微量热法研究环境NaCl浓度对盐生盐杆菌生长代谢的影响

采用TAM air微量热系统和安瓿法测定了盐生盐杆菌在不同NaCl浓度中生长的生长产热曲线, 拟合得到盐生盐杆菌在不同NaCl浓度中生长的热动力学方程和热动力学参数, 并分析了盐生盐杆菌生长的各种热动力学参数与环境NaCl浓度的关系. 由此发现, 盐生盐杆菌生长的最适NaCl浓度并不是传统认为的一个宽泛的范围——3.5 mol·L^-1至约5.2 mol·L^-1 (NaCl饱和), 而是约3.9 mol·L^-1. 在环境NaCl浓度由3.9 mol·L^-1逐步升高至饱和的过程中, 盐生盐杆菌的生长代谢持续减弱. 进一步的透射电镜观察发现在近饱和的NaCl浓度中生长的盐生盐杆菌细胞发生了质壁分离, 较好地解释了微量热研究的结果. 由此对NaCl浓度变化导致嗜盐古生菌表面结构改变提出了新的解释.     

细胞动力学研究VI. 厌氧菌生长过程热化学特征

用LKB2277生物活性检测系统测定了三种厌氧菌---吉氏类杆菌、艰难梭状芽胞杆菌、黑色消化球菌的生长发热功率曲线。根据广义logistic方程, 建立了细菌生长过程的热动力学方程:ln[P/(Pm-P)^v^+^1]=ln[P0/(Pm-P0)^v^+^1]+k.t。由此热动力学方程, 求得了细菌的生长常数k, 根据Arrhenius公式求得吉氏菌的生长活化能Ea=59.7kj/mol, 应用过渡态理论得到吉氏菌在不同温度下的活化力学参数, 这个热动力学方程描述的是一系列不规则的细菌生长过程发热曲线, 将它与经典的指数模型和logistic模型进行比较, 它具有更广泛的适用性。     

细胞动力学研究VI. 厌氧菌生长过程热化学特征

用LKB2277生物活性检测系统测定了三种厌氧菌---吉氏类杆菌、艰难梭状芽胞杆菌、黑色消化球菌的生长发热功率曲线。根据广义logistic方程, 建立了细菌生长过程的热动力学方程:ln[P/(Pm-P)^v^+^1]=ln[P0/(Pm-P0)^v^+^1]+k.t。由此热动力学方程, 求得了细菌的生长常数k, 根据Arrhenius公式求得吉氏菌的生长活化能Ea=59.7kj/mol, 应用过渡态理论得到吉氏菌在不同温度下的活化力学参数, 这个热动力学方程描述的是一系列不规则的细菌生长过程发热曲线, 将它与经典的指数模型和logistic模型进行比较, 它具有更广泛的适用性。     

微量热法研究头孢菌素对在肠杆菌微生物活性的影响

用微量热法测定了两种头孢菌素头孢哌酮钠(CFZ)和头孢哌酮钠舒巴坦钠(CFZ-SBT)在37℃时对大肠杆菌DH5α代谢作用的影响.根据产热曲线分别获得了大肠杆菌DH5α在不同浓度的头孢哌酮钠和头孢哌酮钠舒巴坦钠作用下的生长速率常数(k)、抑制率(I)、最大产热功率(Pm)以及最大产热功率所对应的时间tm等热动力学参数.研究结果表明,头孢哌酮钠和头孢哌酮钠舒巴坦钠对大肠杆菌的致死量分别为0.1和0.25μg/mL.通过研究k,I,Pm,tm和浓度(c)间的关系发现,舒巴坦钠的加入没有增加头孢哌酮钠对大肠杆菌DH5α的抑制作用.     

微量热法研究头孢菌素对大肠杆菌微生物活性的影响

用微量热法测定了两种头孢菌素头孢哌酮钠(CFZ)和头孢哌酮钠舒巴坦钠(CFZ-SBT)在37 ℃时对大肠杆菌DH5α代谢作用的影响. 根据产热曲线分别获得了大肠杆菌DH5α在不同浓度的头孢哌酮钠和头孢哌酮钠舒巴坦钠作用下的生长速率常数(k)、抑制率(I)、最大产热功率(Pm)以及最大产热功率所对应的时间tm等热动力学参数. 研究结果表明, 头孢哌酮钠和头孢哌酮钠舒巴坦钠对大肠杆菌的致死量分别为0.1和0.25 μg/mL. 通过研究k, I, Pm, tm和浓度(c)间的关系发现, 舒巴坦钠的加入没有增加头孢哌酮钠对大肠杆菌DH5α的抑制作用.     

细菌生长的热动力学研究进展

本文简单介绍了绝热式和热导式量热计及理论模型,细菌生长的动力学模型,着重介绍了近五年中热动力学在研究细菌生长代谢过程中的应用;通过测定不同条件下细菌生长代谢过程的产热曲线,求得细菌生长代谢的热力学和动力学参数,研究细菌的生长条件和药物的抑制作用。     

左金丸及类方HPLC指纹图谱与生物热活性的“谱-效”关系研究

HPLC法建立左金丸及类方水提液的特征指纹图谱, 计算各特征峰的相对峰面积, 并采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统A版(2004 A)计算类方间的相似度; 微量热法测定大肠杆菌在左金丸及类方水提液作用下的热谱曲线, 得到相应的热动力学参数, 如生长速率常数k, 最大产热功率Pm, 最高峰的出峰时间tm和总产热量Qt等, 并对这些热动力学参数进行主成份分析. 典型相关分析法对左金丸及类方HPLC 指纹图谱中特征峰的相对峰面积与其类方作用下大肠杆菌生长代谢的主要热动力学参数相关联, 研究“谱-效”相关性. 结果表明, HPLC 指纹图谱与生物热活性存在很好的相关性, 类方中吴茱萸次碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱的含量差异是导致其生物热活性不同的主要原因.     

极端嗜盐古生菌启动子序列缺失突变的微量热研究

用微量热方法和DNA缺失突变技术研究了来源于极端嗜盐古生菌R1上的一个推测的启动子片段(RM10)在大肠杆菌中的启动子功能. 启动子片段融合到质粒pKK232-8上无启动子的氯霉素乙酰转移酶(CAT)基因前来检测它驱动基因表达的能力, 缺失分析RM10启动子片段定位具有启动活性的重要功能区. 实验结果从热动力学角度揭示, 这个启动子片段上含有－35区和－10区特征的1382～1517 bp(碱基对)区段是它在大肠杆菌中具有启动子功能的关键部分; 在1～1382 bp区段或1571～1848 bp区段上还存在它的负调控区. 该研究为基因启动子功能研究提供了一种新的、更加灵敏便捷的、化学与生物学相结合的方法.     

一种新型希夫碱及其3d,4f配合物的抗菌活性

用微量热法研究一种新型希夫碱及其3d,4f配合物(2L, 2LZnYb)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性, 得到了在它们作用下大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长代谢的产热曲线, 并且基于分析生长代谢和非生长代谢的产热曲线建立的热动力学方程, 获得了它们的抗菌活性. 结果表明, 两种化合物(ZL, 2LZnYb)对大肠杆菌的生长代谢有强的活性(IC50分别为6.1 和5.1 mg·L-1), 但对金黄色葡萄球菌的生长代谢的活性弱得多(IC50分别为310.1 和595.5 mg·L-1). Zn 和Yb的导入使化合物对大肠杆菌生长代谢的抑制作用稍微增加, 但大大降低了对金黄色葡萄球菌的抑制作用. 对于非生长代谢, 两种化合物的活性有很大的差别. 无论对大肠杆菌还是金黄色葡萄球菌, 由于配体2L的导入, 表现出显著的抑制作用, 2L的MSC50为6.4和209.7 mg·L-1. 配体2L可能成为新的抗菌先导化合物.     

等温微量热法在生命科学研究中的应用

简要介绍了等温微量热法的原理、典型的仪器及其在生命科学研究中应用所具有的特点。通过它可获得完整的细胞代谢过程产热曲线及其热动力学方程；可以研究细胞器的代谢规律；可以获取生物大分子与小分子相互作用的热动力学特征。     

微量热法比较黄连中四种生物碱的抗菌作用

采用微量热法研究和比较中药黄连中四种生物碱(BAs)的抗菌(大肠杆菌)作用。这四种生物碱分别为小檗碱、黄连碱、巴马汀和药根碱。用LKB-2277生物活性检测系统,以停留法测定了37 ℃时大肠杆菌在BAs作用下的热流功率-时间曲线,并记录生长速率常数k, 指数生长期和稳定期的最大热功率Pm, log、Pm, stat, 生长抑制率I, 传代时间tg,指数生长期的总产热量Qt, log,半数抑菌浓度IC50等热动力学参数。结果显示这四种生物碱具有相异的抗大肠杆菌生长代谢的作用,k, Pm, log和Qt, log值随BAs浓度的增加而相应的减少。综合分析k, Pm, log, Qt, log, I 和IC50值可以看出,BAs抑制大肠杆菌生长代谢强度按小檗碱、黄连碱、巴马汀、药根碱的顺序依次减弱。构效关系研究表明,母环C-2和C-3上连接的亚甲二氧基比甲氧基更能显著增强相应化合物的抗菌作用,而C-9和C-10上连接的亚甲二氧基或甲氧基对这种抗菌作用影响不大。     

嗜盐古菌染色体DNA片段在大肠杆菌中的启动子功能

以启动子探针质粒pKK232-8为载体, 用微量量热法研究了源自盐生盐杆菌R1染色体的RM13 DNA片段在大肠杆菌HB101中的真细菌启动子功能, 该启动子RM13 DNA片段的大小为1000bp(碱基对), 它能启动探针质粒pKK232-8上的氯霉素乙酰水解酶基因(即:氯霉素抗性基因Cmr), 氯霉素抗性水平可达到150 mg•L－1, 抗性水平较高, 启动活性较大.研究结果表明, 在盐生盐杆菌染色体上可能存在具有双功能或多功能的启动子DNA片段, 这对系统发育、微生物遗传学和生物热化学等均有重要的意义.     

硒的热化学研究──Ⅳ.微量热法研究Na_2SeO_3对微生物生长代谢的抑制

用微量热法研究了对大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、黑根霉菌4种菌作用的产热曲线，计算了微生物的生长速率常数k，比较了Na2SeO3对4种微生物作用的半抑制浓度IC50，发现Na2SeO3浓度低于10mg／L时，对微生物生长有促进作用，高于此浓度时有抑制作用，对不同微生物生长代谢的抑制情况不同，反映了微生物之间的差异和硒对细胞作用热动力学特征的不同．     

硒的热化学研究：IV.微量热法研究Na2SeO3对微生物生长代谢的抑制

用微量热法研究了对大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、黑根霉菌４种菌作用的产热曲线，计算了微生物的生长速率常数ｋ，比较了Ｎａ２ＳｅＯ３对４种微生物作用的半抑制浓度ＩＣ５０，发现Ｎａ２ＳｅＯ３浓度低于１０ｍｇ／Ｌ时，对微生物生长有促进作用，高于此浓度时有抑制作用，对不同微生物生长代谢的抑制情况不同，反映了微生物之间的差异和硒对细胞作用热动力学特征的不同。     

基于微量热法和主成分分析的盐酸巴马汀抗白色念珠菌作用的研究

采用LKB-2277生物活性检测系统, 测定了37 ℃时白色念珠菌在巴马汀作用下生长代谢的热谱曲线, 并获得9个相应的定量热动力学参数, 经主成分分析综合评价巴马汀的抗白色念珠菌作用. 结果表明巴马汀的抗白色念珠菌作用主要受热谱曲线第二指数生长期的生长速率常数k2和最大产热功率 的影响, 通过分析这两个主要参数的数值变化, 能更方便、快捷和准确地评价巴马汀的抗白色念珠菌作用, 为进一步评价其它药物和化合物的抗菌作用提供了有用的方法和基础.     

微量热法研究鹿茸4个活性部位对肠道特征菌群生长代谢的影响

建立灵敏表征鹿茸中具有补益活性的4个部位对两种肠道特征菌群生长代谢影响的评价方法.采用微量热法,在不同给药条件作用下,以产热功率-时间曲线(热谱曲线)的特征参数(生长速率常数(k)、最大产热功率(Pmax)、达峰时间(tp)及有效率(E)等)为指标,对肠道主要有益菌(青春双歧杆菌)生长代谢程度进行客观地量化评价.挑选鹿茸促菌最强的活性部位,进一步考察该部位对病原微生物(金黄色葡萄球菌)生长抑制的作用规律.结果表明,鹿茸不同活性部位促进青春双歧杆菌生长代谢强弱顺序为:正丁醇乙醚氯仿乙酸乙酯.活性最强的正丁醇萃取液对病原微生物(金黄色葡萄球菌)抑制影响的研究表明,正丁醇萃取液在浓度大于200μg·mL-1时,对金葡菌生长具有抑制作用.且tp随药液浓度的增加而相应地延长;k,Pmax均随浓度的增加而相应地减小.微量热法具有灵敏准确、实时在线、重现性好等特点,可用于名贵药材——鹿茸的活性部位的筛选,也为药效物质的研究提供了一个新的研究思路和方法.     

苯氧乙酸嘧霉胺盐的低温热容和热力学性质研究

用精密自动绝热量热计测定了苯氧乙酸嘧霉胺盐在81-380 K之间的低温热容. 结果表明, 该化合物在81-328 K之间无相变和热异常现象发生, 在328-354 K之间发生固-液熔化, 其熔化温度、摩尔熔化焓和摩尔熔化熵分别为(349.38±0.03) K, (34.279±10) kJ/mol和(98.13±0.05) J/（K·mol）. 根据热力学函数关系式计算出苯氧乙酸嘧霉胺盐在80-325 K之间以标准状态(298.15 K)为基准的热力学函数值.     

用微量热法研究左金丸及类方药的药性差异

采用微量热法测定了大肠杆菌在左金丸、甘露散、茱萸丸和反左金丸水煮液作用下的生长热谱曲线,获得相应的生物热动力学参数,经主成份分析并结合本草文献报道,综合分析左金丸及类方的药性差异,以从生物物理和生物化学的角度,探讨中医经典类方药性差异的客观真实性.实验发现,左金丸及类方的水煮液对大肠杆菌的生长代谢表现出不同的活性作用.寒凉药方左金丸和甘露散不同程度的抑制细菌的生长代谢.温热药方反左金丸和茱萸丸对细菌的生长代谢有不同程度的促进作用.类方之间存在较稳定的药性差异.类方药性主要受生物热动力学参数:第二指数生长期的生长速率常数k2和最大发热功率Pm2的影响.     

三唑含能离子盐的热化学性质和热动力学行为

用微量热技术测量1,2,4-三唑硝酸盐(1a)、1,2,3-三唑硝酸盐(1b)、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑硝酸盐(2a)、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐(2b)4种三唑类含能离子盐的溶解过程热效应、比热容(283KT353K)及非等温条件下的热分解过程.用处理实验数据和理论计算方法获得了1a、1b、2a、2b溶解过程的热化学方程式、微分溶解焓、摩尔溶解焓、动力学方程式、活化能、指前因子、283～353K温区内比热容随温度变化的线性关系式、标准摩尔热容CpΘ,m和285～353K温区以298.15K为基准的焓、熵和Gibbs自由能函数值.计算了热分解反应的动力学参数、热力学参数以及评估了1a、1b、2a、2b对热的抵抗能力.得到了化合物性质与分子结构之间内在关系的信息.     

2-羟基和4-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐的热行为、分解机理、非等温分解反应动力学及其在推进剂中的应用

在程序升温条件下 ,用DSC ,TG ,慢速裂解 /傅里叶红外 ,研究了 2 羟基 3 ,5 二硝基吡啶铅盐 ( 2HDNPPb)和 4 羟基 3 ,5 二硝基吡啶铅盐 ( 4HDNPPb)的热行为、机理和动力学参数 ,提出了它们的热分解机理 ,计算了热爆炸临界温度 ,考察了它们对RDX改性双基推进剂的催化效果 .结果表明 :2HDNPPb和 4HDNPPb主放热分解反应的表观活化能和指前因子值分别为 2 5 2 .3 4kJ·mol-1,10 19.3 0 s-1和 187.3 9kJ·mol-1,10 13 .74s-1.由加热速率 β→ 0的DSC曲线的初始温度 (Te)和峰温 (Tp)算得 2HDNPPb和 4HDNPPb的热爆炸临界温度值分别为 3 2 7.64 ,3 3 6.5 7和 3 2 3 .90 ,3 3 3 .96℃ .2HDNPPb的热稳定性优于4HDNPPb .0 .1MPa时 ,它们的放热分解过程动力学方程可表示为 :　　对 2HDNPPb　　dα/dT =10 2 0 .48( 1-α) [-ln( 1-α) ] 3 /5e-3 .0 3 51× 10 4 /T　　对 4HDNPPb　　dα/dT =10 15.0 0 ( 1-α) [-ln( 1-α) ] 2 /3 e-2 .2 53 9× 10 4 /T对含RDX改性双基推进剂 ,它们都具有催化燃烧和降低压力指数的作用 .2HDNPPb的催化效果明显优于 4HDNPPb .羟基在分子中所处的不同位置是影响热稳定性和催化效果的主要因素