化学与生命科学论文

《不同方法脱除茶叶中咖啡碱的效用比较研究》国内外茶叶脱咖啡碱方法主要有热水浸提法、有机溶剂萃取法、膜分离法、沉淀法、柱层析法等方法。普遍使用氯仿或者二氯甲烷萃取。但是二者皆有很大的毒性，操作不当可能会有危险。如果不能用有机溶剂的话，最理想的溶剂就是水了，茶叶中的咖啡碱在热水中的溶解度比其他物质要大，但是需要准确测定提取出了多少咖啡碱。升华法：咖啡因在120℃以上开始升华，到180℃大量升华，冷却后成针状结晶．利用该性质进行提取．目前国内高校多采用升华法进行教学，控温182～185℃，升华15 min，冷却后得到5～6 mm 长结晶，结晶呈白色针状，即纯咖啡因．另外比较简单的还有热水浸提法，根据咖啡碱易溶于80℃以上热水的性质, 国内外一些研究人员从茶叶初制工艺入手, 探讨在茶叶初制过程中采用水浸提法去除咖啡碱的可行性 津志田腾二郎等研究发现, 无论是茶鲜叶、蒸青叶还是萎凋叶直接浸入85℃的热水中, 大约1min 后, 咖啡碱迅速被溶出, 溶出率达71% , 浸泡3min 后, 咖啡碱的溶出率达83% 而当热水温度为60℃时, 从茶鲜叶及蒸青叶中溶出的咖啡碱则很少, 说明咖啡碱的溶出受热水温度的制约。吴小崇研究表明, 浸提温度从80℃上升到90℃, 咖啡碱的浸出率可从51% 提高到26% , 但5min 以后咖啡碱浸出率的差异不明显溶剂提取法：是用极性溶剂从茶叶中浸取，然后把浸取液进行液-液萃取分离，最后浓缩并得到产品。目前工业化生产主要采用此法。产品收率为5% ～10%，产品的纯度约为80％～98%，所用有机溶剂如：丙酮、乙醚、甲醇、己烷以及三氯甲烷等。该方法使用多种有机溶剂，生产成本高，有些有毒物质的有机浴剂使产品和操作不尽安全，且易造成环境污染。离子沉淀法：离子沉淀法是利用金属能够沉淀而使其与咖啡碱分离，如铜盐、铅盐或三氯化铝。该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂，影响制品安全。柱分离制备法：柱分离制备法有凝胶柱，吸附柱和离子交换柱。近年来注重提高纯度的研究，为此以层析柱分离的研究较多，此项技术的关键是柱填充料和淋洗研究表明，采用柱分离制备法纯度可达1％，如用凝胶柱分离可高度脱咖啡碱，其残留量仅为1%。但柱填充料如吸附型树脂，亲脂凝胶等非常昂贵，且淋洗时要用多种，大量有机溶剂，显然对工业化生产是不合宜的。膜法提取技术：茶汁中加入01%左右果胶酶，在50℃下保温4小时，以分解果胶酶，从而可提高超滤时的透过速度。再用截留相对分子质量40000~50000的超滤膜进行分离，约12%茶多酚被截留，而咖啡碱不为膜所截留。透过液再用反渗透进行浓缩。比用蒸馏法的得率高18%以上。浓缩液再进行干燥后可得产品。综上几种方法，前两种设备需求小，无毒害作用，但产量低，适合教学或实验之用；后三种使用的化学剂对人体有明显的毒害作用，适合工业用生产；膜法提取技术应是未来发展的方向，但还需进一步降低超滤膜的生产成本。

主持完成广东省哲学社会科学“十二五”规划2013年度学科共建项目《生命文化学的研究域、元理论和方法论》。主持研究广东省教育体制综合改革项目《医学院校创新生命文化教育的理论与实践研究》；主持研究广东省高等教育“创新强校工程”项目《生命文化理论体系的研究与实践》等研究项目。研究成果主要集中在生命哲学领域，创立了生命哲学的基本理念和内容体系，出版了以生命为研究对象的专著多本，包括：《生命文化概论》、《利他还是利己：生命文化视角下的选择》、《生命文化学导论》、《先秦道家生命哲学思想研究》等。发表学术论文20余篇，得到了学术界的认同和好评。自2013年起，在江文富教授的大力推动下，广东医学院开设了《生命文化概论》课程，实行文化与哲学特色的生命教育，即注重对不同“专业文化”背景的学生实施不同的教育方式，这在国内尚属首家。 2013年，《生命文化概论》被学校评定为校级精品教材。2014年，《生命文化概论》课程被评定为省级精品视频公开课。在江文富教授主持下，学校开设了“生命文化大讲坛”，打造了一批有影响力的生命文化活动品牌，创造性地提出了“三位一体”的生命文化学的实践应用理念 ： 以生命文化学的理论研究为主体，大力推动具有生命文化特色的医院文化建设，大力推动具有以生命文化为特色的校园文化建设，大力推动具有生命文化特色的养老产业的创立与发展，生命文化教育理念与经验在全省乃至全国起到示范及辐射带动作用。

化学与生命科学的关系生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。 生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。比如生命科学中一个世纪性的难题是“智力从何而来？”我们对单一神经元的活动了如指掌，但对数以百亿计的神经元组合成大脑后如何产生出智力却一无所知。可以说对人类智力的最大挑战就是如何解释智力本身。对这一问题的逐步深入破解也将会相应地改变人类的知识结构。 生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。生命科学学家也是由各个学科汇聚而来。学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科。 生命科学研究或正在研究着的主要课题是：生物物质的化学本质是什么？这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的？生物大分子的组成和结构是怎样的？细胞是怎样工作的？形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能？基因作为遗传物质是怎样起作用的？什么机制促使细胞复制？一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息？多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织？物种是怎样形成的？什么因素引起进化？人类现在仍在进化吗？在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样？何种因素支配着此一生境中每一物种的数量？动物行为的生理学基础是什么？记忆是怎样形成的？记忆存贮在什么地方？哪些因素能够影响学习和记忆？智力由何而来？除了在地球上，宇宙空间还有其它有智慧的生物吗？生命是怎样起源的？等等。 生物技术 本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 生化技术 生物学的分支学科。它是研究生命物质的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化的科学。 生物化学若以不同的生物为对象，可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象，则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同，又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来，生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等；或按应用领域不同，分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。 生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代,A-L拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用，几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素，打破了有机物只能靠生物产生的观点，给“生机论”以重大打击。1860年L巴斯德证明发酵是由微生物引起的，但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵，证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动，终于推翻了“生机论”。 生物化学的发展大体可分为3个阶段。第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中E菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构，确定了糖的构型，并指出蛋白质是肽键连接的。1926年JB萨姆纳制得了脲酶结晶，并证明它是蛋白质。此后四、五年间JH诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素，并阐明了它们的结构。与此同时，人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同，不依赖外界供给，而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。 第二阶段约在20世纪30～50年代，主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环（也称克雷布斯循环）以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸 (ATP)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。当然，这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多，在50～60年代才阐明了氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等的生物合成途径。 第三阶段是从20世纪50年代开始，主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展，以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透，产生了分子生物学，并成为生物化学的主体。 蛋白质和核酸是两类主要的生物大分子。它们的化学结构与立体结构的研究在50年代都取得了重大进展。蛋白质方面，如β-螺旋结构的提出，测定了胰岛素的化学结构以及肌红蛋白和血红蛋白的立体结构。核酸方面，DNA 双螺旋模型的提出打开了生物遗传奥秘的大门。根据双螺旋结构，完满地解释了DNA的自我复制,在后来的发展中又阐明了转录与转译的机理，提出了中心法则并破译出遗传密码。 1973年重组DNA获得成功,从此开创了基因工程。自1977年以后，用这一技术先后成功地制造了生长激素释放抑制激素、胰岛素、干扰素、生长激素等。1982年用基因工程生产的人胰岛素获得美、英、联邦德国、瑞士等国政府批准出售而正式工业化。 在生物大分子的合成方面，1965年中国科学家首次合成了结晶牛胰岛素，合成的产物经受了严格的物理及化学性质和生物学活性的检验，证明与天然胰岛素具有相同的结构和生物活性。继美国科学家在1972年人工合成DNA以后,中国科学家又在1981年首先合成了具有天然生物活力的酵母丙氨酸tRNA。英美等国科学家在 DNA序列分析及人工合成方面作出了重大贡献。DNA自动合成仪的问世，大大简化了人工合成基因的工作。