巢湖蓝藻藻蓝蛋白纯化过程中紫外-可见吸收光谱特征分析

以巢湖新鲜蓝藻为处理对象,采用冻融破壁方法获得藻蓝蛋白粗提液,采用两步盐析结合两步柱层析的方法纯化藻蓝蛋白粗提液,以最终获得试剂级藻蓝蛋白。分别将纯化过程中各阶段得到的藻蓝蛋白溶液和杂质液进行紫外-可见光谱扫描。经光谱扫描发现：藻蓝蛋白溶液经一步盐析、二步盐析、一步柱层析和二步柱层析的四步纯化实验过程中,在250～300 nm吸收谱带中,吸收峰从260 nm红移至280 nm;在500～700 nm吸收谱带中,吸收峰从617 nm红移至620 nm,并表现为最大特征吸收峰。对四步纯化工艺过程中分别得到的不同杂质液同样进行250～700 nm全波段光谱扫描,分析判断得出：一步盐析杂质液成分主要含有杂蛋白和部分藻蓝蛋白;二步盐析的杂质液中主要成分为核酸和维生素类物质;一步柱层析分离的先出组分主要成分为藻红蛋白;二步柱层析分离的后出组分主要成分为别藻蓝蛋白。经四步纯化工艺后,最终得到了纯度大于4以上的试剂级藻蓝蛋白。由此可见,两步盐析的工艺主要作用在于去除杂蛋白、核酸和维生素类物质;两步柱层析工艺主要作用在于分离出和藻蓝蛋白性质接近的藻红蛋白和别藻蓝蛋白。     

异型双功能交联剂SPDP对C-藻蓝蛋白的光谱影响

一步阴离子交换层析法由钝顶螺旋藻中高效制备高纯度的C-藻蓝蛋白,纯化的C-藻蓝蛋白最大吸收峰位于620 nm,室温最大荧光发射峰位于640 nm。用异型双功能交联剂SPDP对C-藻蓝蛋白进行蛋白质交联,不同摩尔比的SPDP对C-藻蓝蛋白溶液的吸收光谱和室温荧光发射光谱有显著影响。随着SPDP/C-藻蓝蛋白摩尔比的增加,C-藻蓝蛋白的吸光度和相对荧光强度均不同程度降低,且室温荧光发射峰由640 nm蓝移至630 nm。光谱研究结果表明用SPDP对C-藻蓝蛋白进行蛋白质交联时SPDP/C-藻蓝蛋白的摩尔比应小于100,否则荧光强度和荧光特性将发生显著改变。     

钝顶螺旋藻藻胆体低速离心制备过程的光谱表征

采用低速离心的简易方法制备钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)藻胆体,对每次离心所得藻胆体粗提液进行吸收光谱测定.光谱分析表明藻胆体粗提液经3～4次低速离心(13 000 rpm)后,紫外吸收峰位于263 nm,且在400～450 nm有叶绿素的特征吸收,表明藻胆体溶液纯度不高,含微量的Triton X-100及叶绿素.藻胆体溶液经高浓度钾盐沉淀后,其紫外吸收峰由263nm红移至277 nm,吸收光谱中也未出现叶绿素的特征吸收峰,说明藻胆蛋白溶液中已不含Triton X-100及叶绿素.所得藻胆体进一步经层析纯化,纯化的藻胆体的室温荧光发射峰为680 nm,表明已获得均一性高的完整的藻胆体.     

柱层析法纯化藻胆蛋白的紫外-可见光谱特征研究与机理分析

紫外-可见吸收光谱法不仅可以应用于分析藻胆蛋白种类以及纯度,还可以用于分析并指导其提取纯化过程。以巢湖新鲜蓝藻为实验原料,以CellufineA-500与羟基磷灰石为填料,运用柱层析法精致纯化藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白;根据两种填料对应的洗脱峰在洗脱曲线上的特点,充分利用藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白与核酸、类胡萝卜素、一般蛋白质的紫外-可见光谱特性的差别,研判洗脱峰组分与含量的动态变化。通过紫外-可见吸收光谱法分段研究两种填料柱层析法精致纯化藻胆蛋白洗脱峰的光谱学特征及其变化规律,能够定性定量地判断出各洗脱峰的组分和含量变化;结合两种填料的特性,能够分析出藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白等的电荷特性与配位能力强弱,从而揭示两种柱层析填料分段洗脱的内在机理和本质。在CellufineA-500纯化藻胆蛋白过程中,随着洗脱液的更换,洗脱曲线上会出现4个洗脱峰,经扫描取样点的紫外-可见吸收光谱分析后发现:Ⅰ峰主要成分为带正电荷或电中性的杂蛋白与类胡萝卜素;Ⅱ峰主要成分为带少量负电荷的藻红蛋白、杂蛋白与核酸;Ⅲ峰主要成分为带有较多负电荷的高纯度藻蓝蛋白及少量别藻蓝蛋白,且由于藻蓝蛋白与别藻蓝蛋白未能完全分离,制约了藻蓝蛋白纯度的进一步提高;Ⅳ峰主要成分为带有大量负电荷的杂蛋白与低纯度藻蓝蛋白。在羟基磷灰石纯化藻胆蛋白过程中,随着洗脱液的更换,洗脱曲线上出现3个洗脱峰,经扫描取样点的紫外-可见吸收光谱后发现:Ⅰ峰主要表征为阳离子或碱性蛋白质的杂蛋白、核酸与类胡萝卜素成分等;Ⅱ峰主要表征为与钙离子结合生成较弱配位键的高纯度藻蓝蛋白成分,且由于藻蓝蛋白与别藻蓝蛋白能完全分离,有利于藻蓝蛋白纯度的进一步提升;Ⅲ峰主要表征为与钙离子结合生成较强配位键的高纯度别藻蓝蛋白成分。     

环境因子和变性剂作用下B-藻红蛋白的光谱与荧光光谱研究

文章系统研究了B-藻红蛋白在环境因子和变性剂作用下的特征吸收光谱和荧光发射强度的变化规律,结果表明B-藻红蛋白分别在pH 4.5～9.5、温度在25～60℃和日光灯照射下(光强2 800 lx)24 h以内相对稳定,其荧光发射强度和特征吸收光谱变化不大;分别在0.5%～3%SDS和0.25%～1%β-巯基乙醇作用下B-藻红蛋白的光谱特性发生了显著变化,荧光发射强度严重衰减,特征吸收峰消失;在10%～70%乙腈或2～8 mol·L-1脲作用下,荧光发射强度有所衰减,但特征吸收光谱峰形未变化,只是峰强度略有减小.简要分析了环境因子和变性剂引起B-藻红蛋白的构象变化的可能原因.     

海水养殖黑色珍珠UV-Vis反射光谱的类型及其特异的PL光谱特征

采用紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)反射光谱并结合405 nm为激发光源的光致发光(photoluminescence,PL)光谱对海水养殖的黑色系珍珠进行较系统的光谱采集、比对,以期探究天然色黑色珍珠在上述光谱中的异同特性。结果表明:(1)基于UV-Vis反射光谱中250～800 nm区间的谱图特征,首次将黑色系珍珠的UV-Vis反射特性归类为四大类,即①在约400, 500和700 nm处均存在吸收峰;②在约400和500 nm两处存在吸收峰;③在约400和700 nm两处存在吸收峰;④在约500和700 nm两处存在吸收峰;(2)在405 nm激发光源下,黑色珍珠的PL光谱在约620, 653和677 nm处皆出现特征吸收,上述各吸收峰位在其他类别的淡海水珍珠的PL光谱中未曾见有具体报道。且有趣的是,首次发现黑色珍珠的PL光谱中约677 nm处的特征吸收峰表现出较强的光敏特征,即随着激发光源辐照时间的延长,该处吸收峰的强度渐弱甚至消失。研究结果可为黑色系珍珠其颜色形成属性的鉴定、判断提供理论与技术支撑。     

不同生境条件下藻蓝蛋白活体荧光光谱特性研究

蓝藻生物量检测技术发展是应对目前频繁发生的水华事件的重要环节。藻蓝蛋白作为蓝藻的特异性蛋白,在一定程度上比叶绿素更能准确反应自然水体中的蓝藻生物量,因而成为蓝藻生物量检测技术的重要指标。本文利用三维荧光光谱技术,以不同光照、不同生长期的铜绿微囊藻、鱼腥藻活体为研究对象,比较了单点法和包络法两种光谱解析方法的可靠性,探究了不同生境条件下的藻蓝蛋白活体荧光光谱特性。结果表明：(1)荧光光谱强度随生长期延长而增大;(2)采用包络法解析藻蓝蛋白特征荧光光谱的方法比单点法更为可靠;(3)在不同生境条件下,铜绿微囊藻藻蓝蛋白活体荧光激发波长基本保持614 nm、发射波长基本保持654 nm不变,鱼腥藻藻蓝蛋白活体荧光激发波长随生长期在610和620 nm之间波动减小,发射波长随生长期在650和660 nm之间波动增大。这种波动与藻种样品颗粒度大小和光谱扫描模式有关。该研究结果为发展蓝藻生物量活体荧光监测技术发展提供了实验基础。     

环境因子和变性剂作用下B-藻红蛋白的光谱与荧光特性

文章系统研究了B-藻红蛋白在环境因子和变性剂作用下的特征吸收光谱和荧光发射强度的变化规律,结果表明:B-藻红蛋白分别在pH 4.5~9.5、温度在25~60℃和日光灯照射下(光强2 800 lx)24 h以内相对稳定,其荧光发射强度和特征吸收光谱变化不大;分别在0.5%~3%SDS和0.25%~1%β-巯基乙醇作用下B-藻红蛋白的光谱特性发生了显著变化,荧光发射强度严重衰减,特征吸收峰消失;在10%~70%乙腈或2~8 mol.L-1脲作用下,荧光发射强度有所衰减,但特征吸收光谱峰形未变化,只是峰强度略有减小。简要分析了环境因子和变性剂引起B-藻红蛋白的构象变化的可能原因。     

Te(Ⅳ)胁迫下螺旋藻鲜活细胞与冻融细胞的谱学性质

研究了Te(Ⅳ)胁迫下螺旋藻鲜活细胞与冻融破壁后细胞的光谱性质,吸收光谱表明Te(Ⅳ)胁迫下藻细胞的特征吸收峰明显降低,对于冻融后的藻细胞,藻蓝蛋白的吸收峰成为主峰,且随着Te(Ⅳ)浓度的增大其强度显著降低,说明高浓度Te(Ⅳ)胁迫对藻蓝蛋白的损伤最为明显;荧光光谱显示,荧光峰的位置较对照组没有发生移动,但强度明显降低,表明在高浓度的Te(Ⅳ)胁迫下螺旋藻中主要的光合色素遭到明显的损伤;冻融细胞残渣的荧光未观察到发射峰.     

基于定量遥感反演的内陆水体藻类监测

叶绿素作为衡量湖泊富营养化的重要指标,利用遥感技术对其进行实时动态监测具有重要意义。以太湖为例,通过对水体实测光谱和水质采样数据的分析,建立了光谱反射率比值与叶绿素a浓度的回归模型。结果显示,700 nm附近波段与625 nm附近波段所构建的比值模型R2最高,710 nm以后波段与其他可见光波段所构建的比值模型的R2会随可见光波长的增大而逐渐下降。在高光谱遥感估算模型的基础上,应用同步MODIS卫星遥感数据进行了太湖叶绿素a浓度的空间分布反演,并基于MODIS绿度指数建立了太湖藻华水体信息提取模型,从叶绿素a浓度估算和藻华信息提取两个方面实现了太湖藻类空间分布特征的定量反演,为太湖等大型内陆水体藻类的实时定量遥感监测提供了新的研究思路。     

绿黄色磷灰石热处理紫外可见光谱研究

绿蓝色磷灰石因其颜色和"帕拉伊巴"绿蓝色碧玺相似而为消费者所熟知。为了验证此种磷灰石颜色是否经过人工处理,将不同颜色的磷灰石样品分别置于空气气氛下进行400~800℃的热处理。结果表明绿黄色磷灰石经过650℃的热处理就可产生绿蓝色。根据热处理过程中样品的X射线粉末衍射数据,在热处理过程中并未发生相变。为了进一步研究热处理过程中样品颜色的变化行为和实验参数对热处理效果的影响,将绿黄色磷灰石样品分别置于空气和还原气氛下进行300~800℃的对比热处理实验。结果显示不同气氛下样品颜色的变化行为十分相似。因此这也表明绿黄色磷灰石颜色的改变和元素价态的变化没有直接关联。室温下样品的紫外可见吸收光谱(200~800 nm)主要表现在蓝紫区强烈吸收,红橙区有一宽缓的吸收带(620~720 nm),黄绿区透过,出现了515, 528, 578, 739和747 nm等一系列吸收峰。随着热处理温度的升高,样品在可见光范围内的吸收系数大幅降低颜色变浅,吸收截止边逐渐蓝移导致样品逐渐呈现蓝色。与此同时,随着温度升高至400℃, 620~720 nm吸收带中最强吸收峰位置会发生蓝移导致样品的黄色调减弱。当温度达到800℃时,样品褪色, 620~720 nm吸收带消失,但515, 528, 578, 739和747 nm等一系列吸收峰仍然存在。因此绿黄色磷灰石在热处理过程中颜色的变化主要和吸收截止边以及620~720 nm吸收带的变化有关。     

太湖水体反射率的光谱特征波长分析

水体反射率的光谱特征波长分析是解决内陆水色遥感难题的一项重要的基础工作.该文分析了2006-2009年七次太湖综合实验获取的312个采样点遥感反射率,找出反射率曲线出现极大值、极小值、由凹向凸转变的拐点、由凸向凹转变的拐点对应的特征波长,给出了太湖水体反射率350～900nm范围内的光谱特征波长:359,440,464,472,552,566,583,628,636,645,660,676,689,706,728,791,806和825 nm.最后用浮游植物色素的吸收光谱、太湖水体特有的组成成分解释了特征波长.文章分析特征波长的方法,对于各种光谱曲线的特征波长分析都适用,该方法能够有效地区分曲线峰值所在波长和谷值所在波长重叠的情况.该文的研究成果有利于建立反演水质参数的算法,从而提高反演算法的精度.     

紫外吸收光谱积分法分析蛋白质浓度-以碱性磷酸酶为例

利用矿物(针铁矿,蒙脱石)和太湖沉积物吸附碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, APase),测定吸附后上清液中剩余碱性磷酸酶浓度时发现其紫外吸收光谱发生了变化,利用传统280 nm处紫外吸收法无法直接准确测定其浓度值。基于对碱性磷酸酶252～305 nm处吸收峰面积积分方法可以消除影响,并准确分析测定碱性磷酸酶浓度。其测定结果与考马斯亮蓝法测定结果进行比较,表明了该方法可以方便,快速和准确地测定此类实验中碱性磷酸酶浓度。同时,该方法还可以扩展至其他蛋白质的定量分析,甚至其他类似实验中,一定程度上克服传统方法应用单波长进行定量分析中存在的易受干扰的缺点。     

奎宁-[PtI6]2-缔合微粒体系的光谱特性及分析应用

在 0 0 2mol·L-1HCl介质中 ,红色 [PtI6]2 -配合物离子与奎宁作用生成紫红色PtI6 奎宁缔合微粒 ,在 310 ,4 0 0 ,4 70 ,6 10nm处产生 4个瑞利散射峰 ;在 35 0～ 70 0nm波长范围的吸光度值均增大 ,4 5 0nm荧光峰猝灭。在选定条件下 ,奎宁浓度在 0～ 4 0× 10 -6mol·L-1范围内与A62 0nm成正比 ,摩尔吸光系数ε62 0nm为 1 31× 10 4L·mol-1·cm-1。实验结果表明 ,奎宁缔合微粒的形成是导致瑞利散射信号增强和荧光猝灭的根本原因 ,而缔合微粒的颜色是共振散射所致。     

“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征探究

“黑青”指颜色近黑色,主要成分为透闪石的青玉。“黑碧”指颜色近黑色,主要成分为阳起石的碧玉。采用电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪和红外光谱测试分析手段,确定“黑青”“黑碧”的矿物种属。采用拉曼光谱、显微紫外-可见分光光度计、红外光谱对“黑青”“黑碧”的谱学鉴别特征进行探究。“黑青”为标准透闪石拉曼谱峰,“黑碧”的谱峰位置与“黑青”存在几个波数的偏差,向波数小的方向移动。可见-近红外波段,“黑青”出现445 nm吸收峰,680和940 nm宽吸收带,为Fe2+和Fe3+作用;“黑碧”出现445 nm吸收峰,660和690 nm双吸收峰以及970 nm吸收峰,为Fe2+,Fe3+,Cr3+作用。显微紫外-可见光谱可分析到样品的近红外区,“黑青”在1 397,2 310,2 387和2 466 nm出现强吸收峰,1 915和2 120 nm出现弱吸收峰;“黑碧”在1 400,2 313和2 394 nm出现吸收峰。红外光谱分析“黑青”在5 225,4 738,4 692,5 349,4 317,4 190和4 064 cm-1存在吸收峰;“黑碧”在4 708,4 307,4 178和4 031 cm-1存在吸收峰。显微紫外-可见光谱与红外光谱分析结果虽然存在小的差异,但基本保持一致,以红外光谱分析结果为准。将透闪石质的“黑青”、阳起石质的“黑碧”、广西大化阳起石质玉进行对比,综合红外光谱和显微紫外-可见光谱分析结果得出“黑青”（透闪石）与“黑碧”（阳起石）近红外光谱的鉴别特征：“黑青”（透闪石）在4 800～4 600 cm-1存在两个吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在分裂双吸收峰;“黑碧”（阳起石）在4 800～4 600 cm-1存在一个弱吸收峰,4 350～4 300 cm-1存在一个吸收单峰。且“黑碧”（阳起石）的近红外吸收峰相较于“黑青”（透闪石）整体向低波数方向移动。     

“爱迪生”珍珠及染色处理有核珍珠的谱学特征

颗粒大、圆度高并具有浓郁颜色的淡水有核养殖珍珠（商贸名称为“爱迪生”珍珠）为珍珠市场提供了更高的品质与价值,然而受利益的驱使,染色的有核养殖珍珠也逐渐流入市场,扰乱了消费者的健康消费,在一定程度上阻碍了“爱迪生”珍珠产业的良性发展。本文利用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪对养殖和染色“爱迪生”珍珠进行了系统的谱学研究,并将其与海水珍珠、染色海水珍珠进行了比较。结果表明：（1）染色与养殖“爱迪生”珍珠在红外光谱上均显示1 445,882和725 cm-1处的文石振动峰,其中染色“爱迪生”珍珠在3 800 cm-1处均出现宽缓的弱吸收峰;（2）染色“爱迪生”珍珠的紫外可见光光谱中280 nm处的吸收峰明显弱于养殖“爱迪生”珍珠,染色后的“爱迪生”珍珠整体反射率降低,可能与染剂使珍珠中的蛋白质分子受损有关。染黄色“爱迪生”珍珠缺失养殖橙黄色“爱迪生”珍珠在360～380 nm处的吸收峰,而与染色海水金珠430 nm处的强吸收峰相似。染黑色“爱迪生”珍珠在425 nm处有吸收峰,染色海水黑珍珠在480和645 nm处有吸收峰,养殖海水黑珍珠在702 nm处有吸收峰,三者图谱的差异可能为各自的染料不同所致;（3）养殖“爱迪生”珍珠在光致发光光谱中450～550 nm范围内可见一组吸收峰,染色“爱迪生”珍珠的发光中心向红区偏移且在650 nm附近出现强度不等的与染色剂相关的吸收峰,染色海水金珠也在600 nm处有和染色剂有关的吸收峰。     

口红的荧光和拉曼光谱特性的研究

人们消费方式的变化促使电商崛起,美妆市场呈爆发式增长,口红产品的安全成为关注焦点。面对品牌口红真伪问题,市场检测化妆品方法单一,对品牌口红的特征无针对性。采用三维荧光技术和共聚焦拉曼技术对某品牌真假口红的光谱性质进行了研究。三维荧光光谱显示五组口红均存在激发光峰值波长为320 nm左右,发射峰波长在372 nm附近的荧光（Ⅰ区）。A1,A2,A3,B1,B2和B3这6个样品中,激发光峰值波长为230 nm时会发出中心波长在400 nm左右的荧光,而在A4,A5,B4和B5这4个样品中,激发光峰值波长红移到250 nm左右,其荧光发射峰也发生了相应的红移,到450~470 nm（Ⅱ区）。此外,A5还存在激发光峰值波长550 nm,发射峰在590 nm附近的荧光;B1还存在270 nm激发,292 nm左右发射的荧光峰（Ⅲ区）。采用荧光强度相对法来定量分析,若都以Ⅰ区的荧光强度为1,口红不同色号间、同色号真假口红间的Ⅱ区和Ⅲ区的相对荧光强度显著不同。拉曼光谱显示正品口红中存在TiO₂的振动峰,也还存在大量的C-C,C-N,-CH₂和-NH₂等有机化官能团的振动特征峰。相比于正品口红,部分假口红中还存在四个特异性的振动峰,分别是228,447,609和1 090 cm-1,这与Fe₂O₃的拉曼峰位吻合。实验结果表明口红不同色号间、同色号真假口红之间均存在着明显的光谱差异,利用口红光谱的指纹特性可实现对真假口红的鉴别。     

传统陶瓷中结构羟基的光谱学研究

烧结粘土产品可以吸收水分子发生再羟基化,生成结构羟基的量与产品保存时间存在一定关系,基于该理论可以利用热重分析方法对陶器制品进行测年研究.红外与拉曼光谱技术也可以用来分析结构羟基信息,因此人们希望探索利用光谱分析方法代替热重法进行传统陶瓷无损测年分析.为了验证可行性,收集了多种典型矿物原料和可溯源的传统陶瓷样品,利用红...     

面向浑浊水体叶绿素a浓度遥感反演的光谱基线校正

根据浑浊水体中悬浮物的光学性质,提出使用线性基线校正方法来削弱水体光谱中的悬浮泥沙贡献。线性基线定义为450和750 nm的反射率值连线,基线校正为光谱反射率减去基线。2010年3月和2011年4月太湖梅梁湾水体的实测数据验证结果表明,光谱线性基线校正可以较好的提高叶绿素a浓度的反演精度,改进反演模型的诊断性。3月数据建立的波段比值反演模型中,校正前模型RMSE为4.11 mg·m-3,基线校正后模型RMSE为3.58 mg·m-3,同时,基线校正后模型残差的方差齐性和正态分布均有明显的改善。4月模型有类似结果,数据校正后的模型具有更小的误差。在没有水华发生的浑浊水体中,线性基线校正可以作为提高水体叶绿素a浓度反演精度的光谱数据处理方法。