生物热化学和热动力学研究进展

谢文 周莲娇 徐娟 郭清莲 蒋风雷 刘义

引用本文: 谢文, 周莲娇, 徐娟, 郭清莲, 蒋风雷, 刘义. 生物热化学和热动力学研究进展[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905051-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905051 shu
Citation:  Xie Wen, Zhou Lianjiao, Xu Juan, Guo Qinglian, Jiang Fenglei, Liu Yi. Advances in Biothermochemistry and Thermokinetics[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(6): 1905051-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905051 shu

生物热化学和热动力学研究进展

    作者简介:




    刘义,武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师。2002年获教育部高校青年教师奖、国务院政府特殊津贴;2012年获国家杰出青年科学基金;2014年获批湖北省创新研究群体、首批武汉黄鹤英才(科技)计划。主要研究方向为生物热化学与热分析、纳米材料生物效应和靶向药物化学;
    通讯作者: 刘义, yiliuchem@whu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21873075, 21573168)资助项目

摘要: 生命相关过程伴随着极其复杂的化学和物理过程,包含着物质变化和能量转换,其中部分能量不可避免地会以热的形式表现出来。用微量热技术和热动力学方法,研究复杂生命体系和相关反应的热动力学过程,可宏观地、本质地反映生命相关过程的内在规律。本文综述了生物量热学方法和技术在生命科学中的应用,介绍了生物量热技术在生态系统、生物组织和器官、细胞水平、亚细胞水平和分子层面等不同生物层次和结构水平上的研究现状和进展。

English

    1. [1]

      Held C., Sadowski G., Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2016, 7, 395. doi: 10.1146/annurev-chembioeng-080615-034704

    2. [2]

      Maskow T., Schubert T., Wolf A., Buchholz F., Regestein L., Buechs J., Mertens F., Harms H., Lerchner J., Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011, 92 (1), 55. doi: 10.1007/s00253-011-3497-7

    3. [3]

      Alberty R. A., Goldberg R. N., Biochemistry 1992, 31 (43), 10610. doi: 10.1021/bi00158a025

    4. [4]

      刘义, 谢卫红, 谢昌礼, 屈松生.物理化学学报, 1996, 12 (2), 156. doi: 10.3866/PKU.WHXB19960213Liu Y., Xie W. H., Xie C. L., Qu S. S., Acta. Phys. -Chim. Sin. 1996, 12 (2), 156.

    5. [5]

      刘义, 谭安民, 谢昌礼, 王存信, 屈松生, 郝宗宇.物理化学学报, 1996, 12 (4), 377. doi: 10.3866/PKU.WHXB19960419Liu Y., Tan A. M., Xie C. L., Wang C. X., Acta. Phys. -Chim. Sin. 1996, 12 (4), 377.

    6. [6]

      刘义, 谭安民, 谢昌礼, 王存信, 屈松生, 郝宗宇.物理化学学报, 1996, 12 (5), 451. doi: 10.3866/PKU.WHXB19960513Liu Y., Tan A. M., Xie C. L., Wang C. X., Acta. Phys. -Chim. Sin. 1996, 12 (5), 451.

    7. [7]

      刘义, 王存信, 谢昌礼, 屈松生, 郝宗宇.物理化学学报, 1996, 12 (7), 659. doi: 10.3866/PKU.WHXB19960716Liu Y., Wang C. X., Xie C. L., Qu S. S., Acta. Phys. -Chim. Sin. 1996, 12 (7), 659.

    8. [8]

      Ozilgen M., Int. J. Energy Res. 2017, 41 (11), 1513. doi: 10.1002/er.3712

    9. [9]

      Kabo G. J., Blokhin A. V., Paulechka E., Roganov G. N., Frenkel M., Yursha L. A., Diky V., J. Chem. Thermodyn. 2019, 131, 225. doi: 10.1016/j.jct.2018.10.025

    10. [10]

      姜兰兰, 刘燕, 郑世学.应用与环境生物学报, 2016, 22 (4), 0732. doi: 10.3724/SP.J.1145.2015.10031Jiang L. L., Liu Y., Zheng S. X., Chin. J. Appl. Environ. Biol. 2016, 22 (4), 0732.

    11. [11]

      Hansen L. D., Barros N., Transtrum M. K., Rodriguez-Anon J. A., Proupin J., Pineiro V., Arias-Gonzalez A., Thermochim. Acta 2018, 670, 128. doi: 10.1016/j.tca.2018.10.010

    12. [12]

      Barros N., Feijoo S., Perez-Cruzado C., Hansen L. D., AIMS Microbiol. 2017, 3 (4), 762. doi: 10.3934/microbiol.2017.4.762

    13. [13]

      Barros N., Salgado J., Villanueva M., Rodriquez-Anon. J.; Proupin J., Feijoo S., Martin-Pastor. M. J. Therm. Anal. Calorim. 2010, 104 (1), 53. doi: 10.1007/s10973-010-1163-4

    14. [14]

      Xu J. B., Feng Y. Z., Barros N., Zhong L. H., Chen R. R., Lin, X. G. J. Therm. Anal. Calorim. 2016, 127 (2), 1457. doi: 10.1007/s10973-016-5952-2

    15. [15]

      Cenciani K., Freitas S. D., Critter S. A. M., Airoldi C., Rev. Bras. Cienc. Solo 2011, 35, 1167. doi: 10.1590/S0100-06832011000400010

    16. [16]

      Cenciani K., Freitas S. D., Critter S. A. M., Airoldi C., Sci. Agric. 2008, 65 (6), 674. doi: 10.1590/S0103-90162008000600016

    17. [17]

      Menert A., Paalme V., Juhkam J., Vilu R., Thermochim. Acta 2004, 420 (1–2), 89. doi: 10.1016/j.tca.2003.12.032

    18. [18]

      Haman N., Ferrentino G., Imperiale S., Scampicchio M., J. Therm. Anal. Calorim. 2008, 132 (2), 1065. doi: 10.1007/s10973-018-6995-3

    19. [19]

      Hasan S. M. K., Manzocco L., Morozova K., Nicoli M. C., Scampicchio M., Thermochim. Acta 2017, 649, 63. doi: 10.1016/j.tca.2017.01.008

    20. [20]

      Hasan S. M. K., .; Asaduzzaman M., Merkyte V., Morozova K., Scampicchio M., Food Anal. Meth. 2017, 11 (2), 432. doi: 10.1007/s12161-017-1014-z

    21. [21]

      Haman N., Longo E., Schiraldi A., Scampicchio M., Thermochim. Acta 2017, 658, 1. doi: 10.1016/j.tca.2017.10.012

    22. [22]

      Morozova K., Andreotti C., Armani M., Cavani L., Cesco S., Cortese L., Gerbi V., Mimmo T., Spena P. R., Scampicchio M., J. Therm. Anal. Calorim. 2016, 127 (2), 1351. doi: 10.1007/s10973-016-5891-y

    23. [23]

      Rakhmatullina D. F., Gordon L. K., Ponomareva A. A., Ogorodnikova T. I., Alyab'ev A. Y., Iyudin V. S., Obynochnyi A. A., Russ. J. Plant Physiol. 2011, 58 (1), 100. doi: 10.1134/S1021443710061044

    24. [24]

      颜承农, 刘义, 颜蔚, 宋昭华, 屈松生.自然杂志, 1997, 19 (5), 288.Yan C. N., Liu Y., Yan W., Song Z. H., Qu S. S., Chin. J. Nat. 1997, 19 (5), 288. 

    25. [25]

      Gao D., Ren Y. S., Yan D., Acta Pharm. Sin. B 2014, 49 (3), 385. doi: 10.16438/j.0513-4870.2014.03.018

    26. [26]

      Winkelmann M., Hunger N., Huttl R., Wolf G., Thermochim. Acta 2009, 482 (1–2), 12. doi:10.1016/j.tca.2008.10.007

    27. [27]

      Russel M., Liu C. R., Alam A., Wang F., Yao J., Daroch M., Shah M. R., Wang Z. M., Environ. Sci. Pollut. Res. 2018, 25(19), 18519. doi: 10.1007/s11356-018-1926-1

    28. [28]

      Howard-Varona C., Hargreaves K. R., Abedon S. T., Sullivan M. B., ISME J. 2017, 11 (7), 1511. doi: 10.1038/ismej.2017.16

    29. [29]

      Xu J., Kiesel B., Kallies R., Jiang F. L., Liu Y., Maskow T., Microb. Biotechnol. 2018, 11 (6), 1112. doi: 10.1111/1751-7915.13042

    30. [30]

      Xu J., He H., Wang Y. Y., Yan R., Zhou L. J., Liu Y. Z., Jiang F. L., Maskow T., Liu Y., Environ. Sci.: Nano 2018, 5 (7), 1556. doi: 10.1039/c8en00142a

    31. [31]

      Liu G. S., Liu Y., Chen X. D., Liu P., Shen P., Qu S. S., J. Virol. Methods 2003, 112 (1–2), 137. doi: 10.1016/S0166-0934(03)00214-3

    32. [32]

      Liu G. S., Li M. J., Chen X. D., Liu Y., Zhu J. C., Shen P., Thermochim. Acta 2005, 435(1), 34. doi: 10.1016/j.tca.2005.03.022

    33. [33]

      刘国生, 冉治霖, 王海磊, 刘义, 沈萍, 卢雁.化学学报, 2007, 65(10), 917. doi: 10.1007/s11458-008-0010-7Liu G. S., Ran Z. L., Wang H. L., Liu Y., Shen P., Lu Y., Acta Chim. Sin. 2007, 65(10), 917.

    34. [34]

      Brueckner D., Krahenbuhl S., Zuber U., Bonkat G., Braissant O., J. Appl. Microbiol. 2017, 123 (3), 773. doi: 10.1111/jam.13520

    35. [35]

      Gaisford S., Beezer A. E., Bishop A. H., Walker M., Parsons D., Int. J. Pharmacol. 2009, 366 (1–2), 111. doi: 10.1016/j.ijpharm.2008.09.005

    36. [36]

      Said J., Walker M., Parsons D., Stapleton P., Beezer A. E., Gaisford S., Int. J. Pharmacol. 2014, 474 (1–2), 177. doi: 10.1016/j.ijpharm.2014.08.034

    37. [37]

      Moreno M. G., Trampuz A., Di Luca M., Res. Microbiol. 2017, 72(11), 3085. doi: 10.1093/jac/dkx265

    38. [38]

      Butini M. E., Cabric S., Trampuz A., Di Luca M., J. Antimicrob. Chemother. 2018, 161, 252. doi: 10.1016/j.colsurfb.2017.10.050

    39. [39]

      Tkhilaishvili T., Di Luca M., Abbandonato G., Maiolo E. M., Klatt A. B., Reuter M., Moncke-Buchner E., Trampuz A., J. Appl. Microbiol. 2018, 169(Suppl, 9), 515. doi: 10.1016/j.resmic.2018.05.010

    40. [40]

      Wu F. G., Sun H. Y., Zhou Y., Deng G., Yu Z. W., RSC Adv. 2015, 5 (1), 726. doi: 10.1039/c4ra07569b

    41. [41]

      Wu F. G., Jiang Y. W., Chen Z., Yu Z. W., Langmuir 2016, 32 (15), 3655. doi: 10.1021/acs.langmuir.6b00235

    42. [42]

      Said J., Walker M., Parsons D., Stapleton P., Beezer A. E., Gaisford S., Methods 2015, 76, 35. doi: 10.1016/j.ymeth.2014.12.002

    43. [43]

      Mishra S., Chattopadhyay A., Naaz S., Ghosh A. K., Das A. R., Bandyopadhyay D., Life Sci. 2019, 218, 96. doi: 10.1016/j.lfs.2018.12.035

    44. [44]

      Dong P., Li J. H., Xu S. P., Wu X. J., Xiang X., Yang Q. Q., Jin J. C., Liu Y., Jiang F. L., J. Hazard. Mater. 2018, 308, 139. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.01.017

    45. [45]

      Zhao J., Ma L., Xiang X., Guo Q. L., Jiang F. L., Liu Y., Chemosphere 2016, 153, 414. doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.03.082

    46. [46]

      Yang L. Y., Gao J. L., Gao T., Dong P., Ma L., Jiang F. L., Liu Y., J. Hazard. Mater. 2016, 301, 119. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.08.046

    47. [47]

      Lai L., Li Y. P., Mei P., Chen W., Jiang F. L., Liu Y., J. Membr. Biol. 2016, 249 (6), 757. doi: 10.1007/s00232-016-9920-3

    48. [48]

      Shore E. R., Awais M., Kershaw N. M., Gibson R. R., Pandalanen S., Latawiec D., Wen L., Javed M. A., Criddle D. N., Berry N., et al. J. Med. Chem. 2016, 59 (6), 2596. doi: 10.1021/acs.jmedchem.5b01801

    49. [49]

      Jiao X. Y., Yuan L., Wu C., Liu Y. J., Jiang F. L., Hu Y. J., Liu Y., Toxicol. Res. 2018, 7(2), 191. doi: 10.1039/C7TX00234C

    50. [50]

      袁莲, 刘玉娇, 何欢, 蒋风雷, 李会荣, 刘义.物理化学学报, 2018, 34(1), 73. doi: 10.3866/PKU.WHXB201707043Yuan L., Liu Y. J., He H., Jiang F. L.; Li H. R., Liu Y., Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34 (1), 73.

    51. [51]

      Yuan L., Gao T., He H., Jiang F. L., Liu Y., Toxicol. Res. 2017, 6(5), 621. doi: 10.1039/C7TX00079K

    52. [52]

      Yuan L., Zhang J. Q., Liu Y. J., Zhao J., Jiang F. L., Liu Y., J. Inorg. Biochem. 2017, 177, 17. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2017.08.012

    53. [53]

      Zhao J., Zhou Z. Q., Jin J. C., Yuan L., He H., Jiang F. L., Yang X. G., Dai J., Liu Y., Chemosphere 2014, 100, 194. doi: 10.1016/j.chemosphere.2013.11.031

    54. [54]

      Xia C. F., Jin J. C., Yuan L., Zhao J., Chen X. Y., Jiang F. L., Qin C. Q., Dai J., Liu Y., Chemosphere 2013, 91(11), 1577. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.12.049

    55. [55]

      Frank N., Lissner A., Winkelmann M., Huttl R., Mertens F. O., Kaschabek S. R., Schlomann M., Biodegradation 2010, 21 (2), 179. doi: 10.1007/s10532-009-9292-9

    56. [56]

      Goldberg R. N., Schliesser J., Mittal A., Decker S. R., Santos A. F. L. O. M., Freitas V. L. S., Urbas A., Lang B. E., Heiss C., da Silva M. D. M. C. R., et al. J. Chem. Thermodyn. 2015, 81, 184. doi: 10.1016/j.jct.2014.09.006

    57. [57]

      Popovic M., Woodfield B. F., Hansen L. D., J. Therm. Anal. Calorim. 2019, 128, 244. doi: 10.1016/j.jct.2018.08.006

    58. [58]

      Liu W. T., Zhang Y. Z., Cui N. B., Wang T., Food Technol. Biotechnol. 2019, 76, 194. doi: 10.1016/j.procbio.2018.10.017

    59. [59]

      Mason M., Scampicchio M., Quinn C. F., Transtrum M. K., Baker N., Hansen L. D., Kenealey J. D., J. Food Sci. 2018, 83 (2), 326. doi: 10.1111/1750-3841.14023

    60. [60]

      Aggarwal N., Sharma M., Banipal T. S., Banipal P. K., J. Chem. Eng. Data 2019, 64 (2), 517. doi: 10.1021/acs.jced.8b00681

    61. [61]

      Kabo G. J., Paulechka Y. U., Voitkevich O. V., Blokhin A. V., Stepurko E. N., Kohut S. V., Voznyi Y. V., J. Chem. Thermodyn. 2015, 85, 101. doi: 10.1016/j.jct.2015.01.005

    62. [62]

      Wu F. G., Jiang Y. W., Sun H. Y., Luo J. J., Yu Z. W., J. Phys. Chem. B 2015, 119 (45), 14382. doi: 10.1021/acs.jpcb.5b07277

    63. [63]

      Belliardo C., Di Giorgio C., Chaspoul F., Gallice P., Berge-Lefranc D., J. Chem. Thermodyn. 2018, 125, 271. doi: 10.1016/j.jct.2018.05.028

    64. [64]

      Burova T. V., Grinberg N. V., Dubovik A. S., Olenichenko E. A., Orlov V. N., Grinberg V. Y. Polymer 2017, 108, 97. doi: 10.1016/j.polymer.2016.11.049

    65. [65]

      Escobar J. F. B., Restrepo M. H. P., Fernandez D. M. M., Martinez A. M., Giordani C., Castelli F., Sarpietro M. G., Colloids Surf. B 2018, 166, 203. doi: 10.1016/j.colsurfb.2018.03.023

    66. [66]

      Boros E., Sebak F., Heja D., Szakacs D., Zboray K., Schlosser G., Micsonai A., Kardos J., Bodor A., Pal G., J. Mol. Biol. 2019, 431 (3), 557. doi: 10.1016/j.jmb.2018.12.003

    67. [67]

      Krauss N., Wessner H., Welfle K., Welfle H., Scholz C., Seifert M., Zubow K., Ay J., Hahn M., Scheerer P., et al. Proteins: Struct., Funct., Genet. 2008, 73 (3), 552. doi: 10.1002/prot.22080

    68. [68]

      Alvarez-Armenta A., Carvajal-Millan E., Pacheco-Aguilar R., Garcia-Sanchez G., Marquez-Rios E., Scheuren-Acevedo S. M., Ramirez-Suarez J. C., Environ. Sci. Pollut. Res. 2019, 57 (1), 39. doi: 10.17113/ftb.57.01.19.5848

    69. [69]

      Wu J. J., Xie D. W., Chen X. J., Tang Y. J., Wang L. X., Xie J. L., Wei D. Z., Process Biochem. 2019, 79, 97. doi: 10.1016/j.procbio.2018.12.018

    70. [70]

      Yang L. Y., Hua S. Y., Zhou Z. Q., Wang G. C., Jiang F. L., Liu Y., Colloids Surf. B 2017, 157, 261. doi: 10.1016/j.colsurfb.2017.05.065

    71. [71]

      Zhang Y., Xu Z. Q., Liu X. R., Qi Z. D., Jiang F. L., Liu Y., J. Solut. Chem. 2012, 41 (2), 351. doi: 10.1007/s10953-012-9791-x

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  4
  • 文章访问数:  59
  • HTML全文浏览量:  7
文章相关
  • 收稿日期:  2019-05-14
  • 接受日期:  2019-06-19
  • 修回日期:  2019-06-19
  • 网络出版日期:  2020-06-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章