应用圆二色光谱研究电场对脂肪酶二级结构的影响

脂肪酶被不同强度的电场处理5 min,用圆二色光谱(circular dichroism, CD)研究电场对脂肪酶(Lipase)二级结构的影响。研究结果表明：在0.5～6.0 kV·cm-1范围内,不同强度的电场对脂肪酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。随场强的增加,各二级结构单元含量呈非单调变化。电场作用可使脂肪酶二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲发生转化。总体上,电场使脂肪酶的二级结构由α-螺旋、β-折叠向转角及无规卷曲转化。α-螺旋含量和β-折叠的含量降低幅度分别为4.6%～48.0%和13.2%～35.1%,β-转角含量与无规卷曲含量增加幅度分别为2.8%～33.3%和0.9%～48.1%。文章结果对研究电场处理植物种子的宏观生物效应作用机理提供了重要理论依据。     

pH响应的包覆超顺磁性纳米颗粒的γ-聚谷氨酸二级结构研究

用傅里叶红外光谱法(FTIR)定量研究了pH对包覆超顺磁性纳米颗粒的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)二级结构变化的影响。结合傅里叶去卷积技术和二阶导数法对原始谱带(酰胺Ⅰ带)进行高斯拟合,计算了二级结构的相对百分含量。红外结果显示:pH变化影响γ-PGA的二级结构。γ-聚谷氨酸磁性纳米微球中γ-PGA的β-折叠和β-转角的总含量很大,达65％以上,而α-螺旋和无规卷曲的含量则比较少。随着pH值的增大,β-折叠的含量逐渐减少相反β-转角的含量逐渐增大。γ-PGA二级结构变化与γ-聚谷氨酸磁性纳米微球在水溶液的稳定性有关。考察了γ-聚谷氨酸纳米微球的zeta电位随pH的变化。结果表明,pH为10.2时zeta电位出现极小值,其绝对值最大,颗粒稳定性最好。     

岩藻多糖酶的FTIR光谱研究

通过海洋真菌LD8固态发酵获得岩藻多糖的粗蛋白,并进一步采用柠檬酸缓冲液浸提、丙酮沉淀和葡聚糖凝胶G-100层析,分离纯化至单一组分;利用傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)及曲线拟合等技术研究了岩藻多糖酶的二级结构组成,增强因子为2.2,半峰宽为20.2 cm-1;为提高分析测定的准确性,对酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅲ带分别进行拟合归属。结果表明：根据酰胺Ⅰ带所获得的二级结构,α-螺旋占11.5%,β-折叠为58.6%,无规卷曲14.5%,β-转角15.9%;酰胺Ⅲ带所得二级结构,α-螺旋含12%,β-折叠含57.3%,无规卷曲含14.5%,β-转角含16.3%。因此可见,酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅲ带所对二级结构的分析是十分吻合的。在室温下,岩藻多糖酶的二级结构以β-折叠的含量占优势,约占58%,β-转角和无规卷曲次之,各占15%左右,α-螺旋含量较低,仅占12%。     

脉冲电场对脂肪氧化酶及多酚氧化酶构象影响的光谱分析

以多酚氧化酶(Polyhenol oxidase, PPO)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase, LOX)为研究材料, 利用圆二色谱(CD)和荧光光谱分析了脉冲电场(PEF)对此两种酶蛋白二级和三级构象的影响。PPO和LOX酶活在电场强度为20 kV·cm-1的同轴处理室内处理320 μs分别降低了60.3%和21.7%,并且,随着电场强度的增大, 脉冲处理时间的延长, PPO与LOX酶的活性进一步降低。通过CD光谱图发现, PEF处理后,PPO和LOX的α-螺旋含量显著降低, 而β-折叠含量则呈现增长, 表明PPO与LOX酶蛋白中的二级构象在PEF处理后发生了极大的改变, 酶活钝化和二级结构的破坏之间存在对应关系。PEF处理后LOX的荧光强度增加, 随电场强度增强荧光强度增加幅度显著增大,表明PEF破坏了LOX三级构象,酶活钝化和三级结构的破坏之间存在对应关系。     

疏水表面上吸附态溶菌酶的DSC和FTIR研究

联合差示扫描量热 (DSC)和傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)分别研究了鸡蛋白溶菌酶(Lyz)在适度疏水吸附剂(PEG-600)表面上吸附和折叠时,不同盐(硫酸铵)浓度、表面覆盖度和变性剂(盐酸胍)浓度对无水环境的吸附态天然和变性溶菌酶构象变化及热稳定性的影响。研究发现：随着硫酸铵浓度和溶菌酶表面覆盖度的增加,吸附态天然和变性溶菌酶的吸热峰温度都逐渐降低,同时在较高温度下的微扰也增多。吸附发生后,α-螺旋结构减少,β-折叠和β-转角结构增多。在FTIR图谱中,吸附态变性溶菌酶在1 400～1 425 cm-1处的C—C拉伸振动峰和1 650～1 670 cm-1处的酰胺Ⅰ带特征峰都能明显观测到。但是,与之相比,相同条件下吸附态天然溶菌酶在1 650～1 670 cm-1处特征峰却几乎看不到。吸附态天然溶菌酶发生了结构丢失,表现得更加不稳定。     

芦丁与血清白蛋白结合作用的热力学研究(I)

在生理pH值条件下,研究了芦丁与牛血清白蛋白和人血清白蛋白之间的结合作用。通过荧光法确定了芦丁与血清白蛋白的荧光猝灭机制,根据热力学方程讨论了两者间的主要作用力类型。芦丁对血清白蛋白的荧光猝灭机制为静态猝灭。确定了不同温度下该结合反应的结合常数和结合位点数,并根据热力学方程求得了结合反应的热力学参数。两者结合的主要作用力类型是氢键和Vander Waals力。芦丁在体内能够被血清白蛋白存储和转运,且结合时对蛋白质构象无影响。     

三种环氧孕甾衍生物的合成和光谱特性研究

合成了三种环氧孕甾衍生物：6-亚甲基-16α,17α-环氧孕甾-4-烯-3,20-二酮,6-甲基-16α,17α-环氧孕甾-4,6-二烯-3,20-二酮和6-甲基-16α,17α-环氧孕甾-4-烯-3,20-二酮。其中6-甲基-16α,17α-环氧孕甾-4,6-二烯-3,20-二酮未见文献报道。同时应用红光谱(FTIR)、紫外光谱(UV)、及核磁共振氢谱(1H NMR)对三种甾体化合物的结构进行了研究。结果表明,三种甾体化合物结构上的差异在FTIR,UV,1H NMR谱中有明显的特征并表现出一定的规律。     

β-环糊精及其衍生物对杀菌剂醚菌酯的分子识别作用的研究

农药通过与环糊精形成主客体包合物,可使其理化性质得到明显改善,因此研究环糊精对农药分子的识别作用具有重要的理论和实际意义。采用紫外-可见吸收光谱法研究了β-环糊精(β-CD),甲基-β-环糊精(RAMEB),羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)对杀菌剂醚菌酯的分子识别作用,并考察了温度及溶剂的极性对识别作用的影响,探讨了包合过程的驱动力和形成的包合物的可能结构。结果表明,他们与醚菌酯均可形成1∶1型包合物,在298.15 K时, 其结合常数值大小依次是K_HP-β-CD>K_β-CD>K_RAMEB,随着温度的升高, 包合物的稳定性逐渐降低,在温度≥303.15 K时,K_β-CD值最大。溶剂极性的改变可显著地影响结合常数值,随着溶剂极性的降低,结合常数值迅速降低。对包合物形成过程的热力学参数计算表明包合过程是一个自发的、放热的、体系自由能减少的过程。包合过程是焓驱动的,符合熵焓互补原则,推测氢键和疏水作用是识别反应的主要驱动力。本文研究结果为醚菌酯-β-环糊精包合物的应用提供了重要的信息。     

人血清白蛋白与3-氨甲基吡啶相互作用的拉曼光谱研究

测量人血清白蛋白和一种新型仿生配基3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白复合物的拉曼光谱。Raman光谱表明3-氨甲基吡啶与人血清白蛋白结合导致人血清白蛋白的构象及其结构的变化。人血清白蛋白的主链构象主要是α-螺旋结构,3-氨甲基吡啶结合不改变其二级结构,但二硫键的构象产生改变,唯一的色氨酸残基外环境由亲水变为疏水,酪氨酸所处的外环境也发生改变。     

蜂王浆不同贮存条件下蛋白质二级结构的Fourier变换红外光谱研究

蜂王浆的质量与贮存时间和温度相关。测定了在不同温度下经过不同时间贮存后的蜂王浆Fourier变换红外光谱,应用去卷积和曲线拟合方法对蜂王浆的酰胺Ⅰ带进行分析,以期得到其蛋白质二级结构的组成。结果表明：这些蜂王浆之间存在明显而有规律的光谱差异,蛋白质二级结构的组成之间也存在显著差异。随着贮存时间增加和温度升高,蜂王浆蛋白质二级结构的α-螺旋和β-折叠分别显著减少和增加,β-转角也有增加的趋势,其变化幅度为28 ℃＞16 ℃＞4 ℃＞-18 ℃。这些结果与蜂王浆应该低温保存的理论相符。FTIR红外光谱结合去卷积、二阶导数和曲线拟合方法是评价蜂王浆品质和新鲜度的一种有效方法。     

对称能研究进展(英文)

总结了目前基于分析地面实验室以及天文观测数据所得到的关于核物质对称能密度相关性的约束。结果表明,在核物质饱和密度ρ0处,关于对称能的大小Esym(ρ0)及其密度梯度参数L的不同具体约束强烈地依赖于不同的实验数据或理论方法。另一方面,所有存在的约束都和Esym(ρ0)=(32.5±2.5)MeV以及L=(55±25)MeV一致。如何确定核物质对称能的高密行为仍然是一个挑战。     

CdTe量子点的光谱特性及其应用

研究了水相CdTe量子点的共振散射光谱、荧光光谱和吸收光谱特性。结果表明,随着量子点粒径(d)的增大,CdTe量子点的荧光峰(λ_F)发生红移,吸收峰也发生红移,且吸收峰(λ_A)的峰形变宽、吸光度(A)降低,λ与ln(d)均存在较好的线性关系。其函数关系为λ_A =126.74 ln(d)+395.92和λ_F=155.01 ln(d) +415.5。共振散射光谱研究表明, 共振散射波长λ_R与CdTe量子点粒径（3.8～8.6 nm）的对数存在较好的线性关系,线性回归方程为λ_R=148.37 ln(d)+418.08, 相关系数为0.995 2,而且同一粒径的CdTe量子点,共振散射强度与CdTe量子点的浓度也存在良好的线性关系,粒径为3.8 nm的CdTe量子点在波长597 nm处的线性范围,回归方程,相关系数分别为：22.5～180.0 μmol·L-1;I_{597 nm}=0.572 1c+5.884,0.997 5。共振散射光谱法作为检测CdTe量子点粒径的一种新方法,具有简便快速及较好的应用价值。     

芦丁与血清白蛋白的作用研究

采用荧光光谱和紫外光谱研究了抗炎药物芦丁与牛血清白蛋白 (BSA)和人血清白蛋白 (HSA)的相互作用。通过二者荧光光谱的变化 ,求得药物与白蛋白作用的形成常数。探讨了它们之间的主要作用力类型。     

典型除草剂生产废水的有机污染特性研究

除草剂废水作为难处理的工业废水之一,具有含盐量高、可生化性差、难生物降解等特点。该废水含有的溶解性有机物与难溶解性有机物均以含氮有机物为主,BOD∶COD=0.045,C∶N∶P=692∶426∶1。实验采用吹扫捕集、静态顶空、固相微萃取、固相萃取、液液萃取与气相色谱/质谱联用,定性分析了莠去津、乙草胺除草剂生产废水中主要有机污染物,并研究了废水及主要污染物的紫外吸收光谱、三维荧光光谱。定性结果显示,废水中含有氯代烃、苯系物和均三嗪类、酰胺类除草剂等38种挥发性、半挥发性有机物,其中莠去津、乙草胺等除草剂占87.99%。受单环或杂环类物质的影响,废水在波长210～230和250～270 nm范围内有紫外吸收,且氨基基团导致其紫外吸收红移20 nm。废水在λ_ex/λ_em=200～280/300～400 nm产生了5个荧光峰a(225/305 nm),b(265/365 nm),c(275/305 nm),d(285/390 nm),e(320/375 nm)。不同官能团特征有机物三维荧光结果显示,λ_ex/λ_em=215～230/290～340 nm附近区域为不饱和键荧光区,废水中该区域主要荧光贡献物质为烯烃、苯环、杂环;λ_ex/λ_em=270/300 nm附近区域为酚羟基、羰基荧光区,废水中该区域主要荧光贡献物质为苯酚类、酮类。     

NO(3+1)共振增强的多光子离化谱

用皮秒脉冲高功率Nd∶YAG激光器抽运的光学参量发生/放大器作激发源,获得了NO分子在420～500 nm波长范围内的多光子离化谱,光谱图呈现分离谱的特征,表明在该波长区间NO分子以多光子共振方式离化。离化信号随激光强度的近四次方变化关系表明,在420～500 nm波长范围内NO分子吸收4个光子而离化。通过对谱线的标识,首次分离出NO分子以E 2Σ激发电子态为中间共振态的(3+1)多光子离化光谱序列,由谱线序列峰值波长得到NO分子E 2Σ电子态的振动常数,从而实现了采用多光子离化技术对该态能级结构的实验研究。     

酸度对氧氟沙星与牛血清白蛋白结合的影响

牛血清白蛋白在不同pH的溶液中存在N（pH ～7.0）,B（pH ～9.0）和E（pH 3.5以下）等几种同分异构形态。 采用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了酸度对牛血清白蛋白（BSA）的结构以及对不同结构的BSA和氧氟沙星的相互作用的影响,应用荧光猝灭现象和Frster理论,求出了4个不同pH下两者结合的猝灭常数、 能量转移效率和结合距离等参数。结果显示,氧氟沙星与牛血清白蛋白在pH 4.9时结合常数最大（1.928 1×105 L·mol-1）,结合距离小（r=2.55 nm）,猝灭效应最好（8.63×104 L·mol-1）;氧氟沙星与牛血清白蛋白的结合过程中,静态猝灭和非辐射能量转移是导致牛血清白蛋白荧光猝灭的原因;中性、 弱酸和弱碱性环境对两者的结合没有太大的影响,静电作用不是两者相互作用的主要作用力。使用同步荧光技术考察了氧氟沙星对BSA构象的影响。     

蒜氨酸与牛及人血清白蛋白的相互作用

运用荧光光谱和同步荧光光谱法,研究在pH 7.40的Tris-HCI缓冲体系下,蒜氨酸与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。采用荧光分光光度计,以280 nm为激发波长,扫描300～500 nm范围的荧光发射光谱;分别设置波长差Δλ=15 nm和Δλ=60 nm扫描同步荧光光谱图;用Stem-Volmer和Lineweaver-Burk方程及热力学方程处理数据。荧光光谱法结果表明蒜氨酸能猝灭BSA及HAS的荧光;得到蒜氨酸与BSA反应的结合常数在298和310 K时分别9.81×102和6.15×102 L·mol-1;与HSA反应的结合常数在298和310 K时分别2.21×102和6.84×102 L·mol-1;蒜氨酸与两种蛋白的反应均为自发进行;与BSA的作用力为静电作用而与HSA的作用为疏水作用力;同步荧光光谱表明,蒜氨酸与BSA作用过程中主要影响酪氨酸残基,对HSA中的两种氨基酸残基均有影响。实验结果为研究蒜氨酸与生物小分子物质相互作用的机制提供了一定的理论依据。     

高场不对称波形离子迁移谱非线性函数系数误差分析

离子迁移率非线性函数系数α₂和α₄是高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)实现物质识别的基础。现有的α₂和α₄缺少先验值和误差分析方法,因此有必要建立关于α₂和α₄求解结果误差的评估标准,进而在此基础上提高α₂和α₄的求解精度。通过自制FAIMS分别对丙酮、异丙醇和1,2二氯苯三种物质在不同分离电压下的检测实验,获取样本在不同分离电压下的谱图和谱图特征值,运用组合的方法从多组分离电压值和相应补偿电压值的数据中选取指定组数,计算出大量的α₂和α₄数据。通过对α₂和α₄的数值分析,探究了α₂和α₄的分布特点和二者之间的相关性,研究了分离电压取点数量和取点方式对其求解结果误差的影响。在拟合α₂和α₄数据不同范围的频数后,发现α₂和α₄符合正态分布,其拟合度均在0.96以上,可以利用α₂和α₄分布的标准差来评估其求解结果的误差。通过对(α₂, α₄)散点进行拟合,发现α₂和α₄之间具有很强的负相关性,三样本的相关度分别为-0.977,-0.968,-0.992。随着分离电压选取点数的增加,其相应的求解结果误差在不断减少。通过不同分离电压取点方式的对比,发现当分离电压取V_Dmax和0.7 V_Dmax时求解结果最优。在保证α₂和α₄求解的准确性的前提下有效降低了检测次数,为FAIMS实现快速现场检测和精确的谱图解析创造了有利的条件。     

荧光法研究PTB与白蛋白的结合

利用药物对蛋白的荧光猝灭作用,用荧光法研究了N-苯酰甲噻唑溴(PTB)与牛血清白蛋白(BSA)及人血清白蛋白(HSA)的相互作用。测定发现BSA溶液的最大激发波长为280 nm,HSA溶液的最大激发波长为290 nm。分别向溶液中加入PTB后,原有的最大发射波长处的强度明显减弱。说明PTB对BSA和HAS有荧光猝灭作用。PTB与BSA,HSA有中等强度的结合。测得15 ℃时PTB与BSA,HSA的结合常数分别为3.66×103和3.83×103,结合位点数n分别为1.02和1.16;37 ℃时PTB与BSA,HSA的结合常数分别为3.58×103和3.35×103,结合位点数分别为0.95和0.87。根据热力学常数确定了PTB与BSA,HSA之间的主要作用力类型均为静电作用力。通过Fster偶级-偶级非辐射能量转移原理,得到BSA,HSA与PTB结合的位置距色氨酸残基的距离分别为7.5和7.9 nm。根据白蛋白的结构,可以推测BSA,HSA与PTB结合的位点在ⅡA亚结构域,靠近Try214的区域。