荧光光谱对自组装多肽作为药物载体的初步研究

为解决疏水性药物普遍存在的因水中溶解度低而给药困难、生物利用度低的问题,采用了新型两亲性自组装多肽RGA16(Ac-RADAGAGARADAGAGS-NH₂)作为载体包裹和释放疏水性模型药物。以芘为模型疏水性药物,以鸡蛋卵磷脂脂质体模拟细胞膜,通过稳态荧光光谱表征和测定芘的存在形式和浓度。两亲性自组装多肽RGA16能够在水溶液中稳定模型疏水性药物芘的晶体。扫描电镜图像显示多肽RGA16与芘晶体相互吸引,两者形成10 μm以上大小的复合体。在机械搅拌下多肽RGA16与水溶液中的芘相互作用5 d左右形成稳定的胶体混悬液(多肽-芘复合体)。被多肽包裹时,芘以晶体的形式存在。而当与EPC脂质体溶液混合时,芘可从多肽的包裹中以分子形式释放到EPC的双层膜中。芘从自组装多肽所稳定的胶态晶体向EPC脂质体释放的过程采用连续时间扫描稳态荧光光谱加以观察。通过将释放过程中芘单体的荧光强度与标准曲线相比较,确定了特定时间点EPC脂质体中芘的转移量。以上结果表明：该两亲性自组装多肽RGA16具有作为小分子量疏水性药物载体的潜力。     

复合荧光CdSe量子点-脂质体的制备与表征

通过脂质体方法成功地将三辛基氧化膦(TOPO)包覆的CdSe发光量子点从非极性有机溶剂转移到生物相容性的水溶液中.分别通过透射电镜(TEM)、荧光Mapping图像,以及光致发光(PL)光谱进行表征.TEM照片显示制备的CdSe核量子点为球形,具有良好的单分散特性,平均粒径约为3nm.CdSe-脂质体复合体的平均尺寸大约20nm,TEM清楚地显示了CdSe量子点被诱捕在脂质体中.荧光Mapping显示了CdSe-脂质体复合体的发光强度分布.脂质体方法转移TOPO包覆的CdSe量子点,借助了磷脂的双分子链与CdSe表面的TOPO配体之间的疏水相互作用,在CdSe的第一配体层外部形成第二配体层,保留了CdSe的存在环境,光致发光光谱表明,量子点-脂质复合体基本保持了CdSe核量子点的发射效率.     

压电风扇激励下柱鳍热沉传热实验

对置于矩形通道流中的柱鳍热沉在压电风扇激励下的传热特性进行了实验研究,重点分析了通道气流流动雷诺数Re、压电风扇驱动电压U对热沉换热特性的影响。研究结果表明,通道流中压电风扇的激励能够改善柱鳍热沉的传热特性。相对于单纯的通道流,当压电风扇驱动电压为250 V时,在通道流雷诺数小于5300下,压电风扇激励可以提升柱鳍热沉表面换热能力20%以上;在通道流雷诺数介于7100和8800时,压电风扇激励可以提升柱鳍热沉表面换热能力12%左右。     

吴茱萸碱与脂质体模拟生物膜的相互作用:FTIR和DSC研究

药物与生物膜相互作用的研究对于了解药物药效和改善其生物性能具有重要的意义。但生物膜的组成复杂,直接研究药物活性成分与生物膜的相互作用比较困难。以脂质体作为生物膜模型,研究了吴茱萸碱与脂质体的相互作用,分析了吴茱萸碱分子在脂质体中的包封位置,探讨了吴茱萸碱抗炎作用可能的作用机制。以二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）为膜材,应用薄膜分散法制备含有不同摩尔百分比（x）的吴茱萸碱脂质体,应用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和差示扫描量热（DSC）技术分析随着脂质体中药物摩尔百分比的增大,DPPC分子各红外特征吸收峰频率、峰形及量热参数的变化情况,从而探讨药物在脂质体中的包封位置及吴茱萸碱分子对脂质体膜流动性的影响。实验数据表明,在0＜x＜10 mol%的浓度范围内,DPPC头部区域磷酸基团的不对称伸缩振动频率没有明显变化,脂质体相变温度和相变焓均随药物摩尔百分比的增大而减小。在0＜x＜5 mol%浓度范围内,DPPC界面区域的水化的羰基峰的吸收波数由1 726.0 cm-1增加到1 731.8 cm-1,当x=10 mol%时,该波数又减小到1 728.0 cm-1。在10 mol%≤x＜20 mol%浓度范围内,磷酸基团的不对称伸缩振动的波数由1 242.0 cm-1减小为1 236.3 cm-1,水化的羰基峰的吸收频率没有明显变化,脂质体相变温度和相变焓均随药物摩尔百分比的增大而增大。纯DPPC脂质体中亚甲基的对称伸缩振动波数为2 848.4 cm-1,载药后该波数都增大到2 850.3 cm-1。这些结果表明吴茱萸碱在脂质体中的包封位置具有浓度依赖性：在0＜x＜10 mol%浓度范围内,吴茱萸碱主要作用于DPPC分子的疏水尾链区域,少部分药物分子作用于DPPC分子的界面区域。在10 mol%≤x＜20 mol%浓度范围内,吴茱萸碱分子则主要作用于DPPC分子的头部区域,少部分药物分子作用于DPPC分子的疏水尾链区。所有载药脂质体的相变温度均低于纯DPPC脂质体的相变温度,即不同浓度的吴茱萸碱均可以使脂质体的膜流动性增加,并且,当药物摩尔百分比为10 mol%时,吴茱萸碱对生物膜流动性的增加效应最为明显。研究工作对于进一步揭示吴茱萸碱与生物膜的相互作用机制具有重要意义。     

超声药物释放空化动力学行为研究

以直径1 μm的脂质体为空化研究对象,从修正的Rayleigh空化方程入手,研究机械系数(MI)对300 kHz和1 MHz超声作用时空化效应的影响。脂质体的药物释放以超声作用前后脂质体中钙黄绿素的荧光强度为量度。模拟结果表明:在微泡振荡过程中,由超声波驱动产生的负向最大泡壁运动速度促使微泡半径从最大快速减小接近于零,微泡积聚到最大能量。对于300 kHz和1 MHz的激励超声,存在一个拐点(MI)值,当MI小于接近0.4时,1 MHz微泡半径变化幅度强于300 kHz;当MI>0.4时,300 kHz微泡半径变化幅度强于1 MHz。这一结果预示在此范围内,300 kHz的药物释放效果好于1 MHz。本研究为超声空化效应研究及超声药物释放应用提供了理论依据。     

基于单分子成像技术研究λ-DNA分子穿越微米通道端口的电动力学特性

操控单个DNA分子,将其有效引入、导出微纳通道是实现DNA生物芯片功能的前提条件.本文利用单分子荧光显微成像技术系统地实时观察分析λ-DNA单分子在电场力驱动下进入/穿出50μm通道端口处的电动力学特性及规律.研究发现:λ-DNA分子能够顺利进入trans端口并穿出cis端口,外加电场强度存在最大(E_(max))和最小(E_(min))阈值,只有场强E满足:E_(min)≤E≤E_(max)时, λ-DNA分子才能进入trans端口并顺利穿出cis端口;当电场强度小于最小阈值场强时, DNA分子不能进入trans端口;当电场强度大于最大阈值场强时, λ-DNA分子虽可能从trans端口进入通道内部,但不容易从cis端口穿出,而是在迁移至通道内cis端口附近时,运动方向反转、往复、甚至旋转等新现象,并且易于粘附到管壁上;随着场强增大,反转位置距cis端口越大.基于微流体电动力学理论,对λ-DNA分子在微通道端口的不同运动状态的物理机制进行了初步分析.本研究结果对研制基于微纳通道系统的基因芯片实验室及DNA分子传感器具有一定的实际指导意义.     

利用密度泛函理论研究六种多环芳烃的分子结构以及拉曼光谱

利用DFT理论B3LYP/6-31+G(d, p)方法对六种PAHs分子进行理论计算, 可以得到六种多环芳烃分子的分子构型信息, 其中包括具体的键长、键角以及整个分子的长宽信息, 从而为我们能够更加深入地理解稠环芳烃的大小与环糊精内腔的尺寸匹配效应对SERS增强效果的影响提供了理论依据; 还利用Gaussview对这些分子的拉曼光谱给出具体的峰位, 并对计算出的六种多环芳烃的拉曼光谱进行主要峰位的指认。通过与实验测得拉曼光谱的对应关系, 从而对实验所得的拉曼光谱在理论上进行了有力的补充。     

OCS分子在207 nm的光解动力学研究:S(~1D_2)+CO(X~1∑~+)产物通道（英文）

利用直流时间切片离子成像技术对OCS分子在紫外波段207nm的光解产物S(~1D_2)进行了偏振实验研究.通过在两种不同的共振增强多光子电离中间态,~1F_3和~1P_1,以及四种不同的泵浦-探测激光偏振几何构型下探测了光碎片S(~1D_2)的角动量极化特性.使用分子坐标系极化模型和实验室坐标系各向异性模型提取和分析出对应产物CO(X~1∑~+)的角分布.观测到的总平动能释放谱表明解离过程存在三种解离通道,分别对应于低、中、高平动能解离通道.低、中平动能通道的来源与光解波长在较长波长下得到的双峰分布来源一致.高平动能通道是一种新的解离通道,它来自于单重排斥态A(2~1A')的直接解离.     

用于纳米通道单分子检测的数据采集系统的设计与实现[BT)]

针对纳米通道单分子检测系统的特点,设计并实现了基于FPGA和USB2.0总线的数据采集系统。该系统连接前置放大器和计算机,可实现双向数据的同步传输,对系统参数实时配置。此外本系统还采取了低噪声设计。经过测试表明,该系统能够稳定进行数据采集,且引入的噪声在1mV内,满足纳米通道单分子检测系统的需求。     

二醇基硅胶毛细管整体柱的制备与应用

综合应用溶胶-凝胶、分子修饰和环氧基在柱水解技术,制备了二醇基硅胶毛细管整体柱。考察了乙腈流动相对环氧基和二醇基整体柱保留行为的影响,评价了二醇基硅胶整体柱的色谱性能。结果表明,水解前的环氧基整体柱主要表现为疏水作用机理,水解后生成的二醇基硅胶整体柱固定相表面亲水性增强,表现为典型的亲水作用机理,多环芳烃非极性化合物保留因子的对数值降低,甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、硫脲在6min内实现基线分离,柱效分别为90000,94000,99000塔板数/m,7种极性麻醉镇痛药得到较好分离。     

纳柱阵列通道中生物分子等效淌度的宏观输运理论分析

各向异性生物分子或带电布朗粒子在周期性孔隙结构运动的分析在生物医学、水处理、环境工程等无数领域具有非常重要的意义. 本文基于宏观输运理论计算粒子在周期性微纳阵列结构中等效输运 参数, 预测分离结果. 首先通过引入构型熵及有效电荷等参数, 建立各向异性生物分子在纳米级受限环境下的等效布朗粒子模型, 然后应用宏观输运理论和数值方法计算分子的等效淌度. 以小分子DNA 片段在周期性纳柱阵列通道中电泳迁移为例, 证明当通道空隙接近或小于分子尺寸时, 熵受限对分子的等效迁移速度有重要的影响, 是实现生物分子分离的主要机理. 因为熵受限的作用随着外电场的增强而减低,所以在较低电场强度条件下, 分子淌度差别较大, 对应分离效果较佳. 关键词： 生物分子分离 构型熵 微纳阵列 宏观输运理论     

超短超强脉冲激光在空气中产生的电离通道的寿命研究

对超短超强激光脉冲在大气中传播时形成的电离通道的寿命进行了理论研究.综合考虑了通道中自由电子，正离子，负离子的复合，自由电子和中性分子的吸附以及在后续 激光作用下的退吸附过程.推导出了退吸附激光强度恒定时通道中带电离子密度的速率方程 的解析解.计算结果表明，通过引入退吸附激光抑制电子和中性分子的吸附作用能够在微秒 的时间尺度上将电子密度维持在10¹²—10¹³cm^-3的水平，在相同的波长 和平均功率下，短脉冲序列的退吸附效果要略好于连续激光 关键词： 等离子体通道 复合 吸附 退吸附 寿命     

基于荧光光谱的脂质体制备与稳定性的研究

利用L-α-磷脂酰胆碱和胆固醇分子制备脂质体体系,通过监测脂质体内部包裹的对pH变化敏感的荧光指示剂8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐的荧光强度变化实现对脂质体稳定性的表征。研究发现,在脂质体磷脂膜中引入一定比例的胆固醇分子有助于提高脂质体的稳定性(L-α-磷脂酰胆碱∶胆固醇=4∶1)。利用温水浴-液氮多次冻融循环,在强烈外界温差作用条件下,L-α-磷脂酰胆碱和胆固醇形成的贴壁薄膜重组成内外两侧均为亲水头部而疏水尾部均指向脂双层膜内部的稳定脂质体,在10min内稳定性高达99%,9 200s内稳定性依然可以达到92%。基于以上研究成果,我们在脂质体的外部环境中引入K+载体缬氨霉素,结果表明缬氨霉素可以成功的插入至磷脂双分子层膜中并高效运输K+。     

闭通道对氦氢碰撞激发分波截面影响的研究

采用精确度较高的密耦近似方法计算了不同能量下的氯原子与氢分子碰撞体系的振转激发分波截面.在计算时依次考虑了入射通道中耦合态的数目为开通道数加上1个闭通道数,2个闭通道数,3个闭通道数,直到7个闭通道数的情况.结果表明:在研究氦氢碰撞体系的弹性碰撞、纯转动激发时,可以只考虑1个闭通道的影响,但在研究振转激发分波截面时,至少要考虑5个闭通道,才能得到比较准确的计算结果.     

飞秒光丝中等离子体密度时间演化特征

采用能够较为清晰、完整描述强飞秒激光等离子体通道内带电粒子产生过程及其演化的物理模型,进一步研究了飞秒光丝中等离子体密度的时间演化特征。计算结果表明:对于不同时间线型的脉冲,在等离子体通道形成过程中,氧气分子的电离贡献率及氮气分子的贡献率明显不同,不同线型的脉冲对高效维持高密度等离子体的寿命具有较大的影响。有效控制成丝脉冲线型能够达到对等离子体通道的高效利用。长脉冲、短波长虽能够获得较高密度等离子体通道,但其存活寿命却完全受限于通道的后期演化。     

正交像散高密度三维单分子定位显微的数值模拟

单分子定位显微(single molecule localization microscopy, SMLM)成像技术利用荧光分子的稀疏发光、探测及定位,实现了纳米级空间分辨率的超分辨成像.为了提高其时间分辨率,需要提高同时发光的荧光分子密度.但随着分子密度的提高,不同分子的点扩散函数(point spread function, PSF)在探测器上将发生严重的重叠现象,导致空间分辨率降低,尤其是在进行三维SMLM成像时.为了解决这一问题,本文提出了一种基于正交像散的高密度三维单分子定位超分辨成像方法,并对该方法进行分析和数值模拟研究.该方法的核心是在单分子定位显微镜中将采集的荧光分成两束成像在同一个探测器的两个区域,并在两个通道中各引入一个光学参数相同但取向相互正交的柱透镜,实现对同一个荧光分子正负两个像散PSF图像的同时探测,然后建立该成像过程的线性投影模型,利用压缩感知算法求解出荧光分子的三维定位信息.结果表明,由于两个正交柱透镜产生的一组正交像散PSF对作为一个分子的系统响应时具有较低的相关性,该方法的高密度三维定位准确性可显著优于采用单个柱透镜的传统像散方法,且离焦程度越大两个...     

双亲性席夫碱金属配合物LB膜的制备和结构特征

合成了双亲性席夫碱配体与Ｚｎ＾２＋,Ｃｄ＾２＋的配合物,用元素分析,红外光谱和紫外光谱对配合物进行了鉴定,以Ｌ－Ｂ技术得到了层状有序多层膜。ＬＢ膜的紫外可见吸收光谱表明膜中分子形成了Ｈ－聚集体,且具有特定取向,该膜在紫外光的照射下,膜内配体分子发生的烯醇－醌式结构转变能够提高分子的非线性极化率,该结果有利于这类配合物薄膜材料非线性光学性质研究。     

基于比色法和表面增强拉曼光谱双传感系统检测水中的芘

设计了一种基于AgNPs-AuNPs的核-卫星纳米结构检测水样中多环芳烃芘的比色和SERS双通道传感系统。首先将单巯基β-环糊精修饰到纳米金颗粒和纳米银颗粒的表面。受益于氧化态的四甲基联苯胺的触发,当体系中存在多环芳烃芘时,纳米颗粒会自组装形成AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构。芘分子在其中充当分子桥的作用,拉近纳米粒子距离,使得纳米粒子发生一定的聚集。所以芘分子的个数直接影响AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构数量,使溶液颜色发生变化,能够通过目测法建立溶液颜色与芘浓度的关系;组装形成的的核-卫星结构具有非常丰富的“热点”而表现出较强的表面增强拉曼光谱(SERS)活性,可通过SERS方法实现芘分子的高灵敏高特异检测。此结构可通过比色法和SERS方法实现水中芘的高灵敏高特异性检测。该方法可以在25 min内快速完成微量芘的检测,比色法对芘的检出限为3.4μmol·L^-1, SERS法的检出限为0.42μmol·L^-1。根据上述原理,基于AgNPs-PAHs-AuNPs核-卫星结构的SERS传感器可用来检测水样中的...     

2,6-吡啶二甲酸镝配位聚合物的合成、晶体结构及其发光性能研究

以2,6-吡啶二甲酸为配体,在水热条件下合成出一个具有(4.82)拓扑结构的二维稀土镝配位聚合物[Dy(PDA)(HPDA)]n(1)(H2PDA=2,6-吡啶二甲酸).通过元素分析,1H NMR,IR和X射线单晶衍射对其进行结构表征.X射线单晶衍射分析结果表明,该化合物届单斜晶系,P2(1)/c空间群.该化合物由配体的氧原子连接,形成具有(4.82)型拓扑的二维层状结构,相邻层间的π-π堆积弱相互作用使之形成三维超分子.测定了配体和1在固态室温条件的紫外吸收和荧光光谱.在室温下,配体和配合物均在280 nm处有一宽谱带强吸收,这可以归属于以配体为中心的π→π*跃迁.当激发波长为280 nm时,1呈现出基于配体为中心的荧光发射峰和稀土Dy3+的特征荧光发射峰.研究了配位聚合物1的固态荧光寿命,荧光衰减过程包含双组分,相应的荧光寿命τ1和τ2分别是3.61和12.81μs.     

HN3分子在190-248 nm的紫外光分解动力学

利用氢原子里德堡态飞行时间谱技术研究HN3分子在紫外光(190?248 nm)光照射下的H+N3通道的光解动力学结果．通过测量H+N3通道的产物平动能分布以及产物的角分布，得到了在不同波长光解下N3产物分子的振动态分布． 实验结果表明， 在大于225 nm时，HN3分子主要是通过一个排斥态解离的．而在低于225 nm时，有一个慢的通道从220 nm 开始出现．这一新的解离通道是一个闭环产生环状N3产物的通道．当光解能量增加时，这一新通道相对的变得越来越重要．