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。     

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.     

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。     

太湖水体中藻蓝蛋白的紫外-可见吸收光谱特征分析

以藻蓝蛋白标准品和室内培养的铜绿微囊藻、鱼腥藻为参照,于2011年春、夏、秋三季在太湖采集75个水样,分析太湖水体中藻蓝蛋白的紫外-可见吸收光谱特征,及其与标准品、单一藻种光谱特征的区别和联系。结果表明：太湖水体中藻蓝蛋白的吸收光谱形态可根据500～700 nm的吸收峰个数划分为无峰型、单峰型和双峰型三类。无峰型光谱在500～700 nm间变化平缓,620 nm附近无藻蓝蛋白的特征吸收峰出现。根据300～450 nm的吸收差异,无峰型可划分为无峰Ⅰ和无峰Ⅱ两个亚类。峰型Ⅰ仅在260 nm附近出现吸收峰,250～800 nm的谱型更接近于有色可溶性有机物(CDOM);峰型Ⅱ在260和330 nm处均有吸收峰出现。单峰型光谱在620 nm的藻蓝蛋白特征吸收峰明显,受藻种差异和提取纯度的影响,其在250～300,300～450和500～700 nm的吸收峰出现位置和峰值比与标准品、单一藻种不同。双峰型光谱在620和670 nm附近各具一个吸收峰,同时在350～450 nm出现吸收肩,兼具藻蓝蛋白和叶绿素复合蛋白的吸收特征。     

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.     

光谱学在金黄色海水珍珠鉴定中的应用

为了有效鉴别区分金黄色海水珍珠(简称金珠)和改色金珠,通过拉曼光谱和紫外可见吸收光谱对二者进行了检测分析.结果表明,拉曼光谱中,金珠的谱线稳定杂峰少,荧光背景弱,改色金珠的谱线杂峰多,荧光背景很强.0～1000 cm-1拉曼位移内金珠的光谱基线强度在1000以下,改色金珠的光谱基线强度在2000以上;金珠在拉曼位移275 cm-1处出现明显的拉曼特征峰,改色金珠275 cm-1处的拉曼特征峰基本被荧光谱线覆盖而变弱或消失;紫外可见吸收光谱中,金珠在200 nm～400 nm的近紫外区有284 nm,357 nm两个明显的紫外吸收峰.由于颜色处理过程中对珍珠表面破坏程度的不同,导致改色金珠在近紫外区无特征吸收,吸收峰发生红移(408 nm)或消失.     

荧光光谱研究两性表面活性剂CHAPS对钝顶螺旋藻藻胆体的解离作用

用蔗糖密度梯度高速离心的方法分离得到钝顶螺旋藻 (Spirulinaplatensis)的藻胆体 ,其室温荧光发射峰位于 6 71nm。以室温荧光光谱为表征研究了离子强度及两性表面活性剂CHAPS对藻胆体稳定性的影响。在 1mol·L-1的磷酸缓冲液中 ,藻胆体的稳定性强 ,7d内藻胆体的室温荧光发射峰位置没有变化。当用水稀释磷酸缓冲液浓度为 0 1mol·L-1,1h后藻胆体溶液的室温荧光发射峰即蓝移至 6 4 8nm ,表明藻胆体已经解离。在低浓度 (<0 6mol·L-1)磷酸缓冲液中 ,藻胆体易解离 ,解离速度随磷酸缓冲液浓度的降低而加快。在磷酸缓冲液浓度为 1mol·L-1的藻胆体的溶液中加入终浓度为 10mmol·L-1的两性表面活性剂CHAPS ,可导致藻胆体的室温荧光发射峰发生蓝移 ,说明CHAPS在高离子强度条件下也可以使藻胆体解离 ,这有利于进一步分离组成藻胆体的各种亚结构     

健康人血红蛋白紫外可见吸收光谱和FTIR光谱

为了探究健康人固体血红蛋白(hemoglobin, Hb)的紫外可见吸收光谱和傅里叶变化红外光谱的谱学特征,将21～80岁健康人分成四个年龄阶段组,采用葡聚糖层析法高度纯化新鲜血液红细胞内的Hb,利用冷冻干燥法获得结构稳定的Hb固体,测定四组样本的Hb紫外可见吸收光谱和FTIR光谱;利用OMNIC 8.0软件的QC比较分析功能、全光谱特征分析和二级结构分析首次归纳得出健康人Hb的紫外光谱及FTIR光谱。分析显示样本间,四组间Hb紫外可见吸收光谱和FTIR光谱高度相同, FTIR光谱间的匹配度高达95%;所有样本Hb的紫外光谱均有5个特征吸收峰,吸收峰所在位置的吸光度、波长相同; FTIR光谱均有13个特征吸收峰,吸收峰所在位置的吸光度、波数是相同的; Hb紫外吸收光谱显示健康人Hb拥有相同的三级结构, FTIR光谱的特征吸收带AmideⅠ带二阶导数谱匹配度高达99%,其二级结构均由11个子峰构成,组成则以α-螺旋为主。研究得出健康人Hb的紫外可见吸收光谱和FTIR光谱,并通过初步分析得到Hb的光谱学特征和结构特点,有助于研究相关疾病。     

用吸收光谱研究甲苯胺蓝及在表面活性剂中的聚合状态

应用紫外－可见吸收光谱研究了生化试剂甲苯胺蓝在不同浓度时的聚合状态以及添加没浓度十二烷基苯磺酸钠时溶液状态的变化,同时也分析了无机盐添加地吸收光谱的影响。结果表明：甲苯胺蓝的聚合状态与各种添加剂均有关系     

缅甸墨绿色长石质玉石谱学特征研究

采用X射线粉晶衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、激光拉曼光谱和紫外可见吸收光谱等方法,对产自缅甸翡翠矿区的一种类似于绿辉石质翡翠的墨绿色玉石品种进行了化学成分、矿物成分及谱学特征研究。XRD表明该玉石主要成分为钠长石与钙长石,XRF测试表明该玉石属于富铁的斜长石亚族,端元组分在Ab0.731An0.264Or0.004～Ab0.693An0.303Or0.004之间。利用拉曼光谱对比分析了该玉石与钠长石、钙长石的谱学特征,并对各特征谱峰作出指认。紫外-可见吸收光谱测试表明其墨绿色与所含较高的Fe3+以及Cr3+的d—d电子跃迁有关。     

四氨基钴酞菁紫外-可见光谱量子化学研究

四氨基钴酞菁是一种很有前途的可见光催化剂,为丰富和完整该物质结构性质及反应活性的理论体系,尤其是其光谱性质的量子化学研究,利用量子化学计算模拟和实验研究相结合的方式对四氨基钴酞菁的紫外-可见光谱进行了比对研究。通过实验证明,四氨基钴酞菁的二甲基甲酰胺(DMF)溶液在324.98和709.94 nm处出现两个明显的吸收峰。在密度泛函法的B3LYP/3-21G*水平上,采用含时密度泛函(time-dependent density functional theory,TD-DFT)方法模拟四氨基钴酞菁的紫外-可见吸收光谱显示,得到了两个吸收谱带分别在321.41和709.92 nm处,与实验值基本吻合,证明密度泛函理论在四氨基钴酞菁的量子化学理论研究是有效可靠的。通过量子计算还确定了每个吸收峰中各个电子跃迁的贡献率：在326.22 nm处的吸收主要是电子从轨道152到163 LUMO的跃迁;在314.42 nm处的吸收主要是电子从轨道149到164 LUMO+1的跃迁;在747.57 nm处的吸收主要是电子从轨道162 HOMO到163 LUMO的跃迁;在676.01 nm处的吸收主要是电子从轨道162 HOMO到164 LUMO+1的跃迁。这些模拟数据对实验研究提供了极大的理论补充,四氨基钴酞菁的紫外-可见光谱量子化学研究对后续实验指导及应用有十分重要的理论意义。     

“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。     

傅里叶变换红外光谱法快速测定5个品种大豆的主要组分

探索作物育种过程中从大量样本中快速筛选有益突变体的新方法.利用傅里叶红外光谱法从整体上对5种大豆的主要组分进行测定和分析.结果表明:大豆的脂肪酸、皂苷、异黄酮(3298-1746cm-1)、蛋白质(1655-1398cm-1、1059cm-1)和核酸、磷脂(1240-1159cm-1、1001cm-1)等主要组分均具有...     

巴基斯坦宝石级榍石谱学研究

榍石作为一种稀有宝石,具有良好的宝石学特性以及出色火彩,在欧美、日本、印度等国备受欢迎。随着近几年国内外珠宝市场的交流增加,中国某些地区也开始流行这种外观炫目的宝石。但国内有关宝石级榍石研究较少,认知依然停留在折射率、色散等基本矿物学性质上,对其光谱学特征、颜色成因等方面研究依然存在空白。在对巴基斯坦黄绿色榍石进行成分分析基础上,归纳总结其红外光谱,拉曼光谱及紫外-可见光光谱的特征。通过对榍石样品进行激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）测试,发现该批次次样品主要元素含量稳定,其中TiO₂含量为35.42 Wt%,MnO和Cr₂O₃含量非常低（分别为~0.04 Wt%和0.01 Wt%）,因此该批次榍石样品颜色主要与含量较高的Fe相关。在红外振动的基频波段400~1 200 cm-1范围内可观察由Si-O和Ti-O振动引起的吸收峰,同时在6 800 cm-1处观察到表明Fe2+存在的吸收宽带。拉曼光谱测试结果（45~1 500 cm-1）与前人研究基本一致,3 354 cm-1处的弱拉曼峰,推测与Fe相关。通过对比定向切割样品GS-1在5个不同方向上的拉曼光谱结果,可发现不同结晶面上拉曼峰位置基本不变,但部分振动的相对强度存在差异。紫外-可见光光谱分峰拟合结果表明,14 461 cm-1处吸收可能由八面体内Fe2+的d-d禁阻跃迁产生,而15 887,16 781和17 781 cm-1三个吸收峰则与八面体内Fe3+的d-d禁阻跃迁相关。该研究的创新性主要体现在以下两个方面：（1）系统性总结宝石级榍石红外光谱、拉曼光谱及紫外-可见光光谱特征,并结合成分测试结果进行分析;（2）通过相关软件对榍石样品紫外-可见光光谱测试结果进行分峰拟合,根据各谱峰出现位置,相对强度和峰形特征,结合前人总结规律,对吸收峰进行归属,提出Fe可能是导致宝石级黄绿色榍石颜色形成的原因。     

苏丹红Ⅰ在乙醇溶液中的紫外-可见光谱

研究了苏丹红Ⅰ在极性溶剂乙醇中的紫外-可见光谱,同时考察了水、酸碱度、温度和时间等不同实验条件对苏丹红Ⅰ-乙醇溶液紫外-可见光谱的影响.结果表明,苏丹红Ⅰ在乙醇溶液中形成的紫外-可见光谱特征吸收峰主要与其偶氮-醌腙异构体和分子型体有关;在乙醇-水溶液中,苏丹红Ⅰ的可见区特征吸收峰逐渐红移,最大红移达11nm,最大增幅为...     

基于密度泛函理论的C_(24)H_(38)O_4分子外场效应研究

各种环境毒物危害着人类的健康,塑化剂更是破坏了食品安全.为研究外电场对塑化剂主要成分之一C_(24)H_(38)O_4(邻苯二甲酸二辛酯,dioctyl phthalate,DOP)的影响,采用密度泛函理论B3LYP方法在6-311G(d,p)基组水平上优化了不同静电场0—0.0125 a.u.(0—6.4278×10~9 V/m)作用下DOP分子的基态几何结构,在此基础上利用同样的方法计算了DOP分子的电偶极矩和分子总能量,最后利用含时密度泛函理论在同一基组下研究了不同外电场对DOP分子紫外-可见(UV-vis)吸收光谱产生的影响,并与实验测得的光谱图进行了比较.结果表明:分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩随着外电场的增强先减小后增加,而分子总能量随着外电场的增强先增加而后急剧减小;DOP分子激发态的振子强度随着外电场的增强而减小,UV-vis吸收峰显著红移.     

吸收峰混叠的太赫兹光谱区间组合特征提取算法

太赫兹光谱是物质识别的前沿方法之一。由于不同物质的分子组成或结构各异,许多物质的太赫兹吸收谱会在特定频率上出现吸收峰,可以作为混合物成分检测的重要特征。有效准确地提取这些吸收峰的参数,是提高识别率的关键。多峰拟合算法将光谱曲线拟合成若干个标准峰函数之和,能够同时提取到吸收峰的频率、峰高、峰宽等信息。但是该算法以寻峰算法结果为基础确定吸收峰的大致位置和数量,寻峰结果不一定是最优的拟合结果,而且很难准确识别定位混叠状态的吸收峰。为了提高混叠光谱中吸收峰的识别定位精度,提出以大幅度平滑后的曲线波谷为分界点,将预处理后的光谱分成若干个子区间。然后将子区间组合起来进行多峰拟合,通过遗传算法得到最优的拟合子区间组合和吸收峰频率近似值,拟合时每个子区间中通过峰数递增最优化方法确定拟合的吸收峰数,最后微调优化得到最优的吸收峰频率、峰高值。为了实现物质的识别,通过密度聚类算法得到同一类纯净物在多次测量中的共同吸收峰,以此作为标准数据,通过提出的基于吸收峰特征的光谱匹配算法实现了纯净物和不同含量混合物的快速识别。对10类纯净物的实际光谱数据进行拟合聚类,得到其吸收峰参数,结果与太赫兹光谱数据库一致。通过识别算法对纯净物测试集进行识别的识别率为100%,证明了特征提取和物质识别算法的有效性。对于含有混叠峰的混合物光谱,二阶导数法对葡萄糖-乳糖混合物光谱中被掩盖吸收峰(1.280 THz)的识别率仅为70%,提取到的频率平均值为1.316 THz;而该算法提高识别率至95%,频率平均值为1.281 THz,该算法提高了对混叠峰的分辨能力,能够精确定位混叠峰。对10类纯净物构成的6类不同程度混叠的二元混合物前二、三识别率分别达到90.8%和98.3%,提取到的特征能够有效应用于混合物的成分检测。该算法能够以纯净物数据为标准数据实现成分各异的混合物成分检测,对于太赫兹光谱混合物成分检测有重要意义。     

水华蓝藻粉/低密度聚乙烯复合材料光谱特征与性能反馈研究

为了解决周期性爆发的巢湖水华蓝藻难以处置的问题,同时改善低密度聚乙烯材料降解周期长的现状,以低密度聚乙烯(LDPE)为基体,以巢湖新鲜水华蓝藻制得的蓝藻粉为生物材料,以马来酸酐接枝聚乙烯 (PE-g-MAH)为增容剂,以聚乙烯蜡和白油为润滑剂制备复合材料。设置蓝藻粉含量和增容剂含量2个因素作为实验因素,实验材料按一定比例充分混合后,双螺杆挤出制得了复合材料颗粒,再经过注塑方式获得待测样条。通过紫外-可见光谱扫描(UV-VIS)联合傅里叶变换红外光谱扫描(FTIR)的光谱学方法了解水华蓝藻粉、增容剂和复合材料的光谱学特征,分析复合材料制备过程中的结构变化,能够先决性判断该种实验方法对制备新型生物材料的可行性。并以力学性能测试和扫描电镜(SEM)等方法作为辅助手段,与光谱分析的结果相互反馈,充分分析水华蓝藻粉、增容剂含量对复合材料结构与性能的影响。结果显示：通过紫外可见光谱分析,蓝藻初提液在260和620 nm处出现藻蛋白质的特征吸收峰,表明了蓝藻细胞液中藻蛋白的存在,具备作为生物反应材料的基本条件。红外光谱分析可知,蓝藻粉在1 630,1 540和1 440 cm-1附近出现特征吸收峰,符合酰胺键的出峰规律,在3 300 cm-1附近出现O-H的特征吸收峰,进一步验证了蓝藻粉活性位点的存在;马来酸酐的红外光谱图中,酸酐在1 850和1 740 cm-1处出现C═O基的特征峰,环状酸酐中C-O-C的伸缩振动特征峰出现在1 200 cm-1附近;而经过反应所得的复合材料红外光谱中,除聚乙烯的特征吸收峰以外,蓝藻粉中的酰胺键和O-H,以及马来酸酐对应得特征吸收峰都已减弱或消失了,基本可以推测马来酸酐与-OH发生了开环酯化反应,马来酸酐在生物复合材料的制备过程中起到了连接两个不同反应体系的作用。而且,通过扫描电镜可直观的看出,蓝藻粉含量增加将会导致复合体系中成团现象加剧,增容剂的加入增强了复合体系界面的粘结性;力学性能测试的结果为蓝藻粉含量的增加导致复合材料力学性能下降,尤其冲击性能下降显著降幅达54.10%;当蓝藻粉的添加量为15.00%时,随着增容剂用量的增加,材料的拉伸强度、弯曲性能和冲击性能均呈现先增大后减小的趋势。扫描电镜和力学性能的结果也从侧面验证了光谱分析结果的前瞻性和正确性,避免了盲目实验带来的资源浪费等问题。综合考虑,该生物复合材料可选取蓝藻粉含量15.00%,增容剂含量3.00%,聚乙烯蜡和白油用量3.00%和1.00%的配方,此时的力学性能为：拉伸强度为11.70 MPa,冲击强度为20.00 kJ·m-2,弯曲强度为8.80 MPa,弯曲模量为220.00 MPa。