PDF《维生素 B2 衍生物在金属有机框架中的催化应用》

大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

1 维生素 B2 衍生物在金属有机框架中的催化应用 化工与环境生命学部应用化学(张大煜化学菁英班) 高子睿 指导教师 赵艳秋 利用可见光实现光催化有机反应的进行,在当今能源紧张的环境下格外重要.

金 属有机框架材料作为一种结构优良的载体得到广泛的研究应用,同时其本身可以作为 催化剂设计引入催化活性位点.而维生素 B2 作为一种常见的天然产物,具有良好的 光化学性质,因此维生素 B2 及其衍生物被大量研究应用于有机光催化领域.生物体 系中存在着广泛的黄素基辅酶等催化中心和铁基酶催化中心(卟啉-铁)协同催化的 实例. 本工作中, 我们构筑了以维生素 B2 及其衍生物作为光敏催化剂和以 PCN-222 (Fe) 金属有机框架材料作为氧化催化剂的二元催化体系. 该催化体系在 455nm 的可见光下, 以氧气作为氧化剂,对于苯基/烯基α位sp

2 碳原子具有优异的氧化活性.协同催化体 系活性及反应专一性明显高于单一催化剂.通过条件筛选反应和动力学实验,我们认 为反应存在二元协同催化的过程,维生素 B2 衍生物作为光敏催化剂受到可见光激发 敏化氧气,形成活性中间态,活性物种传递至 MOF 配体上的卟啉-铁中心,生成高活 性氧化态物种,完成氧化循环.本工作从方法学上提供了仿生催化的可能,在限域空 间中模拟酶催化环境,引入双元催化中心实现协同催化作用.此外本体系在医药等精 细化工产品的合成中也有广泛应用前景. 关键词:金属有机框架;

光催化;

维生素 B2;

协同催化 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

2 Au 基Au@IL/HKUST-1 催化剂制备及其 CO2 电催化还原性 质研究 化工与环境生命学部应用化学

1401 班 安博文 指导教师 宋雪旦 将CO2 转化为高附加值化学产品是实现其循环利用的重要途径.本论文以 Au 为活 性组分,通过离子液体(IL)在HKUST-1 骨架材料和贵金属催化剂之间的 桥梁 作用,构建了一种新型金基复合 CO2 电还原反应催化剂 Au@IL/HKUST-1,考察了合成条件 对复合催化剂结构及 CO2 电还原反应选择性、CO 产率及催化稳定性的影响.主要结果 如下: 以氯金酸为前驱体,以1-羧乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体为 桥梁 ,将Au 固 载在 HKUST-1 中,制备了 Au@IL/HKUST-1 催化剂,表征了其结构、形貌、比表面积、 孔径分布性质,测试了其 CO2 电还原反应催化性能.研究发现,制备过程中溶剂性质 和样品干燥温度影响催化剂物理化学性质和电催化性能.以水为溶剂合成的催化剂 MOF 骨架塌陷,催化剂比表面积极小(10 m

2 ?g -1 ) ,表面 Au 物种分散度较低,CO2 电催 化还原活性和稳定性较差.以乙醇为溶剂合成的金基 Au@IL/HKUST-1 结构完整,比表 面积较大,表面 Au 物种分散度较高.该催化剂在 CO2 电还原反应中表现出较好的活性 和稳定性,对CO 的法拉第效率达到了 46.4%,对CO2 转化率达到了 75.4%,并能在不 同测试电压下稳定保持;

该催化剂中离子液体对于提高金的分散度和催化剂稳定性具 有重要作用.催化剂干燥温度越低,Au 的分散度越好,但是较低的干燥温度会造成乙 醇溶剂脱除不完全,影响 CO2 电还原反应性能. 关键词:CO2 转化;

电催化还原;

金属有机骨架材料;

离子液体 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

3 半导体光催化剂液相中电荷分离的成像 化工与环境生命学部应用化学(张大煜化学菁英班)1401 班张杰指导教师 史彦涛 表面缺陷是影响 TiO2 的电荷分离和转移、表面的能带弯曲以及表面反应动力学的 重要因素,是决定光催化剂性能的关键.本论文通过水热法制备了锐钛矿 TiO2 颗粒, 并用氢气对其还原处理,发现粉末颜色加深.之后进行了 Pt 和MnOx 的选择性光沉积. XRD 数据显示:样品为纯的锐钛矿相;

还原前后 XPS 数据对比发现表面缺陷主要为氧 空位,还原后氧空位有所增加;

根据 SEM 形貌表征,TiO2 颗粒尺寸 1μm,氢气处理后 的形貌没明显改变. 电镜结果进一步显示, Pt 更倾向于沉积在晶体(101)晶面, 而MnOx 更倾向于沉积在(001)晶面,还原处理后 MnOx 的选择性沉积有所加强;

原子力显微镜 力曲线结果显示,氢气还原后力曲线作用范围增加,我们猜测这可能和水分子的吸附 有关:氧空位增强了表面的亲水性,水的表面张力延长了针尖和样品的作用范围.同 时我们还观察了不同波长的光激发下(001)和(101)晶面的力曲线变化.结果表明 350nm 光激发(101)晶面力曲线作用略有减小,(001)晶面力曲线作用稍有增大.这表 明表面光电荷的分布是不均匀的,这可能是由于氧空位缺陷分布不均匀造成的. 关键词:二氧化钛;

表面缺陷;

力曲线;

电荷分布 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

4 基于 LC-MS 的花生四烯酸及其代谢产物研究 化工与环境生命学部应用化学(张大煜化学菁英班)1401 班 王鑫欣 指导教师 张文珠 代谢组学旨在对生物体内小分子代谢物进行定性定量分析,揭示生物系统中错综 复杂的生物调控机理,是生命科学研究的重要手段之一.本论文采用超高效液相色谱 -三重四级杆质谱联用技术,针对类花生酸类物质的分离检测展开研究.具体工作如 下: 1. 采用超高效液相色谱-电喷雾-三重四级杆质谱联用技术(UPLC-ESI-QTRAP/MS/MS)对血清样品进行分析,结合提取代谢物数量、提取效率和 重复性等结果,从三种预处理方法中筛选出覆盖范围广、提取效率高并且重复可靠的 快速高效预处理方法. 2.以优化预处理过程的提取剂为目的,考察不同种类提取剂和不同比例甲酸提取 剂的提取效果和重复性,找到一种高效、简单、低毒且重复性好的方法.最终选择含 1.0%甲酸的甲醇溶液作为实验中血清样品预处理的提取剂. 3.基于 LC-MS 检测类花生酸类物质的方法用于哮喘病中类花生酸类物质的分离分 析.针对线性、日内日间精密度等对方法进行验证.该方法可在血清样品中定性

68 种,定量

60 种类花生酸类物质.利用该方法研究哮喘病发生发展过程的代谢特征, 结合单变量分析和多变量分析的统计学数据处理方法,找到毛细支气管炎、哮喘病与 正常人代谢痕迹的不同,对哮喘病发生发展过程的代谢紊乱建立初步认识. 关键词:代谢组学;

液质联用;

类花生酸类物质;

哮喘病 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

5 DOG1, BUR2 和YHL012W 基因表达对酿酒酵母抑制物 耐性的影响 化工与环境生命学部生物工程

1401 班 张宝会 指导教师 孜力汗 纤维素乙醇作为一种可再生清洁能源可有效解决能源短缺和环境污染等问题. 但 木质纤维素预处理过程产生的毒性副产物严重抑制了酿酒酵母生长和乙醇发酵.前期 研究发现细胞自絮凝可提高酵母抑制物耐受性,为探究其耐受性机制,以游离酵母 SPSC01FLO1 为对照,在抑制物胁迫下对絮凝酵母 SPSC01 进行转录组学分析.本文以 DOG1(Fold Change 8.7) ,BUR2(Fold Change -5.3)和YHL012W(Fold Change -2.1) 为研究对象,以单倍体酵母

4741 和工业酿酒酵母

4126 为宿主,探究上述

3 个基因与 酵母抑制物耐受性的关系. 本文在成功构建重组酵母 4741-DOG

1、4741-BUR2 和4126-YHL012W 基础上 进行乙醇发酵.结果表明,(1)DOG1 过表达提高了酵母

4741 对有机酸类抑制物的 耐受性.其中

2 g/L 甲酸胁迫下酵母 4741-DOG1 的乙醇得率和乙醇产率比对照 4741-HO 分别提高了 11.4%和144.4%,5 g/L 乙酸胁迫下 4741-DOG1 的乙醇产率提高 了204.8%.(2)BUR2 敲除提高了酵母

4741 对酚类及呋喃类抑制物耐受性.与对照 4741-HO 相比,3 g/L 香草醛胁迫下酵母 4741-BUR2 发酵时间缩短了

24 h,3.5 g/L 糠醛和

4 g/L 5-HMF 胁迫下菌体密度分别提高了 64.7%和87.5%.发酵液副产物检测 发现糠醛和 5-HMF 胁迫下 4741-BUR2 甘油含量分别提高了 43.8%和9.9%,其中糠 醛胁迫下糠醇含量提高了 53.0%,说明 4741-BUR2 可有效将呋喃醛转化为呋喃醇降 低副产物毒性,同时产生更多细胞保护性物质. (3)敲除 YHL012W 提高了酵母

4126 对有机酸及酚类抑制物耐受性.其中

3 g/L 甲酸胁迫下 4126-YHL012W 菌体密度比 对照

4126 提高了 29.5%,乙醇产率提高了 65.6%.香草酸及实际水解液胁迫下 4126-YHL012W 乙醇得率分别比对照提高了 4.2%和15.0%.研究结果对选育高抑制 物耐性菌株提供技术及理论指导. 关键词:酿酒酵母;

乙醇发酵;

基因重组;

抑制物胁迫 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

6 节律蛋白 TIMELESS 对肿瘤细胞的调控作用 化工与环境生命学部生物技术

1401 班 李新宇 指导教师 李淑晶 周期节律系统是机体内的一种自主预期振荡器,可参与机体内多种生命活动的调 控. 而节律蛋白 TIMELESS 作为节律系统中的调控因子之一, 其表达水平的周期性变化 对节律周期转换、DNA 损伤修复、个体发育等过程均有极大影响.近年来众多研究表 明节律蛋白 TIMELESS 与肿瘤的发生发展密切相关,因此研究 TIMELESS 对肿瘤的调控 作用及相关分子机制将为肿瘤的诊疗提供理论依据. 本研究首先通过美国 Kaplan Meier plotter 在线数据库获取乳腺癌和肺癌患者临 床数据,分析 Timeless 基因 mRNA 表达水平与患者生存率的关系,发现 Timeless 基因 表达水平同乳腺癌和肺癌患者生存期呈负相关. 其次,采用 MTT 法检测细胞增殖探究节律蛋白 TIMELESS 过表达对肿瘤细胞增殖 能力的影响, 结果表明 TIMELESS 过表达可有效促进宫颈癌细胞 HeLa、 肺癌细胞 A

549、 乳腺癌细胞 ZR-75-30 的增殖.同时进行克隆形成实验探究 TIMELESS 对肿瘤细胞克隆 形成的影响,其中 TIMELESS 的过表达可促进宫颈癌细胞 HeLa 和乳腺癌细胞 ZR-75-30 的克隆形成. 最后,为研究节律蛋白 TIMELESS 对乳腺癌的调控机制,进行荧光素酶报告基因 实验,研究 TIMELESS 对雌激素信号通路的影响.结果表明 TIMELESS 可明显促进 ERα 的激活,进而促进下游基因的表达,提高乳腺癌细胞的增殖能力. 综上所述,本研究证实了节律蛋白 TIMELESS 过表达可显著促进宫颈癌细胞 HeLa、 肺癌细胞 A

549、乳腺癌细胞 ZR-75-30 的增殖及其克隆形成,并且发现 TIMELESS 可作 为雌激素受体 ERα的辅激活因子来参与雌激素信号通路的调控,从而促进乳腺癌细胞 的生长. 关键词:周期节律;

节律蛋白 TIMELESS;

肿瘤细胞;

雌激素信号通路 大连理工大学

2018 届本科生校优秀毕业设计(论文)摘要

7 普罗维登斯菌降解吲哚及合成靛蓝的特性研究 化工与环境生命学部环境科学

1401 班 戴春晓 指导教师 曲媛媛 吲哚, 作为一种典型的氮杂环类芳烃化合物, 在焦化废水和畜牧废水中大量存在. 已报道的具有降解吲哚能力的菌株主要集中在Pseudomonas 、 Alcaligenes 、 Curpriavidus 等菌属,较为单一.除此之外,由于单纯的生物降解吲哚已经不能满足 人们对于循环绿色经济的要求, 生物转化吲哚合成具有高附加价值的靛蓝类产物则是 新型吲哚生物处理研究的重点.本文首次从菌株基础特性、降解吲哚特性以及合成靛 蓝特性三个方面对普罗维登斯菌在吲哚类废水处理方面进行了研究,主要内容如下: 本研究从近海泥沙中分离纯化得到一株高效吲哚降解菌 DCX,经16S rRNA 基因 序列比对分析,鉴定其为普罗维登斯菌属 (Providencia sp.).该菌株能够以吲哚为唯 一碳源,在28 h 内将

100 mg/L 吲哚完全降解.利用液相色谱/飞行时间-质谱联用 (LC/TOF-MS) 对菌株转化吲哚的产物进行分离和鉴定.结果表明靛蓝、靛红、靛红酸 以及邻氨基苯甲酸是菌株 DCX ................