发布时间:2014-04-01 14:52 原文链接: 美用转基因细菌合成高能火箭燃料

  

  图:石油基燃料和先进生物燃料的能量密度比较。先进生物燃料(绿色)与石油基燃料(黑色)相比,能量密度较低。蒎烯二聚体(红色)与石油基燃料JP-10能量密度类似。

        目前的生物燃料体积热值太低,在应用与火箭、导弹中时,高能燃料非常重要。有一种从树木中提炼的化合物蒎烯,经二聚化后生成蒎烯二聚体,已证明其能量密度和航空燃料JP-10相当。佐治亚理工学院与联合生物能源研究院科学家通过转基因工程改造细菌合成蒎烯,有望替代JP-10用在导弹发射及其他航空领域。从石油中提炼JP-10供给有限,将来生物燃料有望补其不足,甚至促进新一代发动机的开发。相关研究发表在最近的美国化学协会(ACS)《合成生物学》杂志上。

  在前期生物工程的研究阶段,论文第一作者、佐治亚理工学院研究生斯蒂芬·沙瑞亚在该校副教授帕玛拉·佩拉塔-雅海亚的指导下,已将蒎烯产量提高了6 倍。他们在研究将替代酶插入大肠杆菌以产生蒎烯,已选定的酶分为两类:3种PS(蒎烯合成酶)和3种GPP(香叶基二磷酸合成酶),通过实验来寻找最佳组合以获得最高产量。目前,他们已将产量提高到32毫克/升。但要和来自石油的JP-10竞争,产量还要提高26倍,佩拉塔-雅海亚说,但这也在生物工程大肠杆菌的可能范围内。

  佩拉塔-雅海亚认为,目前的障碍在于系统内部的一个抑制过程。高浓度的基质抑制了酶的活性,她说,“目前我们需要的是在高浓度基质中不会被抑制的酶,或在整个反应中能维持基质低浓度的方法。这两方面都比较困难,但并非无法克服的。”

  JP-10的能量密度高于汽油和柴油,是因为其分子结构中包含碳原子组成的多应变环。每桶石油中能提取的JP-10是有限的,自然界中含有该化合物的树木中产量也很小,有限的供应使JP-10价格在25美元/加仑左右,因此生产高能生物燃料替代品比生产汽油或柴油替代品更有优势。“如果你研究汽油替代品,就要与3美元/加仑竞争,这需要一个长期优化的过程。”佩拉塔-雅海亚说,“而我们是在和25美元/加仑竞争,需要的时间更短。”

  虽然我们还处在几毫克/升的水平,但由于我们研究的替代品比柴油或汽油替代品价值更高,也就意味着我们离目标更近。”她说。从理论上讲,要让生产蒎烯的成本低于石油提炼是可能的。如果最终的生物燃料表现良好,将为轻质高能发动机燃料打开新的大门,增加高能燃料的供给。

  佩拉塔-雅海亚说,“我们制造的是一种可持续的、高能量密度的战略性燃料,但还处于研究初期,我们正在集中制造一种‘试行’燃料,类似于石油燃料,以适应目前的销售系统。”

相关文章

科睿唯安最新发布!确定了2024年的13种备受关注药物,开坦尼领衔中国市场

——科睿唯安2024年《备受关注的药物》报告于1月8日正式发布2024年的Clarivate™《备受关注的药物》报告将聚焦于13种预计在2024年崭露头角的药物,包括那些有望成为畅销药物的以及有潜力改......

4800万采购意向公开,华中农业大学采购质谱仪等分析仪器

为便于供应商及时了解政府采购信息,根据《财政部关于开展政府采购意向公开工作的通知》(财库〔2020〕10号)等有关规定,现将华中农业大学2024年4月政府采购意向公开如下:总预算4816万元,采购质谱......

兰州大学新增两家甘肃省重点实验室

甘肃省科技厅近日下发了《关于批准建设甘肃省泛第三极生物地球化学循环重点实验室的通知》和《关于批准建设甘肃省人工智能与算力技术重点实验室的通知》,记者获悉,依托兰州大学建设的甘肃省泛第三极生物地球化学循......

首个免疫细胞图谱,揭示人类肺部发展中免疫细胞的秘密作用

国际研究团队将先进的单细胞技术与肺部器官样体研究相结合,以绘制人类早期肺部免疫细胞的发展过程。他们的研究结果概述了这些细胞在人类肺部组织的发育过程中如何起到积极而密切的指导作用,揭示了免疫系统和呼吸系......

本周有多项重要的生物科技领域新闻盘点

本周有多项重要的生物科技领域新闻,涉及ConcertAI、Devyser、DNANudge、FDA、MGIAustralia和Bio-Techne'sLunaphore等公司和机构的最新动态。......

施一公:我国未来生物医药产业值得关注的10大领域

     日前,西湖大学校长施一公等多位专家参加第十五届中国生物产业大会。基于全球未来生物医药产业布局及我国的重点研究方向,当前至2035年我国产业发......

预临床CRO市场:亚太地区以10.9%的CAGR成为最具机会的市场

【全球预临床CRO市场规模在2022年估计为54亿美元,预计到2032年将达到111.8亿美元,预测期间的复合年增长率(CAGR)为7.60%。】主要亮点:生物分析和DMPK研究部分预计将在2023年......

2023年生物制药裁员跟踪,Xellia、Altamira、Catalent等,2023年哪些公司在削减员工

2022年在经济方面经历了种种起伏,随着经济的涨落,就业市场也如此。这一趋势在2023年持续下去。这一年伊始,科技行业大规模裁员,让许多人想知道生物制药行业是否也会面临同样的情况。幸运的是,尽管裁员通......

赛默飞携手三亚崖州湾科技城,共建生物科技创新实验室共享平台

2023年12月11日,三亚——近日,赋能科技进步的全球领导者赛默飞世尔科技(以下简称“赛默飞”)与三亚崖州湾科技城管理局在三亚崖州湾深海科技城签署协议,共同建设“三亚崖州湾科技城生物科技创新实验室共......

药明生物高速前行遇“路障”,能否穿越行业周期迎“暖春”?

最近,药明生物股价创下了近3个月来新低,并且带动了整个港股CXO板块集体重挫,康龙化成、凯莱英、泰格医药、药明康德、昭衍新药等企业均出现股价下跌,而导致这一想象主要由于药明生物向股东直言:下调今年的营......