降解脂类过程

近岸海域中，常常会产生抗生素的残留，这些残留对海洋生物甚至人类健康产生了威胁。光降解是抗生素在海洋环境中重要的非生物降解途径，包括直接光降解和间接光降解，其中，间接光降解是表层水体中抗生素的重要转化途径。溶解有机物可通过光照作用产生活性中间体参与间接光降解反应，是影响抗生素间接光降解的关键性因素。由于溶解有机物结构组成的复杂性，目前国际上关于溶解有机物对抗生素间接光降解的影响机制尚不明确。多年来，中国水产科学研究院黄海水产研究所渔业环境优化与循环水处理技术创新团队针对这一科学问题展开了深入研究，揭示了溶解有机物结构组成在磺胺类抗生素间接光降解过程中的关键作用，阐明了海水中关键环境因子对间接光降解的影响机理。近日，相关研究成果发表在环境科学与生态学领域期刊《整体环境科学》和《环境污染》上。溶解有机物的结构组成对磺胺类抗生素间接光降解的影响机制 黄海水产研究所供图据了解，该研究以溶解有机物的结构、性质以及环境中pH、盐度、硝酸根、碳酸氢根等关键因子为影响因素，首次系统阐明了近海海水中溶解有机物对磺胺类抗生素光降解的影响机制。研究发现，溶解有机物通过产生活性中间体，有效促进了磺胺类抗生素的间接光降解；溶解有机物中陆源类腐殖质组分对磺胺类抗生素间接光降解的影响要显著强于海源类腐殖质组分；pH、盐度、硝酸根和碳酸氢根均可通过改变活性中间体的稳态浓度影响磺胺类抗生素的间接光降解。团队进一步研究表明，由于具有高的芳香性，陆源类腐殖质组分能够较好促进磺胺类抗生素的间接光降解；低分子量的溶解有机物比高分子量的溶解有机物对磺胺类抗生素间接光降解的促进作用更显著；由于具有较高的芳香性和陆源类腐殖质物质，亲水性酸、亲水性碱和疏水性酸是影响磺胺类抗生素间接光降解的主要组分。这些研究结果揭示了磺胺类抗生素在我国近岸渔业水域光降解过程的反应动力学及降解机理，为准确掌握近岸海域环境中抗生素的归趋和评估其生态环境风险提供了理论依据。相关研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、崂山实验室项目和中国水产科学研究院创新团队等项目的支持。

在塑料生物降解测试中，对于塑料材料原料或制品的前处理制样是一个非常重要的步骤，但也一直是广大测试人员最头疼的问题之一。由于塑料材料普遍具有较低的软化温度、较高的粘度，对于样品的研磨、剪切都造成了极大的障碍。塑料材料原料或制品通常主要以粉末、颗粒、薄膜、片材、空心管状、块状等几种形态呈现。在降解测试中，为了确保样品能够以最大的接触面积充分接触接种物底物，使微生物和所分泌的各种不同解聚酶容易进攻塑料材料，我们一般都会将塑料样品处理成更细小的颗粒或更薄的片材。常见生物降解标准所要求样品形态（参考GB/T 38787-2020《塑料 材料生物分解试验用样品制备方法》）其中：（1）对于吸管类制品，一般需将其剖开，并剪成不大于2 cm的片状材料。（2）对于非薄膜、非粉末状样品，一般参考GB/T 38787-2020《塑料 材料生物分解试验用样品制备方法》，采用干冰或液氮冷却并机械研磨制成粉料。（3）对于要求采用薄膜样品的方法，需采用平板硫化机将塑料颗粒热压成约几十μm的薄膜，再按照要求进行裁片。湖北洛克泰克是国内少有的通过完全自主研发，提供材料生物降解测试仪器和服务全解决方案的供应商。我们为广大不同需求的客户提供RTK PBDA塑料生物降解分析仪、RTK PBD 全自动塑料崩解分析仪、RTK CRM密闭呼吸计、RTK BMP全自动甲烷潜力测试系统、RTK-BRE微生物降解呼吸仪等产品，可适用于各类塑料生物降解性能评估标准方法的测试。湖北洛克泰克仪器股份有限公司成立于2013年，是国家级高新技术企业（证书编号GR202042003741），拥有包括生物降解领域的近30余项专利证书（含发明专利）。为中国农业大学厌氧发酵联合实验室、华中农业大学产学研合作基地。作为中国科学测试仪器研究型制造商，洛克泰克努力为全球客户提供专业的科学测试仪器、测试方法、培训及技术服务。洛克泰克秉承“技术推动科学进步”的使命，致力于我国的“碳达峰、碳中和”目标，为政府、大学、研究机构及企业提供服务，实现更健康、更安全、更环保的高质量发展。欢迎垂询！

光刻技术是在硅基工业中的一种关键且成熟的技术，它可以精密地定义与制备小尺度的微电子器件。然而，要将光刻技术应用于柔性电子器件的实现，柔性可降解基底对光刻过程中要用到的有机溶剂、高温以及紫外光的敏感性是它面临的核心挑战。很多时候，由于柔性层表面的粗糙性、剥落、不均匀性以及气泡等问题，器件难以实现预期性能。因此，为了保护光刻过程中脆弱的柔性可降解基底，来自土耳其伊斯坦布尔的科克大学的研究人员提出可以利用一层额外的无机薄膜层来隔绝柔性基底与表面光刻工艺的各种操作。相关论文以题为“Photolithography-Based Microfabrication of Biodegradable Flexible and Stretchable Sensors”发表在Advanced Materials上。研究人员通过优化的微纳加工工艺流程实现了具有高性能、一致性、可拉伸性以及稳定性的柔性生物可降解的电子器件。图1a和1b展示了在一个指尖大小（1 cm2）的柔性PLA贴片上包含了1600个IDE电容器，它们的器件均一性达到了3.08±3.89*10-3 pF。同时，多种其他类型的电子器件如电极、电阻、电感以及平行板电容器也可以实现小型化与可拉伸性（图1c）。图1d展示了在一个已经发生部分降解的PGS基底上制备的IDE电容器。制备这种柔性可降解电子器件工艺的关键策略在于隔离在硅衬底上的柔性可降解基底。基本的制备步骤为（图1e）：i）在硅衬底上增加牺牲层图层；ii）依次沉积柔性可降解聚合物基底层、保护层、黏附层以及金属层；iii）金属层图案化。其中，值得关注的是：（1）牺牲层采用水溶性的右旋糖苷（Dextran），以确保在工艺完成后整块薄膜可以从硅衬底上剥离；（2）利用旋涂15 %（w/w)的PLA溶液（氯仿作为溶剂）加软烘脱气泡形成PLA柔心可降解基底；（3）锗（Ge）则利用物理气相沉积（PVD）在PLA表面被形成保护层，CVD不被选用的原因是会对PLA薄膜基底表面产生明显损伤。图1. 基于光刻工艺，在柔性可降解基底上制备可拉伸与小型化图案。(a) 在1cm2面积上包含有1600个器件的柔性贴片 (b) IDE电容阵列的共聚焦显微镜图像。插图：放大后的IDE电容器显微图像。比例尺：500 um（右）和200 um（左）；(c) 在硅衬底上的聚乳酸基底上制备的各种器件照片。比例尺：1 cm； (d)放在PBS中，已经发生部分降解的PGS基底上的IDE器件 (e) 基于剥离法和反应离子刻蚀法（RIE）进行的工艺流程图。基于所提出的光刻制备柔性可降解器件的工艺，研究人员展示了器件良好的柔性（图2a）、优良的可降解性（图2b）以及使用其他材料的可拓展性（图2c-2d）。同时，对器件的均一性控制（图3a - 3c）以及器件不同尺寸的可定制性（图3d-3f）也做了响应的制备实验与表征。最后，为了展示该工艺在柔性可降解传感器制备中的应用潜力，该工作为我们展示了利用光刻工艺制作的电容式压力传感器以及葡萄糖电化学传感器并分别进行了测试。图2. 在柔性可拉伸基底上微纳制造可降解器件。(a) 带有电阻器件的柔性PLA贴片被环绕在一个直径1cm的玻璃棒上 (b) 在PDB溶液中浸泡时（1 M，室温下PH≈12），PLA基底上的钼（Mo）器件图案逐渐消失 (c) PGS柔性基底上的螺旋Mo器件 (d) 可拉伸器件在PBS溶液中降解的光学图像。图3. PLA基底上IDE电容阵列的表征。 (a) 8*8阵列的光学图像 (b) 每个IDE电容器在不同频率下的测试表现，插图显示了该阵列电容的数值分布 (c) 电容均一性展示图；(d) 4个不同宽度和间隙的微加工IDE电容器器件显微图像 (e) 高度小型化的IDE电容器件的SEM表征 (f) 不同尺寸IED电容器件在不同频率下的测试表现。图4. 可拉伸柔性基底上的微纳制备的可降解应变与化学传感器。 (a)光学和SEM图像 (b) 器件结构示意图 (c) 器件在不同频率下的响应特性测试 (d) 化学传感器的光学图像 (e) 化学传感器的性能测试 (f) 不同浓度被测物与传感器的电流响应。总的来说，该研究为我们展示了一种基于传统光刻工艺的制造柔性可降解电子器件的新方法。它尝试解决了光刻工艺中有机溶剂、紫外光和高温等操作对柔性可降解基底的损伤问题，并取得了较好的器件均一性。由于利用了硅基工业上已经很成熟且普及的光刻设备，它在批量制造上具有明显优势。同时，光刻工艺的小尺度加工的优点也被带入柔性电子器件的制备中，实现了小尺度器件的精细制造。但是，目前该研究工作中的电子器件还未涉及半导体材料，因此还有待进一步的发展与思考。