深红正青霉

凭借轻巧、灵活和自发光等优点，有机发光二极管(OLED)被广泛认为是主流的第三代显示技术。而有机电致发光材料是OLED的关键组分之一。能够通过高能级通道迅速发生逆系统间跃迁(RISC)过程的“热激子”材料在OLED界备受关注。有研究显示，通过热激子路径可以获得理论上的100%内部量子效率(IQE)和低滚降速率。然而，红色热激子材料在聚集态和团簇态下仍不可避免地遭受聚集引起的淬灭(ACQ)，导致相对较低的光致发光量子产率(PLQYs)。同时，迄今为止缺乏明确的分子设计策略来提高PLQYs。聚集诱导发光(AIE)是重要的光物理现象。然而，由于缺乏有效的三重激子利用策略，多数基于AIE的OLEDs效率较低。 　　近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员葛子义和副研究员李伟，联合华南理工大学教授苏仕健等，提出了新颖的分子设计策略，将热激子机制和AIE特性融合到单个分子。在新开发的分子T-IPD和DT-IPD中(图1)，通过调节受体单元的共轭长度，单重激发(S1)态的能量显著提高至第二三重激发(T2)态，从而增强了高能态的逆系间窜越过程(hRISC)(图2)。通过引入TPA和DP-TPA给体基团，T-IPD和DT-IPD可以形成刚性和扭曲的三维几何结构，具有适当的二面角，有效抑制了分子间π-π堆积和分子内运动，使其在固体或聚集态下呈现强烈的发光。同时，它们的AIE特性可以通过在聚集态下形成J-聚集体结构进一步增强。由于热激子机制和AIE特性，研究获得了最高12.2%的外量子效率，这是基于热激子机制和AIE特性的深红色OLEDs中性能最高的(图3)。 　　为了进一步阐明通过hRISC过程和三重-三重湮灭(TTA)部分在电致发光器件中的热激子松弛过程，研究使用100微秒的电脉冲宽度对基于T-IPD和DP-IPD的非掺杂器件进行瞬态电致发光(TREL)测量。TREL衰减呈现出两个明显的成分——快速EL衰减和延迟EL衰减。在电压脉冲停止后，快速EL衰减源于几纳秒内的单激子发射，而延迟EL衰减则是长寿命三重子激子参与发射过程的结果。然而，实验结果表明，在HLCT系统中，hRISC过程在几纳秒内迅速发生，导致快速EL衰减而非延迟EL衰减。 　　此外，科研人员观察到延迟EL衰减(Idelayed)很好地符合TTA模型，这是由于T-IPD和DP-IPD的低T1能级所致，遵循双分子上转换发射公式，即基于T-IPD和DP-IPD的非掺杂OLEDs的延迟衰减成分的比例仅为4.0%和5.6%，表明TTA上转换受限，主要是由于低T1激子密度。这种延迟衰减成分的低比例不足以解释其显著的高效率，进一步验证了T-IPD和DP-IPD的热激子机制。 　　相关研究成果以Hot Exciton Mechanism and AIE Effect Boost the Performance of Deep-Red Emitters in Non-doped OLEDs为题，发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、宁波市重点科技项目等的支持。

软毛青霉素及相关青霉菌毒素近期，日本著名药企小林制药被推上了风口浪尖，部分消费者在服用该公司含有红曲成分的保健品后，出现肾脏等方面的健康问题，导致小林制药已撤回8种红曲保健品作为功能性标识食品的备案，其中3种商品已经召回。图片图片来源：财经网一般情况下，红曲类保健食品会检测是否含有已知的真菌毒素—桔青霉素。小林制药表示，他们选择的红曲菌不携带能产生桔青霉素的基因，在原材料测试报告中也的确没有检测到桔青霉素。3月29日，小林制药公司向日本厚生劳动省报告，其红曲产品中导致问题的成分可能为“软毛青霉酸（Puberulic acid）”。软毛青霉酸是在发酵过程中由青霉菌产生的天然毒素。据文献报道，从青霉菌发酵液中已分离出软毛青霉酸（Puberulic acid）、密挤青霉酸（Stipitatic acid）及其三种类似物Viticolins A–C等环庚三烯酚酮类（Tropolone）毒素。青霉菌毒素具有耐高温和侵害实质器官的特性，加热烹调也很难使其毒性减弱。目前，有关软毛青霉酸等青霉菌毒素导致的肾脏毒性报道较少，仍需进行相关研究。由于红曲菌在发酵过程中并不能产生软毛青霉素，有专家推测小林制药的红曲产品可能因为原料受到了青霉菌的污染而产生了软毛青霉酸，但具体原因还需后续的调查确认。相信该事件的发生将进一步促进红曲类食品检测的加强，相关检测标准将在不远的将来应运而生。红曲及其用途图片来源：财经网红曲也叫红曲红、红曲霉、红曲米，其作为一种天然发酵产物，成分复杂，包括多种具有生物活性的物质。红曲可应用于制药、酿酒、食品着色等方面，具有悠久的历史和公认的保健价值，特别是在降血脂、降胆固醇方面具有积极效果。目前，国内生产的红曲主要有三类，分别是酿酒红曲、色素红曲和功能红曲。▶ 酿酒红曲的糖化力高、酯化力强、有独特的曲香，广泛用于各种黄酒、白酒、醋、酱的酿造；▶ 色素红曲的色价很高，是纯天然的食品着色剂，通常用于肉制品、腐乳等食品的着色。▶ 功能红曲是指以大米为原料，用纯培养的红曲菌发酵生成的莫纳可林K（又称洛伐他汀，结构式见下图）等生物活性物质的红曲，常被用作防治心血管疾病的保健品和药品的原材料。各大厂商包括小林制药已将红曲米类食品开发为具有降血脂、降胆固醇功能的保健食品。我国对红曲类产品的使用要求红曲色素，属于复合色素，常用红曲添加剂为大米的红曲酶发酵产物或其提取物，为多种天然色素的混合物。目前, 已确定出化学结构的红曲色素主要有6种，包括黄色素、橙色素和红色素，结构如下：随着科学认识的不断深入和对食品安全要求的提高，我国对红曲及其制品的应用和管理日趋严格。国家食品药品监督管理局在《关于以红曲等为原料保健食品产品申报与审评有关事项的通知》中规定，红曲推荐量每日暂定不超过2g，产品中洛伐他汀应当来源于红曲，总洛伐他汀推荐量每日暂定不超过10mg，且不适宜在少年儿童、孕妇、哺乳人群使用等；《GB 2760-2024食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》红曲米及红曲红作为着色剂可用于腐乳、碳酸饮料、果冻、糕点、配制酒等多种食品中，其中风味发酵乳中的最大使用量不得超过0.8g/kg，糕点中的使用量不得超过0.9g/kg，焙烤食品馅料及表面用挂浆不得超过1.0g/kg；另外，《GB 5009.150-2016食品安全国家标准 食品中红曲色素的测定》规定了对风味发酵乳、果酱、腐乳、干杏仁、糖果、方便面制品等食品中红曲红素、红曲素、红曲红胺3种红曲色素的测定方法。值得注意的是，红曲色素（又称红曲红）是发酵产生的多种天然色素的混合物，由于发酵工艺的不同，市售红曲色素所含的色素成分及其含量不尽相同，也并非上述所有常见成分均可检出。另外，GB 5009.150-2016和SN/T 3843-2014标准中将红曲红胺的CAS号3627-51-8写为126631-93-4，而后者对应的名称为N-芴甲氧羰基-8-氨基辛酸（N-Fmoc-8-Aminooctanoic acid），对应的结构式见下图。尽管该化合物的分子式和分子量与红曲红胺完全相同，导致二者在一级质谱的分子离子峰完全相同（均为[M+H]+ = 382, [M-H]- = 380），然而二者的化学结构却差别巨大，因此其核磁谱图和二级质谱上的碎片离子峰有显著差别，在HPLC上的出峰时间和UV吸收也有明显的区别。检测人员在标准物质选择、采购和使用中应多加注意，避免产生错误的检测结果。红曲在发酵过程中可能因菌株变异或污染产生桔青霉素，其有很强的肾脏毒性，摄入过量会导致肾损害，因此桔青霉素是红曲类产品必检项。《GB 1886.181-2016食品安全国家标准 食品添加剂 红曲红》中规定红曲红中桔青霉素的限量为0.04 mg/kg。《GB 1886.66-2015食品安全国家标准 食品添加剂 红曲黄色素》中规定红曲黄色素中桔青霉素的限量为1.0 mg/kg。阿尔塔科技作为被CNAS认可的食品安全检测有机标准物质生产制造商，根据科研单位检测热点，快速响应，积极研发软毛青霉酸、桔青霉素、红曲色素及其相关产品，助力食品安全检测，为守护广大消费者的身体健康保驾护航。 红曲发酵过程可能产生的相关毒素标准品：了解更多产品或需要定制服务，请联系我们

1928年，亚历山大?弗莱明（Alexander Fleming）在伦敦圣玛丽医院的医学院工作时发现了第一种抗生素——青霉素（penicillin）。这种抗生素是由青霉属中的霉菌产生的，能够抑制葡萄球菌的生长。凭借此项发现，弗莱明在1945年被授予诺贝尔生理学或医学奖。之后，弗莱明所发现的青霉菌菌种被交给牛津大学的研究小组保存。如今，来自伦敦帝国理工学院、牛津大学和国际应用生物科学中心（CABI）的研究人员利用五十多年前冷冻保存的样本，对这个原始青霉菌菌株开展了基因组测序。这项成果于9月24日发表在《Scientific Reports》杂志上。研究小组还将弗莱明的青霉菌菌株和美国现在大规模生产抗生素所用的菌株进行比较。他们发现，英国菌株和美国菌株生产青霉素的方式略有不同，这可能对抗生素的工业生产有意义。帝国理工学院生命科学系和牛津大学动物学系的Timothy Barraclough教授说：“我们原本打算将亚历山大?弗莱明的青霉菌用于一些其他实验，但让我们惊讶的是，没有人对这个原始的青霉菌基因组进行测序，尽管它在生物界具有历史意义。”尽管弗莱明霉菌因青霉素的发现而闻名，但后来美国研究人员却选择发霉哈密瓜上的霉菌来生产抗生素。他们从发霉的哈密瓜上分离出原始的野生霉菌分离株，经过多轮X射线、化学和紫外线诱变以及人工选择，最终获得青霉素产量高的分离株。在这项研究中，研究团队获得了保存在CABI菌种保藏库中的冷冻样本，并重新培养了弗莱明的原始青霉菌（Penicillium rubens）。他们提取出DNA，利用Illumina MiSeq测序平台开展基因组测序，并将此基因组与先前发表的两种青霉属工业菌株的基因组进行比较。研究人员特别关注两类基因：一类是编码各种酶的基因（pcbAB、pcbC和penDE），青霉菌利用这些酶来产生青霉素；另一类是调控基因，这些基因能够控制酶的产量。他们发现，对于英国和美国的菌株，调控基因有着相同的遗传密码，但美国菌株拥有更多的拷贝，使得菌株产生更多的青霉素。不过，青霉素生产酶的编码基因却不相同。这表明，英国和美国的野生青霉菌经过自然进化，产生了略有不同的版本。像青霉菌这样的霉菌会产生抗生素来对付微生物，而微生物也会不断进化以躲避这些攻击，如此这般，“军备竞赛”不断升级。英国菌株和美国菌株的进化方式可能不同，以适当其当地的微生物。就目前而言，微生物进化已成为一个大问题，因为许多细菌已对我们的抗生素产生了耐药性。研究人员表示，尽管他们尚不清楚英国和美国菌株中不同酶的序列对抗生素有何影响，但这有望带来青霉素生产的新方法。文章的第1作者、帝国理工学院生命科学系的Ayush Pathak表示：“我们的研究有望激发对抗耐药性的新解决方案。青霉素的工业生产主要关注产量，而人为提高产量的步骤导致基因数量的改变。”