研究发现不用煤焦油和原油也能制造常见感冒止痛药

研究发现不用煤焦油和原油也能制造常见感冒止痛药 扑热息痛最早合成于 19 世纪,在美国和日本被称为对乙酰氨基酚,是世界上最常用的止痛退烧非处方药之一。它以泰诺和必理痛的名义出售,甚至被列入世界卫生组织的《基本药物示范目录》。扑热息痛的坏处在于,与大多数药品一样,它来自不可再生的石油化工产品。事实上,扑热息痛曾被称为"煤焦油镇痛药",因为商业化生产扑热息痛的起始原料是苯酚,而苯酚是从具有镇痛特性的煤焦油蒸馏中提取的。如今,工业苯酚通常从原油而非煤焦油中合成,但这仍然会带来环境问题。鉴于地球上有限的化石燃料供应和实现净零排放的全球挑战,威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员设计出了一种生产扑热息痛的更环保方法:树木。2019 年,由华大麦迪逊分校生物化学教授约翰-拉尔夫(John Ralph)和五大湖生物能源研究中心(Great Lakes Bioenergy Research Center)的科学家史蒂文-卡伦(Steven Karlen)领导的团队获得了一项专利,他们的方法是从木质素(一类复杂的有机聚合物,是某些植物的"骨架")中合成扑热息痛。从那时起,他们不断改进这一工艺。杨树的木质素被分解并转化为扑热息痛首先是一些化学知识。对乙酰氨基酚分子(N-乙酰氧基对氨基苯酚)由一个六碳苯环和两个化学基团(一个羟基和一个酰胺基)组成。杨树中的木质素会产生一种类似的化合物,即对羟基苯甲酸酯(pHB)。然而,由于木质素的分子结构复杂且不规则,要将其分解成有用的成分非常困难。面对挑战,研究人员开发出一种方法,将 pHB 分解成另一种化学物质,然后将其转化为扑热息痛(或其他用途的产品)。卡伦说:"这可以制造黑色墨水等染料,也可以制造可用于纺织品或材料应用的聚合物,还可以将其转化为粘合剂或类似的东西。它有着巨大的市场和价值。"这里有更多的化学知识,这种方法有三个加工阶段。第一阶段,植物性pHB被分解为对羟基苯甲酰胺(pHBA)。在第二阶段,连续反应过程将pHBA转化为对氨基苯酚,并回收未反应的pHBA。(在连续反应过程中,所有化学反应都是同时进行的,处理过的材料不会像分批反应那样被分成不同的部分)。第三阶段是将对氨基苯酚乙酰化为扑热息痛。研究人员发现,这种工艺的pHBA 对扑热息痛的产率约为 90%,扑热息痛的纯度超过 95%。卡伦说,通过进一步研究,应该可以将产量提高到 99%。与传统方法相比,新方法有几个优点。它成本更低、主要以水为基础、使用绿色溶剂,而且是连续反应而非批量反应,因此非常适合工业应用。卡伦说:"我们进行了研发,以扩大其规模并使其成为现实。当我砍树时,它可以直接进入反应器,提取苯甲酰胺。所以可以永远不停下来。只要卡车能快速驶入并装满料斗,就能持续生产药品。"2022 年,pHBA的全球市场约为 42500 吨,价值 6600-8500 万美元。根据研究人员的计算,需要 10 家生物精炼厂每天加工 1000 吨pHBA含量为 1.2 wt% 的杨木,才能满足这一需求。他们建议,建立一个由小型生物精炼厂组成的网络,为大型枢纽精炼厂提供原料,以提高产品转化率,这将是一个可行的选择,并可将产品市场规模从大约 8500 万美元扩大到 15 亿美元。他们还说,该工艺可生产的其他有价值产品也具有增值潜力。该研究发表在《ChemSusChem》杂志上。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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新研究对"阿片类药物是最有效的止痛药"这一普遍观点提出质疑

新研究对"阿片类药物是最有效的止痛药"这一普遍观点提出质疑 一篇新的综述挑战了我们对阿片类药物在癌痛中作用的认识。研究人员在研究阿片类药物治疗癌症相关疼痛的数据时发现,这些药物对缓解癌症疼痛的实际效果存在很大的证据差距。本综述对阿片类药物是最有效的止痛药这一广为接受的观点提出了质疑。由悉尼大学牵头的这项研究强调,癌痛治疗没有"放之四海而皆准"的方法,并敦促医疗专业人员和患者在决定合适的疼痛治疗方案时仔细权衡证据。重新评估阿片类止痛药阿片类止痛药是治疗癌症疼痛最常用的药物。包括世界卫生组织在内的许多国际指南都建议使用阿片类药物来控制本底性癌痛(持续性疼痛)和突破性癌痛(本底性疼痛之外的暂时性疼痛发作)。然而,研究发现很少有试验将吗啡、羟考酮和美沙酮等常用阿片类药物与安慰剂进行比较。该研究没有发现令人信服的证据表明,在临终关怀以外的背景癌痛治疗中,吗啡比其他阿片类药物更好或更安全。尽管医生普遍将吗啡视为癌症治疗的"黄金标准疗法",许多国际临床指南也推荐使用吗啡来治疗中度至重度癌痛,因为吗啡成本低且容易获得。其他疼痛治疗方案审查还发现,包括阿司匹林和双氯芬酸在内的非甾体抗炎药(NSAIDs)在治疗背景癌痛方面的效果可能至少与某些阿片类药物相当。"缺乏将治疗癌症疼痛的阿片类药物与安慰剂进行比较的证据,这可能反映了开展此类试验所面临的伦理和后勤挑战。"悉尼大学公共卫生学院、医学与健康学院和悉尼肌肉骨骼健康中心的首席研究员克里斯蒂娜-阿卜杜勒-沙希德(Christina Abdel Shaheed)博士说:"然而,这些试验对于指导临床决策非常必要。""在实践中,阿片类药物对于生命末期的顽固性疼痛和痛苦是不可或缺的。值得强调的是,非阿片类药物,尤其是非甾体抗炎药,对某些癌症疼痛的疗效令人惊讶,而且可以避免依赖性和阿片类镇痛随时间减弱的问题,"合著者之一、美国华盛顿大学医学院的 Jane Ballantyne 教授说。合著者之一、英国华威大学的马丁-安德伍德(Martin Underwood)教授说:"如果不那么注重使用阿片类药物来减轻疼痛程度,有背景癌痛的人可能会有更好的总体生活体验。"该研究的资深作者、澳大利亚利物浦医院癌症治疗中心的马克-西德霍姆(Mark Sidhom)博士说:"我们希望这些研究结果能够帮助指导医生和患者在不同的阿片类药物治疗癌症疼痛时做出选择,并让患者在无法耐受阿片类药物或选择不服用阿片类药物时能够考虑替代药物。"主要发现这项研究审查了 150 多项已发表的临床试验数据。将阿片类药物与安慰剂进行比较的试验很少。在安慰剂对照试验中,有中度确定性证据表明,对于癌症引起的背景疼痛,他喷他多的疗效优于安慰剂。通常被认为药效较弱的阿片类药物(如可待因),或非甾体抗炎药(如阿司匹林、吡罗昔康、酮咯酸、双氯芬酸和抗抑郁药丙咪嗪),可能与"强效"阿片类药物一样适用于背景癌痛,而且副作用较少。对于突破性癌痛,芬太尼作为鼻腔喷剂、舌下喷剂、牙龈和脸颊之间的喷剂或口服喷剂可能比安慰剂更有效(尽管不能经常使用)。与安慰剂相比,芬太尼的副作用也更大。吗啡和其他阿片类药物可能会影响人体的抗癌能力。需要进行研究以确定阿片类药物与抗癌治疗或免疫系统之间是否会产生负面影响,从而确保疼痛治疗不会对有效治疗癌症的能力产生负面影响。需要开展更多的研究,尤其是关于非药物干预治疗癌症疼痛的研究。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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太阳能新技术利用粪便制造氢燃料 转化率高达35%

太阳能新技术利用粪便制造氢燃料 转化率高达35% 氢基燃料是最有前途的清洁能源之一。但生产纯氢气是一个能源密集型过程,通常需要煤或天然气以及大量电力。在《细胞报告物理科学》(Cell ReportsPhysical Science)杂志的一篇论文中,由 UIC 工程师 Meenesh Singh 领导的一个多机构团队揭示了绿色制氢的新工艺。这种方法利用一种名为生物炭的富碳物质来减少将水转化为氢气所需的电量。通过使用太阳能或风能等可再生能源,并将副产品用于其他用途,该工艺可将温室气体排放量降至净零。化学工程系副教授辛格说:"我们是第一个证明可以利用生物物质在几分之一伏特的条件下生产氢气的小组。这是一项变革性技术。"用于制造清洁氢气的生物炭。资料来源:enny Fontaine/ UIC电解是将水分离成氢和氧的过程,需要电流。在工业规模上,通常需要化石燃料来产生这种电力。最近,科学家们通过在反应中引入碳源,降低了水分裂所需的电压。但这一过程也要使用煤或昂贵的化学品,并释放出二氧化碳作为副产品。辛格及其同事对这一工艺进行了改进,改用普通废品中的生物质。通过将硫酸与农业废弃物、动物粪便或污水混合,他们制造出一种名为生物炭的泥浆状物质,这种物质富含碳。研究小组试验了由甘蔗皮、大麻废料、废纸和牛粪制成的不同种类的生物炭。加入电解室后,所有五种生物炭都降低了将水转化为氢气所需的功率。其中表现最好的是牛粪,可将所需电力降低六倍,约为五分之一伏特。伊利诺伊大学芝加哥分校副教授 Meenesh Singh(右)和博士后研究员 Rohit Chauhan 在 Singh 的实验室工作。图片来源:Jenny Fontaine/ UIC由于对能量的要求很低,研究人员可以用一个标准硅太阳能电池在 0.5 伏电压下产生大约 15 毫安的电流为反应提供能量。这还不及一节 AA 电池产生的电量。辛格实验室的合著者和博士后学者罗希特-乔汉(Rohit Chauhan)说:"它的效率非常高,生物炭和太阳能几乎有 35% 转化为氢气。这些数字创下了世界纪录;这是任何人展示过的最高数字。"要使这一过程实现净零排放,就必须捕获反应产生的二氧化碳。但辛格说,这也会带来环境和经济效益,比如生产纯二氧化碳来碳酸饮料,或将其转化为乙烯和塑料制造中使用的其他化学品。"它不仅实现了生物废料利用的多样化,还能清洁生产氢气以外的不同化学物质,"论文共同第一作者、美国加州大学伯克利分校(UIC)毕业生尼希坦-卡尼(Nishithan Kani)说。"这种廉价的制氢方式可以让农民自给自足地满足他们的能源需求,或者创造新的收入来源"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料

木质素研究的突破有望催生出具有成本竞争力的碳中性喷气燃料 SAF 并不是一种完美的绿色航空解决方案事实上,目前还不存在完美的解决方案。使用 SAF 代替喷气燃料仍然会产生二氧化碳,但它是一种纯度更高的燃料,在燃烧更清洁、硫和微粒排放大幅减少的同时,还能多产生 3% 的能量。它消除了石油开采和提炼过程中的全部排放成本,根据所使用的原料,甚至可以实现净碳负排放所有这一切都无需改装喷气发动机。它与生物燃料不同,第二代 SAF 不使用玉米、甘蔗、大豆或其他粮食作物。这是对土地和水资源令人发指的浪费。取而代之的是使用磨粉作业产生的木材残渣、甘蔗渣、玉米秸秆等原料,以及其他廉价、丰富的废料产品。加州大学河滨分校的研究人员认为,问题出在木质素上,这是植物细胞中的一种关键结构成分。木质素坚韧而富有弹性,赋予了树木力量,同时也使得从生物质中提取碳作为燃料变得困难,尤其是在处理较硬的木材时。事实上,许多企业选择直接燃烧木质素来获取热能和电能,这种工艺虽然具有经济意义,但从环保角度看却绝对不可取。研究副教授Charles Kai与新安装的 20 加仑 CELF 反应器合影,该反应器将用于推广 CELF 生物精炼技术项目。然而,加州大学河滨分校的研究小组开发出一种预处理方法,大大改变了这一等式。在生物质预处理过程中将四氢呋喃(THF)加入水和稀酸中,研究小组发现可以显著提高整体效率,同时利用生物质中的木质素和糖生成燃料。其结果是:废弃生物质能带来更多的航空效益。使用玉米秸秆可增加 18% 的燃料,使用 THF 预处理后,每吨干原料的汽油当量从 44 加仑(167 升)增加到 51.8 加仑(196 升)。至于木质素含量较高的韧性杨木,每吨干原料的汽油当量产量高达 75.9 加仑(287 升),几乎是传统工艺从玉米秸秆中榨取的汽油当量的两倍。最重要的是,THF 预处理化学品成本低廉,而且特别容易获得,因为它可以用 SAF 工厂已经在加工的生物质糖来制造。GlobalAir在撰写本报告时引用的美国 Jet-A 的平均价格为每加仑 6.45 美元,SAF 的平均价格为每加仑 9.28 美元。根据加州大学河滨分校团队的计算,其 CELF(共溶剂增强木质纤维素分馏)生产工艺的生产成本可低至每加仑 3.15 美元。这是否意味着 80% 的清洁喷气燃料只需普通喷气燃料一半的价格?不;生产成本并没有考虑运输、物流、商业成本或利润,化石燃料的价格仍然受益于巨大的规模经济。早在 2021 年 11 月,国际能源署(IEA)就将每加仑化石燃料的生产成本估算为 1.14 美元至 3.03 美元,而根据Index Mundi 的数据,当时这种极不稳定的商品的售价为每加仑 2.19 美元。更不用说,还有各种生物燃料额度之类的因素要考虑,所以很难确定最终对价格的影响。但是,如果它真的如其所言,这一开发显然能更好地利用废木材,并应大幅降低 SAF 的价格。由于价格是采用这种技术的主要障碍,因此这将是可持续交通领域的一次巨大飞跃。"十多年前,我就开始了这项工作,因为我想产生影响,"里弗赛德团队负责人、副研究员查尔斯-凯(Charles Kai)在一份新闻稿中说。"我想找到化石燃料的可行替代品,我和我的同事们已经做到了。利用 CELF,我们已经证明有可能从生物质和木质素中制造出具有成本效益的燃料,并帮助遏制我们向大气中的碳排放。木质素利用是以最经济、最环保的方式从生物质中提取所需物质的关键。设计一种能够更好地利用生物物质中的木质素和糖的工艺,是这一领域最令人兴奋的技术挑战之一。"该团队的研究论文在《能源与环境科学》杂志上公开发表。 ... PC版: 手机版:

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聊一聊感冒。这篇去年我已经发过了,是我六年前在知乎写的一篇文章(感冒的常见误解),把要点转过来。

聊一聊感冒。 这篇去年我已经发过了,是我六年前在知乎写的一篇文章(感冒的常见误解),把要点转过来。 1. 感冒是人类最常见的疾病,每个人每年都可能会得上几次。有数据统计显示,成年人每年会得2~3次感冒,而儿童可能多达6~7次。 2. 我们平常说的感冒一般指普通感冒(common cold),它跟流行性感冒(influenza)是两种不同的疾病。 感冒俗称「伤风」,属于急性上呼吸道感染的一种临床表现。就目前所知,有大约两百种病毒可能引起感冒。而流行性感冒简称「流感」,则是由流感病毒引起的,在新闻上常见的H5N1、H7N9都是属于流感病毒的一种亚型。 感冒、流感和新冠的主要症状区别见附图。 简单来说就是感冒鼻部症状重,全身症状轻;而流感鼻部症状轻,全身症状重。这是鉴别两个疾病的有效手段。 3. 着凉不会引起感冒。 如前所说,感冒是病毒引起的,着凉不会导致感冒。只有感冒病毒通过鼻腔进入人体后,人才会可能出现感冒症状。 可能有人要说,我被冷风一吹/洗冷水澡就打喷嚏,这不是感冒么?当然不是,打喷嚏虽然是感冒的症状之一,但也是正常人在受到外界刺激时的生理反应之一。病毒进入人体到出现症状的这段时间被称为潜伏期,对于感冒来说这个潜伏期大约是1~3天,因此一着凉就打喷嚏,显然不是感冒。 4. 感冒了通常不需要吃抗生素。 感冒是由病毒引起的,自然不需要使用抗生素治疗,用了抗生素不但不能缩短感冒病程,也不能减轻感冒症状,反而可能会引起其他副作用。目前抗生素滥用是一个严峻的问题,抗生素滥用的成本并不在于抗生素本身,而在于超级耐药菌感染之后的治疗成本。因此,除非在感冒期间继发出现了细菌感染,否则一般不需要使用抗生素。 5. 维生素C无法防治感冒。 一些研究表明,感冒后再服用维生素C既无法缩短病程,也不能减轻症状;而如果是每天服用的话,大约可以缩短8%的病程换句话说,每个成年人每年大约会感冒12天,而如果你一年吃了365天维生素C的话,你可能只会感冒11天。 综合目前大多数研究的结果来看,维生素C既不能预防感冒,也不能减轻感冒症状,而只对于少数特殊人群可能会有帮助。 6. 2岁以下儿童生病了,慎用复方感冒药。 如果家里有小朋友出现了感冒症状,请咨询儿科医师的意见后再购买感冒药,切勿自行购买成人感冒药给小朋友服用,尤其是两岁以下婴幼儿出现感冒症状的时候。为了防止感冒药副作用对婴幼儿的伤害,FDA已经全面禁止销售两岁以下儿童复方感冒药。另外,FDA建议6~11岁的儿童不要使用成人感冒药,以免出现严重的不良反应。。 如果幼儿感冒,通常推荐根据症状使用单一成分的药物,如果自己无法判断,可以先问下医师或者药剂师意见。 7. 感冒了应该怎么办? 根据NIH的建议,目前市面上的感冒药都无法直接杀死感冒病毒,但可以采取一些措施来减轻症状。NIH给的一些建议如下: -多躺床上休息; -喝足够的水; -使用温盐水漱口或冰片以减轻喉咙痛的症状; -服用减充血药物(如伪麻黄碱)或盐水鼻腔喷雾以缓解鼻部症状; -服用阿司匹林或对乙酰氨基酚来治疗头痛或发热。 8. 选择什么感冒药? 泰诺、新康泰克、白加黑等都是几个不同成分的组合,这些都是有效的感冒药。以泰诺为例: -对乙酰氨基酚(325mg,解热镇痛药):缓解发热和头痛等症状; -右美沙芬(15mg,中枢镇咳药):缓解咳嗽症状; -氯苯那敏(2mg,组胺拮抗药):缓解打喷嚏和流鼻涕症状 -伪麻黄碱(30mg,减充血药):同样缓解打喷嚏和流鼻涕症状(伪麻黄碱也是很多感冒药需要凭身份证购买的原因)。 当然如果你感冒后只是有其中一个症状的话,使用单一成分的药物是更好的选择。 注意国内治疗感冒的「泰诺」和另外一个药「泰诺林」是不同的,虽然都是强生出的,但前者是复方感冒药,后者是单纯的对乙酰氨基酚,用于解热镇痛。而在国外说的泰诺(tylenol)通常也只是对乙酰氨基酚,比如一些人打了新冠疫苗之后吃tylenol来缓解症状,对乙酰氨基酚也是目前最安全的解热镇痛药物之一。 最后对于大多数人来说,即使不吃药物,感冒也会在7~10天之内痊愈。感冒本质上属于一种「不治之症」,用药的主要目的是让你觉得更舒服一些。 #微博新知博主# 【网评】以为自己都知道,但看到第五条还是有点惊讶

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科学家首次利用血红蛋白制造出电池

科学家首次利用血红蛋白制造出电池 这正是科尔多瓦大学(UCO)物理化学(FQM-204)和无机化学(FQM-175)小组希望与卡塔赫纳理工大学(Polytechnic University of Cartagena)的一个小组共同验证和开发的成果。此前,牛津大学的研究和科尔多瓦大学(UCO)的一个最终学位项目表明,血红蛋白在还原和氧化(氧化还原)过程中具有良好的特性,而能量正是在这种系统中产生的。科尔多瓦大学研究团队。资料来源:科尔多瓦大学因此,研究小组通过一个概念验证项目,利用血红蛋白在电化学反应中将化学能转化为电能,开发出了第一种生物兼容电池(对人体无害)。锌-空气电池是目前市场上占主导地位的电池(锂离子电池)的最可持续替代品之一,利用锌-空气电池,血红蛋白将在这种电池中发挥催化剂的作用。也就是说,血红蛋白是一种蛋白质,负责促进电化学反应,即氧气还原反应(ORR),使空气进入电池后,氧气在电池的一个部分(阴极或正极)被还原并转化为水,释放出电子,并将其传递到电池的另一个部分(阳极或负极),在那里锌发生氧化。正如 UCO 研究员 Manuel Cano Luna 所解释的那样:"要成为氧还原反应中的良好催化剂,催化剂必须具备两个特性:它需要快速吸收氧分子,并相对容易地形成水分子。而血红蛋白符合这些要求"。事实上,通过这个过程,研究小组成功地让他们的生物兼容电池原型在使用 0.165 毫克血红蛋白的情况下工作了 20 到 30 天。除了性能强大之外,他们开发的电池原型还具有其他优势。首先,锌空气电池与其他受湿度影响、需要在惰性气氛中制造的电池不同,锌空气电池更具可持续性,能够承受恶劣的大气条件。其次,正如卡诺-卢纳(Cano Luna)所言,"将血红蛋白用作生物相容性催化剂,对于在心脏起搏器等与人体结合的设备中使用这种电池来说,前景十分广阔,这种电池的工作pH值为7.4,与血液的pH值相似。此外,由于血红蛋白几乎存在于所有哺乳动物体内,因此也可以使用动物蛋白。"不过,他们开发的电池还有一些需要改进的地方。主要是它是一种原电池,因此只能放电。此外,它还不能充电。因此,研究小组已经在采取下一步措施,寻找另一种能将水转化为氧气的生物蛋白质,从而为电池充电。此外,这种电池只能在有氧气的情况下工作,因此不能在太空中使用。这项发表在《能源与燃料》(Energy & Fuels)杂志上的研究为电池的新功能替代品打开了大门,因为人们期待有越来越多的移动设备出现,而且对可再生能源的需求也在不断增加,因此有必要使用以化学能形式储存多余电能的设备。最重要的是,目前最常见的锂离子电池存在锂稀缺和作为危险废物对环境造成影响的问题。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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引用高压电-芬顿工艺 研究人员实现电催化甲烷与氧气高效转化甲酸

引用高压电-芬顿工艺 研究人员实现电催化甲烷与氧气高效转化甲酸 研究人员在室温下实现了 CH4 和 O2 向 HCOOH 的电化学转化。资料来源:JACS甲烷与氧气直接催化转化制高附加值含氧化学品是天然气资源高值化利用的有效途径。然而,在温和条件下活化氧气分子形成能够解离甲烷C-H键的高活性氧物种非常困难,导致低温下甲烷与氧气高效转化极具挑战。本研究中,团队基于自主研制的高压-电化学反应釜,开发了由高压-电芬顿驱动的甲烷与氧气催化转化新途径,在电解池的阴极区实现室温下电催化甲烷与氧气高效转化制甲酸。研究表明,氧气首先在阴极银箔上经由两电子转移路径还原生成双氧水,双氧水进一步与溶液中的Fe2+通过均相芬顿反应,生成高活性的氧物种羟基自由基,羟基自由基连续活化C-H键并将甲烷转化成甲酸。进一步地,团队发现提高氧气的分压可促进双氧水的生成,而提高甲烷的分压可以有效增强溶液中甲烷和羟基自由基之间的碰撞几率,进而提高了产物甲酸的收率和法拉第效率。该过程为低温下甲烷与氧气的高效催化转化提供了新思路。文章链接: ... PC版: 手机版:

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