第一篇：分子标记技术在中药分类资源保护中的应用进展
摘要： 分子标记技术一般是指研究核酸及蛋白质等携带遗传信息的大分子特征的技术，分子标记可分为DNA分子标记和蛋白质分子标记。分子标记技术引入中药领域后被广泛地应用于分类、鉴别和保护等各个层面，受到越来越多的重视。本文将重点介绍在中药分类和资源保护方面的应用。
关键词： 分子标记技术 中药分类 资源保护
Molecular markers in Chinese medicine classification resources
protection application progress Abstrac: Molecular markers usually refers to study nucleic acids and proteins such carries the genetic information macromolecules characteristics of technology, molecular markers can be divided into DNA molecular markers and protein molecular markers.Molecular marker technology into the Chinese medicine after the field is widely applied in the classification, identification and protection and at all levels, by more and more attention.This article will mainly introduced in Chinese traditional medicine classification and resources protection applications.Key words: Molecule Marker Technology
TCM classification
Resources protection
引言
DNA分子标记是随着核酸分子技术的发展而发展起来的,已被应用于生命科学的各个领域，特别是在系统进化、保育遗传学、品种鉴定及良种选育、遗传图谱构建、基因定位等方面得到了广泛应用。根据DNA 分子标记所采用的核心技术大体上可分为三类：一是以分子杂交为基础的DNA指纹技术；二是以PCR为基础的DNA指纹技术；三是DNA序列标记技术。DNA分子标记
1.1
基于分子杂交的DNA指纹技术基于分子杂交的DNA指纹技术可分为RFLP,SSR等技术，这些技术的实验过程一般要包括限制性酶切、Southern印记、探针标记、分子杂交等繁琐的实验步骤，且只能检测出探针长度范围内切酶识别位点的变异，多态性检出效率低，同时要求的DNA量比较大，因而限制了其在实际中的应用。本类技术在植物系统与进化研究中有很多成功的例子，但在中药领域目前应用得较少，这里不做重点介绍。
1.2
基于PCR基础的DNA指纹技术基于PCR的指纹技术近年来层出不穷，它们各有其优缺点和适用范围。这里根据各技术在中药领域中应用的潜力及普遍性等方面重点介绍以下几种：随机扩增长度多态性DNA（RAPD）、基于PCR的简单重复序列（PCR-SSR）、扩增片段长度多态性（AFLP）、基于PCR的限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）、直接扩展增长度多态性（DALP）。
1.2.1 RAPDRAPD是以10碱基的任意序列寡核苷酸片段为引物，在未知序列基因组DNA上进行随机扩增以研究样本间遗传差异的指纹技术，是当今在中药研究领域中应用的最广的分子标记技术，如分类和遗传关系分析、遗传多样性评价、资源保护等，起到了非常重要的作用。
遗传关系分析：RAPD分析和等位酶标记都被广泛地用来研究物种的遗传多样性，但能检测到比等位酶高的多样性信息。邵爱娟等［1］利用RAPD对栽培人参不同品系之间的遗传多样性进行研究，从分子水平证明了根据表征性状对人参栽培类群进行划分是可行的。郭宝林等［2］利用RAPD技术探讨了中药厚朴种内关系和道地性问题，并将所得结果与形态学及指标成分相联系，最终认为厚朴应分为3个地理综，道地性主要
分化，并发现一个川明参特有的遗传标记，因此支持将明党参与川明参作为两个种处理。周延清等［11］在PCR-ISSR反应体系中加入2%去离子甲酰胺降低模糊背景，仅用一个引物就鉴别了实验所用的10个怀地黄品种。葛永奇等［12］对江苏泰兴、美国纽约栽培的银杏群体和中国3个可能为野生的银杏自然群体（浙江天目山、贵州务川、湖北大洪山区）的遗传多样性水平和群体遗传结构进行了研究后发现：群体遗传多样性以贵州务川最高，美国纽约的栽培群体最低；在聚类时，务川群体与天目山群体首先聚成一类，美国纽约群体则与湖北大洪山群体具有较近的亲缘关系，并结合遗传结构的分析和生态学研究结果，给出了银杏保护的策略。彭云滔等［13］研究了采自广西和广东罗汉果野生居群的样品，认为罗汉果各居群点的遗传多样性存在较大的差异，且居群间产生了较大的遗传分化，因此在进行保护重点地区种质资源时也要注意其它地区野生罗汉果的保护和利用。杨淑达等［14］在对我国西南地区特有植物滇牡丹进行ISSR分析时指出，该物种遗传多样性水平较高，居群间分化较大，造成其濒危的主要原因应为生境破坏和滥采滥挖。
1.2.4 AFLPAFLP基本原理是对基因组DNA进行限制性酶切，使用双链人工接头与基因组DNA的酶切片段相结合作为扩增的模板，接头及相邻的几个碱基序列做为引物的结合位点进行PCR扩增得到多态的DNA指纹，常常用于种质资源评估、遗传关系等方面的研究中。虞泓等［15］对石斛属内石斛组4个种和一个未知类群种进行基因组DNA多态性分析，发现5种石斛单独聚类，同时两个金钗石斛居群在种下分别聚类，为进行石斛的分类鉴别提供了分子生物学基础。王晓梅等［16］检测了雌雄银杏基于DNA的差异，筛选出与银杏性别有关的分子标记，其中3个引物组合各提供了1个与雌性相关的标记，这为寻找性别特异的探针或PCR引物，用于银杏性别鉴定奠定了基础。周世良等［17］利用野生屏边三七作对照，采用4个引物组合对3个种植场的三七进行分析，并对比ITS测序结果，认为三七变成栽培作物后，有比较严重的遗传多样性的丧失，但仍存在着变异，对保存了相对较高遗传多样性的居群应重点保护，同时考虑到居群间仍存在较大的遗传变异，其相邻居群也应予以保护。
1.2.5
PCR-RFLPPCR-RFLP是对PCR扩增的DNA片段进行限制性酶切位点分析。韩国Um Jae Young等［18］应用RAPD和PCR-RFLP技术对4个韩国与中国产人参进行了检测分析，结果发现韩国产人参DNA指纹具有极大的差异性，可以互相区别。
1.2.6 DALP直接扩增长度多态性（DALP）是由 Desmarais等
［19］
开发的，是基于生物体中普遍存在大量M13序列，利用经过修饰或未经修饰的M13通用引物对进行PCR扩增来研究基因组DNA长度多态性的一种技术。DALP一般使用的引物（20～27 mer）较长，可以适合较为严格的扩增条件，包括相对高的退火温度和低氯化镁浓度，因此可以得到重复性好的结果。在引物扩增时可采用两种策略以适应不同的实验要求：一种是在进行扩增时每个样本需要通过同一对引物组合进行两次独立的PCR扩增反应（但每次只将组合对中的一个引物标记），在分析时可将两次结果在同一张图谱上对比，只分析那些由两条引物扩增的条带，进一步减少由同一引物扩增引起的非特异性干扰；另一种是不经引物标记，只做一次扩增，直接将扩增产物进行检测，比较不同样本DNA多态性的差异，以缩短实验周期、降低实验成本。DALP现已经成功用于检测不同类群生物（如病毒、脊椎动物和无脊椎动物）的亲缘关系和多态性的研究［20～22］，但目前在中药分类与保护领域中，应用的还比较少，如：夏惠茵等［23］在利用DALP鉴定人参与西洋参时，降低了选择性引物/反向引物的比率来解决反向引物亲和性的问题并使用50～55℃以减少背景干扰，建立了快速的PCR鉴别方法，鉴别了人参与西洋参；李永谊等［24］通过对PCR反应条件中主要参数的实验和比较分析，发现所有样品都可以得到5个引物的9条谱带，因此建立了可直接用于红景天药材品种鉴定的DALP反应体系。相信此项技术将越来越广泛地应用于中药分类与资源保护的各个层面。
1.3 DNA序列标记技术DNA序列标记技术是直接测定生物体中的特定序列并进行遗传差异分析的一种技术。目前常用的序列主要有核基因组的rRNA，ITS等；植物叶绿体基因组的rbc族基因、trnK及其内含子matK 基因、rpoC 基因、rpl基因等；动物线粒体基因组cyt-b 基因、12S rRNA等。高建平等［25］得到不同产地不同居群华中五
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第二篇：免疫标记技术及其在食品安全检测中的应用
新疆农业大学
专业文献综述
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指导教师: 免疫标记技术及其在食品安全检测中的应用陈泽食品科学与药学学院食品质量与安全食品质量与安全112班114033207王子荣职称:教授
2014 年 6 月 10日
新疆农业大学教务处制
免疫标记技术及其在食品安全检测中的应用
作者：陈泽指导老师：王子荣
摘要：文章介绍了免疫标记技术的发展以及免疫标记技术在食品安全检测中的应用，包括免疫荧光技术、免疫酶技术、放射免疫测定法、免疫胶体金技术和发光免疫测定法，并概述这些检测技术对食品安全的重要作用及影响。
关键词：免疫标记技术；食品安全；检测
免疫分析法是以抗原抗体特异性结合生成抗原抗体免疫复合物为基础，用来检测生物样品中较低含量活性物质的检测方法。此种分析方法的基础是抗原抗体反应的高度专一性和反应灵敏性。进行免疫分析的前提是获得与检测物质相对应的抗体或抗原，抗体的特异性和亲和性都是决定免疫分析能力的重要影响因素。免疫标记技术:泛指使用荧光素、放射性同位素、酶、胶体金以及化学(或生物)发光剂等作为标记物，标记的抗体或抗原和与之对应的抗原或抗体进行特异性的抗原抗体反应，最终借助各种精密的检测仪器对实验结果进行观察和测定。免疫标记技术可以为样本定性研究，或为样本定量或者半定量检测技术，也可以在细胞或者组织中进行定位研究。
一、免疫分析发展的历史世纪50年代，免疫分析方法最初应用在体液中生物大分子的检测。1959年，美国学者Yalow和Bersou建立检测糖尿病患者血浆中胰岛素的免疫标记方法，巧妙地将放射性同位素125I示踪技术和传统的免疫方法相结合，使免疫分析技术从定性技术转变为定量技术，开创免疫标记的先河。1971年，瑞典学者Eugvai和Perlmauu用酶代替放射性同位素进行标记，创建了酶联免疫吸附试验（ELISA）。1982年，Neurmau在免疫分析的基础上发展了一种新型免疫分析技术——时间分辨荧光免疫测定(TRFLA)。1976年，Tsuji等基于酶与其特异性发光物质与免疫反应相结合，建立化学发光免疫测定(CLIA)。1990年，Leland建立电化学发光(ECLIA)，是继放射免疫、酶免疫、荧光免疫, ELIA以后的新一代标记免疫测定技术。
二、免疫荧光技术
免疫荧光技术又称荧光抗体法(fluorescent antibody technique, FAT)，是一种将结合有荧光素(异硫氰酸荧光素、罗丹明、二氯二嗓基氨基荧光素)的荧光抗体作为分子探针与抗原进行反应，借以提高免疫反应灵敏度和适合显微镜观察的免疫标记技术。该法具有灵敏度高、特异性强的特点。
免疫荧光技术的原理是将抗原抗体反应的特异性和敏感性与显微小踪的精确性相结合，以有荧光素作为标记物，与已知抗体结合，但不影响其免疫学特性。然后将荧光素标记的抗体作为标准试剂，用以检测和鉴定未知抗原。在荧光显微镜下，可以直接观察呈现特异荧光的抗原抗体复合物以及其存在部位。
张冬青等采用膜溶解、密度梯度分离纯化结合免疫荧光技术对饮用水中的“两虫”(隐抱子虫和贾第鞭毛虫)进行定性定量分析检测，其回收率分别为56%和35%，均高于EPA 1623方法的质量控制要求。采用免疫荧光技术操作方法简便且经济，适合在国内水源检测中推广使用。有报道首次将微菌落技术同免疫荧光技术相结合，建立了微菌落免疫荧光技术(M-CIF)。M-CIF法敏感性和重复性好，用已知沙门氏菌浓度做最低检出限量实验，常规法检出限为10个/mL，而该
法为5个/mL;阳性对照和阴性对照重复10次，阳性菌落均荧光明亮，颜色稳定，阴性菌落均荧光很弱。用M-CIF法对不同菌落进行特异性的荧光染色鉴别细菌，仅需5-6 h，在食品有害微生物检测方面有着非常大的应用前景。
三、免疫酶技术
免疫酶技术又称酶免疫测定法，是将抗原和抗体的特异免疫反应和酶催化反应的高效性和专一性相结合而建立的一种新技术，常用的酶是辣根过氧化物酶。其原理和免疫荧光技术相似，不同的是用酶代替荧光剂做标记，以及酶的特殊底物处理标本来显示酶标记的抗体，以检测标记物的有无及含量间接反映被测物的存在与多少。该技术具有操作简单、敏感性高、准确性好、易于商品化等特点，正被广泛应用于微量物质检测、免疫相关物质检测等各个领域的分析检测。免疫酶技术方法很多，最主要的方法为酶联免疫吸附法(ELISA)，简称酶标法，被广泛用于检测抗原或抗体，可进行定性和定量分析。ELISA法可检测食品中的病原菌沙门氏菌、大肠杆菌等，食品中的微量农药残留，以及酱油生产中能引起中毒的霉菌次级代谢产物黄曲霉毒素、超曲霉毒素等方面。用该法进行李斯特氏菌的快速检测，用三株针对单核细胞增生仅需48 h，在人工模拟肉中检测下限为5 cfu/ g样品。陈琦等采用酶联免疫试剂盒及绘制以氯霉素浓度为半对数坐标的标准曲线对牛肉和蜂蜜中氯霉素残留量进行测定，变异系数为3.1%一8.6% ,重复性好，精确度高。有报道用酶联免疫吸附酶标仪分析法和免疫亲和微检荧光仪分析法分别对粮油样品中黄曲霉毒素B1进行测定，对其检测条件和结果进行差异性分析，比较发现酶联免疫吸附分析法适宜大批量样品快速筛选，检出限为0.1μg/kg，可在广大基层实验室推广应用。
四、放射免疫标定法
放射免疫测定法(radioimmuno-assay,RIA)是采用放射性同位素的抗原或抗体来检查相应抗体或抗原的高灵敏度免疫分析方法，此法具有高灵敏度(达10-9或10-12）可进行超微量分析，敏感性高等优点。本法常用的同位素有3H，14C，125I和131I等。放射免疫分析法应用范围广泛，在食品安全检测中可用来检测肉类药物残留，黄曲霉毒素等。
徐美奕等人用125 I标记的放射免疫试剂盒测定养殖红笛酬与野生红笛酬肌肉中雌二醇、孕酮、睾酮三种性腺激素残留量。在养殖红笛酬与野生红笛酬肌肉中均检出三种激素，野生红笛酬中的激素残留量较低，但仍能被检出，放射免疫分析法放射性活度低、毒性小、样品处理简单、灵敏度高，检出限高于液相色谱法，可达ng-pg级，可作为水产品中激素残留量的有效检测手段。有文献应用Charm II放射免疫分析方法测定猪尿样的磺胺类残留，检测限为200μg/kg，符合欧美等国磺胺类最大残留限量的检测要求，同时快速简便，在30 min内可出初筛结果，假阴性率为0%，有助于大批量样品的初筛，同时本方法为动物养殖过程中的用药监控提供了一种快速检测方法。
五、胶体金免疫技术
采用电子致密物质(通常用辣根过氧化物酶和铁蛋白)标记的抗体与其相应抗原发生特异性结合，借电镜检出这一标记复合物的技术称为免疫电镜技术。近年来逐渐发展到用胶体金作为非放射性示踪剂，即胶体金免疫技术。胶体金免疫技术是20世纪80年代继三大标记技术(荧光素、放射性同位素和酶)后发展起来的固相标记免疫测定技术。
有关胶体金免疫技术的最旱报道是1971年Faulk和T aylor将胶体金与抗
体结合，用于电子显微镜水平的免疫细胞化学研究。此后，胶体金作为一种新型免疫标记技术发展很快。目前在微生物学检验中应用的主要是免疫层析法和快速免疫金渗滤法。胶体金是由氯金酸在还原剂作用下，聚合成特定大小的金颗粒，并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态。胶体金标记实质上是蛋白等高分子被吸附到胶体金表面的包被过程，利用它在碱性环境中带负电荷的性质，与蛋白质分子或其他生物大分子的正电荷基团借静电吸引而形成牢固结合。
由于胶体金标记蛋白质是物理结合过程，结合牢固，很少引起蛋白质活性改变，所以试剂非常稳定，不受温度等外界因素影响，可在办公室、家中甚至野外进行检测，试验结果也可长期保存。还具有很强的动力学稳定性，可放置数年。胡孔新等人以被列为I类潜在重要生物恐怖因子鼠疫杆菌作为诊断对象，建立了适合于现场快速检测鼠疫杆菌抗原用的胶体金标记免疫层析方法，其检测灵敏度
5达到1 x 10 cfu/ mL，并对常见的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌无明显非特异
作用，该法对出入境口岸的样品安全检测有重要意义。有文献建立了一种简便快速的胶体金免疫层析法来检测沙门氏菌。致病菌污染食物并在其中大量繁殖或产生毒素是细菌性食物中毒发生的首要原因，食入含106-107cfu/ g沙门菌的食品即可发病。该法制备的免疫层析条检测灵敏度为2.1 x 106cfu/ mL，在沙门菌食物中毒菌量范围内。吉坤美等采用简易快速胶体金免疫层析法(GICA)检测食品中花生蛋白成分。通过胶体金标记建立快速检测花生过敏原GICA试条，具有高灵敏度，GICA测试条与花生蛋白抗原呈特异性反应，检测自制的花生抗原标准品的灵敏度可达50 ng/ mL。可有效地快速检测各种样品，满足我国进出口食品贸易的需求，同时为制定我国食品过敏原标签管理奠定了技术基础。同时，胶体金技术还可用于肉类、蛋类中抗生素残留、激素残留的检测。
六、发光免疫分析技术
一种把化学发光或生物发光反应与免疫测定结合后的高灵敏度分析方法，兼具有发光分析的高灵敏性和抗原抗体反应高度特异性。化学发光剂有荧光醇、光泽精等。利用化学发光反应进行检测是从20世纪60年代中期开始的，20世纪70年代后期将化学发光反应与免疫测定方法结合而建立的化学发光免疫分析法可对多种物质进行微量分析，灵敏度比ELISA高1000倍，且无毒、简便快速。发光免疫技术可用于激素类的检测和抗生素残留检测，同时也可用于肉毒素等微生物代谢物检测，可定量分析也可定性，且无放射性物质污染，在食品安全检测中有广泛前景，但由于其应用时间不长，在方法上仍需进一步探索。
七、发展及展望
免疫标记技术是一类不断发展和改进的技术，有很多新的方法正在被研究。在实际操作中几种免疫标记技术可结合使用，例如可将荧光技术和酶免疫技术结合成荧光酶免疫分析技术，大大提高了敏感性。随着各种研究技术的不断进步，在将来的食品安全检测中，简便、灵敏、快速的联用技术、免疫技术能为食品安全检测提供快捷方法，也为人们的营养健康做出保证，为疾病预防做出贡献。
参考文献
[1]刘瑶，田亚平.免疫标记技术的现状和发展.中华临床医师杂志.2013,4
[2]张冬青，李红岩，李栋，等.密度梯度分离纯化免疫荧光技术检测饮用水中“两虫”.中国给水排水.2009,25
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[5]分子免疫学.余传霖主编.上海医科大学出版社.复旦大学出版社.上海:2001.[6]细胞和分子免疫学.余伯泉主编.科学出版社.2001.[7]方莹.免疫胶体金技术及其在微生物检测中的应用.中国卫生检验杂志，2006, 16
第三篇：酶在有机合成中的应用进展汇总
酶在有机合成中的应用进展
许广帅
（化工学院 化工一班）
摘要：由于有机溶剂易使酶蛋白变性、失活或抑制其反应，因此，长期以来，形成 了一个概念：酶反应需在水溶液中进行。尽量避免使用有机溶剂。随着酶学研究的进展。经 过近十年的大量研究，人们发现。只要条件合适，酶在有机溶剂中是完全能够起催化反应的。1985年欧洲生物技术联合会召开了“生物催化剂在有机合成中的应用，随后又组织了“有机相中的酶催化讨论会，引起了与会科学工作者扳太的兴趣。近年来。有机合成化学领域的一个重大进展就是应用微生物或酶进行催化反应。由于酶催化反应具有高度的专一性，使得 这种合成与转化在合成化学领域中具有很大的理论价值和应用潜力。
关键词：酶、有机溶剂、生物催化剂、催化反应
Abstract: Because the organic solvent is easy to make enzyme protein denaturation and inactivation or inhibit the reaction, therefore, for a long time, form a concept: enzyme reaction should be carried out in aqueous solution.Try to avoid using organic solvent.With the progress of the enzymology.After nearly 10 years of research, people found.As long as conditions are right, enzymes in organic solvents is fully capable of catalytic reaction.In 1985 European biotechnology federation held a “the application of biological catalyst in organic synthesis, and then organized” seminar on enzyme catalysis in the organic phase, aroused the interest of the scientific workers pull too.In recent years.A significant progress in the field of organic synthesis chemistry is the application of microorganism or enzyme catalytic reaction.Because the enzyme catalytic reaction are highly specific, makes the synthesis and transformation in the field of synthetic chemistry has great theory value and application potential.Key words:Enzyme, organic solvents, catalysts, catalytic reaction 1 前言
酶除作用于天然底物外，还可作用于与其底物结构相似的物质发生非自然催化，从而构戚了一个特殊的化学合成新锈域。通过酶催化可以完成各种各样的化学反应，如：氧化、脱氢、还原、脱氨、羟基化、甲基化、环氧化、脂化、酰胺化、磷酸化、开环反应、异构化、侧链 切除、缩合以及卤代等反应。由于酶催化较化学法催化具有区域选择性、立体选择性、条件 温和、反应速度快等优点，因此形成了生物学与化学边缘领域中十分引人注意的，研究非常活跃的重要课题，并已出现许多科研成果。实际上，酶催化已经应用于制药、精细化工、食品添加剂以及日用化合物等的合成。酶在有机合成中的应用
多肽合成、脂类合成、抗生素的修饰、有机酸、光学活性氨基酸的制备、日用化合物生产。
2.1卤过氧化物酶
2.1.1卤化反应
氯是目前地球上含量最多的卤素，其次是溴和碘。卤素被有机体用来产生卤素代谢产物，从哺乳动物体内的甲状腺激素到某些植物产生的有毒的氟化脂肪酸。藻类，特别是海藻是目前最丰富的卤素代谢产物的来源1221。海藻在卤过氧化物酶的帮助下合成了卤化合物。这些化合物包括吲哚、萜、酚类、挥发性的卤代烃等。卤化酶所产代谢物大都具有生物学的抗真菌、抗细菌、抗病毒和抗炎的活性，例如卤代的吲哚，具有抗炎和抗癌的活性。卤化反应可以被亚铁血红素卤过氧化物酶以及钒卤过氧化物酶和细菌卤过氧化物酶所催化。早在1961 年，Hager等∞l就报道了CPO能和B一酮酸发生卤化反应。卤化作用的代表是氯过氧化物酶催化的卡尔里霉素的生物合成1241。近年来，由于具有可以卤化一系列有机化合物的力，卤过氧化物酶引起了商业和药学界的浓厚兴趣。由卤过氧化物酶催化的卤化反应缺乏立体特异性，这与无酶卤化反应是一致的，具体的细节仍有争论闭，但某些糖烯的区域选择性溴化反应例外倒。糖烯在氯过氧化物酶、HX(卤化氢)和H：O：存在下反应生成相应的2一脱氧一2一溴糖，且具有高的区域和立体选择性。该化合物是非常有用的生物活性糖类和合成纤维，此方法对于卤代糖类的合成是一种新的方法。2.1.2氧化反应
炔在各种化合物的合成中是一个非常重要的中间体。已经研究了很多炔上三键的氧化反应。然而，对于氧化炔丙基的例子并不多。手性丙炔醇是对应选择性合成复杂分子(特别是生物学活性物质)的重要标准部件。Hager等[271报道了CPO在H20：或TBHP(叔丁基氢过氧化物)的存在下，催化氧化2一炔到醛的反应。从炔到醛的炔丙基氧化过程中，不对称的炔丙醇作为一个中间体。在H：0：和CPO的水溶液中，醇完全、快速地转化成了醛(92％～95％)。在己烷(或乙酸乙酯)和缓冲溶液(pH=5．0)的两相体系里，CPO可以催化一系列伯醇生成相应的醛阎。CPO也可以不对称地催化前手性的l，3一环己二烯，反应有高的对应选择性，且有很高的产率。2.1.3环氧化作用
环氧化合物是非常重要的有机合成中间体。通过官能团转化反应，可以从环氧化合物制备一系列不同结构的手性化合物。目前，工业应用的烯烃环氧化合成环氧化合物的方法主要有氯醇法和Halcon法。在氯醇法中，合成反应会产生大 量含CaCl：及各种有机氯化物的废水，造成严重的环境污染，而且设备腐蚀严重；Halcon法工艺流程太长，投资大，对原料质量要求较高，操作条件严格，且联产品多，故这两种生产方法均不能满足可持续发展的要求。随着人们对环保的日益重视及对环氧化产品需求的不断增加，发展工艺简单、污染小的绿色环氧化合物合成新工艺显得更为迫切1291。应用于烯烃环氧化的酶主要有氯过氧化物酶(chloroperoxidase)和单加氧酶(monooxygenase)。自从发现CPO能作为一种环氧化反应的催化剂以来，这个反应的选择性和产率一直是人们关注的问题。研究发现，CPO能催化各种烯烃的不对称环氧化，且有很高的产率和对映选择率。另外，CPO还可以催化茚，经过茚二醇中间体。直接衍生出手性环氧化物[30l]。
总结：卤过氧化物酶能催化多种反应，且催化的多数反应以立体特异性的方式实现。此外，催化反应条件温和，无环境污染，应用前景广阔。但是，当H20：氧化剂浓度高时，容易失活；且大多底物水溶性差。近年来，已经开发了一些方法来改善这些不利因素，例如：C矿、M矿等多种离子可以提高无辅基卤过氧化物酶的稳定性、耐热性和耐有机溶剂的能力例；利用抗氧化剂来提高氯过氧化物酶的操作稳定性I拥。因此，对卤过氧化物酶进行修饰、改进将是今后发展的重要方向。随着研究的不断深入，相信在不久的将来，卤过氧化物酶必将成为现代合成化学和医药工业中重要的手性催化剂。
2.2氰基水解酶
2.2.1氰基水解酶简介
早在三十年代，为了 解释一些化学合成的氰基衍生物对植物生长的 促进作用，就有人提出 某些植物器官能将氰化物转化成酸。哈佛 大学的 Thimann和 Mahadeven认为这是一个酶促反应，并于1964年从大麦叶子中正式分离到这个酶，定名为氰基水解酶。目前的研究表明，腈化物的酶水解通过两种途径： 一是通过氰基水解酶将氰基直接转化成羧酸，二是先通过氰基水合酶；将氰基转化成酰胺，再通过酰胺酶的作用转化成羧酸。通常所说的广义的氰基水解酶即包括这两种途径所涉及的三种酶。本文除特别指出外，均指广义的氰基水解酶。2.2.2氰基水解酶在有机合成中的应用
在有机合成中，常常需要水解氰基时不伤害其它可水解基团，如酰基、缩醛、醚键等。Faber小组在对固定化酶SP409的研究中发现，这种复合酶对乙酯，磷酸酯类底物显示出了化学选择性，而对甲酯及酰基取代的底物则不具有选择性（Figure4），酯键也水解了，这可能是由于SP409不纯，含有能使甲酯和乙酰基水解的酯酶。
氰基水解酶的工业应用氰基水解酶的温和高效特点使之在工业生产上有很重要的应用价值。当今最主要的工程应用是日本Nitto公司的丙烯酰胺工程(Figure20)，年产已达30000吨。在这项工程中，酶催化与传统的酸水解相比具有绝对优势,不仅能有效地将反应中止在第一步,不致生成丙烯酸，而且产率可达100% ,远远高于传统酸水解的65%，同时可以避免在中和强酸时生成的副产物硫酸铵。
2.3微生物环氧化合物水解酶
2.3.1催化机理
环氧化合物水解酶是一种a/B-折叠型水解酶，遵循两步催化机理：(1)酶的天冬氨酸残基亲核进攻环氧乙烷中的一个碳原子，形成一个共价结合的酯中间体；(2)在酶的作用下，一个水分子被激活，将酯中间体水解成产物。Rink等的研究发现，细菌A．radiobacter幻妇灯环氧化合物水解酶的Aspl07(亲核进攻作用)、Asp246(辅助组氨酸残基发挥作用)和His275(活化水分子)3个氨基酸残基组成了该酶三位一体的催化功能。2.3.2有机合成上的应用
随着被发现的微生物环氧化合物水解酶种类的增多，其应用方面的研究也不断深入。许多实验研究已经扩大到生物反应器中，光学活性环氧化合物的制备规模已经达到几十克的水平。在这些拆分反应中，不仅使用了生物反应器，而且采用了高底物浓度、两相体系，甚至用自来水代替缓冲液等多种新的方法，展现了良好的应用前景。WeUem等““报道了在水一有机溶剂两相体系中，利用酵母细胞硒。出n ck咖“出环氧化合物水解酶进行了大规模的拆分反应，获得了高浓度(0.9ml，L)、高光学纯度(98％ee)的(s)一1，2一环氧己烷(6.5g，30％收率)。在级联的中空纤维膜生物反应器中进行连续转化时，比产率为3.8g/L/H，运行12d，获得了38g高光学纯度(98％ee))的-1，2-环氧已烷。
在药物合成方面，利用环氧化合物水解酶制备光学活性的环氧化合物，解决了许多重要的生物活性物质合成途径上的限制性环节。Faber等“23利用冷冻干燥细胞对底物进行不对称水解开环，得到了一种合成松树甲虫信息素的重要中间体——(s)-Frontalin。Furstoss的研究小组利用黑曲霉选择性水解环氧苎烯底物，获得了光学纯的6，7-双羟基香叶醇和(4s，8s)-防风根醇，后者是护肤品、洗涤剂和多种软膏的重要成分。在拆分(±)一a一甲基-异丁基苯基环氧乙烷的反应中，他们还采用了化学．酶法。首先通过黑曲霉催化的不对称水解获得r s-构型环氧化合物，然后将生成的R-二醇采用化学的方法环化为消旋的环氧化合物继续进行拆分。(s)-a-甲基一异丁基苯基环氧乙烷在开环后可以转化成重要的生物活性药物——s-布洛酚。同时，他们利用该环氧化合物水解酶拆分330moL/L的对-硝基苯基环氧乙烷(54g/L)，经过6h的水解反应得到了光学纯度高达99％的S-构型环氧化合物，然后在酸性条件下对产物进行水解及重结晶获得了光学纯度为98％的R-二醇，最后加氨合成了肛阻断剂类手性药物尼芬尔醇。这种化学酶法在拆分外消旋环氧底物获得光学活性环氧中间体以制备药物(R)-3，5-二羟-3-甲基戊酸内酯的合成中得到了应用。此外，Furstoss等还报道了利用两种选择性互补的微生物A.niger和S.tuberosum环氧化合物水解酶，共同催化对-氯苯基环氧乙烷的不对称水解反应，得到了神经保护药物Eliprodil的关键性手性合成子——光学活性的R-二醇，其对映体过剩值高达96％，转化率达93％。利用真菌S．tuberosum环氧化台物水解酶水解茚环类环氧化台物，他们还获得了抗爱滋病药物齐夫尔定(Indina-vir)的重要前体物质：光学纯度为98％的(1R，2S)——环氧化合物(收率20％)和光学纯度为69％的(1R，2R)——二醇(收率48％)。
生物酶在有机合成中的应用是20世纪80年代发展起来的生化技术。由于它有许多优点，如反应条件温和（常温、近中温），具有高度的区域选择性、立体选择性和对映体选择性，可避免敏感官能团发生变化，可产生许多光化学活性物质，尚可完成一些用传统的化学反应；另外还有产品纯、无三废、无环境污染等优点，因此越来越受到有机化学研究者的青睐，实验表明在有机溶剂中进行酶催化反应具有以下优点：增加非极性底物的浓度，很多不溶于水或在水中不稳定的产物能在有机溶剂中用酶来催化生成；有机溶剂能保护酶免受有毒反应物和反应条件的损坏，提高酶的耐温性等。酶催化反应的类型包括氧化还原、酶合成、酯交换、脱氧、酰胺化、甲基化、羟化、磷酸化、脱氨、异构化、环氧化、开环聚合、侧链切除、聚合及卤代等。
酶在有机合成中的应用以逐渐被人们所认识，并且近年来已取得了较大进展，利用酶催化的不对称可以合成许多手性分子，随着酶技术的发展，已经克服了酶催化反应中存在的一些问题（如：对有机介质的敏感性、对底物变化的适应性以及醇的不稳定性等）。近年来有关酶技术的进展主要体现在以下几个方面：
（1）固定化酶：将酶固定在固定支持物上，或通过酶分子之间的交联而得以固定，通过固定后可以更方便、更有效地利用酶，提高酶催化作用的效率；
（2）酶在低水有机介质中催化反应：多数酶是在水溶液中催化化学反应的，近年来酶低水介质中催化有机反应取得了明显的进展，从而拓宽了酶应用的领域，到了酶反应只能在水溶液中进行的传统观念；
（3）抗体酶：抗体酶是近年来才出现的新概念，是专一作用于抗原分子的有催化活性的、有特殊生物学功能的蛋白质。抗体酶兼备免疫反应的专一性和酶催化反应的活性，因此有可能通过人工制备来获取高选择性的催化剂以应用于化学、生物和医药学；
（4）模拟酶：通过人工合成制备模拟酶的识别和催化性能的分子，已经越来越引起化学家的注意。合成酶也能像天然酶一样加速某些化学反应，并显示出较强的立体选择性。虽然合成酶的研究刚刚起步，但已显示出了巨大的诱惑力；
（5）Ribozyme：Ribozyme的功能主要是切断RNA，有阻断基因表达和产生抗病毒作用的应用前景，其底物都是RNA分子。
参考文献：
王成华 孙纳新 马梦瑞 《山东化工》《酶在有机合成中的应用》，1994-12-05 31-35页 吴中柳 李祖义 《有机化学》 《氰基水解酶在有机合成中的应用》 2001年第21卷第一期，25-32 彭华松 宗敏华 娄文勇 《微生物环氧化合物水解酶在有机合成中的应用》 《微生物学通报》 2003年30（2）
边侠玲 《安徽化工》 《卤过氧化物酶在有机合成中的应用研究进展》第36卷，第4期
沈鸿雁，田佳珍，叶蕴华《非水介质中酶催化研究新进展》，2003，23（3）； 王乃兴，刘薇，王林《酶催化反应研究进展》，2004,2（2）
高守海，胡文祥《酶催化选择有机合成新进展》，功能分子学报，2002（3）。
第四篇：制图技术在应用化学专业中应用和进展
制图技术在应用化学专业中应用和进展
学习应用化学专业的我们，主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，是培养我们将来化工生产具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。其中，化工制图技术在化工生产中方面的应用起着非常重要的作用。
1、化工制图技术的重要性
工程制图制图技术是本专业的一门必修课程，也是在培养我国社会主义建设实际需要所开设的一门课程。化工制图课的核心是,培养我们形成将各种几何信息在头脑中进行综合处理、形成广泛联想的形象思维, 以及处理工程图样的能力。在中学期间我们就接触了几何建模与正投影理论基础课程，现在学习化工制图技术又培养了我在二维、三维相互转换的能力,形成按一定目的构思形体, 拼合、分解、变换并能丰富地联想、想象和多向思维的潜能。这种潜能在课堂上，老师与我们以徒手草图加以训练, 能够迅速地徒手绘制草图是捕捉灵感、联想、创造信息和交流信息的重要手段, 它可以简便及时地记录和表达创想结果。
2、学习化工制图技术，接轨国际工业化
随着我国与国际工业上技术交流日益增加,为了在引进和消化国外先进技术，面对国外工业图样的资料，我们必须具备这方面的基础知识，而化工制图技术课程的开设刚好提供了这一条件,是熟悉国外工程图样的画法十分必要。
3、化工制图技术在机械制图中重要性
化工制图技术专门研究化工图样的绘制和阅读,它与机械制图既有紧密的联系,又有明显的专业特征。而我们所学的化工制图与机械制图有共同的基础知识,在投影制图基础中解决形成机件形状问题的处理能力,并在图例中尽量结合化工专业中有关机件,以达到经过这一环节的学习后能顺利解决化工专业图样的投影问题。而在化工制图内容中以化工专业图样为载体, 较早地引入化工设备零部件的画法和查阅有关手册、选择结构等的训练, 进行工程素质、工程技术的培养。
4、学好化工制图是计算机绘图的基础
随着计算机的普及,计算机绘图的日益广泛的应用,将计算机绘图与化学工程制图内容结合起来势必会产生较好的视觉效果。因为在用计算机绘制化学工程图样时,要以化工制图课程的有关知识为依据,如果化工制图方面的基本知识不扎实,计算机绘图就不能顺利进行,这又促使我们去复习、查找有关化工制图知识的积极性。另外从计算机辅助设计角度来看,计算机绘图不仅可以提高绘图的精度和速度,还为工程图样的改进和管理提供了极大的方便。
总之，应用化学专业所开设的化工制图技术在实际化工工程设计扮着重要的角色，没有它，可能今天我们的化学实际应用很难保证实施，所以更不别说带来什么经济来源和工业最大变革了。
第五篇：多媒体在化学教学中分类应用初探
多媒体在化学教学中分类应用初探
摘 要：随着新课改的推进，多媒体已经频繁地走进了课堂，在化学教学中如何分类应用，认为值得探讨。
关键词：课改；多媒体；分类；应用
多媒体是新时代的产物，随着课改的推进，多媒体已经频繁地走进了课堂，有的教师依赖于多媒体，在网上下载某某教师的讲课视频，直接播放给学生看，于是出现了“多媒体”代替了“教师”的情况，这是把学生当成了机器，完全没有“因材施教”的理论支撑；还有的老师一支粉笔加上一张嘴，一个人唱独角戏，根本没有与学生产生共鸣，这也是行不通的。化学知识的教学分为基本概念和基本理论教学、元素及其化合物知识教学、化学计算教学和化学实验教学。在不同类型的教学中，多媒体所起的作用是不一样的，具体怎么样值得大家探讨。
化学基本概念和基本理论教学是化学中最抽象的内容，我们就要借助于多媒体把许多抽象的东西实物化和形象化，多方位和多角度地展示抽象的内容，多用动画模拟其中的内容，让学生化理性为感性，然后回到理性中。元素化合物知识是很直观的知识，教学难度不大，然而学生感到头疼的却是化学方程式的书写，我们在面对这类教学时，宜先调动学生的学习积极性，即课堂的引入以相关知识在生活中的运用视频展现给大家，让学生思考其中包含的化学知识，这样让学生意识到生活离不开化学，化学中始终包含着生活；接下来尽可能地演示与物质相关的化学实验，通过观察实验现象，得出实验结论，从而以化学方程式的方式展示给学生，同时进一步分析化学反应的本质。
化学计算的教学则用多媒体展现几道典型的例题，切记只展现题目，解题过程一定要在黑板上亲自完成，先分析试题的已知和求解，找到与之相关联的知识和方法，讲清思路，然后再板书在黑板上，这样既冲击了学生的听觉器官，同时又冲击了他们的视觉器官，通过多个器官的冲击，调动了学生的思维细胞，从而培养了学生分析问题和解决问题的能力。化学实验的教学则最好不借助于多媒体，能做的演示实验尽可能地自己亲自演示，也可以在明确了实验目的和实验步骤的基础上指导学生完成。多媒体最多就是展示一些错误操作带来的不良后果，从而唤醒学生的安全意识。
多媒体是新时代的产物，它的存在肯定有它的必要性，我们不要一味地依赖它，也不要一味地排斥它，而要根据需要用好它，选择性地利用多媒体教学是考查我们教师教学能力的一个基本手段，是新时代教师不可或缺的一项基本技能。
编辑 王团兰
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