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材料合成生物學 版權信息
- ISBN：9787030812872
- 條形碼：9787030812872 ; 978-7-03-081287-2
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
材料合成生物學 內容簡介
本書對材料合成生物學這一蓬勃發展的新興交叉領域進行了系統性梳理和介紹。首先對可作為構筑單元的生物源材料進行了系統闡述，隨后對"活"材料的設計與應用展開了詳盡論述。具體而言，第1章闡述了材料合成生物學的核心理念與基礎概念，為后續章節奠定了堅實的理論基礎。緊接著，第2和3章聚焦于聚乳酸與聚羥基脂肪酸酯這兩大生物可降解材料的生產和應用；第4～13章深入探討蛋白質、多糖及核酸等生物大分子材料的設計原理與實踐應用；第14～19章對工程活體材料的設計理念、從實際應用到加工技術進行了總結，全方位展示了其在智能響應、自我修復及環境適應性等方面的應用，為材料的未來發展開辟了全新的路徑。第20章探討了材料合成生物學領域可能的發展方向與趨勢。
本書不僅是合成生物學、生物工程、生物材料、材料科學與工程等領域專家學者的研究指南，也適合作為高等院校相關專業研究生教學參考書，為培養跨學科人才貢獻智慧與力量。
材料合成生物學 目錄
目錄第1章 材料合成生物學概述 11.1 材料合成生物學的發展和概念 11.2 材料合成生物學研究范疇 31.3 材料合成生物學全球布局 51.3.1 美國：戰略引領與系統性投入 51.3.2 歐盟：政策驅動與產業轉型 61.3.3 德國：基礎研究與應用轉化并重 71.3.4 中國：國家戰略持續布局 81.4 全書脈絡 8參考文獻 8第2章 聚乳酸材料 102.1 聚乳酸的材料特性 102.1.1 熱性能與機械性能 102.1.2 影響材料性能的因素 112.1.3 綠色特性 122.2 聚乳酸的應用領域 122.2.1 包裝材料 122.2.2 醫療材料 132.2.3 農業材料 142.2.4 紡織品和服裝材料 142.2.5 3D打印材料 142.3 聚乳酸的胞外合成 152.3.1 乳酸單體的生物合成途徑 162.3.2 化學催化乳酸聚合成聚乳酸 212.4 聚乳酸的胞內合成 222.4.1 聚乳酸的胞內合成途徑和代謝途徑優化 222.4.2 聚乳酸胞內合成的關鍵酶 242.4.3 聚乳酸胞內合成的碳源選擇 272.4.4 胞內聚乳酸產物的分離純化與檢測 282.4.5 聚乳酸胞內合成的主要挑戰和研究方向 302.5 聚乳酸的改性賦能 312.5.1 微生物法合成聚（乳酸-co-3-羥基丁酸酯） 312.5.2 其他單體與乳酸共聚 362.6 聚乳酸材料的挑戰和限制 372.6.1 生產成本和經濟可行性 382.6.2 性能和應用范圍的限制 382.6.3 市場接受度和消費者意識 392.7 聚乳酸材料的創新和發展 402.7.1 生物聚合技術的進步 402.7.2 未來的潛在應用 412.8 總結與展望 43參考文獻 43第3章 聚羥基脂肪酸酯（PHA）材料 523.1 PHA概述 523.1.1 PHA的組成和結構 533.1.2 PHA的性質 543.1.3 PHA的應用 553.2 PHA的生產 583.2.1 PHA的生物合成途徑 583.2.2 PHA的生產工藝 603.3 PHA材料的定制化合成 613.3.1 基于假單胞菌的中長鏈/功能化PHA的定制化合成 613.3.2 短鏈PHA的定制化合成 643.4 PHA材料的低成本生產 693.4.1 傳統工業生物技術與下一代工業生物技術 693.4.2 基于嗜鹽微生物的下一代工業生物技術 703.4.3 嗜鹽微生物的合成生物學改造以實現多種PHA的高效生產 733.5 PHA材料的低成本產業化生產 763.6 總結與展望 78參考文獻 79第4章 重組膠原蛋白材料 874.1 膠原蛋白概述 874.1.1 膠原蛋白的結構 874.1.2 膠原蛋白的類型 894.1.3 膠原蛋白的合成與降解 904.2 重組膠原蛋白概述 924.2.1 重組膠原蛋白的發展 934.2.2 重組膠原蛋白的特點 944.2.3 重組膠原蛋白的分類 954.3 重組膠原蛋白的生物制造 954.3.1 重組膠原蛋白表達體系的構建 954.3.2 重組膠原蛋白生產菌株的發酵調控 984.3.3 重組膠原蛋白的分離純化 1014.4 重組膠原蛋白的應用 1024.4.1 骨修復材料 1034.4.2 創面修復敷料 1034.4.3 角膜基質再生材料 1044.4.3 藥物輸送 1054.4.4 蛋白質替代療法 1054.4.5 皮膚醫學 1064.5 總結與展望 107參考文獻 108第5章 絲蛋白材料 1135.1 絲蛋白概述 1135.2 蛛絲蛋白分類與結構特性 1155.3 蛛絲蛋白的異源合成 1195.3.1 蛛絲蛋白異源合成的技術挑戰 1195.3.2 絲蛋白的結構與性質關系 1205.3.3 絲蛋白合成的細胞工廠構建 1235.3.4 重組絲蛋白的性能提升 1275.4 重組絲蛋白的體外組裝形式 1315.4.1 絲蛋白纖維 1315.4.2 絲蛋白凝膠 1345.4.3 絲蛋白3D支架 1355.4.4 絲蛋白靜電紡絲納米纖維 1365.4.5 絲蛋白活體材料 1375.4.6 絲蛋白其他組裝形式 1385.5 絲蛋白潛在應用領域 1395.5.1 醫學領域 1395.5.2 軍事與航空領域 1425.5.3 紡織領域 1435.5.4 其他領域 1445.6 絲蛋白產業發展現狀 1455.7 總結與展望 147參考文獻 147第6章 抗凍蛋白材料 1586.1 抗凍蛋白 1586.1.1 抗凍蛋白的來源 1596.1.2 抗凍蛋白的功能 1606.1.3 抗凍蛋白的結構 1616.2 抗凍機理 1676.2.1 抗凍蛋白擾動水分子 1686.2.2 抗凍蛋白與冰晶結合 1696.3 抗凍蛋白模擬物 1726.3.1 功能仿抗凍蛋白材料 1736.3.2 結構仿抗凍蛋白材料 1756.4 抗凍（糖）蛋白的應用 1786.4.1 抗凍（糖）蛋白在食品工業中的應用 1786.4.2 抗凍（糖）蛋白在細胞冷凍保存中的應用 1796.4.3 抗凍（糖）蛋白在涂層方面的應用 1806.4.4 抗凍（糖）蛋白在冰純化方面的應用 1816.5 總結與展望 182參考文獻 182第7章 模塊化的重組蛋白質材料 1917.1 蛋白質材料概述 1917.2 天然蛋白質材料 1937.2.1 自然界中的蛋白質材料 1937.2.2 天然蛋白質材料的局限性 1957.3 蛋白質材料構建基元的設計 1967.3.1 定向進化策略 1967.3.2 理性設計 2007.3.3 模塊化設計與重組蛋白技術 2057.4 蛋白質材料的組裝技術 2107.4.1 蛋白質的分級組裝與自組裝 2117.4.2 蛋白質組裝中的相互作用 2167.4.3 人工智能輔助蛋白質材料設計 2227.5 總結與展望 223參考文獻 224第8章 蛋白質水凝膠材料 2338.1 蛋白質水凝膠概述 2348.1.1 蛋白質水凝膠的種類 2348.1.2 不同種類蛋白質特性對水凝膠性質的影響 2368.2 蛋白質水凝膠的交聯方法及網絡構象 2378.2.1 化學交聯方法 2378.2.2 物理交聯方法 2408.2.3 交聯網絡構象變化與環境響應 2418.3 蛋白質水凝膠的物理力學特性 2448.3.1 水凝膠的物理特性 2448.3.2 水凝膠的機械性能 2458.3.3 影響水凝膠物理力學特性的因素 2468.4 蛋白質水凝膠在生物醫藥中的應用 2498.4.1 藥物遞送 2498.4.2 細胞培養 2528.4.3 組織工程 2568.4.4 其他應用 2608.5 總結與展望 264參考文獻 266第9章 可控分子量透明質酸材料 2779.1 透明質酸概述 2779.2 透明質酸的合成 2789.2.1 透明質酸的合成途徑 2789.2.2 透明質酸合酶與透明質酸糖鏈聚合 2799.3 透明質酸的酶法降解 2819.3.1 透明質酸的降解 2819.3.2 水蛭透明質酸酶基因的序列鑒定及在畢赤酵母中的重組表達 2829.4 低分子量透明質酸的酶催化生產 2849.4.1 低分子量透明質酸的生產方法 2849.4.2 水蛭透明質酸酶酶解制備低分子量透明質酸與寡聚糖 2859.5 透明質酸可控分子量生物合成 2939.5.1 超高分子量透明質酸的生物合成 2939.5.2 中高分子量透明質酸的發酵生產 2989.5.3 低分子量透明質酸的一步發酵生產 3009.6 總結與展望 311參考文獻 312第10章 細菌纖維素材料 31510.1 細菌纖維素的來源與合成 31510.1.1 細菌纖維素的來源 31510.1.2 細菌纖維素的合成 31610.2 細菌纖維素的發酵工藝 32010.2.1 微環境對細菌纖維素合成的影響 32010.2.2 發酵方式對細菌纖維素合成的影響 32210.3 細菌纖維素的代謝工程改造 32410.3.1 細菌纖維素的代謝通路 32410.3.2 調控細菌纖維素合成的遺傳工具 32610.3.3 定向改造細菌纖維素的合成 32810.4 細菌纖維素功能復合材料的改性方式 33110.4.1 非原位改性 33210.4.2 原位改性 33310.5 細菌纖維素功能復合材料的應用領域 33810.5.1 油水分離領域 33810.5.2 傷口敷料領域 33910.5.3 生物傳感領域 34010.6 總結與展望 342參考文獻 342第11章 核酸材料 34911.1 核酸分子與核酸材料 34911.1.1 核酸分子結構基礎 34911.1.2 核酸分子生物活性 35211.1.3 核酸材料的優勢 35411.2 核酸材料構建策略 35411.2.1 基于DNA單鏈的模塊組裝 35511.2.2 基于DNA納米結構的模塊組裝 35611.2.3 熱穩定聚合酶鏈反應 35711.2.4 滾環擴增 35811.2.5 雜交鏈反應 36011.2.6 雜化組裝 36111.2.7 DNA折紙技術 36211.3 核酸材料的種類 36211.3.1 核酸水凝膠 36211.3.2 納米核酸材料 36711.3.3 雜化納米核酸材料 36911.4 核酸材料的應用 37111.4.1 細胞和外泌體的特異分離 37111.4.2 生物信號檢測 37211.4.3 細胞調控 37411.4.4 生物成像 37511.4.5 疾病治療 37711.5 總結與展望 383參考文獻 384第12章 細菌合成納米材料及半人工光合作用 38712.1 細菌合成納米材料概述 38712.1.1 細菌合成磁小體 38812.1.2 細菌合成量子點 39312.1.3 細菌合成其他無機納米材料 40112.1.4 潛在挑戰 40512.2 半人工光合作用 40712.2.1 半人工光合作用概述 40712.2.2 半人工
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