清洁产品最终进入废水处理厂的流出物(Tanabe 和 Kawata 2008)。由于它不易被生物降解、吸附或被传统氧化剂氧化,因此很难处理(Otto 和 Nagaraja 2007)。高级氧化工艺(AOP)通常用于去除 1,4-二氧六环(Otto 和 Nagaraja 2007;McElroy 等人 2019)。在这些过程中,会原位生成强氧化羟基自由基(·OH)来降解污染物。这些技术包括紫外高级氧化(UVAOP),其中紫外光用于将过氧化氢(H 2 O 2 )光解为·OH。同样,紫外氯 AOP 通过光解游离氯生成·OH。臭氧 (O3) 可用作水和废水处理中的氧化剂和消毒剂,通过其自催化分解和与有机物的反应生成·OH,而有机物也可以被 H2O2 催化 (von Sonntag & von Gunten 2012;Stefan 2018)。在这些过程中,通常需要大量的化学药剂。虽然对 AOP 在废水废水中去除 1,4-二氧六环的研究有限,但臭氧通常被认为是废水废水中最好的 AOP。这是因为高含量的溶解有机物可以清除羟基自由基,而且紫外线的透射率低 (Katsoyiannis 等人 2011;Lee 等人 2016;Sgroi 等人 2021)。然而,如果存在溴化物 (Br),臭氧 (和 UV-Cl 2 ) 可以形成溴酸盐,这是一种受监管的消毒副产物。电子束处理使用加速电子通过水的辐射分解产生大量的氧化和还原自由基,如公式 (1) 所示 ( Cooper 等人 1992 年; Wang 等人 2016 年):
18。尽管如此,发现激进一代的新策略19-25,尤其是在无轻,无电,无金属条件下的发现仍然至关重要。有机催化,尤其是涉及N-杂环碳烯(NHC)的组织分析,显示了实现自由基产生和自由基交叉偶联26-35的有希望的方法。但是,为了开发这种化学,对它们如何介导电子传输的更深入的了解至关重要。NHC催化的自由基反应涉及单电子转移(集合)过程已经在实验中显着开发,但是自由基生成过程的详细机制仍然尚不确定。由于Studer和同事报告说,Breslow中间体和氧化剂之间可能发生定型反应,2,2,6,6-四甲基磷酸胺1-氧基(TEMPO)在2008年3月36日,这是一系列自由基 - 自由基的跨跨反应反应,这些反应通过contep and of conteds of condeptions roperty涉及的c – c键形成,并且已经在上位且散布了散布的散布,并且是散布的散布。催化。值得注意的是,Chi和同事报道了一个很好的例子,它催化了硝基苯溴的还原性偶联和活化的酮28。随后,Ohmiya和同事贡献了一系列醛和N-羟基苯胺(NHPI)酯的NHC催化的交叉偶联反应32-35。最近,Hong和同事报道了NHC催化了醛和Katritzky吡啶盐盐之间的交叉偶联反应37。这些实验报告中通常提出了逐步集合过程。然而,从理论上讲,也应可能从非自由基底物中进行跨自由基产生的其他途径。在此,我们使用理论来揭示NHC-催化的自由基反应的新模型,其中通过Concert
应采用综合可再生能源发电循环来生产更可持续的电力。这是对三个联合发电厂的比较生命周期评估 (LCA),包括:案例 1 涉及地热和风能联合,案例 2 以地热和太阳能联合为特色,案例 3 集成风能和太阳能系统。基准案例钙钛矿太阳能电池 (PSC) 建模假设其使用寿命为 3 年,电力转换效率为 17%。然而,通过涉及寿命和效率提高的敏感性评估来评估不同的情景。基准案例评估强调对环境产生最严重负面影响的阶段,包括地热井的钻探、风力发电厂的建设以及 PSC 的制造和安装。中点研究结果表明,将 PSC 的电力转换效率从 17% 提高到 35% 可显著减少对环境的影响。此外,将使用寿命从 3 年延长至 15 年可使二氧化碳排放量分别从案例 2 和 3 中的 0.0373 和 0.0185 千克二氧化碳当量/千瓦时减少至 0.026 和 0.0079 千克二氧化碳当量/千瓦时。对最坏和最佳情况的评估突显出某些影响类别的显著下降。在案例 3 中,与最坏情况相比,陆地生态毒性 (TE)、光化学氧化剂形成 (POF)、人体毒性 (HT)、海洋生态毒性 (ME) 和海洋富营养化 (MU) 减少了 88% 以上。在案例 2 和 3 中观察到的环境影响源于毒性和金属耗竭,主要与 PSC 有关。终点结果显示,当考虑 PSC 寿命为 10 年或更长时,案例 2 和 3 对生态系统的不利影响变得不如案例 1 那样严重。对不同的案例和影响类别进行了不确定性评估。该研究的
应激会导致细胞损伤,例如对DNA,蛋白质和脂质膜的损伤[3]。烟酰胺腺苷二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(NOX)是一种与膜相关的连接络合物,它使用NADPH作为电子供体来催化单电子还原氧的减少[4]。NOX被视为糖尿病中葡萄糖诱导的ROS形成的主要来源[5]。髓过氧化物酶(MPO)是过氧化物酶亚科的成员,它催化了过氧化氢和氯离子之间的反应,从而产生次醛酸,这是中性粒细胞产生的最强大的杀菌氧化剂[6]。在一项研究中,在患有和没有心血管疾病症状的T2D患者中发现血浆MPO活性显着增强[7]。该观察结果表明,血液中的MPO活性升高可能是T2D患者氧化应激和心血管风险的附加标志。自由基的氧化活性的表现可以通过测量生物系统中的氧化产率来获得[8]。因此,脂质过氧是氧化应激的最有用的生物标志物。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的最终产物之一,最终在氧化条件下血浆增加[9]。总氧气应激(TOS)通常用于估计体内的整体氧化态。因此,较高水平的ROS会导致脂质,氨基酸,植物和蛋白质的过氧化,并产生羟氧化物的产生[10]。中性粒细胞与淋巴细胞比(NLR)也反映了氧化应激的存在[14]。先前的研究报告说,通过测量氢过氧化物的水平,T1D [11]和T2D患者的氧化应激增加。已经表明,即使在正常范围内,升高的白血细胞(WBC)计数也与T2D中的宏观和微血管并发症都相关[13]。因此,本研究的目标是评估与对照组相比,糖尿病患者的某些氧化应激标志物(例如NOX和MPO,MDA和TOS)以及细胞炎性生物标志物。希望这些发现能够改善对T2D中氧化应激和炎症的复杂病理生理学的理解。
本文介绍了对硫化物矿石的铜生物侵蚀的早期发展的简要回顾,并讨论了其从巴基斯坦从土著硫化物矿石沉积中提取铜的预期。铜的形式存在于辣椒(Cufes 2),辣椒(Cu 2 s),Covellite(Cus),Bornite(Cu 3 Fes 3),Enargite(Cu 3 Fes 3),Cu 3 Ass 4)和Tennantite(Cu 3 Ass 3),是最重要的重要铜(Cu 3 Ass 3),这是最重要的铜在硫化铜和甲型型号(柱状型)中,孢子型(Strate-Strate-contrancient and Strate-coundert)(硫化物沉积。黄铁矿(FES 2)和其他金属(Ni,Co,Mo,Zn等)硫化物矿物质也存在于硫化矿石沉积物中。在浸出溶液中硫酸盐(FES 2)(FES 2)的细菌氧化和Cu-硫化物矿物质(S)中,在浸出溶液中在浸出溶液中产生硫酸(H 2 SO 4),硫酸铁(Fe 2(So 4)3)和硫酸盐Cuso 4的硫酸和硫酸盐CUSO 4和氧硫化物矿物质(S)由酸性fe-氧化和氧化氧化剂进行了改良,从而产生。硫酸(H 2 SO 4)充当利克西(浸出剂)和硫酸铁(Fe 2(So 4)3)作为墨西哥铜矿的生物素质过程中的氧化剂(CUFES 2)。由于低pH值促进矿物质的质子攻击,并减轻了浸出溶液中金属的沉淀,因此生物无能的反应在pH 1.5-3.0处是最佳的。可溶性铜通过从酸性铜浸出液中的溶剂提取(SX)回收,在下游加工过程中进行了剥离/洗脱,然后进行电工(EW),以生产生物含量的铜铜(99.9%CU)产品。铜是从硫矿石和采矿废物中提取的,并使用堆和倾倒生物渗入过程在商业规模上提取。通过将残留物变成价值,这是一个独特的机会,可以在商业规模上引入创新的环境友好型铜提取技术,从而被认为是高度盈利的。可以将生物渗入过程用于提取Cu和相关的有价值的金属,从土著低级,截止等级,泡沫尾矿和硫化物矿床的采矿废物
酶联交联是一种聚合途径,依赖于酶作为裂解或形成共价键的试剂。酶是高度底物特异性的,具有短反应时间,用于催化交联的同时抑制潜在的毒性侧反应,这使得这些交联方法比其化学对应物更有效(Bae等,2015; Hu等,2019b)。这些反应也具有细胞相容,无创,并通过控制酶浓度来良好地控制水凝胶形成(Sperinde&Griffith,1997)。酶联交联是一种在组织工程和再生医学中使用的水凝胶的有趣方法,因为它可以在温和的生理条件下提供快速的凝胶化(通常不到10分钟),使其适合于体内形成水凝胶在内的生物学应用(Hu等,2019b; Mohammed&Murphy; Mohammed&Murphy,2009; Moreira; Moreira teixeira exeira and exeira。此外,通常可以通过修改温度,pH或离子强度等外部因素来控制酶活性(Claaßen等,2019; Heijnis等,2010)。酶已用于催化反应。使用黄嘌呤氧化酶将黄牛蛋白氧化为白细胞蛋白酶(Kalckar等,1950)。最早描述的酶用于水凝胶交联应用的一种历史可以追溯到1990年代后期,当时Sperinde和Griffith使用经凝集丁胺酶通过交联功能化的多型(乙烯甘氨酸)(PEG)(PEG)(PEG)(PEG)和裂解的polypeptepepte&Grifififififififf和1997的盐酸和盐酸盐(Sperififififififf)来形成水凝胶网络。从那时起,转透明酶一直是组织工程中最广泛使用的酶,以及辣根过氧化物酶(HRP)。以后的酶通过将过氧化氢(H 2 O 2)作为氧化剂催化苯酚或苯胺衍生物的偶联(Ren等,2017)。这种反应可以轻松调整胶凝时间,机械强度,降解动力学和随后水凝胶的多孔结构,通过控制成分的浓度(Bae等,2015; Cheng等,2018)。酶线交联的水凝胶的多功能性和可调性转化为使用
我们现在处于鞋底计划第三阶段的第三阶段资金期间的中间阶段。我们继续我们的目标是将来自不同背景的初级和高级调查员聚集在一起,具有共同的氧化剂,氧化还原平衡和压力信号的共同研究兴趣。为了促进2024 - 2025年中心的持续发展,我们维护了三个由预算降低的科学核心设施。我们的长期计划继续是在南卡罗来纳州发展成为氧化还原生物学科学学科的卓越中心。在最初12年的支持中,RO1成功允许20名毕业生建立成功的独立职业。他们的项目与氧化应激,氧化还原稳态和压力信号的基本面相连,并有助于增强程序化的发展。我们继续通过我们的试点赠款计划来支持调查,在该计划中,我们的科学目标得到了我们在蛋白质组学,细胞和分子成像和分析氧化还原方面的三个科学核心的支持。我们的中心假设没有改变,并且继续是氧化还原调节的途径会影响癌症,衰老,糖尿病,炎症和神经变性等疾病的病理生物学。行政核心继续提供业务管理,教师发展,指导,试点项目任务,计划计划和可持续性。我们已任命指导,内部顾问和外部顾问的监督委员会。我们的咨询小组包含具有科学专业知识的个人,并且还具有丰富的指导经验。目前,MUSC的该计划的未来发展也由医学和药房院长以及教务长办公室的现有财务承诺提供服务。随着我们继续补充核心设施,我们的目标仍然支持同行评审研究者的赠款和对MUSC教师的支持。在过去的一年中,我们已经成功获得了一项设备补充赠款,该拨款扩大了分析氧化还原核心中的氧化还原代谢组学。此外,我们继续与卡罗林斯卡学院和内布拉斯加林肯大学一起组织夏季氧化还原课程,并于2024年在林肯内布拉斯加州举行了6月的日期。
类风湿关节炎 (RA) 是一种常见的炎症性疾病,主要影响关节。作为一种自身免疫性疾病,它还会导致关节外多个器官系统的损害,包括心血管系统、肝脏、肾脏等 ( 1 , 2 )。目前,全球每 200 个成年人中约有 1 人患有 RA,女性发病率更高。然而,RA 的确切病因仍不明确;遗传和环境因素都可能在该疾病的发展中发挥作用 ( 3 )。先前的一项研究表明,活性氧 (ROS) 水平升高与 RA 密切相关。人体内多种氧化剂和抗氧化剂必然会在 RA 中发挥作用,这为人们预防 RA 以及衡量或改善 RA 患者的生活质量提供了一些思路 ( 4 )。许多研究已经探讨了如何通过养成健康的饮食习惯来有效降低 RA 的可能性。研究结果表明,补充抗氧化剂可能是一种有益的补充方法,可减少类风湿性关节炎患者的氧化应激,而补充锌和硒多年来一直被用于预防类风湿性关节炎缓解 ( 5 )。然而,一些研究表明,摄入某些抗氧化剂似乎并不能改善类风湿性关节炎 ( 6 )。不同的科学家对酒精对类风湿性关节炎的影响有不同的看法 ( 7 , 8 ),但根据现有研究,吸烟、超重和不健康的生活方式对类风湿性关节炎的影响似乎是肯定的 ( 9 )。氧化平衡评分 (OBS) 是为了全面评估人体内氧化和抗氧化状况而开发的。它整合了多种营养饮食和各种生活方式,一般来说,OBS 升高表示促氧化负担降低 ( 10 )。目前,越来越多的流行病学研究正试图发现 OBS 与某些流行疾病之间的相关性。一些研究发现,较高的OBS评分与癌症患病率降低相关(11)。OBS与糖尿病(12)和抑郁症(13)之间也存在类似的负相关关系,并且在女性中这种关系似乎更为明显。根据Wang等人的研究,OBS还可用于测量全因死亡率和心血管疾病死亡率(14)。每个人都有自己的饮食习惯和生活方式,这些因素对RA可能是有益的,也可能是有害的。通过选择来自国家健康和营养检查调查(NHANES)的数据,我们利用OBS评分系统对这些因素进行了综合评估。我们旨在首次系统地评估它们对RA的影响及其潜在影响。我们希望这能为未来预防、诊断和治疗RA提供参考。
-) 是一种可溶性阴离子,自然界中浓度较低,但作为固体弹药中广泛使用的氧化剂,由于 1997 年之前对该化合物的处置不受管制,它已成为全美地下水的重要污染物。高氯酸盐是甲状腺碘吸收的竞争性抑制剂,摄入高氯酸盐会导致甲状腺激素分泌减少,这对胎儿和新生儿的正常发育尤其令人担忧。最近的报告记录了乳制品和人类母乳中的高氯酸盐,表明其已上升到食物链的顶端。目前对这种化合物的修复通常涉及离子交换技术,虽然这种方法很有效,但只是将处理过的水中的高氯酸盐浓缩到盐水溶液中。相反,许多微生物能够呼吸高氯酸盐,将其转化为无害的氯化物。因此,生物修复被认为是去除和降解污染物的最有效方法,并且已经开发出许多策略来利用这些异化高氯酸盐还原菌 (DPRB)。传统的生物修复策略是基于使用廉价且容易获得的有机电子供体(如乙醇和醋酸盐)刺激 DPRB。虽然这些化合物可以有效地刺激高氯酸盐还原,但它们也会刺激微生物的大量生长,包括 DPRB 和非目标生物。生物的过度生长会导致生物污垢,这会导致处理失败,并刺激不必要的代谢,如铁和硫酸盐还原,从而产生有毒和恶臭的化合物。此外,添加不稳定的有机物会对生物修复方案产生较差的反馈控制,在饮用水处理的情况下,可能会导致下游消毒副产物 (DBP)。为了解决这些问题,研究了一种用于刺激 DPRB 的电化学系统。已经开发了各种电化学系统来刺激微生物代谢(第 1 章),但没有一种应用于高氯酸盐还原。该系统之所以具有吸引力,是因为它能够为微生物提供还原当量,用于还原高氯酸盐,而无需添加会刺激生长的碳。此外,改变可用电位和电流的能力提供了更严格的反馈控制和高氯酸盐的热力学靶向的可能性,但不会提供更多的电负性电子受体。研究了利用阴极电极作为高氯酸盐还原电子供体的实验(第 2 章)。在生物电反应器 (BER) 的阴极室中,利用蒽醌-2,6-二磺酸盐 (AQDS) 作为电子穿梭机对先前分离的 DPRB 的纯培养物进行测试。这些实验作为概念验证,并证明微生物可以成功地以这种方式还原高氯酸盐。然而,由于这些纯培养物在生长条件下无法在 BER 中存活,因此在阴极室中进行富集以分离能够长期发挥作用的微生物。从这种富集物中分离出两种新的 DPRB,并且
解构木质素时的主要目标是实现有用的产品或中间体的高收益,同时使不良副产品的形成成立,事实证明这是具有挑战性的。11要实现木质素向低分子量化合物的高转化,因此必须打破C - C键。12,13,例如,还原性催化分数(RCF)在很大程度上切割了C-C键完整14,芳香族单体的产量限制为15-30%。可以通过在高温和高压下的催化来实现木质素中的C - C键,但成本相对高。这激发了对替代方法的探索。在先前的工作中,我们报告了一种在环境温度或接近木质素中断裂C - C键的替代方法。这种方法将硫化与芬顿化学的解构结合在一起。在芬顿反应中,Fe 2+与过氧化氢反应,产生Fe 3+和高效的羟基自由基。17 - 19个先前的工作表明,芬顿反应产生的羟基自由基有效地裂解C - C键在磺酸聚合物(如木质磺酸盐)中,20,21种磺化聚乙烯,22和聚苯乙烯硫酸盐。23 - 25通过将硫基团添加到固定铁中,将氧化量反应定位于底物,从而导致这些聚合物有效分解至低分子量产物。Fenton反应在环境温度和大气压下进行。与需要能源密集型过程和高压反应器的方法相比,这是一个优势。此外,由于芬顿反应发生在水中,少量生物相容性铁作为催化剂,因此在生物转化之前几乎不需要后期处理。可以通过调整反应条件和试剂量(铁和H 2 O 2)来控制芬顿反应中实现的解构程度。可以对低分子量产物产物进行广泛的解剖,但是在解构的程度与通过过度氧化对挥发性化合物(例如CO 2)损失的碳量之间存在贸易。过度氧化还通过更大的氧化剂H 2 O 2的消耗导致成本增加。在这里,我们探索了来自Poplar的木质素的解构,Poplar是一种相关的生物能源原料,与用离子液体过程产生的富含糖流相关的26 a a e er分离。27我们先前的工作后,我们首先将杨树木质素磺化。28接下来,我们使用Fenton反应将磺化的木质素解散,表明我们可以通过不同的试剂浓度来控制解结和重聚的程度。然后,我们探索了分解产物的生物学可用性,并证明了分解产物向喷射燃料前体Bisabolene的转化。这项工作的目标是在整个过程中展示原理证明,包括转换为产品。下面我们报告结果并讨论了几个想法,以提高过程中每个步骤的收率。
