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內容簡介

　　本書為《天然高分子基新材料》叢書之一。微生物生物基材料聚羥基脂肪酸酯(PHA)進入市場多年瞭，但由於石油基塑料價格一直穩定，昂貴的PHA市場一直很小。所以，未來必須通過新技術降低PHA的生産成本，或者開發功能性的PHA來提高其價值。我國PHA領域的研究在世界範圍內是活躍的，基礎研究活躍開展，進一步促進瞭我國PHA産業發展，我國目前具有世界很多的PHA生産企業。這為PHA産業鏈形成做好瞭技術和物質儲備。 但是，由於目前頁岩氣的大規模開采，石油價格在短時間內不會有大的波動，所以石油材料（塑料）價格也不會有大的波動。未來PHA大規模産業化競爭性還有賴於産業鏈的形成，包括把PHA應用來作為材料的産業，把 PHA用來作為醫用生物材料。以及把廢水中的PHA作為燃料的産業，還有把PHA單體作為藥物、藥物中間體以及手性化學品的産業等。總之，PHA産業化之路纔剛剛開始，要剋服的睏難還很多。毫無疑問，隨著人們對可持續發展的日益重視，PHA生物産業不久將引來大發展的時機。

作者簡介

　　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。1990―1994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，現為國傢“973”項目首席科學傢。
　　 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錶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，有的技術已經在數傢公司用於大規模生産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奬(2004)、自然科學基金委國傢傑齣青年(2002)、紐倫堡國際發明奬(2003)、國傢發明二等奬(2002)、談傢禎生命科學創新奬(2011)、茅以升科技奬(2004)、教育部高校青年教師奬等(2004)、首屆閔恩澤“能源化工傑齣貢獻奬”(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奬”。

目錄

第1章　緒論 001
1.1　聚羥基脂肪酸酯概述 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生物閤成代謝途徑 025
2.1　PHA生物閤成代謝途徑概述 026
2.1.1　主要的生物閤成代謝途徑 026
2.1.2　其他的生物閤成代謝途徑 029
2.2　PHA生物閤成相關基因 030
2.3　PHA生物閤成的關鍵 031
2.3.1　PHA聚閤酶的分類 031
2.3.2　PHA聚閤酶編碼基因在基因組中的排列方式 032
2.3.3　PHA聚閤酶的結構特徵 034
2.3.4　對PHA聚閤酶催化機製的推測 036
2.3.5　PHA聚閤酶基因的剋隆方案 036
2.4　PHA顆粒和PHA顆粒結閤蛋白 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顆粒錶麵結閤蛋白 044
2.4.6　體外人工製備的PHA顆粒 048
2.4.7　PHA顆粒的應用 052
2.5　PHA生物閤成代謝途徑作為生物技術工具 060
2.5.1　PHA生物閤成代謝途徑對微生物生理狀況的影響 060
2.5.2　PHA生物閤成代謝途徑調節瞭生物的代謝流 061
2.5.3　PHA生物閤成代謝途徑提高瞭微生物的抗逆性 062
2.5.4　PHA生物閤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的微生物發酵生産和提取 069
3.1　短鏈PHA的發酵生産 070
3.1.1　利用野生菌生産PHB及PHBV 070
3.1.2　利用重組大腸杆菌生産PHB及PHBV 076
3.1.3　新型短鏈PHA的生産 079
3.2　中長鏈PHA的發酵生産 083
3.2.1　利用嗜油假單胞菌生産中長鏈PHA 083
3.2.2　利用惡臭假單胞菌生産中長鏈PHA 083
3.2.3　利用其他假單胞菌生産中長鏈PHA 086
3.2.4　利用重組大腸杆菌閤成中長鏈PHA 086
3.3　短鏈和中長鏈PHA共聚酯的發酵生産 088
3.3.1　利用氣生單胞菌生産短鏈和中長鏈PHA共聚酯 088
3.3.2　利用假單胞菌生産短鏈和中長鏈PHA共聚酯PHBHA 093
3.3.3　利用短鏈PHA生産菌生産短鏈和中長鏈PHA共聚酯PHBHA 095
3.4　PHA均聚物的生産 099
3.4.1　短鏈PHA均聚物的生産 099
3.4.2　中長鏈PHA均聚物的生産 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的其他生産方式和非常見PHA 111
4.1　利用活性汙泥生産PHA 112
4.1.1　概述 112
4.1.2　利用活性汙泥生産PHA的代謝機製 112
4.1.3　活性汙泥中積纍的PHA的種類 113
4.1.4　活性汙泥生産PHA的工藝 113
4.1.5　活性汙泥及其他混閤培養積纍PHA的微生物研究 114
4.1.6　活性汙泥生産PHA的研究展望 115
4.2　利用轉基因植物生産PHA 116
4.2.1　利用轉基因植物生産PHA的概述 116
4.2.2　在植物細胞質中閤成PHB 117
4.2.3　在植物質體中閤成PHB 117
4.2.4　在植物綫粒體或過氧物酶體中閤成PHB 119
4.2.5　在植物中閤成PHBV 119
4.2.6　在植物中閤成中長鏈PHA 120
4.2.7　轉基因植物生産PHA的研究展望 121
4.3　非常見PHA 122
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的生産和應用 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射綫衍射 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　手性羥基脂肪酸的生産和應用 195
6.1　手性羥基脂肪酸的概述 196
6.2　手性羥基脂肪酸的主要生産方法 196
6.2.1　化學方法直接閤成手性羥基脂肪酸 196
6.2.2　化學方法降解聚羥基脂肪酸酯 197
6.2.3　生物酶法降解聚羥基脂肪酸酯 198
6.2.4　生物轉化法生産手性羥基脂肪酸 201
6.2.5　利用基因工程菌直接生物閤成手性羥基脂肪酸 202
6.3　手性羥基脂肪酸單體及低聚體的主要應用 205
6.3.1　手性羥基脂肪酸作為昂貴化閤物閤成的手性起始原料 205
6.3.2　利用手性羥基脂肪酸閤成內酯、環狀低聚物、樹狀及
　　　手性綫狀聚閤物 206
6.3.3　手性羥基脂肪酸的生理作用 207
6.3.4　手性羥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及其降解産物的醫用研究曆史概述 212
7.2　PHA作為手術器械材料的研究 214
7.2.1　手術縫閤綫 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降解産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單體對骨質疏鬆癥的治療研究 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降解産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類産品用於食品包裝業的可能性 255
8.4　PHA類産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的産業化和展望 259
9.1　PHA的産業化 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産曆史 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生産企業 273
9.5　我國PHA研究生産情況 277
9.6　PHA的科學研究前景 281
9.6.1　研究短鏈PHA的發酵生産前景和展望 281
9.6.2　中長鏈PHA的發酵生産的前景和展望 282
9.6.3　短鏈中長鏈共聚的PHA發酵和生物閤成的前景和展望 283
參考文獻 284
附錄　部分菌種拉丁文-中文譯文對照錶 285

前言/序言

天然高分子基新材料 微生物聚羥基脂肪酸酯 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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