THERMODYNAMICS OF POLY(ETHYLENE OXIDE)-POLY(VINYL ACETATE) BLENDS

Heat-of-mixing data, obtained on blends of poly(ethylene oxide) (PEO) with whole and fractionated poly(vinyl acetate) (PVAc), were used to feed Patterson's theory of polymer-polymer miscibility. Negative values of mixing enthalpy, contact-energy term, interaction'' parameter and excess volume were obtained only for blends with the lowest molecular weight PVAc fraction. These results show that miscibility of PVAc with PEO strongly depends on its molecular weight. The calculated unfavourable excess volume term of the Patterson equation is small in comparison with the absolute value of the interaction term. Therefore, miscibility of PEO and low-molecular-weight PVAc is dictated by the weak specific interactions between different repeat units and by the entropic gain in the mixing process.

Molecular biotechnology of marine algae in China

Molecular biotechnology of marine algae is referred to as the biotechnology on the identification, modification, production and utilization of marine algal molecules. It involves not only the manipulation of macromolecules such as DNA, RNA and proteins, but also deals with low molecular weight compounds such as secondary metabolites. In the last decade, molecular systematic researches to investigate the relationship and to examine the evolutionary divergence among Chinese marine algae have been carried out by Chinese scientists. For example, RAPD has been widely used in several laboratories to elucidate genetic variations of the reds, such as Porphyra, Gracilaria, Grateloupia and the greens such as Ulva and Enteromorpha. Some important data have been obtained. The study on molecular genetic markers for strain improvement is now in progress. In 1990s, genetic engineering of economic seaweeds such as Laminaria, Undaria, Porphyra, Gracilaria and Grateloupia has been studied in China. For Laminaria japonica, the successfully cultivated kelp in China, a model transformation system has been set up based on the application of plant genetic techniques and knowledge of the algal life history. Progress has been made recently in incorporating a vaccine gene into kelp genome. Evidence has been provided showing the expression of gene products as detectable vaccines. In the present paper, the progress of molecular biotechnological studies of marine algae in China, especially researches on elucidating and manipulating nucleic acids of marine algae, are reviewed.

羟基自由基降解琼胶及其产物的活性研究

琼胶是一种从石花菜等红藻中提取的，目前生产工艺和结构等方面研究比较成熟的海藻多糖，广泛应用于医药、仪器等行业。但是，海藻多糖因为具有分子量大，粘度大，溶解度较小的等特点，而使其应用范围受到限制。利用降解的手段对其进行修饰，降低分子量和粘度，改善溶解性，可以拓展其应用范围。并且根据文献报道，琼 胶寡糖具有一些特殊的生物活性，如抗氧化性，抗炎症等。因此，对琼胶降解的研究具有生要意义。本研究中，为了选择一种合适的降解方法，进行了几种水解方法的尝试，其中包括在不同湿度和酸度下盐酸水解，过氧化氢和醋酸催化水解，Fenton体系羟基自由基降解。对于酸水解和Fenton体系氧化还原降解方法，通过粘度法对反应的速度进行了比较，表明氧化还原降解反应中琼胶的粘度降低比较快，并且具有代表性和新意，确定为本实验的降解琼胶的方法并对氧化还原降解所得的产物进行了活性实验。通过模仿自然界普遍存在的氧化还原降解反应，利用Vc诱导的Fenton体系产生的羟基自由基氧化还原降解琼胶得到低分子量的琼胶。降解产物经过高速离心、60％乙醇沉淀，除去分子量比较大的降解产物和磷酸盐，得到可溶于60％乙醇的分子量估计小于3000的降争产物，其产率为85％。利用经Sephadex-G25凝胶色谱分离所香的不同分子量的级分进行分子量和α－葡萄糖苷酶抑制活性关系的实验。降解产物对α－葡萄糖苷酶的抑制率和各级分的浓度呈线性正相关，并且各级分的IC_(50)则随着分子量的降低而降低。另外，对所得的降解产物混合物进行了红外吸收光谱、质子去偶核磁共震碳谱和负离子基质辅助激光诱导－飞行时间质谱结构分析。结果表明，氧化还原降解反应的专一性差，在得到寡糖的同时，在光谱图中出现一些比较复杂的副产物的结构信息。最后，根据MTT法的原理，以有体皮肤成纤维细胞为材料，通过紫外线辐射产生自由基造成氧化损伤，研究降解产物对成纤维细胞的保护作用。当无紫外线辐射时，降解产物对成纤维细胞具有显著的促进生长增殖作用：当经UVa、UBb辐射时则可以显著地表现出对损伤的保护作用，并且这种促进生长和保护作用呈显著的量效关系，表明降解产物具有清除基自由基的作用。但是，因为氧化还原降解以应的机理尚不十分明的以及琼羟胶的特殊结构，使得反应的副产物很难预测，也就使得分离工作难以进行，所以，根据目前所得的信息，尚不能确定是降解产物的什么级分产生的以上两种生物活性。

Preparation of 1,3,5-thiadiazine-2-thione derivatives of chitosan and their potential antioxidant activity in vitro

Three new kinds of 1,3,5-thiadiazine-2-thi one derivatives of chitosan with two different molecular weight (SATTCS1, SATTCS2, TITTCS1, TITTCS2, CITTCS1 and CITTCS2) have been prepared. Their structures were characterized by IR spectroscopy. The substitution degree of derivatives calculated by elemental analyses was 0.47, 0.42, 0.41, 0.38, 0.41 and 0.36, respectively. The result shows that substitution degree of derivatives was higher with lower molecular weight. The antioxidant activity was studied using an established system, such as bydroxyl radical scavenging, superoxide radical scavenging and reducing power. Antioxidant activity of the 1,3,5-thiadiazine-2-thione derivatives of chitosan were stronger than that of chitosans and antioxiclant activity of low molecular weight derivatives were stronger than that of high molecular weight derivatives. It is a potential antioxidant in vitro. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Structural studies on a novel fucogalactan sulfate extracted from the brown seaweed Laminaria japonica

A low molecular weight fucogalactan, obtained from the brown seaweed Laminaria japonica, was separated into three fractions (LF1, LF2 and LF3) by DEAE-Sepharose FF column chromatography. All three fractions contained predominantly fucose, sulfate group and galactose. The results showed that the main fraction LF2 consisted of L-fucose, D-galactose and sulfate at a molar ratio 6:1:9. Structural study on the LF2 was carried out by NMR spectroscopy. The backbone of LF2 was primarily (1 -> 3)-linked alpha-L-fucopyranose residues (75%) and a few (1 -> 4)-alpha-L-fucopyranose linkages (25%). The branch points were at C-4 of 3-linked alpha-L-fucopyranose residues by beta-D-galactopyranose unites (35%, molar ratio) or at C-2 of 3-linked alpha-L-fucopyranose residues by non-reducing terminal fucose unites (65%, molar ratio). Sulfate groups occupied at position C-4 or C-2, sometimes C-2, 4 to fucose residues, and C-3 and/or C-4 to galactose residues. The structure of LF2 was supposed as following: [GRAPHICS] (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

天山乌鲁木齐河源1号冰川成冰过程的地球化学研究--以低分子有机酸为主

冰川上的表面雪层是联系大气成分与冰芯记录的重要纽带，对雪－冰现代过程的研究将有助于正确解释保存在冰芯中的古气候和环境信息。山地冰川雪冰中有机酸记录的研究在认识有机酸生物地球化学循环方面占很大的优势，本文依托天山冰川观测试验站开展的冰雪物理、化学现代过程方面的研究，对乌鲁木齐河源1号冰川中低分子有机酸和无机阴离子在成冰作用过程中的迁移转化进行了研究。新雪和保存较好的表层雪主要用来分析采样点低分子有机酸和无机阴离子的季节变化特征，粒雪坑样品主要用于进行低分子有机酸和无机阴离子沉积后过程的研究。 雪冰样品采集于1号冰川东支东经86°49′，北纬43°06′，海拔4 130 m 处，2004年3月至2005年3月期间，共获取了23个连续雪坑剖面的粒雪样品。采用美国Dionex公司的ICS-90型离子色谱仪加RFC-30型淋洗液在线发生器进行测定，检测到的低分子有机酸主要有HCOO-、CH3COO-、C2H5COO- 和(COO)22-，无机阴离子主要有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42- 和PO43-。 表层雪是研究粒雪化和成冰作用过程中化学组成变化的起点。为配合天山乌鲁木齐河源1号冰川沉积后过程中化学组成变化的研究，我们首先对表层雪样品（雪坑表层5cm的雪样）进行了低分子有机酸和无机阴离子含量的分析。结果显示，除(COO)22- 外，大部分有机酸和高浓度的无机阴离子因受到周围环境和盛行风的影响呈现出明显的季节变化特征，即夏半年离子浓度变化剧烈，最大值和最小值同时出现在夏半年，冬半年的浓度则相对小而稳定；而(COO)22- 和低浓度的无机阴离子随季节变化的特征不明显，在全年均显示出波动性。数据表明，在外界条件不变的情况下，表层雪可以长时间（至少半年时间）保存其中高含量的化学组成不被改变。 通过对高含量低分子有机酸和高含量无机阴离子的沉积后过程的研究，发现它们在沉积后的迁移转化过程受温度和融水的影响较大，在不同时期表现出不同的季节变化特征。雪层消融初期，淋溶作用导致雪层内的大部分离子组分进入初始融水中，并随着融水下渗、聚集，使下部雪层中离子组分的浓度不断增加；当消融进一步加剧，大部分低分子有机酸和无机阴离子随融水径流而流失，雪层中记录的低分子有机酸和无机阴离子含量迅速降低；在消融季节，峰值向雪坑底部移动的速度较快。在冬半年的负温条件下，雪层中记录的低分子有机酸和无机阴离子的含量及其保存在雪坑下部的峰值都相对稳定，这也再次说明如果外界条件不发生改变，雪冰可以长时间（至少半年时间）保存其中的化学组成不被改变这个结论；另外，冬半年雪坑上部记录的峰值在一定程度上可以反映它们在大气中的初始水平。CH3COO- 和(COO)22- 的峰值通常会出现在污化层的附近，与污化层的位置具有较好的一致性，说明污化层对CH3COO- 和(COO)22- 的沉积后过程可能有一定的影响。

中国西南地区大气降水中低分子有机酸研究（以贵阳市和尚重镇为例）

近几年随全球变暖和大气污染的加剧，有机气溶胶对气候和环境的影响引起了广泛的关注。其中低分子有机酸由于易溶于水，易挥发等特性可以改变大气颗粒物吸湿性、粒径分布以及形成云凝结核活性，进而改变全球的水循环和辐射平衡，而日益成为大气化学研究的重要内容。低分子有机酸极强的水溶性使雨水成为研究大气有机酸的理想载体。有机酸进入降水后是降雨的酸度重要贡献者，尤其是边远地区有机酸对降水酸度贡献高达65%。传统的大气降水研究主要侧重无机离子，认为硫酸和硝酸是降水酸度的主要贡献者，而忽略对降水中有机组分的研究。以贵阳和重庆等为代表的西南地区是我国酸雨污染的重灾区，该地区是典型喀斯特地形地貌区，生态环境具有极端的脆弱性和破坏后难以恢复性，在该地区研究酸雨形成和影响因素具有特殊的重要意义。本研究选取典型酸雨区(贵阳市)和人为污染较少黔东南州黎平县尚重镇为研究对象，2006-4～2007-4期间，收集大气降水样品221个，测定了大气降水中7种有机酸和主要阴、阳离子。对有机酸对酸雨的贡献及大气降水中无机离子和有机酸的浓度分布、变化规律、主要来源和沉降通量进行研究。主要得到了以下几点认识： 1、建立了离子色谱同时测定雨水中有机酸和无机酸分析条件。以戴安AS11-HC为分离柱、AG11-HC为保护柱，RFC-30淋洗液发生器在线产生KOH淋洗液，主要梯度条件为1mmol ( 0～6min) 、1mmol～30mmol (6～31min)。淋洗液流速1.5ml/min，柱温39℃。此条件下主要有机酸线性相关系数0.9992~0.9999，RSD%≤5%，精密度RSD%≤5%(丙酮酸RSD%=13.8%)，样品的加标回收率在80~120%之间，满足分析测试要求。 2、 贵阳市降水样品pH值的分布范围为2.49～6.92，年均值为3.28。雨水酸化率为73.8%，其中pH值小于4.0雨水占样品总数42%。尚重镇降水样品pH值的分布范围为5.01～6.50，年均值为5.83，降水的酸雨率为18.4%。贵阳市酸雨污染仍十分严重，重酸雨尤为突出(pH<4.0)，尚重镇酸雨污染较轻。 贵阳市降水样品电导率在10～1028μS/cm之间，平均值为248μS/cm，降水电导率高反映了贵阳市大气污染显著。尚重镇降水样品电导率在2.2～52.8μS/cm之间，平均值为18.1μS/cm，降水电导率低反映大气污染较轻。 3、贵阳市大气降水主要无机离子是SO42-、NO3-、H+、Ca2+、NH4+，雨量加权平均浓度分别为154.1μmol/L、33.9μmol/L、520.7μmol/L、226.4μmol/L和158.3μmol/L。采样期间，贵阳市H+年沉降通量为496.9mmol/m2/yr，夏季H+沉降占全年沉降总量的78%，贵阳市SO42-年沉降通量达到151.5mmol/m2/yr，有195.3mmol/m2/yr的Ca2+沉降。NH4+、Mg2+、Na+、K+、NO3-、Cl-的沉降通量分别为138.7mmol/m2/yr、50.9mmol/m2/yr、26.8mmol/m2/yr、11.4mmol/m2/yr、32.3mmol/m2/yr和12.6mmol/m2/yr。 尚重镇贵阳市大气降水主要无机离子是SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+，其雨量加权平均浓度分别为43.1μmol/L、19.3μmol/L、33.0μmol/L和49.5μmol/L。采样期间，尚重镇[H+]年沉降通量为0.5mmol/m2/yr。SO42-、Ca2+和NH4+是发生沉降主要离子，分别为13.9mmol/m2/yr、10.6mmol/m2/yr和15.9mmol/m2/yr。Mg2+、Na+、K+、NO3-、Cl-的沉降通量分别为2.1mmol/m2/yr、5.9mmol/m2/yr、3.0mmol/m2/yr、6.2mmol/m2/yr和3.2mmol/m2/yr。 4、在贵阳市、尚重镇大气降水中共检测出7种低分子有机酸，分别是甲酸、乙酸、草酸、丙酮酸、丙酸、甲烷磺酸和乳酸。其中甲酸、乙酸和草酸是三种主要的有机酸。贵阳市甲酸、乙酸和草酸年平均浓度分别为14.24μmol/L、9.35μmol/L和2.79μmol/L，而在尚重镇它们浓度分别为4.95μmol/L、1.35μmol/L和2.31μmol/L。根据酸平衡常数计算法，贵阳市有机酸对自由酸贡献分别为：甲酸-7.9%，乙酸-4.7%，草酸-6.1%，三种主要有机酸贡献了18.7%的自由酸；尚重镇有机酸对自由酸贡献分别为：甲酸-25.1%，乙酸-7.5%，草酸-25.5%，有机酸对自由酸贡献率为58.1%。贵阳市有机酸占阴离子比值1.7～19.2%，平均值为6.6%。尚重镇有机酸对阴离子的贡献为0.5～92.2%，平均值为13.2%。有机酸对酸雨形成和大气降水化学起不可忽视的重要作用。 采样期间，贵阳市甲酸、乙酸和草酸的湿沉降通量分别为13.5mmol/m2/year 、8.9mmol/m2/year和2.6mmol/m2/year，甲酸和乙酸干沉降通量分别为26.7mmol/m2/year 和14.5mmol/m2/year，干沉降和湿沉降是贵阳市有机酸的主要沉降形式。尚重镇甲酸、乙酸和草酸的湿沉降通量分别为1.59mmol/m2/year 、0.43mmol/m2/year和0.04mmol/m2/year，甲酸和乙酸干沉降通量分别为0.1mmol/m2/year 和0.17mmol/m2/year，湿沉降是尚重镇有机酸的主要沉降形式。 5、尚重镇大气降水有机酸生长季节浓度高于非生长季节浓度，说明生长植物或土壤的释放可能是尚重镇大气有机酸的主要来源。贵阳市大气降水中有机酸非生长季节浓度高于生长季节浓度，主要原因是贵阳市降雨主要发生在夏季，降雨量的增加加大了对大气中微量气体的淋滤作用，降低了大气中有机酸浓度，同时夏季降雨pH值较低也不利于雨水对大气有机酸的溶解吸收。气象条件是影响有机酸浓度的重要因素。贵阳市大气有机酸主要在降雨初期进入降水并被清除的，降雨初期(1～2h)对大气有机酸清除占总清除的50～80%。随降雨的进行雨水中有机酸浓度逐渐降低，降雨后期略有升高，大降雨量对雨水中有机酸浓度起稀释的作用。尚重镇降雨量对有机酸浓度影响作用不明显，说明有机酸浓度不受雨量稀释作用控制，在降雨过程可能存在有机酸的液相来源。不同来源气团对贵阳市雨水中有机酸浓度影响不同，其中以北面方向气团降水中有机酸最高，与我国内陆大气污染较重有关。而源于海洋方向的东南气团雨水中有机酸浓度最低。 6、利用统计分析方法(相关性分析、主成分分析和聚类分析)和有机酸来源判别方法结合不同的来源释放有机酸通量得出：尚重镇大气中有机酸主要来源植物或者土壤直接或间接释放，而贵阳市有机酸来源相对复杂，其中植物的直接释放和机动车辆尾气排放不是大气有机酸的主要来源，生物质燃烧直接释放以及植物和人类活动向大气排放大量的不饱和有机物大气氧化可能是大气有机酸的重要来源。 7、从大气降水的电导率和pH值对比来看，贵阳市大气污染严重，雨水酸化率高，尚重镇大气污染较轻，雨水酸化率低。贵阳市大气降水中水溶性离子浓度是尚重镇的2～5倍左右，尚重镇地区酸沉降只有贵阳市0.1%，酸沉降对尚重镇不会造成太大影响。有机酸占贵阳市大气降水自由酸的19%，而尚重镇有超过1/2的自由酸是来源于低分子有机酸，是边远地区大气降水酸度的主要贡献者。来源分析表明尚重镇有机酸主要为生物源，贵阳市有机酸为人为源和生物源并重。 8、 传统的大气降水化学研究主要侧重于无机离子的研究，而忽略了对大气降水中有机组分的研究。本文第一次较全面、系统的研究了西南典型酸雨污染区大气降水化学组成以及降水酸度的来源，指出有机酸组分是西南地区大气降水化学的重要组成部分，对酸雨形成有不可忽视的影响。

安顺大气降水中低分子有机酸及其与贵州其它地区对比研究

低分子有机酸是对流层大气的重要组成成分，广泛分布于大气中的气相、液相、气溶胶中。本文以贵州省安顺作为研究区域，在 2007 年 6 月~2008年 6月期间，收集大气降水样品118个，对降水中主要成份尤其是低分子有机酸及其对自由酸度的贡献进行了为期一年的研究。并通过与贵州其它3个地区的对比，重点讨论了大气降水中低分子有机酸时间和空间的变化规律、成因机制、对降水自由酸度的贡献以及来源等关键问题。得出的主要结论如下： （1） 安顺降水总体呈酸性，pH雨量加权平均值为 4.89，范围在3.57～7.09，酸雨频率为 57.0%。降水的电导率平均值为46.52μs•cm-1，变化范围为6.01～298.00 μs•cm-1，该值远远高于降水背景站点，表明该地区受到了明显的人为活动影响。 （2） 安顺大气降水中离子浓度的顺序依次为SO42->Ca2+>NH4+>NO3-> Mg2+>K+>Na+>Cl->H+>HCOOHt>CH3COOHt >(COOH)2(t)2-。大气降水中最重要的离子为SO42-、NO3-（阴离子）和Ca2+、NH4+ 和Mg2+（阳离子），平均浓度依次为140.9、46.1、124.2、45.4和36.2µmol/L。相关性分析和聚类分析表明，安顺SO2和NOx具有同源特征，且进入降水的途径相同。大气中的铵主要以硫酸铵与硝酸铵的形式存在于大气中，成为大气中重要的酸性气溶胶。另外，CaSO4、NaCl、MgCl2、(NH4)2SO4、NH4NO3、KNO3、H2SO4、HNO3是降水的主要化学组分。降水中Ca2+、NH4+、Mg2+和K+的中和因子分别为0.38、0.14、0.22、0.05，表明降水中最重要的中和物质是Ca2+，其次是Mg2+和NH4+。源分析表明，安顺大气降水中的K+和Ca2+主要来自以岩石和土壤为主的陆相输入，而SO42-和NO3-主要来自人为活动的贡献，其人为贡献量高达97.0%和94.3%。Mg2+主要来自陆源输入，仅有9.1%来自海水的贡献。Cl-属于海盐性离子，但在安顺降水中，仅有57.3%来自海相输入，小部分（1.3%）来自岩石和土壤风化的贡献，人类活动排放的Cl-也是该地区一个重要来源。 （3） 安顺大气降水中共检测出7种低分子有机酸，含量最高的有机酸组成依次是甲酸(HCOO-)、乙酸(CH3COO-)和草酸（(COO)22-），雨量加权平均浓度分别为8.77、6.90和2.84µmol/L。降水中所测有机酸的平均总含量为19.00µmol/L，对阴离子总和的贡献为12.6%。对于 pH<5 的降水，甲酸、乙酸和草酸对自由酸度的平均贡献值（按最大贡献率法计算）分别为 19.2%、5.9和7.8%，总有机酸（三者之和）对自由酸度的平均贡献值为32.9%。这些事实表明，安顺大气降水中的有机酸是降水化学物质的重要组成部分，会对降水的物理和化学特征产生重要的影响。采样期间，安顺甲酸、乙酸和草酸的湿沉降通量分别为10.81、10.46和3.94 mmol/m2/year。根据气液平衡理论，估算出甲酸和乙酸的干沉降量，分别为4.78和1.63mmol/m2/year。 （4） 安顺降水有机酸浓度存在着明显的季节性变化，四季的有机酸浓度由高到低分别为：冬季>春季>夏季>秋季；非生长季节>生长季节。这种季节变化特征显然与植物生长的季节变化特征不一致。表明安顺大气中的有机酸浓度的影响因素非常复杂；植物生长、降雨量（降雨强度和持续时间）和人为活动等因素的季节变化都会影响大气有机酸的组成和分布特征。在连续降雨过程的监测中发现甲酸和乙酸的浓度是随降雨过程（时间）同步变化，这说明甲酸与乙酸很可能存在相同的来源或者相似的源强，它们在大气中的清除方式也可能相同。而草酸的浓度与日照强度和温度有关，与降雨发生的时间有很重要的关系，表明草酸多来源于光化学反应为主的间接来源。另外，还发现降雨初期降水酸性要强于降雨后期，这表明降雨对大气中污染物质有明显的清除和稀释作用。 （5） 相关性分析表明，甲酸和乙酸之间存在显著的相关关系，相关系数为0.80，这种强烈的正相关表明甲酸和乙酸具有相似的排放源或者排放源不同但有相似的排放强度；草酸与甲酸和乙酸也都具有显著相关关系,这可能是因为草酸与甲酸和乙酸具有相同的排放源或者是草酸的前体物如甲醛与甲酸、乙酸具有相似的排放源；甲酸与NH4+、NO3- 和NO2-的相关关系也很高，表明甲酸的主要来源是农业活动或者生物质燃烧和汽车尾气排放等。乙酸和草酸的情况与甲酸类似。论文建立了甲酸与乙酸分析浓度比值(F/A)T的判定方程曲线，结果表明安顺有机酸主要来源于直接来源，包括植物直接释放，生物质燃烧，汽车尾气排放等；间接来源如不饱和碳烃化合物（如烯烃和异戊二烯）和醛类物质(如甲醛）的光化学氧化不是该地区有机酸的主要来源。 （6） 对比贵州其它3个监测站点的降雨数据后，发现大气降水对降水酸度的贡献，偏远地区（尚重）要远大于工业城市。另外，安顺和尚重大气有机酸以直接来源为主。其中，尚重有机酸的主要来源是植物释放，而安顺有机酸的主要来源是生物质燃烧、汽车尾气等人类活动的释放。贵阳市有机酸的主要来源是间接来源，即有机酸前体物的光化学氧化。遵义有机酸的来源具有明显的季节周期性，在夏秋以直接释放为主，而春冬季节以间接释放为主。