通过硝酸辅助高温缩聚三聚氰胺的方法合成了氮缺陷石墨型氮化碳(g-C3N4)光催化材料, 并利用scanning electron microscope (SEM), brunauer emmett teller (BET), X射线衍射(X-ray diffraction, XRD), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)和Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)等手段对其微观结构和光谱学特征进行了分析, SEM给出了氮化碳和改性材料的表面微观形貌, 改性材料表现出了更小的孔径与更加粗糙类似于“矾花”状的表面, 说明硝酸的加入显著改变了材料的表面结构。 BET图谱可以明显看出硝酸辅助合成材料显示出了较大的比表面积和孔径。 XRD图谱显示改性后的材料保持了氮化碳材料的一般结构特征, 并且两个特征峰均发生了峰宽以及角度的变化, 说明了酸辅助可以改变原材料的结构。 从UV-Vis图谱中看出改性材料发生了明显的红移现象, 说明材料对可见光的响应较原始氮化碳材料有一定增强。 FTIR图谱显示改性后材料在保持原有材料基团的基础上碳氮单键以及氨基基团增多等变化。 从XPS图谱中发现改性材料的结合能以及峰面积发生变化, 由此得出N元素含量显著提高, 推测由于三聚氰胺与硝酸产生部分反应后被高温焙烧引入硝酸中的氮元素。 最后测试了材料在可见光和太阳光照射下的催化性能。 结果表明, 该方法不仅简单易行, 硝酸消耗量低, 而且合成的g-C3N4材料具有很好的多孔结构、 更小的粒度和更高的比表面积等微观结构优势, 以及增强的光吸收响应特征, 更重要的是与由其他方法合成材料的碳氮(C/N)比上升不同, 该方法合成的材料C/N比有明显的下降趋势, 氨基基团也有增多的表现, 这可能因硝酸与三聚氰胺在高温烧结过程中的化学反应所导致。 可见光和太阳光照射催化降解罗丹明B(RhB)的试验结果表明, 当硝酸用量为2 mL时g-C3N4材料的催化效果最佳, 降解率均达到99%, 分别是无硝酸条件下的2.8倍和2.5倍, 并且材料的循环性降解测试表明材料的可回收性强。 这种高效易得、 方便工业化推广和可回收性强的g-C3N4材料为今后的实际应用提供了极好的参考。

β-酮脂酰-ACP合成酶II(KASII)是催化棕榈酸(16∶0-ACP)延伸为硬脂酸(18∶0-ACP)的关键酶, 其活性强弱决定着18碳脂肪酸含量的高低。本文以杜氏盐藻(Dunaliella salina)为试材, 分离鉴定杜氏盐藻DsKASII基因编码序列, 采用生物信息学工具解析DsKASII酶蛋白的亚细胞定位、高级结构、理化性质及系统发育等特性。检测氮胁迫下的DsKASII表达量, 以及藻细胞脂肪酸、叶绿素和β-胡萝卜素的含量。结果表明, DsKASII编码的酶蛋白长度为476 aa, pI为6.99, 含叶绿体靶向肽和较多亲水区。二级结构主要由α-螺旋(22.48％), β-片层(22.06％)和无规则卷曲(55.46％)组成。三级结构预测表明该蛋白整体呈紧密的心形结构, 活性酶蛋白为同源二聚体。系统发育分析表明, DsKASⅡ氨基酸序列与莱茵衣藻CrKASII同源性达99%, 可能二者有着共同的进化祖先。qRT-PCR揭示, 与正常培养的杜氏盐藻相比, DsKASII在氮胁迫条件下的表达量明显上调, 第3天时的表达量比正常培养的高4.5倍。氮胁迫下藻细胞总油脂、油酸(C18∶1)和类胡萝卜素含量显著提高, 然而棕榈酸(C16∶0)和叶绿素的含量明显降低。这表明, 氮胁迫诱导杜氏盐藻DsKASII基因上调表达, 将更多的棕榈酸催化为硬脂酸, 进而提高了单不饱和油酸的富集以及类胡萝卜素的积累。本研究为后续进一步解析杜氏盐藻氮胁迫条件下, 油脂与胡萝卜素合成积累及藻细胞响应胁迫机制和优质富油藻种培育提供了科学参考。

利用共聚焦显微拉曼光谱仪获取生长在三种氮营养条件下(氮胁迫、 氮正常、 氮饱和)培养的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的拉曼光谱, 通过拉曼散射光谱信息对微藻在不同氮胁迫下生长情况及油脂变化进行研究。 对油脂拉曼特征峰值比值作气泡图以直观表达油脂积累量, 该气泡图与尼罗红荧光图像具有良好的相关性。 光谱信号经预处理后, 利用主成分分析(PCA)对全波段进行分析, 获得相应的主成分变量, 通过线性判别分析(LDA)建立分类模型。 利用PCA获取的主成分变量建立的LDA预测模型对三种氮营养条件的预测正确率分别是80%, 93.3%, 86.7%。 基于油脂特征位移(RS)处的比率建立的LDA分类模型对三种氮营养条件的分类正确率最高达到86.7%。 研究结果表明, 利用拉曼技术对微藻生长的不同氮胁迫条件鉴别是可行的, 且随着氮胁迫影响的时间增加, 油脂的积累差异就越大。