基于平行因子分析的激光诱导纳秒时间分辨荧光猝灭法原位研究芘和菲与腐植酸相互作用

基于平行因子(PARAFAC)分析的激光诱导纳秒时间分辨荧光(LITRF)猝灭法原位研究典型多环芳烃(PAHs)芘(Pyr)和菲(Phe)单独及混合状态下与Aldrich腐植酸(HA)相互作用。实验表明,在266 nm激发波长下,Pyr,Phe及HA三者的LITRF光谱相互重叠,无法直接同时测定混合组分中游离Pyr和Phe荧光强度。利用PARAFAC分析可快速有效消除HA荧光干扰,获取混合溶液LITRF光谱中Pyr和Phe荧光强度及各自荧光衰减曲线,并以Freundlich吸附等温模型描述PAHs与HA结合特性。结果验证了Pyr和Phe与HA以非线性形式结合(n<1);Pyr和Phe共存时,两者与HA结合存在竞争关系。加入竞争吸附质后,Pyr和Phe与HA的吸附等温线非线性程度减弱(n趋近于1),单点结合系数下降,且竞争强度随竞争吸附质浓度增加而增强。此外,LITFR-PARAFAC猝灭法与传统荧光猝灭法所得单组分Pyr和Phe与HA结合特性无显著差异。猝灭速率常数及荧光寿命分析反映出Pyr和Phe与HA间荧光以静态猝灭形式为主。LITFR-PARAFAC猝灭法可快速原位研究混合PAHs与HA相互作用,有利于原位预测和评估PAHs的环境行为及其生态风险。     

邻菲咯啉荧光猝灭法测定中草药中的微量铁

本文基于铁对邻菲咯啉的荧光具有猝灭的特性 ,拟定了一种测定微量铁的方法。该方法在pH =4 6～ 7 1的 (CH2 ) 6N4 HCl缓冲介质中 ,Fe(Ⅱ )与邻菲咯啉反应生成红色络合物 ,使邻菲咯啉溶液的荧光明显猝灭 ,其激发波长λex=2 6 5nm ,发射波长λem=36 5nm ,铁的浓度在 2 4～ 112ng·mL-1范围内符合比耳定律 ,相关系数为 0 9981,检测限为 4 1ng·mL-1。对于 80ng·mL-1的铁测定 11次的相对标准偏差为 3 2 %。用该方法测定了多种中草药中的微量铁 ,结果满意     

菲的三维荧光光谱特性研究

多环芳烃(简称PAHs)具有高荧光量子产率,利用三维荧光光谱研究了PAHs中菲的荧光光谱特性.菲具有两个荧光峰.通过对菲的三维荧光光谱的分析,选择在激发波长255 nm、发射波长370 nm对菲进行定量分析.菲溶液在5.0～250.0 ng·mL-1的范围内工作曲线呈线性关系,检出限为3.88 ng·mL-1,相对标准偏差为4.23%(n=5),实验还尝试了对自来水样品的测定,测试效果良好,回收率为90.0%～105.4%.该研究为快速检测水源水中痕量PAHs提供了方法基础.     

L-半胱氨酸修饰的金纳米粒子与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

采用荧光猝灭光谱和同步荧光光谱研究了L-半胱氨酸修饰的金纳米粒子(Cys-GNPs)与牛血清白蛋白(BSA)间的相互作用。根据荧光猝灭相关方程计算了Cys-GNPs与BSA相互作用的结合常数和结合位点数,探讨了其荧光猝灭机制为静态猝灭,并且根据热力学参数确定了二者间的作用力类型,推断出Cys-GNPs和BSA间主要靠疏水作用力结合。同步荧光光谱表明,二者的相互作用没有导致牛血清白蛋白的构象及色氨酸残基的微环境发生明显变化。     

顺式氰戊菊酯与牛血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

用荧光光谱法研究了在生理pH值条件下杀虫剂顺式氰戊菊酯与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明:顺式氰戊菊酯对BSA的荧光有较强的猝灭作用,该猝灭属于静态猝灭。根据猝灭结果求得了不同温度下顺式氰戊菊酯与牛血清白蛋白作用的结合位点数、结合常数及反应热力学参数,并据此推测了它们之间主要的相互作用力为疏水作用力。还用同步荧光光谱法探讨了顺式氰戊菊酯对BSA构象的影响。     

贝诺酯与牛血清白蛋白位点选择性结合的分子光谱研究

采用荧光光谱、紫外可见光谱、同步荧光光谱及三维荧光光谱等分子光谱方法,研究了生理条件下贝诺酯(BEN)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。结果表明,BEN对BSA的内源荧光有显著的猝灭作用,猝灭机理为动态猝灭,二者之间的作用力类型以疏水作用为主,BEN与BSA发生反应后,使BSA的疏水环境极性增强,疏水性减弱,荧光强度降低。测得的表观结合常数和结合位点数分别是1 050 L·mol^-1和0.88,同时测得了焓变(ΔH)、熵变(ΔS)和自由能变(ΔG)等热力学参数。同步荧光和三维荧光光谱的结果表明,BEN使BSA的构象发生改变。利用荧光特异性位点探针DA和DP,通过竞争结合实验,监测BEN与BSA的结合位点,测得了位点Ⅰ和位点Ⅱ的表观结合常数分别为4 300 L·mol^-1和21 200 L·mol^-1,表明BEN与BSA优先在位点Ⅱ结合。     

9-羟基菲对α-葡萄糖苷酶的活性影响及相互作用研究

α-葡萄糖苷酶(GAA)作为一类重要的糖苷水解酶,是维持人体血糖平衡的重要功能性蛋白质。长期以来,为实现高血糖人群的降糖,研究人员多关注于探寻具有GAA活性抑制作用的食品、药品,但鲜有研究关注于人体非主动摄取的外源物质对GAA正常生理功能可能产生的影响。该研究选取典型多环芳烃类物质—菲的羟基代谢产物9-羟基菲(9-OHPhe),探究其对GAA活性功能的影响及潜在机制。为获得9-OHPhe与GAA的结合作用信息,PARAFAC法被应用于光谱重叠的9-OHPhe和GAA的三维荧光光谱(EEM)数据的解析,同时分子对接法被运用于分析分子层面两者结合的微观信息。9-OHPhe对GAA的活性有抑制作用,相应的IC₅₀值为(7.59±1.91)μmol L^-1; PARAFAC可有效应用于荧光光谱重叠的GAA和9-OHPhe反应体系的荧光数据解析;9-OHPhe可引起GAA内源荧光的静态猝灭,两者能形成1∶1复合物,在298 K下其结合常数为(8.91±0.68)×10³ L·mol^-1; 9-OHPhe与GA...     

荧光光谱法研究虎杖苷与牛血清白蛋白的相互作用

在不同温度下,采用荧光光谱,紫外-可见吸收光谱研究了虎杖苷与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。虎杖苷对BSA的荧光有较强的猝灭作用。根据292K和311K时虎杖苷对BSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程及双倒数方程处理实验数据,表明虎杖苷对BSA的荧光猝灭作用属于动态猝灭过程,根据Foerster非辐射能量转移理论计算出了虎杖苷与BSA间的结合距离r=3.61nm,结合常数(Kb)分别为5.189×105L·mol-1(292K),1.382×105L·mol-1(311K)及对应温度下的热力学参数。实验结果表明二者主要靠疏水作用力结合,采用同步荧光光谱探讨了虎杖苷对BSA构象的影响。     

同步荧光光谱法结合分子对接研究金雀花碱与牛血清白蛋白间相互作用

金雀花碱(Cy)是一种生物碱,主要存在于豆科毒豆属植物种子中。Cy具有较强的生物活性,特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。在模拟生理条件下,应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。详细考查了水浴温度、水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响,并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、结合位点数目以及结合常数。结果表明,Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物,其结合常数为5.6×103,其猝灭类型为静态猝灭。同步荧光光谱研究结果表明,Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。进一步应用分子对接研究表明,氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用,这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况,从而导致BSA的荧光发生猝灭。     

菲及腐殖酸混合液荧光法定量分析研究

多环芳烃作为普遍关注的优先监测污染物,在水环境中其含量很低,易受共存物腐殖酸的干扰。由于多环芳烃与腐殖酸的光谱重叠严重,很难用常规方法快速的定量检测。菲(PHE)作为多环芳烃中的模式化合物,对菲和腐殖酸(HA)的荧光光谱特性进行了研究,分析了腐殖酸共存下对菲定量检测的影响。采用平行因子算法分析混合液的三维荧光光谱,在激发波长为240～360 nm(5 nm为间隔)、发射波长为 260～575 nm(5 nm为间隔)下对该体系进行了分辨研究,并对菲和腐殖酸进行荧光光谱测量。实验结果表明,此方法可用于有干扰共存下多环芳烃化合物的直接快速定量检测。     

同步荧光光谱法测定水中痕量萘和菲

同步荧光法具有选择性好、灵敏度高、干扰少等特点,可用于多组分多环芳烃混合物的同时测定,本文建立了恒定波长同步荧光光谱法同时测定水中萘和菲的新方法。研究了萘和菲在不同溶剂中的荧光光谱特性,确定了同步荧光的最优波长差。当Δλ=100 nm,萘和菲激发波长(λ_ex)分别为220.2和248.8 nm时,在0.5～25.0 μg·L-1浓度范围内,荧光强度与浓度呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.999 5和0.999 7;萘和菲检出限均低于0.03 μg·L-1,回收率在98.0%～101.5%。该方法方便快捷,预处理简单,可用于水中萘、菲的快速测定。     

Luminescencence determination of ecotoxicants in protein-based media

The structural changes in the protein macromolecules caused by polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) ecotoxicants were studied using the data on intrinsic fluorescence of proteins and fluorescence of PAH molecules introduced into proteins. A luminescence method for PAH determination in proteins was developed and used to study the interaction of two PAHs (pyrene and anthracene) with proteins of two types (bovine serum albumin and human serum albumin). The results were interpreted using the Stern–Volmer fluorescence quenching model. The association constants and the number of binding sites in the protein–ligand complexes were calculated. The binding of PAHs with proteins was described based on the static version of quenching with formation of nonfluorescent complexes of protein fluorophores with PAHs.     

叶绿素荧光分析技术在野生植物响应多环芳烃（菲）胁迫的应用研究

以叶绿素荧光分析为技术手段，通过研究土壤中多环芳烃（菲）胁迫对野生大豆叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响。结果表明：土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力，导致其光能利用能力降低。200 mg·kg-1菲胁迫促使F_v/F_m，q_P，ETR和NPQ的发生变化，降低了光合电子传递链上的电子传递能力和光合反应活性；在不同光强的调控下，土壤菲胁迫浓度的增大使得大豆幼苗叶片叶绿素荧光响应曲线Ф_PSⅡ和q_P参数呈现降低趋势，NPQ的上调启动了叶黄素循环途径耗散过剩的辐射激发能，以维持光合机构的正常生理功能。土壤菲胁迫下野生大豆叶片的F_m，F_v/F_m，F_v/Fo和PI_ABS等参数均随着菲含量的增加而降低，即土壤菲胁迫抑制了野生大豆叶片的PSⅡ光化学活性。通过对PSⅡ电子供体侧和受体侧的电子供应及传递能力的研究发现，土壤菲胁迫下野生大豆叶片OJIP曲线上0.3 ms时(即K点)的荧光强度增加，即放氧复合体(OEC)活性降低。土壤菲胁迫还导致OJIP曲线上J点和I点荧光强度的增加，说明土壤菲胁迫导致了野生大豆叶片PSⅡ受体侧电子接受能力的降低，使电子由Q_A向Q_B传递受阻。野生大豆叶片的光能吸收和分配参数也明显受到土壤菲胁迫的影响；随着土壤菲浓度的增加野生大豆叶片PSⅡ反应中心吸收光能用于Q-_A以后的电子传递能量比例和单位反应中心捕获用于电子传递的能量降低，即吸收的光能用于光化学反应的比例降低。因此，土壤菲胁迫下导致PSⅡ电子供体侧OEC的损伤和PSⅡ电子受体侧电子传递能力的降低，以及光能分配利用的改变均是导致其PSⅡ反应中心的活性降低的重要原因。研究结果表明，以叶绿素荧光分析技术可为环境中多环芳烃（菲）胁迫对植物光合作用的影响机理研究提供指导。     

Effective A-state fluorescence lifetime of formaldehyde in atmospheric pressure CH4/air flames

Using excitation pulses of ∼30-ps duration and a fast photomultiplier detector, effective fluorescence lifetimes of the A-stateof formaldehyde after excitation at 355 and 339 nm have been measured in the preheating zone of an atmospheric pressure, premixed methane/air flame. The fluorescence lifetimes were determined as a function of height above the exit of a slot burner and were thus probed in regions of varying gas temperature and composition. The fluorescence lifetimes were independent of the intensity of the excitation pulse and decreased as a function of height in the burner from ∼18±8 ns at 1.2 mm down to 7±1 ns at 3.8 mm. This trend of the effective fluorescence lifetime with composition and temperature in the flame can qualitatively be reproduced using calculated major species mole fractions and species-specific quenching cross sections for CH from the literature. Received: 13 June 2001 / Revised version: 27 September 2001 / Published online: 29 November 2001     

某些稠环芳香碳氢化合物的荧光寿命测量

应用时间相关单光子计算仪器,测量了八个对荧光光谱学和生物化学重要的稠环芳烃.所有溶液在测量前均通高纯氮除氧,对所有化合物都使用337nm激发波长,对荧蒽还在351nm激发,以验证上述两组作者所给数值之间的分歧.我们的实验对于荧蒽在337nm激发给出荧光寿命39ns,在351nm激发给出36ns,表明两个激发波长不应导致寿命数值的实质性差异.我们对其余稠环芳烃所测得的寿命值或者与文献相符,或者看起来是合理的.     

Temporal characteristics of the fluorescence of the anionic form of 3-hydroxyflavone

The spectral and temporal characteristics of the fluorescence of the anionic form of 3-hydroxyflavone in acetonitrile are studied. This form can be selected upon excitation in the region from 380 to 440 nm with the maximum near 420 nm. The fluorescence spectrum of this form has the shape of a wide structureless band peaked at about 470 nm. The lifetimes of the fluorescence of the anionic form in the region from 460 to 530 nm are measured; the average lifetimes do not depend on the recording wavelength in the entire region and are equal to 3.7 ± 0.2 ns. Addition of water to the solution leads to a gradual quenching of the fluorescence and its complete vanishing at a concentration of 10 M. This is a static quenching or quenching of the first kind according to Vavilov’s classification; i.e., it occurs in the ground state.     

八元瓜环诱导菲、芴的室温磷光研究

以八元瓜环为诱导剂、碘化钾作重原子微扰剂,在亚硫酸钠除氧下,实现了菲、芴的室温磷光发射。在该体系中菲、芴的最大激发和发射波长分别为282和509 nm,276和518 nm,磷光寿命分别为1.82和3.68 ms。在最佳实验条件下,菲在1.0×10-7～1.5×10-6mol·L-1,1.5×10-6～1.0×10-5 mol·L-1和芴在8.0×10-7～8.0×10-6mol·L-1的浓度范围内分别与其磷光强度呈良好的线性关系,检出限分别为4.8×10-9和8.0×10-9 mol·L-1。     

Luminescence and anisotropy decays ofN-3-pyrene maleimide labeling IgG proteins and cells

The Py.M (N-3-Pyrene Maleimide) is a dye that covalently binds to reactive amino or sulfhycryl groups to give highly fluorescent protein conjugates. Measurements of luminescence lifetimes and anisotropy decays have been performed with a Phase and Modulation Fluorometer. Complexes of Py.M-antibody (IgG antimouse) and tumoral cells C6 labeled with Py.M have been investigated. The Py.M fluorescence in buffer solution and the protein and cells natural fluorescence have been checked. For Py.M-IgG and labeled cells, the fluorescence decays present interesting behaviours. The least-squares analysis of the experimental results on Py.M-IgG complex points out two lorentzian distributions centered at 74 ns and 11 ns, on the contrary, for the labeled cells, a discrete component at 100 ns and a lorentzian distribution centered at 5 ns are shown. In both systems a weak component lower than 1 ns is observed. The fluorescence decays, mainly the long lifetime one, are very sensitive to oxygen quenching, showing the high efficiency of O₂ quenching. For samples N₂ bubbled, the lifetime experimental resuits show a decrease of the oxygen accessibility from free probe in solution to Py.M-IgG complex and to labeled cells, compatible with a more compact packing of the probe binding site. The experimental results of anisotropy decays of degassed samples show for Py.M-IgG complexes a long rotation correlation time of about 200 ns at T=5°C, assigned to overall rotation of the protein, besides shorter correlation times attributable to inner protein motions. For labeled cells, the long rotation correlation time becomes of the order of 580 ns confirming a progressive increase of the stabilization of the binding site.