范文一：12.芳香族氨基酸的太赫兹光谱研究

芳香族氨基酸的太赫兹光谱研究

*

岳伟伟 王卫宁 -

赵国忠 张存林 闫海涛

(首都师范大学物理系 , 北京 100037)

(2004年 11月 23日收到 ; 2004年 12月 17日收到修改稿 )

利用太赫兹时域光谱研究了三种芳香族氨基酸 , 即酪氨酸 、 色氨 酸和苯丙氨 酸 , 在 012) 116THz 波段的 光学特 性 , 得到了对应的吸收谱 . 对比各自的吸收谱发现 , 酪氨酸 和色氨酸分别在 01976THz 和 11465THz 有明显的吸 收峰 , 而苯丙氨酸则没有明显的吸收峰 . 利用密度泛函 (DFT) 理论初步计算表明 , 氨基酸在 THz 波段的吸收是由 分子转动 或扭动造成的 , 氨基酸的不同结构造成了它们在 THz 波段不同的吸收峰位 . 另外 , 还得到了三 种氨基酸在 该波段的 折射率谱并首次定量给出了三种氨基酸在 012) 116THz 波段的平均折射率 . 酪氨酸、 色氨酸和苯丙氨酸的平均折射 率分 别为 11507, 11526和 11686. 这项研究不仅为 研究生物分子 结构和动 力学提 供了新 的理论 和实验 方法 , 而且对 进一步利用 THz 时域光谱研究其他生物大分子具有借鉴意义 .

关键词 :太赫兹 (THz) 时域光谱 , 芳香族氨基酸 , 吸收谱 , 分子动力学 PACC :3220F, 8715B, 8715H

*

国家自然科学基金 (批准号 :10390160, 10474067) 北京市教育委员会科技发展基金 (批准号 :KM200410028004) 和北京市纳米光 电子重点实 验室开放基金资助的课题 . -

l. 11引 言

太赫兹波 (THz) 位于 远红外和微波 之间 , 频率 范围约为 011) 110THz. 由于长 期缺少有 效的产生

和探测技术 , THz 波段曾一度被称作 /THz 空隙 0[1]

. 上世纪 80年代末 , 超快激光的出现为脉冲 THz 波的 产生和探测提供了有效的手段 , THz 波的相关理论 和技术也因此吸引了众多研究者的关注 , 研究领域

主要 包括 THz 发射 [2]

, THz 光 谱 分析 和 成像 等方 面 [3]

. 国外在 THz 技术领域的研究已经取得了许多 有价值的成果 , 国内研究者同样取得了令人鼓舞的 成果 [4) 6]

. 目前 , 国内已有中科院物理所 , 上海光机 所和首都师范大学等单位对 THz 波科学与技术展 开研究工作 .

利用 THz 时域光谱 (THz -TDS) 技术研究材料在 THz 波段的光学性质是 THz 研究领域的一个热点 . 理论及实验研究表明 , 许多生物大分子的集体振动 和转动模恰好位于 THz 波段 [7]

, 因此 , 利用 THz 时域 光谱技术可以获得这些生物大分 子在 THz 波段的 光学常数 , 进而可以研究它们的结构和动力学特性 . 2000年 , Markelz 等人利用 THz 时域光谱技术研究了

DNA, 牛血清蛋白和胶原质在 THz 波段的性质 , 发现

这三种分子在 THz 波段都有吸收特性

[8]

; 2003年 ,

Taday 研究了谷氨酸在 THz 波段的性质 , 得到了对应

的吸收谱 [9]

. 以上结果都证明了 THz 时域光谱有潜 力成为研究生物大分子的有效手段之一 .

氨基酸是一类结构简单的生物分子 , 但它是蛋 白质大分子 构成的 基本单 位 , 因此 研究氨 基酸 在 THz 波段的性质是 进一步研 究蛋白 质大分子 的基 础 . 氨基酸按照其侧链 R 基团的化学性质不同可以 分为非极性脂肪链、 芳香族、 极性不带电、 极性带正 电和极性带负电氨基酸 . 其中 , 芳香族氨基酸包括苯 丙氨酸 , 酪氨酸和色氨酸 , 它们的 R 基团中皆有苯 环结构 , 在结构上有很大的相似性 , 是氨基酸中比较 有特点的一族 , 分子式如图 1所示 . 本文利用 THz 时 域光 谱 技 术 研 究 了 三 种 芳 香 族 氨 基 酸 在 012) 116THz 波段的光学性质 , 得到了各自的特征吸收谱 和折射率谱 , 并定量给出了这三种氨基酸在 012) 116THz 范围的 平均折射 率 . 这 一研究不 仅表明 了 THz 时域光谱可以用于研究氨基酸分子 , 而且为进 一步研究蛋白质等其他生 物大分子在 THz 波 段的 光学性质提供了有效的理论和实验依据 .

第 54卷 第 7期 2005年 7月 1000-3290P 2005P 54(07) P 3094-06

物 理 学 报

AC TA PHYSIC A SINICA

Vol. 54, No. 7, July, 2005

n 2005Chin. Phys. Soc.

图 1 三种氨基酸的分 子式 (a) 酪 氨酸 ; (b) 色 氨酸 ; (c) 苯 丙 氨酸

21实验及数据处理方法

2111实验系统及样品制备

本文所采用的实验光路如图 2所示 . 掺钛蓝宝 石锁模激光器产生中心波长为 800nm, 重复频率为

76MHz, 脉宽为 30fs 的飞秒激光脉冲作为 产生 THz 波的抽运光源 . 飞秒激 光脉冲功率约为 400mW. 飞 秒激光以布儒斯特角 (约 70b ) 入射到砷化铟 (InAs) 晶 体 上 , 产 生 THz 脉冲 , 有 效频率 范围约 为 012)

116THz. 探测方法采用电光取样技术 [1]

, 探测晶体采 用碲化锌 (31104ZnTe)

[10]

.

图 2 实验光路图

本实验采用的样品为三种芳香族氨基酸 , 即苯 丙氨酸、 酪氨酸和色氨酸 . 由于纯氨基酸粉末难以压 片成型 , 故需要将其与其他材料混合压片 . 本实验选 择聚乙烯粉末作为混合材料 , 原因是它对 THz 波只 有很少的吸收 [8]

. 对购买的样品没有进一步的干燥

, 的比例混 合 , 经研 磨后 , 用 400kg 的力压 成厚度 约 1mm, 直径为 13mm 的圆盘形 试件作为实验用 的氨 基酸样品 . 作为比较 , 本文同时制备了聚乙烯纯品的 试件 , 并得到了它的吸收和折射率谱 . 三种氨基酸样 品的分子式、 分子量及厚度参数如表 1所示 . 本实验 的环境温度为 22e , 相对湿度约为 37%.

表 1 测试样品参数

样品名称 分子式 (分子量 ) 样品厚度 P mm

酪氨酸 C 9H 11N 2O 3(181. 19) 0. 78色氨酸

C 11H 12N 2O 2(204. 23) 0. 98苯丙氨酸

C 9H 11N O 2(165. 2)

1. 33

2121数据处理

本实验采用 Dorney 和 Duvillaret 等 人提出的提 取材料 THz 光学参数 的物理模型来处理测得 的实 验数据 [11]

. 该模型假设 THz 时域系统的响应函数不 随时间改变 , 且样品的结构均匀 , 前后表面平行 , 如 图 3所示 . 实验中制备的样品基本符合上述的条件 . 当 THz 波垂直入射到样品时 , 由菲涅耳公式可以推 出频率的透过率函数 t (X ~

) 和反射率函数 r (X ~

) :

t (X ~

) =2n ~

S P (n ~

0+n ~

S ) , (1) r (X ~

) =(n ~

S -n ~

0) P (n ~

S -n ~

0) ,

(2)

其中 n ~

S 为样品的复折射率 ; n ~

0为与样品前后表面 接触的介质的复折射率 , 本实验中即为空气的复折

射率 . THz 波在介质中的传播函数可以表示为

p (X ~

) =exp(-j n ~

X ~

l P c ) ,

(3)

图 3 样品模型示意图

其中 l 为 THz 波传播的距离 . 设经过样品后的信号 为 E S (t ) , 未经过样品的信号为 E r (t ) , 经过傅里叶 变换分别为 E S (X ~

) 和 E r (X ~

) , 对于厚样品 , 不考虑 Fabry_Barot效应的影响 , 则其表达式分别为

~

~

#3095

7期 岳伟伟等 :芳香族氨基酸的太赫兹光谱研究

E r (X ~) =A (X ~

) #t 12#p 2#t 23.

(5)

那么 ,

E S (v ) P E r (v )

=[n ~S (n ~1+n ~2) (n ~2+n ~

3) P n ~2(n ~1+n ~S ) (n ~S +n ~

3) ]#exp[-j(n ~S -n ~

2) X ~

d P c ]=Q (X ) #e

-j <(w )="">

,

(6)

式中 d 为样品的厚度 , n ~1, n ~

2, n ~3皆为空气的折射 率 , 约等于 1. 由于复折射率 n ~

=n -j k , n 为样品的 实折射率 , J 为消光系数 , 且有 A =2X J P c , 又因为试 件对 THz 波的吸收很小 , 认为 k n n , 所以由 (6) 式可 得到样品对 THz 波的折射率 n S 、 消光系数 k S 和吸 收系数 A S 分别为

n S (X ) =<(x )="">

(7)

k S (X ) =ln 4n S (X ) Q (X ) #(n S (X ) +1) #, (8)

a S (X ) =2k S (X ~

) #X

c

. (9)

本实验即采用 (7) , (8) 和 (9) 式对实验数据进行处理 得到了三种氨基酸的折射率和吸收谱 .

31实验结果及分析

图 4(a) , (b) 以酪氨酸样品为例给出 了 THz 波 穿过样品 (样品信号 ) 和直接在空气中传播 (参考信 号 ) 的时域信号及频谱图 . 从图 4(a) 的时域图中可

以看到 , 样品信号相对参考信号有时间的延迟 , 这是

由于 THz 波在酪氨酸 样品中的折射率大于在 空气 中的折射率所致 . 图 4(b) 的频谱图中 , 样品和参考 在 0156, 01756, 11098和 11416THz 处皆存在吸收凹 陷 , 说 明 这 是 由 系 统 及 环 境 吸 收 造 成 的 , 而 在 01976THz 处 , 只有样 品的 THz 频 谱存在吸收凹 陷 , 说明该处吸收是由样品引起的 , 这从酪氨酸的吸收 谱中可以更明确地看出 . 色氨酸和苯丙氨酸与之类 似 , 在此不重复给出 .

本文对三种芳香族氨基酸 (酪氨酸 , 色氨酸和苯

丙氨酸 ) 进行了研究 , 对每一种氨基酸在不同日期进 行了两次测量 , 以检验结果的可重复性 , 图 5至图 7分别为三种氨基酸的吸收谱和折射率谱 , 图中用不 同线型表示两次实验得到的结果 . 将本文吸收峰位 与此前他人得到的吸收峰位 [12,13]

进行对比 , 如表 2所示 , 两者在 1. 6THz 以下有较好的一致性 , 也表明 本文结果的正确性 .

图 4 酪氨酸参考和样品时域信号及频谱图

表 2 平均折射率及 THz 吸收峰位对比

样品名称 平均折射率 (本文结果 ) THz 吸收峰位 P THz

本文结果 此前他人结果 酪氨酸 1. 5070. 9760. 96, 1. 91, 2. 08, 2. 70

色氨酸 1. 5261. 4651. 435, 1. 842

苯丙氨酸

1. 686

无

2. 72

图 5(a) , (b)分别为酪氨酸的吸收和折射率谱 , 三 角形线和圆形线表示不同日期得到的实验结果 , 粗实 线为聚乙烯纯品的吸收谱线 . 从吸收谱可以看出样品 在 0. 976THz 处有明显的吸收峰 , 对比聚乙烯的吸收 谱 , 可以确定该吸收是由酪氨酸引起 . Miyamaru 发现 酪氨酸在 0196THz 处有明显吸收峰

[12]

, 与本文结果相

3096

物 理 学 报 54卷

差 0. 016THz. 两次实验的折射率谱线如图 5(b) 所示 , 酪氨酸的平均折射率为 11

507.

图 5 酪氨酸的吸收和折射率谱

图 6(a) , (b) 为色氨酸两次实验的吸收谱 , 同样 用不同线型表示不同日期的实验结果 . 从吸收谱可 以看出 , 色氨酸在 1. 465THz 有明显的吸收峰 . Yu 发 现色氨酸在 1. 435THz 附近有明显吸收峰

[13]

, 与本

文结果相差 0103THz, 这一差别 在本实验系统的误 差范围之内 . 图 6(b) 为两次实验得到的色氨酸的折 射率谱 , 其平均折射率为 1. 526.

相 比 酪 氨 酸 和 色 氨 酸 , 苯 丙 氨 酸 在 012) 116THz 没有吸收 峰 , 这也 与 Miyamaru 的结 果相 一 致 [12]

. 图 7(a) , (b) 分别为苯丙氨酸的吸收和折射率 谱 . 两次实验的吸收谱不一致是由系统及环境随机 噪声引起的 . 苯丙氨酸的在这一波段的平均折射率 为 1. 686.

从以上三种氨基酸的实验结果可以看出 , 对于

图 6 色氨酸的吸收和折射率谱

同一种氨基酸 , 重复实验得到相同的吸收峰位 , 这不 仅证明本系统具有较高的稳定性 , 而且说明了实验 结果的可 信 性 . 实 验 发现 , 三种 芳 香 族氨 基 酸在 012) 116THz 之间 有明 显不 同的 吸收谱 和折 射率 谱 , 并且 发现酪氨 酸和色 氨酸分 别在 01976THz 和 11465THz 有明显的吸收峰 . 利用密度泛函 (DFT) 算 法进行初步理论计算 , 表明三种氨基酸在 THz 波段 的吸收主要由分子的转动及扭动造成 , 而分子的转 动及扭动频率与分子的结构有关 , 所以 , 三种氨基酸

分子在 THz 波段不同 的吸收峰位应是由它们 的结 构不同所致 . 对比三种氨基酸的分子式 , 酪氨酸相比 苯丙氨酸在 苯环上多了 ) OH 键 , 而色氨酸则 相比 苯丙氨酸增加了环状结构 , Yu 利用密度泛函理论研 究色氨酸 , 认为它在 THz 波段的吸收正是与其环状 结构的转动和扭动有关

[13]

. 将理论计算与实验结果

相结合 , 确定氨基酸吸收谱中各吸收峰的成因 , 对进 一步分析氨基酸分子的结构和动力学特性具有重要 意义 .

3097

7期 岳伟伟等 :芳香族氨基酸的太赫兹光谱研究

图 7苯丙氨酸吸收和折射率谱

41结 论

本文利用 THz 时域光谱研究 了三种芳香族氨 基酸 , 即苯丙氨酸 , 酪氨酸和色氨 酸在 THz 波段的 光学特性 , 获得了它们在 0. 2) 1. 6THz 波段的吸收 谱和折射率谱 , 并报道了上述三种氨基酸在这一波 段的平均折射率 . THz 时域光谱实验发现酪氨酸和 色氨酸分别在 0. 976THz 和 1. 465THz 处有明显吸收 峰 , 通过理论 计算 , 初步 确认了氨基酸 分子在 THz 波段吸收峰是由分子转动和扭动造成的 . 本文所得 结果不仅表明 THz 时 域光谱可以用于研究生 物大 分子的结构和动力学特性 , 而且对进一步研究蛋白 质等其他生物大分子具有重要的指导和借鉴意义 .

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[12]Miyamaru F et al 2003CLEO . 033

[13]Yu B and Zeng F 2004Bio physical Journal 861649

3098物 理 学 报 54卷

THz spectrum of aromatic amino acid *

Yue Wei_Wei Wang Wei_Ning Zhao Guo_Zhong Zhang Cun_Lin Yan Hai_Tao

(De pa rt me nt o f Ph ysics , Ca pita l Norma l Un ive rsity , Bei jing 100037, Ch in a ) (Received23September 2004; revised manu scrip t received 17December 2004)

Abstract

We have studied the optical properties of three kinds of aromatic amino acids including tyrosine, tryptophane and phenylalanine using THz ti me domain spectroscopy between 0. 2a nd 1. 6THz. Comparing their absorption spec tra, we find that tyrosine and tryptophane ha ve sharp absorption peaks at 0. 976THz and 1. 465THz respec tively, while phenylalanine does not have absorption peak in this range. This result shows the capability of THz ti me domain spectroscopy to distinguish different molec ules. Calculating by density func tional, we found that the absorption peaks are caused by the rotation and torsion of the molecules. The a verage refrac tive indexes of these three a mino acids are also obtained:they are 1. 507, 1. 526and 1. 686respectively. This work not only is significant for the research of molecular struc ture and molecular dyna mics, but c an also provide reference for studying other large biological molecule s by THz time do main spectroscopy.

Keywords :THz t i me domain spectroscopy, aromatic a mino acid, absorption spec trum, molecular dyna mics PACC :3220F, 8715B, 8715H

*

Project supported by the National Natural Sci ence Foundation of China (Grant Nos. 10390160and 10474067) , the Science and Technology Development Foundati on from the Educati on Commissi on of Beijing, China(Grant No. K M 200410028004) and the Laboratory Open Foundation from Beiji ng Key Lab for Nano_photonicsand Nano_Structure.

3099

7期 岳伟伟等 :芳香族氨基酸的太赫兹光谱研究

范文二：在中国人群中证实支链氨基酸和芳香族氨基酸可预测糖尿病风险

近年来，几项针对西方人群的研究发现支链氨基酸和一些芳香族氨基酸的血清水平与二型糖尿病患病风险密切相关。最近，上海市第六人民医院转化医学中心开展的一项靶向性代谢组学研究证实这几个氨基酸能够预测糖尿病风险的研究结论在中国人群中也同样成立。

这项针对中国人群的研究采用了一个具有十年随访信息的样本集（上海市第六人民医院的糖尿病研究队列– Shanghai Diabetes Study），在1250例具有随访信息的样本中精选了213例样本，其中十年后51例罹患糖尿病，162例仍然保持健康。研究还使用了另一个由5000多例参加者的上海市肥胖病研究队列(Shanghai Obesity Study)，从中精选了共216 例样本，包括72例健康体瘦者，72例超重/肥胖者和72例糖尿病患者。六院转化医学中心研究人员采用超高效液相-三重串联四级杆质谱仪检测了血清样本中的氨基酸水平，同时对相应的临床指标进行了分析，重点探究了支链氨基酸、芳香族氨基酸与胰岛素抵抗和罹患糖尿病风险的关系。

在对具有十年随访信息的样本集研究中发现，十年后患糖尿病的与仍然保持健康的相比，血清氨基酸水平在十年前就出现明显不同，尤其是亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸３个支链氨基酸和苯丙氨酸、酪氨酸２个芳香族氨基酸均明显升高，而两组的各项常规临床指标十年前均未显示出明显的异常。这一现象在对横断面研究的样本集中再次被印证，超重/肥胖者和糖尿病患者血清中的５种氨基酸水平明显高于健康体瘦者。进一步的相关性研究发现，由５种氨基酸组成的组合变量与血糖、血脂和胰岛素抵抗指数等呈明显正相关关系，同时组合变量在两个样本集的糖尿病和健康对照中均有显著性差异。因此，该研究证实3个支链氨基酸和2个芳香族氨基酸是中国人群糖尿病发生的风险因素，是早期预测糖尿病发生的潜在生物标志物。

缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等与神经递质合成、蛋白降解和转化、淋巴细胞生长增殖、糖原合成、能量代谢等密切相关。文献报道这几种氨基酸可以早期预测心血管疾病、肾脏疾病、胰腺癌、心源性脑卒中等。目前，对于支链氨基酸预测糖尿病发生的机制尚未完全清楚，但多数学者认为在高脂饮食或营养过剩的条件下，支链氨基酸在全身各组织中尤其是脂肪细胞中的分解代谢受到抑制，导致血液中浓度升高。包括支链氨基酸在内的多种氨基酸（尤其是亮氨酸）可以调节β细胞生长增殖和胰岛素分泌；支链氨基酸可以促进肝脏、骨骼肌对葡萄糖的摄取及糖原合成等。此外，肠道菌参与支链氨基酸的合成和芳香族氨基酸的降解，因此，糖尿病患者血清氨基酸水平的大幅升高可能与肠道菌群的变化存在密切的关系。

原文链接：Chen T, Ni Y, Ma X, Bao Y, Liu J, Huang F,Hu C, et al. Branched-chain and aromatic amino acid profiles and diabetes riskin Chinese populations. Sci Rep 2016;6:20594.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26846565

范文三：芳香族氨基酸及衍生物关键技术研究与产业化

项目公示信息表

一、项目基本情况

奖 种 国家科技进步奖

项目名称 芳香族氨基酸及衍生物关键技术研究与产业化

完成单位 天津科技大学、 河南巨龙生物工程股份有限公司、 山东阳成生物科技 有限公司、南京大学

完成人 陈宁、赵鹤、王东阳、谢希贤、焦庆才、刘帅、冯志彬、李静、蔡传 康、刘均忠

推荐单位 中国轻工业联合会

推荐单位 意见

芳香族氨基酸是含有芳香环的氨基酸,包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸, 在食品、医药和饲料行业具有重要的应用价值,是我国生物制造产业中国家鼓 励重点开发的氨基酸品种。

项目在代谢工程理论指导下,通过系统的代谢工程改造,构建了产量高、 副产物少和遗传稳定的色氨酸工程菌并确定最优的发酵工艺,解决了色氨酸生 产效率低和发酵不稳定的难题;优化了膜分离偶联离子交换的提取工艺,自主 开发了膜提取节能系统等高效提取装备,解决了提取收率低和产品品质差等难 题并实现了色氨酸的清洁生产;根据酶法高效合成酪氨酸及衍生物的工业化要 求,筛选获得了高活性的酪氨酸酚裂解酶和酪氨酸酶等关键酶类,首创了丙酮 酸发酵耦合酪氨酸及衍生物酶转化的生产工艺,在国内首次实现了酪氨酸及衍 生物的高效绿色生物制造。项目研究体系完整,具有很强的创新性。

项目打破了该类产品被国外公司垄断,国内依赖进口的局面。在河南巨龙 公司建成年产 10000吨饲料级色氨酸生产线,产品畅销欧美等 20多个国家和 地区,包括 ADM 、嘉吉等知名企业,国际市场占有率达 25%。山东阳成公司 建成年产 2000吨酪氨酸及衍生物生产线,产品畅销 10多个国家和地区,包括 新生源、日本住友等知名企业,国际市场占有率达 45%。取得了显著经济效益 和社会效益。

项目符合我国生物制造产业的发展需求,有力地推动了我国氨基酸行业技 术进步,并带动上下游产业发展。

推荐该项目为国家科技进二等奖。

二、 项目简介

芳香族氨基酸是我国生物制造产业中国家鼓励且重点开发的高附加值氨基酸品种,包括色 氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸,在食品、医药和饲料等领域具有重要的应用价值。我国芳香族氨 基酸的研究水平和生产较国际先进水平存在较大的差距。本项目开发出具有自主知识产权的 芳香族氨基酸及衍生物生物法生产工艺,实现了色氨酸和酪氨酸及衍生物的高效绿色制造。 (一)主要技术内容、技术指标及科技创新点

1、针对芳香族氨基酸中的色氨酸生产效率低和发酵不稳定等不足,通过系统的代谢工程 改造,构建出产量高、副产物少和遗传稳定的工程菌,并系统优化了工程菌发酵条件和过程 控 制。色氨酸生产 规模 平 均 产酸率 从 25g/L提高 到 45g/L, 糖 酸转化率大 于 22%,主要发酵 参 数 达 到或超 过了国外色氨酸主要生产企业水平。

2、针对芳香族氨基酸中的色氨酸 易氧 化,产品收率低和质量差等难题,优化了膜分离和 离子交换 相结 合的提取工艺,开发并应用了膜提取节能系统和 单 效 蒸 发 结晶器 等高效提取装 备。色氨酸提取收率 从 65%提高 到 78%,产品质量稳定,首次实现了我国饲料级色氨酸的自 主生产和出口。

3、针对芳香族氨基酸中的酪氨酸 溶 解 度 低,发酵难 度 大等难题,首创丙酮酸发酵耦合酪 氨酸及衍生物酶转化新工艺。构建了高效产酶工程菌,优化了 静息细胞 转化和产品提取工艺。 酪氨酸产率大 于 50g/L,丙酮酸转化率大 于 95%; 左旋 多 巴 产量大 于 25g/L, 底 物转化率大 于 98%。 关键技术指标达 到 国际领先水平, 在国内首次实现了工业级的酪氨酸及衍生物生物法合 成,打破国外大公司垄断。

(二)主要成 果

本项目获得 授 权的 专利 9 件,发 表学 术论 文 18 篇 , 涵盖 菌 株 、工艺和节能环 保 等一系 列核心 技术; 形 成科技成 果 2 项, 综 合 评 价达 到 国际领先水平; 起草 完成行业标 准 1 项;获 得重点新产品 证书 1 项。

(三 )应用推 广

本项目成 果 具有重要的推 广 应用价值。河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 采 用该成 果 建成 了年产 10000吨饲料级色氨酸生产线,成为 世界 主要的色氨酸制造 商 ,并成 功 上市。山东阳成 生物科技有 限 公司 采 用该成 果 建成了年产 2000吨酪氨酸及衍生物生产线,是国内首家 采 用生 物法生产酪氨酸及衍生物的 厂 家。

(四 )经济效益及社会效益

1、经济效益

河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 累计 生产色氨酸 1万 多吨, 近三 年新 增 销 售 收 入 14.4亿元 , 新 增利润 1.35亿元 , 销 往 欧美等多个国家和地区。 山东阳成生物科技有 限 公司 累计 生产酪氨酸 相 关产品 3000多吨, 近三 年新 增 销 售 收 入 9.3亿元 ,新 增利润 2.17亿元 。产品 广泛 应用 于 饲料、 医药和食品等行业, 间接 经济效益 超 过 170亿元 。

2、社会效益

本项目显著提 升 了我国氨基酸国产化水平,推动了氨基酸产业的优化 升 级, 同时 对发酵 行业清洁生产 也起到 了 良好 的 示范作 用。开发的系 列 产品改 变 了依赖进口的局面,节 约 大量 外 汇 ,并带动上下游企业发展和效益提 升 , 促 进经济发展和 就 业。

三、客观评价

2015年, 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司在新 三板 成 功 上市; 公司先 后 被国家 授予 “ 国家 农 业 综 合开发 投资参股 经 营 企业 ” 、 “ 国家 农 业 综 合开发重点产业化经 营 项目 ” 、 “ 国家级 农 业产业化 重点龙 头 企业 ” 、 “ 国家级高新技术企业 ” 和 “ 节能环 保示范 企业 ” 等 荣誉称号 ; 2015年,公司技 术研发中 心 被 认 定为国家级 “ 企业技术中 心” 。 2013年,山东阳成生物科技有 限 公司通过山东 省 高新技术企业 认 定。

(一)创新性及先进性 :

1、建 立 并完 善 高效 安全 的代谢工程定 向育 种技术平 台 ;针对生产菌效率低及不稳定等不足, 对生产菌进行系统改造优化,构建具有自主知识产权、主要 特征 指标具备国际领先水平的高效色 氨酸工程菌;针对发酵过程 控 制工艺 复杂 、发酵难 度 大的 问 题,对色氨酸工程菌的发酵条件和过 程进行 全 面分 析 ,建 立 最 佳 的 补 料及 控 制工艺,过程 调 整和优化显著提 升 了工程菌生产性能,实 现了高产酸和高转化率, 同时降 低了副产物的含量。主要发酵 参数 达 到或超 过了国外色氨酸主要 生产企业水平。

2、针对色氨酸 易氧 化和提取收率低的 问 题,建 立 并优化膜分离和离子交换 相结 合的分离提 取工艺,自主开发膜提取节能系统和 单 效 蒸 发 结晶器 等高效提取装备,有效地 简 化生产环节,显 著提高了色氨酸提取收率和产品质量, 同时 实现了清洁生产,首次实现了我国饲料级色氨酸的自 主生产和出口。

3、针对酪氨酸 溶 解 度 低, 直接 发酵难 度 大的难题,创造性地建 立 了丙酮酸发酵 结 合酪氨酸 酚裂解酶转化的酪氨酸生物合成工艺 路 线。 同时 , 以 酪氨酸为 原 料,生产酪氨酸 各 类衍生物,完 善 酪氨酸衍生物的产业 链 , 填补 了国内生物法生产酪氨酸及衍生物的 空白 , 打破国外大公司垄断。 (二)知识产权 :

本项目获得 授 权的发 明专利 9 件,发 表学 术论 文 18 篇 , 涵盖 菌 株 改造、生产工艺、高效装 备和节能环 保 等一系 列核心 技术; 起草 完成芳香族氨基酸行业标 准 1项。

(三 )项目 鉴 定 意见汇总:

色氨酸工程菌构建及产业化 :采 用基 因 工程技术,对大 肠杆 菌的色氨酸合成代谢 途径 进行了 系统改造,构建了高效的色氨酸工程菌。该工程菌具有发酵 周期短 、产酸高、 杂 酸低和遗传性 状 稳定的 特 点; 对发酵条件和过程进行优化, 利 用优化 后 的 培养 基和 培养 条件 于 30L 发酵 罐 中进行 发酵 试验 ,生物量及色氨酸产量得 到 显著提高,分 别 为 54.3g/L、 46.8g/L。在 130m 3发酵 罐 上进 行 5批 次发酵,平 均 产酸 45.7g/L,平 均 转化率 20.1%;确定了最 佳 的分离提取工艺 流 程,色氨酸 提取收率 ≥ 78%,产品 纯度≥ 95%,达 到 饲料级色氨酸标 准 ;建成了饲料级色氨酸生产线,实现 了色氨酸工业化生产,取得显著的经济效益和社会效益。建 议:进一步提高产酸率和收率, 扩 大

该产品的应用领域,提高成 果 转化力。 结 论 :研究成 果 达 到 国际先进水平。

酪氨酸及衍生物技术开发 与 产业化 :分 别采 用基 因 工程构建和 诱变育 种技术,获得酪氨酸酚 裂解酶和酪氨酸酶生产菌 株 ,并优化 培养 基及产酶条件,提高了酶活;优化了酪氨酸酚裂解酶和 酪氨酸酶转化条件,酪氨酸产量 ≥ 50g/L, 摩尔 转化率 ≥ 95%,转化 周期≤ 16h 。 左旋 多 巴 产量 ≥ 25g/L, 摩尔 转化率 ≥ 98%,转化 周期≤ 20h ;通过产品分离提取研究,获得酪氨酸和 左旋 多 巴 的 最 佳 提取工艺;在山东阳成生物科技有 限 公司建成酪氨酸及衍生物生产线,取得显著的经济效益 和社会效益。建 议:进一步提高生产收率, 扩 大产品的应用领域,提高成 果 转化力。 结 论 :研究 成 果 达 到 国际领先水平。

(四 )重点新产品 :

本项目色氨酸获得国家重点新产品 证书 (批准号 2011TJD00029) 。

(五 )产品 检测认证:

本项目色氨酸产品通过 SGS 检测 , 纯度 达 到 99.5%,质量优 于 饲料级标 准 。酪氨酸和 左旋 多 巴 产品通过 SGS 检测 ,产品 纯度≥ 99.5%, 无 苯酚 残留 ,质量优 于 AJI97标 准 ,产品成 功 出口欧 美市场。

(六 )科技奖励 :

《 芳香族氨基酸及衍生物关键技术研究 与 产业化 》 获 2015年中国 轻 工业联合会技术进步奖 一等奖。

四、推广应用情况

主要应用单位情况表

应用 单位 名 称 应用技术 应用的 起 止时间 应用 单位 联系 人 /

电话 应用 情况

河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 色氨酸高效

生产技术

2009年

至今

滕佳佳

13781086397

利 用本成 果 在河南 汝州 建 成了年产 10000吨饲料级 色氨酸生产线。 近 3年, 实现销 售 收 入 14.4亿元 , 利润 1.35亿元 。产品畅销 至 美国、加 拿 大、法国、 英 国、 德 国等 20多个国家 和地区。

山东阳成生物科技 有 限 公司 酪氨酸及衍

生物高效生

产技术

2011年

至今

张华

13385479979

利 用本成 果 在山东 菏泽 建 成了年产 2000吨酪氨酸 及衍生物生产线。在山东 济 宁 鲁 抗 生 产 基地 建 成 1000吨酪氨酸 前 体丙酮酸 生产线。 近 3年,项目系 列 产品实现销 售 收 入 9.3 亿元 , 利润 2.17亿元 。产 品畅销 至 10多个国家和 地区。

五、主要知识产权证明目录(不超过 10件)

知识产权 类 别 知识产权

具体名 称

国家

(地区) 授 权 号

授 权

日 期 证书编号 权 利人 发 明人

发 明专利 有效 状态

发明专利 一 种 从 发 酵

液中提取 L-

色 氨 酸 的 工

艺

中国

ZL2010

1015840

1.1

2010.

4.28

878368

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

赵春光、 邓

立 君 、 左

善、 孟宗盘

有效

发明专利 用 一 步 精 制

法 提 取 发 酵

液 中 的 色 氨

酸工艺

中国

ZL2010

1020188

9.1

2011.

11.23

867262

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

邓立君、 赵

春光、 孟宗

盘

有效

发明专利 L-酪 氨 酸 或

L-酪 氨 酸 衍

生 物 酶 法 转

化制备方法

中国

ZL2013

1028937

3.0

2015.

2.4

1578399 南京大学

焦庆才、 刘

均忠、 常俊

俊 、 冯 莹

莹、刘茜

有效

发明专利 一 种 从 发 酵

液中提取 L-

色 氨 酸 的 综

合方法

中国

ZL2010

1027065

2.9

2012.

4.4

929610

王东阳、 蔡

传康、 闫汝

东 、 冯 志

彬、张华

王东阳、 蔡

传康、 闫汝

东 、 冯 志

彬、张华

有效

发明专利 一种 L-色氨

酸 的 生 产 方

法

中国

ZL2010

1027417

9.1

2013.

7.10

1231707

王东阳、 蔡

传康、 闫汝

东 、 冯 志

彬、张华

王东阳、 蔡

传康、 闫汝

东 、 冯 志

彬、张华

有效

实用新型 专利 自 动 卸 料 色

氨 酸 旋 转 蒸

发仪

中国

ZL2011

2013196

5.6

2011.

12.28

2054374

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

赵春光 有效

实用新型 专利 一 种 增 大 色

氨 酸 结 晶 效

率 的 单 效 蒸

发结晶器

中国

ZL2011

2013203

9.0

2011.

12.28

2053204

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

赵春光 有效

实用新型 专利 发 酵 尾 气 处

理装置 中国

ZL2011

2013220

5.7

2012.

2.15

2107007

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

赵春光 有效

实用新型 专利 一 种 平 板 影

印工具 中国

ZL2011

2017534

4.8

2011.

12.28

2051416

河 南 巨 龙

生 物 工 程

股 份 有 限

公司

赵春光 有效

六、 主要完成单位及创新推广贡献

主要完成单位情况表

单位 名 称 天津 科技大 学

排 名 1 法定代 表人 王硕 所 在 地 天津 市 单位 性质 大 专院校 传 真 022-60600156 邮政编码 300457通 讯 地 址 天津 市 泰 达开发区 十三 大 街 29号

联 系 人 贺华 单位电话 022-60600161移 动 电话 13920347235电 子 邮箱 hehua@tust.edu.cn

对本项目科技创新和推 广 应用 情况 的 贡献:

1、提出项目 总 体研究 思路 , 负责 项目的 组织 实 施 , 参与 并完成了 《 项目 简介》 中 所 有 “ 主要技术 内容、技术指标及科技创新点 ” 的研究工 作 。

2、在 “十 一 五” 科技 支撑计划“抗 生 素 、 微 生 素 、氨基酸等大 宗 产品的 微 生物发酵及分离 纯 化技 术 ” 项目 资助 下,建 立 了高效、 安全 的菌种选 育与 优化平 台 ,构建了高效的色氨酸工程菌,工程菌 在色氨酸产量和 糖 酸转化率 方 面显著提高,为 后续 的色氨酸发酵和提取 奠 定基 础 。

3、 与第 二完成 单位协作 开展了色氨酸发酵条件和发酵过程优化。对重 组 工程菌的种子和发酵 培养 基 以 及发酵条件进行了系统优化,并重点 考察 了发酵 罐 上的菌 株比 生 长速 率、 碳 源 流 加 控 制条件、 温度控 制、 pH 控 制等重要 因素 对色氨酸发酵的 影响 ,完成了色氨酸工艺的中 试 及产业化。 4、 与第三 完成 单位协作 开展了工程菌产酶的发酵条件和发酵过程优化,并优化了 静息细胞 转化的 酪氨酸生产工艺,完成了酪氨酸及衍生物生物合成工艺的中 试 及产业化。

5、发 表相 关论 文 15篇 ,完成科技成 果鉴 定 2项。

河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司

排 名 2 法定代 表人 刘光 所 在 地 河南 单位 性质 民 营 企业 传 真 0375-6790089邮政编码 467599通 讯 地 址 河南 省汝州 市 立 交 桥西

联 系 人 滕佳佳 单位电话 0375-6970062移 动 电话 13781086397电 子 邮箱 tengjiajia86@126.com

对本项目科技创新和推 广 应用 情况 的 贡献:

1、 主要完成了 《 项目 简介》 中 “ 主要技术内容、技术指标及科技创新点 ”所列 的 第 一和 第 二项工 作 。

2、 与第 一完成 单位 合 作 开展色氨酸菌 株 选 育 实 验 。

3、对色氨酸工程菌的种子和发酵 培养 基 以 及发酵条件进行了系统优化, 考察 发酵 罐 上的菌 株比 生 长速 率、 碳 源 流 加 控 制条件、 温度控 制和 pH 控 制等重要 因素 对色氨酸发酵的 影响 。建 立 并优化膜 分离和离子交换 相结 合的分离提取工艺。开发膜提取节能系统和 单 效 蒸 发 结晶器 等高效提取装备, 显著提高了色氨酸提取收率和产品质量。确定 与 建 设 色氨酸生产线环 保与 清洁生产工艺;开展色氨 酸产业化实 施与 辅 助 设 备 设 施安 装 调试 生产。

4、 授 权发 明专利 6项,完成科技成 果鉴 定 1项。

5、项目产品 近 3年 累计 实现销 售 收 入 14.4亿元 ,新 增利润 1.35亿元 ,销 往 美国和欧 盟 等 20多个 国家和地区。

山东阳成生物科技有 限 公司

排 名 3 法定代 表人 高 杰 所 在 地 山东 单位 性质 民 营 企业 传 真 0530-6287568邮政编码 274600通 讯 地 址 山东 省 鄄城县 东环 路 1666号

联 系 人 张华 单位电话 0530-6287567移 动 电话 13385479979电 子 邮箱 ycsw898@163.com

对本项目科技创新和推 广 应用 情况 的 贡献:

1、 主要完成了 《 项目 简介》 中 “ 主要技术内容、技术指标及科技创新点 ”所列 的 第 二和 第三 项工 作 。

2、项目主要完成 人参与 了色氨酸的 微 生物发酵及分离 纯 化技术研究, 与第 一完成 单位协作 开展色 氨酸菌 株 选 育 和发酵优化实 验 。

3、筛选了酪氨酸酶高活性菌 株 嗜麦芽假 单胞 菌;通过 诱变育 种 方 法改造菌 株 的产酶能力;通过发 酵过程 调控 大 幅 度 提高 嗜麦芽假 单胞 菌的产酶能力,符合工业化生产要求。

4、对酪氨酸酚裂解酶 与 酪氨酸酶菌 株培养 基和发酵条件优化;确 立 了 以静息细胞 为基 础 的酪氨酸 酚裂解酶和酪氨酸酶转化条件。建 立 酪氨酸及衍生物提取条件;确定了建 设 酪氨酸及衍生物生产线 环 保与 清洁生产工艺;开展酪氨酸及衍生物产业化实 施与 辅 助 设 备 设 施安 装 调试 生产。

5、 授 权发 明专利 2项,发 表相 关论 文 2篇 ,完成科技成 果鉴 定 1项。

6、项目产品 近 3年 累计 实现销 售 收 入 9.3亿元 ,新 增利润 2.17亿元 ,产品打破了国外大公司的垄 断。

南 京 大 学

排 名 4 法定代 表人 陈骏 所 在 地 江苏 单位 性质 大 专院校 传 真 025-89685469邮政编码 210046通 讯 地 址 南 京 市 栖霞 区 仙林 大 道 163号 南 京 大 学 仙林 校 区

联 系 人 虞斌 单位电话 025-89684529 移 动 电话 15250998108电 子 邮箱 yubin@163.com

对本项目科技创新和推 广 应用 情况 的 贡献:

1、 主要完成了 《 项目 简介》 中 “ 主要技术内容、技术指标及科技创新点 ”所列 的 第三 项工 作 。

2、 负责 酪氨酸酚裂解酶工程菌构建。通过 考察 不 同 来 源的目的基 因 ,确定最 佳 的酪氨酸酚裂解酶 基 因 。通过 密 码 子优化、定点 突 变 、 蛋 白 融 合 表 达等 手段 ,提高目的 蛋 白 的 表 达量和 可 溶 性,最 终 提高酪氨酸酚裂解酶酶活, 使之满 足低成本、高效率酶法合成酪氨酸的工业化要求。

3、 负责 酪氨酸酚裂解酶酶法转化工艺的优化。并 采 用 正 交分 析 等 方 法对酶法转化制备酪氨酸工艺 进行了优化,建 立 了最 佳 酶 促 反 应条件,提高了 底 物转化率和收率。

4、 与第三 完成 单位协作 完成了酪氨酸酚裂解酶酶法转化酪氨酸工艺的中 试 及产业化。 利 用 各 级发 酵 罐 及 反 应 釜 完成了生物法制备酪氨酸及衍生物的中 试 生产,并对 后续 产业化提 供 技术 支 持 。 5、 授 权发 明专利 1项,发 表相 关论 文 3篇 。

七、主要完成人情况表

姓 名 陈 宁 性 别 男 排 名 1 国 籍 中国 出生年 月 1963.11.2出 生 地 天津 民 族 汉 身 份证号 120101196311022052 归 国 人 员 是 归 国 时间 1995.2.6 技术 职 称 教 授 最高 学 历 博士 研究生 最高 学位 博士 毕 业 学校 天津 科技大 学 毕 业 时间 2001.12.1所学专 业 发酵工程 电 子 邮箱 ningch@tust.edu.cn 办 公 电话 022-60601251 移 动 电话 13821175997 通 讯 地 址 天津 市 泰 达开发区 十三 大 街 29号 邮政编码 300457 工 作单位 天津 科技大 学 行 政 职务 工程实验室主任 二级 单位 生物工程 学院 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 天津 完成 单位 天津 科技大 学

单位 性质 大 专院校 参 加本项目的 起止时间 自 2009 年 7 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第一和第 二项内容做出了创造性贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 60%以上。负责制定项目总体方案,设定技术目标,组织落实具体技术实施,牵头 产品技术开发。指导色氨酸工程菌构建和代谢网络定量分析,并指导芳香族氨基酸 发酵过程优化及产业化放大。以通讯作者身份发表文章 15篇,牵头制定行业标准 1项,第一完成人通过色氨酸科技成果鉴定,第一完成人获得中国轻工业联合会技术 进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

11

出生年 月 1975.4.6出 生 地 吉 林 四 平 民 族 汉 身 份证号 220381197504060611 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 高级工程 师 最高 学 历 大 学专 科 最高 学位 其他 毕 业 学校 大 连 轻 工业 学院 毕 业 时间 1997.7.1所学专 业 发酵工程 电 子 邮箱 13653866827@163.com 办 公 电话 0375-6971978移 动 电话 15886708177通 讯 地 址 河南 省汝州 市 立 交 桥西 邮政编码 467599工 作单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 河南 完成 单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2009 年 7 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第一和第 二项内容做出了创造性贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 80%以上。在本项目中主要负责对色氨酸工程菌的种子和发酵培养基以及发酵条件 的系统优化;建立并优化膜分离和离子交换相结合的分离提取工艺;环保与清洁生 产工艺确定,产业化实施与辅助设备设施安装调试生产。作为主要完成人通过色氨 酸科技成果鉴定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

12

出生年 月 1966.10.8出 生 地 山东济 宁 民 族 汉 身 份证号 370802196610083630 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 高级工程 师 最高 学 历 研究生 最高 学位 博士 毕 业 学校 山东 轻 工业 学院 毕 业 时间 1988.7.1所学专 业 发酵工程 电 子 邮箱 yang726726@163.com办 公 电话 0530-6287567移 动 电话 13355116686通 讯 地 址 山东 省 鄄城县 东环 路 1666号 邮政编码 274600工 作单位 山东阳成生物科技有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 山东 完成 单位 山东阳成生物科技有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 1月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第三项内 容做出了创造性贡献, 在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 80%在本项目中主要负责酪氨酸及衍生物酶转化生产工艺路线设计,静息细胞转化工艺 和酪氨酸产品提取工艺研究,以及酪氨酸产业化项目实施。第一发明人获得授权发 明专利 2项,第一完成人通过酪氨酸及衍生物科技成果鉴定,主要完成人获得中国 轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

13

出生年 月 1976.8.29 出生地 福 建建 宁 民 族 汉 身 份证号 350430197608290010 归 国 人 员 是 归 国 时间 2013.3.1 技术 职 称 教 授 最高 学 历 研究生 最高 学位 博士

毕 业 学校 厦门 大 学 毕 业 时间 2007.6.22所学专 业 生 物 化 学 与 分 子生物 学

电 子 邮箱 xixianxie@tust.edu.cn办 公 电话 022-60601251 移 动 电话 13512894001 通 讯 地 址 天津 市 泰 达开发区 十三 大 街 29号 邮政编码 300457 工 作单位 天津 科技大 学 行 政 职务 无 二级 单位 生物工程 学院 党 派 中国 民 主 同 盟 所 在 地 天津 完成 单位 天津 科技大 学

单位 性质 大 专院校 参 加本项目的 起止时间 自 2009 年 7 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第一和第 三项内容做出了创造性贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 70%以上。在本项目中负责构建高效的色氨酸工程菌,并优化色氨酸的种子和发酵 培养基以及小试发酵条件;选育高效产酪氨酸酶的菌株,并优化产酶发酵条件和静 息细胞转化条件。 以主要作者身份发表文章 10篇, 作为技术负责人通过色氨酸科技 成果鉴定,主要完成人通过酪氨酸科技成果鉴定,主要完成人获得中国轻工业联合 会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

14

出生年 月 1959.10.20出 生 地 安 徽 安 庆 民 族 汉 身 份证号 620102195910205352 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 教 授 最高 学 历 研究生 最高 学位 博士 毕 业 学校 兰 州 大 学 毕 业 时间 1989.6.1所学专 业 有 机 化 学 电 子 邮箱 jiaoqc@nju.edu.cn办 公 电话 025-89685469移 动 电话 13951081906通 讯 地 址 南 京 市 栖霞 区 仙林 大 道 163号 邮政编码 210046工 作单位 南 京 大 学 行 政 职务 无 二级 单位 生 命 科 学学院 党 派 群众 所 在 地 江苏 完成 单位 南 京 大 学

单位 性质 大 专院校 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 1月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第三项内 容做出了创造性贡献, 在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 60%在本项目中负责酪氨酸酚裂解酶基因筛选与改造,构建酪氨酸酚裂解酶工程菌,提 高酪氨酸酚裂解酶酶活,使之满足低成本、高效率酶法合成酪氨酸的工业化要求; 建立酪氨酸酚裂解酶酶法转化工艺,提高了 底 物转化率和 收 率。第一发明人获得授 权发明专利 1项,作为主要完成人通过酪氨酸及衍生物科技成果鉴定,主要完成人 获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

15

出生年 月 1987.1.22出生地 河南 汝州 民 族 汉 身 份证号 41048219870122551X 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 助 理工程 师 最高 学 历 研究生 最高 学位 硕 士 毕 业 学校 郑 州 大 学 毕 业 时间 2010.7.1所学专 业 发酵工程 电 子 邮箱 liushuaibio@126.com办 公 电话 0375-6970127移 动 电话 15038810137通 讯 地 址 河南 省汝州 市 立 交 桥西 邮政编码 467599工 作单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 河南 完成 单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 7月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第一项内 容做出了 重 要贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 90%以上。 在本项目中 参 与了色氨酸工程菌的种子和发酵培养基以及发酵条件优化; 优化了中 试和生产 规模 发酵 罐 上的菌株 比 生 长速 率 、 碳源流加控 制条件、 温度控 制和 pH 控 制等 重 要因 素 ,实 现 了色氨酸的高效生产。作为主要完成人通过色氨酸科技成果鉴 定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

16

出生年 月 1977.12.1出生地 山东济 宁 民 族 汉 身 份证号 370811197712012519 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 助 理工程 师 最高 学 历 研究生 最高 学位 硕 士 毕 业 学校 天津 科技大 学 毕 业 时间 2007.4.1 所学专 业 发酵工程 电 子 邮箱 fengzhibin257@163.com办 公 电话 0535-6683372移 动 电话 15066387119通 讯 地 址 山东 省 鄄城县 东环 路 1666号 邮政编码 247600 工 作单位 山东阳成生物科技有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 群众 所 在 地 山东 完成 单位 山东阳成生物科技有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 1 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第三项内 容做出了 重 要贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 80%以上。 在本项目中 参 与了酪氨酸酶高活性菌株 嗜麦芽假 单胞菌筛选,通过 诱变 育种方法改 造菌株的产酶 能力 ,通过发酵过程调 控 大 幅度 提高 嗜麦芽假 单胞菌的产酶 能力 , 符 合酪氨酸衍生物的工业化生产要求。作为主要完成人通过酪氨酸及衍生物科技成果 鉴定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

17

出生年 月 1986.3.6 出生地 河南 卫辉 民 族 汉 身 份证号 410781198603066527 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 助 理工程 师 最高 学 历 大 学专 科 最高 学位 其他 毕 业 学校 信 阳 农 业高等 专 科 学校 毕 业 时间 2009.6.1所学专 业 生物技术 电 子 邮箱 lijing321-happy@163.com办 公 电话 0375-6970020移 动 电话 15203750152通 讯 地 址 河南 省汝州 市 立 交 桥西 邮政编码 467500 工 作单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 河南 完成 单位 河南巨龙生物工程 股份 有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2009 年 7 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第二项内 容做出了 重 要贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 90%以上。 在本项目中 参 与了色氨酸提取工艺设计和优化;优化了中试和生产 规模 的色氨酸膜 分离提取工艺和色 谱 分离工艺,实 现 了高 质 量色氨酸产品生产。作为主要完成人通 过色氨酸科技成果鉴定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

18

出生年 月 1971.11.12 出生地 山东济 宁 民 族 汉 身 份证号 37081119711121123X 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 高级工程 师 最高 学 历 大 学 本科 最高 学位 学 士 毕 业 学校 华 东理工大 学 毕 业 时间 1992.7.1 所学专 业 生物工程 电 子 邮箱 sdcck@163.com办 公 电话 0530-6287568移 动 电话 13355115188通 讯 地 址 山东 省 鄄城县 东环 路 1666号 邮政编码 274600工 作单位 山东阳成生物科技有 限 公司 行 政 职务 无 二级 单位 无 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 山东 完成 单位 山东阳成生物科技有 限 公司

单位 性质 民 营 企业 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 1 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第二和第 三项内容做出了 重 要贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 80%以上。在本项目中 参 与了酪氨酸酚裂解酶与酪氨酸酶培养基和发酵条件优化,酶转 化条件优化,酪氨酸及衍生物提取条件优化,产业化实施与辅助设备设施安装调试 生产。主要发明人获得授权发明专利 2项,主要完成人通过酪氨酸及衍生物科技成 果鉴定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

19

出生年 月 1982.5.4 出生地 山东 泰安 民 族 汉 身 份证号 370911198205042414 归 国 人 员 否 归 国 时间

技术 职 称 助 理研究 员 最高 学 历 研究生 最高 学位 博士 毕 业 学校 南 京 大 学 毕 业 时间 2010.6.1 所学专 业 生物 学 电 子 邮箱 junzhongliu2414@163.com办 公 电话 025-89685469移 动 电话 13852292802通 讯 地 址 南 京 市 栖霞 区 仙林 大 道 163号 邮政编码 210046工 作单位 南 京 大 学 行 政 职务 无 二级 单位 生 命 科 学学院 党 派 中国 共 产 党 所 在 地 江苏 完成 单位 南 京 大 学

单位 性质 大 专院校 参 加本项目的 起止时间 自 2010 年 6 月 至 2012 年 12月

对本项目技术创造性贡献:

对《项目简介》中“主要技术内容、技术指标及科技创新点”所列的 第三项内 容做出了 重 要贡献,在本项目研发工作中投入工作量占本人工作总量的 70%以上。 在本项目中 参 与了酪氨酸酚裂解酶工程菌基因改造,通过筛选 不同来源 的目的基因 和表 达载 体实 现 酪氨酸酚裂解酶的高效表 达 ; 采 用 正 交分析等方法对酶法转化制备 酪氨酸工艺进行了优化,建立了 最佳 酶 促反 应条件,提高了 底 物转化率和 收 率。作 为主要发明人获得授权发明专利 1项,主要完成人通过酪氨酸及衍生物科技成果鉴 定,主要完成人获得中国轻工业联合会技术进步奖一等奖。

曾获国家科技奖励情况:无

20

八、完成人合作关系说明

1、天津科技大学陈宁和谢希贤等与河南巨龙生物工程股份有限公司赵鹤等于 2009年 7月起合作开展了色氨酸生产菌株构建、发酵条件和发酵过程优化。构建色氨酸生产菌株,对 重组工程菌的种子和发酵培养基以及发酵条件进行了系统优化, 并重点考察了发酵罐上的菌 株比生长速率、碳源流加控制条件、温度控制、 pH 控制等重要因素对色氨酸发酵的影响, 完成了色氨酸工艺的中试及产业化。

2、天津科技大学陈宁和谢希贤等与山东阳成生物科技有限公司王东阳和蔡传康等于 2012年 5月起至 2014年 5月合作开展了高效工程菌产酶的发酵条件和发酵过程优化,并优 化了静息细胞转化合成酪氨酸及衍生物的生产工艺, 协作完成了酪氨酸及衍生物生物合成工 艺的中试及产业化。

3、 南 京 工业大 学 焦庆才 、 刘 均 忠 等 与 山东阳成生物科技有 限 公司 王 东阳和 蔡 传 康 等 于 2010年 1月起 , 合 作 开展了酪氨酸酚裂解酶酶法转化酪氨酸工艺的中 试 及产业化。 利 用 10 L、 500 L、 5000 L 发酵 罐 及 反 应 釜 完成了生物法制备酪氨酸的中 试 生产,为 后续 产业化提 供 重要的技术 支 持 。

证明材料如下:

范文四：高效液相色谱法快速测定血清中的芳香族氨基酸

!"".年.月Y2@=;!"".

色谱

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高效液相色谱法快速测定血清中的芳香族氨基酸

文江平，唐爱国

（中南大学湘雅二医院临床检验教研室，湖南长沙)）%""%%

摘要：采用高效液相色谱紫外检测法分离测定了血清中的芳香族氨基酸。采用的色谱柱为>#2?,@9A:B2#C2DE%&柱（），流动相为乙腈水（体积比为$，）溶液，流速为%／，检测波长为)"1，%/"11F.G’113GHG#I’)J.G)G"1K1358

（体积分数）高氯酸溶液去除蛋白质后取上清液直接进样，!%/51。血清标本经/L%"135内完成测定。探讨了流动相的8蛋白质沉淀剂以及检测波长等因素对分离度和灵敏度的影响。考察了其他%J及其有机相的比例、"余种氨基酸、多巴胺类等物质对目标组分检测的干扰。该方法的日内、日间测定的相对标准偏差均小于/芳香族氨L，基酸测定的线性范围、检测限、回收率等均满足临床检验的要求。结果表明：该方法简便、快速、准确、可靠，适用于临床和科研工作。

关键词：高效液相色谱法；芳香族氨基酸；苯丙氨酸；酪氨酸；色氨酸；血清中图分类号：M$/&

文献标识码：N

文章编号：（）%"""#&(%.!""."!#"%/)#")

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，，，，W,,5H,1:59?@2?,H?;2??;,1,?;:H39931-,Q29?2==

；?@?:;259,@

人体必需氨基酸，在生命活动中起着极为重要的作用。芳香族氨基酸的代谢情况在肝、肾、神经精神疾

［，］%!等疾病诊断中有重大意义。因此定量分析血病

［］.#/括高效液相色谱法（J、毛细管电泳法CKE）［］［］$(（E、质谱法（Y）等等。其中J0）XCKE是分析

芳香族氨基酸的常用方法。J邻苯二甲醛CKE#

（M衍生法为经典方法的代表，其灵敏度高并可CN）

以同时测定!但是样品处理复杂，需"余种氨基酸；梯度洗脱，衍生产物不稳定。也有研究人员利用芳

［，］&’香族氨基酸能产生自然荧光的特性来测定，获

液中的芳香族氨基酸不仅在蛋白质化学和评价病人的营养状况方面十分重要，而且在多种疾病的诊断治疗和病因学研究上十分关键。

目前，临床测定芳香族氨基酸的方法有许多，包

收稿日期：!""!#"$#%&

作者简介：文江平，男，硕士研究生*%’()年生，

，得了较好的结果，但是由于C;,+@和+@V8的荧光特性不一致而不能在同一波长下同时进行.种氨基

通讯联系人：唐爱国，男，教授，：（），：+,-"(.%///"!/&0#123-4,532535%!!)!9:;

第;期

文江平等：高效液相色谱法快速测定血清中的芳香族氨基酸

?322?

［］!酸的测定，因此不能满足某些疾病的临床诊断与

微孔滤膜过滤，使用前超声脱气;。1K?G

!"$"#标准溶液的配制

（）称取%，，，分别3"$7-"C."C.1T1K%%:B各3S用;制T2X的高氯酸溶液溶解并稀释至31T1K%，成／／5Y311KK8@%的$7-标准储存液，2Y211KK8@%的C／.标准储备液，4YN11KK8@%的C.:B标准储备液，于Z（;）使用前分别取)种)1[冰箱中保存。标准存储液各1加;T3K%于一小试管内，T2X的高氯酸溶液至3K制成混合标准应用液（含$%，7-531

／／／，置于4K8@%，C.221!K8@%，C.N1!K8@%）:B4!

监测需要。本文在前人研究的基础上建立了高效液紫外检测法（#，可用于生物样品相色谱"$%&"’(）

中上述)种芳香族氨基酸的同时测定。结果表明，该方法无需衍生与梯度洗脱，简单、快速，可以广泛应用于基础研究和临床疾病的诊疗。

!实验部分

!"!仪器与试剂

包括：*+,-./公司$&011型高效液相色谱仪，31色谱泵，405紫外检测器，$&011数据处理系统；7-89:-!!;2进样器；?@@?"A纯水器（>?@@?B8.-公司）；CD%%"30台式高速冷冻离心机

（江苏太仓医疗器械厂）；EE";21电子天平（F-GH-.IG/,.JK-G,8KB+G:，’

+G）。%"苯丙氨酸（$7-）、%"酪氨酸（C:.）、%"色氨酸C.B

）、%"丙氨酸（E@+）、%"蛋氨酸（>-,）、%"缬氨酸(+@）、%"异亮氨酸（I@-）、%"亮氨酸（%-J）、2"羟色胺2"#C）、2"羟吲哚乙酸（2"#IEE）、去甲肾上腺素OR）等均购于

K+公司；肌酐（&.）标准液（北京中生生物工程高技术公司，批号131)13，规格;%，浓度3);T5!K8@／%）；高氯酸（优级纯，北京南尚乐化工厂）；三氯乙酸（?@@?"A纯水器处理的超纯水。"#色谱条件

色谱柱：O8H+"$+U&30柱

（4!K，321KKV)TNK?T9T，*+,-./公司）；流动相：乙腈"水（体积比为WN4），用冰乙酸调节B#至)T4；流速：3T1%／K?G；进样量：;1!%；室温下测定；紫外检测波长：;32GK。"$实验方法

"$"!应用试剂的配制

（3）蛋白质沉淀剂：用超纯水分别配制体积分数为;T2X和2T1X的高氯酸溶液、1T5K8@／%的三氯乙酸溶液、1T4K8@／%的磺基水杨酸溶液。（;）干扰样品溶液：用;T2X的高氯酸溶液分别配制)Y111KK8@／%的OR，2Y!11KK8@／%的2"#C和2Y;11KK8@／%的2"#IEE。

（)）流动相的配制：取乙腈加水制成5X（体积分数）的乙腈水溶液，用冰乙酸调节B#)T4（每311%流动相中加入311!%冰乙酸），再用1T42!K

[冰箱中保存（该溶液在;个月内稳定）。!"$"$血清样品的收集与处理

样品的收集：取研究对象空腹（上午0"N时）静脉血;K%，置于普通洁净试管内，采血后)1K?G内以)111.／K?G的速率离心分离血清（若不能及时检测则应置于Z)1[冰箱内保存）

。样品的处理：取;11!%血清置于子弹头形塑料离心管内，加入等体积的2X高氯酸溶液，加盖后于旋涡混匀器上混匀1Y2"3K?G，室温下放置31"32K?G以充分沉淀血清中的蛋白质，然后以31111.／K?G的速率离心2K?G，取上清液;1!%进样分析。!Y$Y%$7-，C:.和C.B的定性定量分析

$7-，C:.和C.B采用峰保留值比较法和叠加法进行定性分析；用外标法测定峰面积进行定量分析，数据处理均由$&011色谱工作站完成。

!"$"&统计分析

本实验的所有统计分析均由

#结果与讨论

#"!分离条件的影响与优化

#"!"!检测波长的选择

取一定量的芳香族氨基酸混合标准溶液，用流动相稀释后，经紫外"可见分光光度计在3N1");1GK内扫描。结果显示：在3N1";12GK处，试剂峰较高，严重影响C:.的测定；在;32GK处，$7-，C:.和C.B均有较灵敏的响应，且干扰小、分离佳，便于检测。故选择;32GK作为检测波长。

#Y!Y#流动相B#值对分离效果的影响

由于被分离组分中$7-，C:.和C.B的B"值分别为2T40，2T55，2T0N，因此，通过调节流动相的B#值，使其低于组分的B"值来抑制样品组分的离解，增加组分在固定相中的溶解度（#值增大，!6增加），从而达到分离的目的。本文通过改变流动相的

26&（（（（K!K5K!!K

?色谱

第’#卷

研究了流动相的!"值，"值对分离效果的影响。!

图#为流动相!"值不同时血清中各目标组分的保

随!各个组留情况。从图#可以看出："值的降低，分的保留时间相应延长；各组分均分离"$%&时，!

较好。因此选择流动相的!。"值为$%&

第J期

文江平等：高效液相色谱法快速测定血清中的芳香族氨基酸

表!"种芳香族氨基酸的回归分析结果及最低检测限#$%&’!(’*’++,-.$.$&+,+-01$&,%*,2,-.13*4’+$.55’2’12,-.&,6,2+-0!$6,.-$1,5+)/

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和日间测定精密度的试验，结果见表J。

表7"种芳香族氨基酸的日内和日间测定的精密度

#$%&’78*’1,+,-.+-0,.2*$5$.5,.2’*5$/$/

5’2’*6,.$2,-.-0"$6,.-$1,5+再按照“”节的样品处理过程及“”节的色谱?>!>J?>J条件进行分析测定。色谱分析表明：在本文的色谱条件下，干扰物质与待分析物质（5，，）分-AB+5-6C离良好，，，／"3’K3+:STK""，:ST5，H-的线性检测上

K%1-’)’6（%7?J）K%1+-)’6

（%7?@）"#$%&’($)（#+’%LM4）／*M4／（#+’%LM4）／*M4

／（#&3／2）N（#&3／2）N56

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979:加标回收率的考察

取混合血清样品?P@#2分成D份，每份;PD2，

其中?份样品加入;P?#2JP:N高氯酸溶液作为基础样品；其余!份分别加入低、中、高!种浓度的混合标准液;P?#2，再按照“?>!>J”节的样品处理过程及“?>J”节的色谱条件进行分析测定。每个样品分析!次，取其平均值计算回收率。结果如表!所示。

表"芳香族氨基酸的回收率（%7!

）#$%&’"(’1-4’*,’+-0$*-6$2,1$6,.-$1,5+（%7!）"#$%&’($)"))+)／I&0%)／*+(&Q+-6

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B’%?9>@?9>;9@>9!>?979;干扰试验

在血清样品中，除了芳香族氨基酸外，其他氨基酸（如"3’，F’3，K3+，2+0，R+1等）和一些含有苯环结构的生物活性物质如:ST5，:STK""，UV，H-等都可能产生紫外吸收而干扰芳香族氨基酸的分析。

将以上这些物质的标准品用JP:N的高氯酸配制一系列浓度的标准液，在本文的色谱条件下分别进样分析。"3’，K3+的保留时间分别为?PO和?P9$%，肌酐为JP::#$%；:ST5为@PJ:#$%；:STK""为PD!#$%；而F’3，R+1，2+0和UV峰与试剂峰共洗脱，未能分离；其他氨基酸在本文色谱条件下未检测到。另外，将以上物质的标准液与血清样品混合后，

下限均比其生理浓度高／低近?;倍，因此，在正常生理或病理条件下，干扰物质是不可能对芳香族氨基酸的分离分析产生干扰。因而，本方法对芳香族氨基酸的分析是特异的，适宜临床疾病指标的监测。9"正常健康人群血清测定结果

随机取样于本院门诊=D位正常健康体检人员（包括血压、心电图、肝胆及肾的W超、胸片、肝肾功能、血糖、血脂、乙肝三对等）均在正常参考范围内，男!@例，女D=例，年龄J?":J岁，平均!?岁）血清进行测定。测定结果如表D所示，与文献［D］比较，AB+的结果一致，56-和5-C稍低。

表:正常健康成人血清中芳香族氨基酸的水平#$%&’:

,.+’*$-0=’$&2=/$53&2+"#$%&’($)R+’%LM4

／（#&3／2）#’3+（%7!@）X+#’3+（%7D=）&56

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参考文献：

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，MB+%R$%>HB$%+.+Z&0-%’3&X2’‘&S-’1&-6R

+)$($%+，?99;，?!（:）：J@!袁倚盛，方明，沈

敏>中华医学检验杂志，?99;，?!（:

）：J@!

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0&>HB$%+.+Z&0-%’3&XHB-&#’1&S,-’CB6

，J;;J，J;（?）：:J王清平，唐爱国>色谱，J;;J，J;（?）：:J

7（体检各项指标7#［［［［［［［［［7#=

范文五：【doc】老年肺性脑病患者血清支链及芳香族氨基酸含量测定

老年肺性脑病患者血清支链及芳香族氨基

酸含量测定

老年肺性脑病患者血清支链及

芳香族氨基酸含量测定

塞缓睾璧徐岩倍正伟安镦医科大学

播耍测定47侧窖期老年慢性肺心病患者及l7例键康老年人血清游离童链氯基酸(BCAA),芳香族

氨基酸(AAA)含量.发现慢性肺心病患者缓解期血清游离BCAA减少,但BCAA/AAA比值无显着

性改变I加重期非呼吸衰竭患者BCAA/AAA比值基本正常,非肺性骑病呼吸衰竭者无显着性减小,而

肺性脑病者该比值明显减小,动态观察肺性脑病患者亦得粪似结果上述结果提示,BCAA/AAA比值

减小可能参与肺性脑病发病过程.

关键词氨基酸类肺心病骑疾病

目前已公认,氨基酸代谢紊乱是肝性脑病

韵主要发稿机理,此时血清支链,芳香族氨基

酸及其比例发生特异性改变".肺性脑病临床

表现颇似肝性脑病,且其发生及病情轻重往往

与血气分析结果不一致.我们分析老年慢性肺

原性心脏病(肺心病)患者血清游离支链氨基

酸(BCAA:缬氨酸,异亮氨酸及亮氨酸)及

芳香族氨基酸(AAA;酪氨酸及苯丙氨酸)的

含量,旨在探讨肺性脑病时支链及芳香族氨基

歌代谢状况.

对象与方法

一

,研究对象

1.健康老年组:l7侧,年龄60~78岁,

平均66.7士4.9岁,男8例,女9例;无慢性 病史,经体检及常规临床辅助检查,除外心, 肺,大血管及其它重要脏器疾病

2.缓解期肺心病组(缓解期组):22 例,年龄60~82岁,平均68.7士6.0岁;男13 例,女9例(年龄及性别构成与健康组差异无 显着性);均符合垒国肺心病诊断标准(1977 年修订),无其它慢性病史.经体检及{I占床 常规辅助检查,除外高血压,心肌梗窘,慢性 肝病等其它脏器疾病.

上述两组均为合肥市郊蜀山乡农民,饮食 生活习惯接近,采血时无心慌,胸闷等主 诉,可参加一般劳动,所有标本1o天内采齐, 处理后一次上机测定.

3.急性加重期肺心病组(加重期组)t 25侧,为1987年12月至1988年2月底我烷住 院患者.均有慢性支气管炎史,无高血压,心 绞痛,心肌梗塞及肝肾功能衰竭[血清ALT (GPT)<100U,总魍红素<42.75~.mol,/L(2.5

mg/dl,换算系数l7.1),BUN<8.93mmol/L

(25mg/al,换算系数0.357j相当于8.9mmol/L 尿素)].根据临床表现及血气分析结果分三个 亚组(1)肺性脑病组(肺脑组)tO例,

年龄61~84岁,平均69.6士7.5岁f男8侧, 女2例'PaO<8.0kPa(60mmHg,lkPa7.5

mmHg),PaCO6.3,13.OkPa;有明显紫绀及 无其它原因可解释的意识障碍(2)非肺脑

呼吸衰竭组(呼衰组)8例,年龄60~81岁, 平均65.9士6.9岁;男6倒,女2例JPaO.< 8.OkPa,PaCO6.O,12.1kPa~有明显气喘, 紫绀,但无精神,神经症状.(3)非呼吸衰 竭组(非呼衰组)7位J,年龄62~70岁,平均 65.9士3.2岁,男6例,女1例,PaO>9.3 kPa,PaCO<6.7kPa;无或仅轻度气喘,紫 绀;均处于慢性支气管炎急性发作期. 呼衰组与肺脑组,非呼衰组在年龄及性别 构成上差异均无显着性.三个亚组患者血样处 理后一次开机测定.

邮馥编码?0oo1

?94?

=,溯定方法

禁食12小时后晨间取静脉血,血液凝固后 立即离心,血清中加入等容量5磺基水杨 酸,再次离心,留取去蛋白上清渡置一25~C冰 箱内备涮.用日立835—50型快速氨基酸自动分 析仪橱I定5种支链及芳香族游离氨基酸含量' 测定结果由计算机整合出备氨基酸峰面积与标 准渡对照后自动报出,测定中目刺峰面积与整 台值者有明显不符,则以人工算出含量. 结果

见附表.

一

,缓解期组与健康组比较

缓解期组血清游离缬氨酸,酪氨酸,BCAA

含量均低于健康组.

=加重期各亚组比较

肺脑组血清游离苯丙氨酸,AAA含量高于 呼衰组,而BCAA/AAA比值明显小于呼衰 组}呼衰组与非呼衰组间各值差异均无显着 性.

三肺脑组动态观察

肺脑发作<昏迷)时BCAA含量趋于降 低,AAA含量趋于增高,但差异均无显着性J 而BCAA/AAA比值小于清醒肘,差异有显着 性(P<0.o5).

四肺脑组呼衰组动脉血pH与PaCO: 7.364-0.05,一

两组问差异无显着性(P>

0.05)j肺脑组PaCO:9.7士2.3kPa,呼衰组 8.44-1.9kPa,差异亦无显着性(P>O.05)}

肺脑组有4例PaCO<9.3kPa,呼衰组亦有一 例高达12.1kPa;肺脑组患者昏迷时BCAA/ AAA比值与PaCO无相关性(『=一0.27,P>

0.05).

讨论

多年研究证明,血液游离氨基酸含量相对 稳定,影响因素较少.本资料结果提示: <1)缓解期患者虽血清蝣离BCAA减少, 但BCAA/AAA比值并无显着性改变j(2) 加重期非呼衰患者BCAA/AAA比值基本正常 (>3.O),呼衰者无显着性减小,而肺脑组明 显小于呼衰组,动态观察肺脑组亦得类似结 果.可见老年肺脑患者脑病发作肘BCAA/AAA

比值减小具有特异牲.

本资料还提示,老年肺脑患者BCAA/AAA 比值减小的主要原因可能是血清游离AAA 增多,具体机理尚有待进一步研究.血清AAA 增多可见于急性肝功能衰竭.,但本资料肺

脑患者均无肝衰表现肺脑者PaCO与

BCAA/AAA比值缺乏相关性则提示BCAA/ AAA比值减小的原因可能是复合性的,并非由 呼衰本身直接引起.

肺脑组动脉血pH7.294-0.12,呼衰组有作者证明'",血脑屏障对中性氨基酸

附衰各组BCAA,AAA古量(=5,nmol/m1) 检验;方差不齐时,t柱验.缓解期组与健康组比较,肺脑组与呼衰组比较,昏逮时与

清醯时比较,

<0.01,?P<0.05,泉P均>O.05;呼袁皱与非呼衰组诧较,P尚>O?05

(包括BCAA及AAA)的转运米氏常数

(km)很小.在一般血浓度下,血脑屏障对中

性氨基酸的转运能力已达饱和故而呼衰患者 在脑组织缺氧基础上BCAA/AAA比值减小 时,进入脑组织的AAA必然增多,会诱发脑病 (类同肝性脑病).

总之,本资料结果提示BCAA和AAA代

谢紊乱参与老年人肺脑发病的过程,但因研究 病例偏少,部分结果尚待进一步探讨.

(氨基酸测定由上海市农业科学院测试中

心顾金炎副研究员指导并协助,特此致谢) ?考文献

?05'

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(1988年8月27日牧稿1989年3月23日修匐)

Serumfreebranchchainandaromaticaminoacidsinagedpatients

withpulmonaryencepha1Opathy

XaYan,LuZhengwei

AnhuiProvinceHospitalandAnhuiMedicalScienceUniversity,Hefei

Serumfreebranch—

chainaminoacid(BCAA)andaromaticaminoacid(AAA)weredeterminedin4T patientswithchronicCOtpulmonale(CCP7.andin17agedhealthypersonsascontrols?Itwasf0andthat

meanvalueofBCAA_mremissionCCPpatientswassignificantlylowerthanthatinhealthypeople(P<

0.O1),hutthedifferenceintheratioofBCAAtoAAA(BCAA/AAA)Wasnotsignificantbetweenthetwo

groups.Inpatientswithacuteexacechationofchronicobstructivepulmonarydisease(COPD)hutwithout

respiratoryfailure,themeal3.valueofBCAA/AAAwasgenerallynormal,hutinthosewithpumonaryence

phalopathy(PE)itwassignificantlylowerthanthatinthosewithrespiratoryfailure(RF)butwithoutPE

(P<0.05).ForPEpatientsduringlmconsciousperiodBCAA/AAAwasstillsignifieantlylowerthanduring

consciousperiod(P<O.05),TheaboveresultssuggestthatthediminutionofBCAA/AAA

mightpartieipate

themechanismofPE_meldelyCCPpatients,

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本刊已执行国家标准GB3358--82'匀E计学名词 及符号》的有关规定.为此,请作者书写统计学符号 时注意以下规格;(17样本的算术平均数用英文小 写表示,不用大写x,也不用Mean或M(中位教 仍用砒,}(2)标准差用英文小写J,不用s

(37标准误用英文小写i,不用sE,也不用sEM} (4)t检验用英文小写t,(5)F检验用英文大

写F,卡方检验用希文小写X;(7)相关系数用 英文小写r;(87自由度用希文小写(钮)}

(87样本数用英文小写(107概率用英文大写 P;(117以上符号,s,5i,iF,X.,r,,H. .P均用斜俸.望作者注意.

奉刊编辑部

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