρa 9t=K a c Φα-K d ρa -K s ραΨαβ9ρβ9t=K s ραΨαβ式中,ρα为处于非扩散态的蛋白质吸附量;ρβ为处于变化以后状态的蛋白质吸附量;Φα是蛋白质的吸附概率(表面上有足够空间用于吸附的概率);Ψαβ为蛋白质扩散的概率(已经吸附的分子有足够的空间用于扩散的概率);K s 为扩散速率;K a 和K d 分别为吸附和脱附速率;c 是表面附近蛋白质体浓度・如果蛋白质的吸附可视为准静态过程,即吸附过程足够缓慢以至可以认为蛋白质的分布在任意时刻都处于平衡态,并且蛋白质在表面的投影为碟子形状,那么吸附概率和扩散概率的解析表达式可以从951第2期 钟 博等:固体表面蛋白质吸附理论研究进展图2 蛋白质吸附理论曲线与实验曲线的对比标度粒子理论(Scaled Particle Theory ,SPT )中推导出来[6]・1.4 吸附模型曲线朗谬尔模型和粒子模型所给出的吸附曲线如图2所示・在初始阶段吸附量都随时间增加・在朗谬尔模型中,吸附量以指数形式接近饱和,因此是非常快的・而在粒子模型中,吸附量接近饱和的速率就比较慢,这是因为对表面封闭(blockage )的处理更符合实际情况・2 蛋白质吸附研究面临的困难和前景展望蛋白质吸附在胶体尺度上得到了极好的描述,但是还有许多基本的问题尚未解决,这些问题的解决有待于高分辨率的实验测量和更精细的(氨基酸尺度和原子尺度上)吸附模型的提出・建立完善的蛋白质吸附模型仍然面临许多困难,主要包括:1)在目前所建立的模型中,一般都将蛋白质近似为均匀带电的刚性球,很显然这一近似是十分粗略的,而且还忽略了许多相互作用和流体的流动效应,这进一步增大了模型的局限性・2)实际上,在与蛋白质大小可以比拟的尺度上,作为许多理论模型基础的连续性假设已经不再成立・同时处理该问题的精确方法量化计算(如分子动力学模拟)目前还不能用于处理蛋白质以及吸附衬底这样复杂的体系・3)蛋白质吸附与溶液初始条件的关系非常密切,溶液p H 值、温度或离子强度的微小改变都可能会导致吸附量出现很大的变化・这意味着在重复蛋白质吸附实验时要非常谨慎,同时也反映出准确的实验数据是不容易获得的・氨基酸与多肽的表面吸附(要考虑水的作用)是第一性原理首要的研究目标,第一性原理应能够定量描述蛋白质在液相中的总能量、动力学以及多态性・用实验手段对这些问题进行研究的工作已经展开・实验手段主要包括:光谱技术(如非线性光学技术)以及其他以激光为基础的技术(SF G ,SHG 等)、同步加速器、核磁共振和扫描探测技术等・能够测量吸附态蛋白质结构的技术是非常有用的・目前,具有时间分辨的结构数据并不多见・许多实验已经得到了吸附等温线和动力学覆盖度数据,利用这些数据得到更细致的模型是非常有必要的・参考文献:[1]ASTHA GIRI D ,L ENHOFF A M.Influence of structural details in modeling electrostatically driven protein adsorption [J ].Langmuir ,1997,13:676126768.[2]LA TOUR R A J R ,HENCH L L.A theoretical analysis of the thermodynamic contributions for the adsorption of individual protein residues on functionalized surfaces[J ].Biomaterials ,2002,23:463324648.[3]NOINV ILL E V ,V IDALMADIAR C ,SEBILL E B.Modeling of protein adsorption on polymer surfaces 2computation of adsorption potential[J ].J Phys Chem ,1995,99:151621522.[4]RAV ICHANDRAN S ,MADURA J D ,TALBO T J.A Brownian dynamics study of the initial stages of hen egg 2white lysozyme adsorption at a solid interface[J ].J Phys Chem B ,2001,105:361023613.[5]ZHOU J ,CHEN S ,J IAN G S.Orientation of adsorbed antibodies on charged surfaces by computer simulation based on a United 2Residue Model[J ].Langmuir ,2003(9):347223478.[6]BRUSA TORI M A ,VAN TASSEL P R.A K inetic Model of Protein Adsorption/Surface 2Induced Transition K ineticsEvaluated by the Scaled Particle Theory[J ].J Colloid Interface Sci ,1999,219:3332338.Evolution of Theoretical Study on Protein Adsorption on Solid SubstratesZHON G Bo ,ZHA N G Hui(College of Physics Science and Technology ,Shenyang Normal University ,Shenyang 110034,China )Abstract :Several protein adsorption models ,such as Langmuir model ,simple particle model and spreading particle model ,have been set up recently.In this review ,the theoretical approaches and models that have been developed in recent years in the field of protein adsorption on solid substrates are summarized ,the applying conditions and limitations of these models are discussed ,and the difficulties the protein adsorption research are faced and the problems that should be solved are indicated.K ey w ords :protein adsorption ;theoretical study ;model061沈阳师范大学学报(自然科学版) 第24卷。