大斯托克斯位移远红光至近红外荧光探针用于检测肝损伤过程中过氧化亚硝酸盐的动态变化

肝损伤是影响公众健康的重大问题之一, 已经引起了人们越来越多的关注. 而过表达的过氧化亚硝酸盐(ONOO^?)在肝损伤等疾病的发病机制中起着重要作用, 被认为是一种与早期肝损伤密切相关的生物活性分子. 因此, 为了探究ONOO^?在肝损伤过程中的作用, 开发可以实现肝损伤过程中ONOO^?高选择性和实时检测的分析方法具有重要意义. 本文报道了一种具有大斯托克斯位移的远红光至近红外(FR-NIR)ONOO^?荧光探针. 由于该探针具有大的斯托克斯位移, 可以有效消除光谱重叠和自吸收的干扰, 从而显著提高成像的信噪比. 此外, 该探针对ONOO^?具有高的灵敏度(检出限为25.8 nmol/L)和良好的选择性, 被成功用于药物诱导肝损伤过程中ONOO^?信号的成像检测.     

氮掺杂碳纳米管修饰电极的电化学行为

制备了氮掺杂改性的碳纳米管, 并用循环伏安法(CV)测定了多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)在不同氮含量的碳纳米管修饰电极上的电化学行为. 结果表明, 氮掺杂碳纳米管修饰电极对AA和DA有不同的电催化行为, 其中高氮含量修饰电极对AA的催化作用强, 而低氮含量修饰电极对DA的催化作用强. 微分脉冲伏安法(DPV)的结果显示, DA的氧化峰电流与其浓度在5.0×10^－6～2.0×10^－4 mol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限达1.64×10^－6 mol/L (S/N＝3); AA氧化峰电流与其浓度在3.0×10^－5～1.0×10^－2 mol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限达3.26×10^－6 mol/L (S/N＝3). 该修饰电极在AA大量存在(AA浓度为DA浓度两万倍)时可选择性地实现多巴胺的测定而不造成干扰.     

石墨烯/铁氰化钴复合膜修饰玻碳电极同时测定对苯二酚、邻苯二酚和间苯二酚

采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/铁氰化钴复合膜修饰玻碳电极. 用扫描电镜对该纳米复合膜进行了表征.用循环伏安法研究了对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CT)和间苯二酚(RS)在修饰电极上的电化学行为. 实验结果表明, 相对于裸玻碳电极和石墨烯修饰电极, HQ, CT 和RS 在石墨烯/铁氰化钴修饰电极上的氧化峰电流显著提高. 利用差分脉冲伏安法测定, HQ, CT 和RS 分别在1.0×10^－6～1.5×10^－4 mol/L, 1.0×10^－6～2.0×10^－4 mol/L 和3.5×10^－6～2.5×10^－4 mol/L浓度范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系, 相关系数分别为0.991, 0.993 和0.992. 信噪比为3 时, HQ, CT 和RS 检出限分别为2.0×10^－7, 2.1×10^－7 和3.5×10^－7 mol/L. 将该方法用于水样分析, 回收率为95.6%～106.1%.     

四苯基钴卟啉化合物催化过亚硝酸根分解的研究

利用紫外-可见分光光度计在乙醇介质中研究了合成的4种对位取代四苯基钴卟啉对过亚硝酸根分解的催化作用. 首次发现钴卟啉可以催化ONOO^－分解, 且对位带吸电子基团的钴卟啉比对位带供电子基团的钴卟啉催化活性高. TPPCoCl, T(p-CH₃)PPCoCl, T(p-OCH₃)PPCoCl和T(p-Cl)PPCoCl在乙醇中的k_cat分别为1.69×10², 1.52×10², 1.43×10²和1.20×10³ mol^－1•L•s^－1. 动力学曲线和时间分辨谱证明这些钴卟啉是通过形成中间体催化过亚硝酸根分解的.     

基于纳米CdS对尿酸的光催化氧化和铜(Ⅱ)配合物对氧的电催化还原的燃料电池性能

以纳米硫化镉薄膜修饰的铟锡氧化物电极(CdS/ITO)作光阳极, 铜(Ⅱ)配合物[Cu(phen)(L-Trp)·(H₂O)]⁺(phen=1,10-菲啰啉, L-Trp=L-色氨酸)修饰单壁碳纳米管(SWCNTs)电极作阴极, 构建了光催化尿酸(UA)燃料电池, 并研究了其性能及热处理温度的影响. 结果表明, 在40 ℃以下获得的纳米CdS修饰电极在320~550 nm波长区间显现明显的吸收和光伏响应, 在可见光辐射下能光催化氧化UA; 较高温度的热处理(200~300 ℃)却降低了纳米CdS对UA的光催化氧化活性. [Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极在-0.131 V电位下呈现一对准可逆的氧化还原峰, 并能电催化还原O₂和H₂O₂. 此外, 基于UA在CdS/ITO电极上的光催化氧化及O₂在[Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极上的电催化还原, 组装了UA(0.2 mmol/L)燃料电池, 其在可见光照射(0.18 mW/cm²)下产生0.52 V开路电压, 13.08 μA/cm²短路光电流, 在0.41 V下呈现的最大功率密度为4.10 μW/cm².     

一种新型的甲酸/铁离子燃料电池

以甲酸为燃料、 Fe³⁺为氧化剂组成了一种新型的甲酸/铁离子燃料电池, 阳极催化剂为多壁碳纳米管(MWCNT)或β-环糊精修饰的MWCNT(β-CD-MWCNT)负载的金属钯或钯锡纳米颗粒: PdSn/MWCNT, Pd/β-CD-MWCNT和PdSn/β-CD-MWCNT. 运用循环伏安(CV)和计时电流(CA)等技术研究了各催化剂在碱性条件下对甲酸氧化反应的电催化活性. 结果表明, 加入适量的金属锡能促进钯对甲酸的电催化氧化, 甲酸氧化电位提前, 电流密度增加; 环糊精的改性对催化剂电催化活性有一定提升. 将上述催化剂制成电池阳极片, 碳粉制成电极阴极片, 组成甲酸/铁离子燃料电池并测试其放电性能. 结果表明, 电池的开路电压在0.981.20 V之间; 以PdSn/β-CD-MWCNT为阳极时, 其最大放电电流密度达50 mA/cm², 最大功率密度达12.6 mW/cm², 远优于以Pd/C为阳极的电池性能.     

硫堇衍生化自组装膜修饰金电极的电化学性质及其对抗坏血酸的电催化氧化

将硫堇共价键合到自组装在金电极表面的半胱胺单分子层上,制成了衍生化自组装单分子膜修饰电极,并用电化学方法研究了它的电化学性质.循环伏安图显示其在pH＝7.7的磷酸盐缓冲液中,于－0.45～＋0.50V(vs.SCE)范围内有2对氧化还原峰.峰电位分别为E_pa¹＝214mV。E_pc¹＝82mV,E_pa2＝－75mV,E_pc2＝－160mV(vs.SCE).pH在5.0～9.0范围内,峰1有2个质子参与反应,峰2有1个质子参与反应.它的表面电子转移速率常数k_s＝0.02S^－1.此膜对抗坏血酸的氧化有催化作用,其氧化过电位较在裸金电极上降低了约250mV.催化电流与抗坏血酸的浓度在1.0×10^-6～4.0×10^-3mol/L范围内呈良好的线性关系.抗坏血酸催化氧化的异相速率常数为2.68×10^-3cm/s.     

[PCu(H2O)Mo11O39]5－/PAMAM多层复合膜的制备及电化学性质研究

通过电化学扫描法在玻碳电极和导电玻璃基底上组装制备过渡金属铜取代多金属氧酸盐[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－和4代聚酰胺-胺(G4-PAMAM)交替沉积的复合膜. X射线光电子能谱(XPS), 原子力显微镜(AFM), 循环伏安法(CV)结果表明复合膜成功制备且有好的均匀性. 多层膜中的[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－与其在溶液中的氧化还原行为相比, 电子转移控制速率不同, 该多层膜修饰电极稳定性好, 对 的还原及抗坏血酸的氧化具有较好的电催化性能.     

磁性普鲁士蓝纳米颗粒的合成及其化学修饰电极的制作

利用FeSO₄与FeCl₃合成了超细磁性Fe₃O₄纳米颗粒, 并进一步利用该纳米颗粒与铁氰酸钾在酸性溶液(pH～2)中的化学反应成功制备了一种新型的磁性普鲁士蓝纳米颗粒; 研究了该磁性颗粒的磁学性能, 通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了化学修饰电极, 考察了该电极对过氧化氢的电催化还原及对水合肼的电催化氧化特性. 该化学修饰电极可对过氧化氢和水合肼进行测定, 线性范围分别为过氧化氢2×10^－6～5×10^－3 mol/L, 水合肼7.2×10^－7～3.6×10^－4 mol/L. 利用磁性普鲁士蓝纳米颗粒制得的修饰电极具有催化性能高、稳定性好、表面易更新等优点.     

N1-甲基鸟嘌呤阳离子脱质子动力学的研究

在所有DNA碱基中, 鸟嘌呤碱基G具有最低的氧化电位, 导致其最容易被氧化. G碱基被单电子氧化成为G正离子自由基(G^+·), G^+·存在两个脱质子位点, 其中脱嘧啶环上亚氨基质子N¹-H比脱环外氨基质子N²-H更有利, 因而在普通G碱基中研究脱N²-H的过程无法排除脱N¹-H过程的干扰, 使得其脱N²-H的动力学迄今尚不明确. 在本文中, 通过将G碱基上的N¹-H用CH₃取代(即mG), 采用纳秒时间分辨瞬态紫外可见吸收光谱方法研究了mG碱基单电子氧化后脱质子N²-H的动力学. 根据瞬态紫外可见吸收光谱, 确定了mG^+·脱质子的产物是mG(N²-H)^·, 即脱质子的位点是N²-H. 进一步通过测量mG(N²-H)^·的生成速率常数与mG的浓度依赖关系, 得到室温下SO₄^-·单电子氧化mG生成 mG^+·的速率常数为(3.7±0.1)×10⁹ L·mol^-1·s^-1以及 mG^+·脱N²-H的速率常数为(7.1±0.2)×10⁶ s^-1. 并通过检测不同温度下mG^+·脱N²-H的速率常数, 利用阿仑尼乌斯方程得出脱质子N²-H的活化能为19.9±1.0 kJ·mol^-1. 这些结果可为DNA碱基的氧化损伤过程提供更为丰富的动力学信息.     

一种检测NO的修饰电极

报道了[Fe(Sal₂en)]²⁺的咪唑加合物对NO电氧化的影响.实验表明,它将[Fe(Sal₂en)]²⁺对NO的电催化氧化活性提高T₂倍.过量咪唑会降低[Fe(Sal₂en)]²⁺对NO的催化活性.证实了NO的电催化氧化形成NO[Fe(Sal₂en)]²⁺中间体的推断.用制得的修饰电极测定NO,当c(NO)在3×10^-6～2×10^-9mol/L时,有良好线性关系,相对标准偏差小于0.5％,线性相关系数为0.9994,检测限为2×10^-9mol/L.满足生理分析的要求.     

Ca2+与乳清蛋白结合的亲和毛细管电泳研究

利用亲和毛细管电泳研究了Ca²⁺与α-人乳清蛋白(α-HLA)的结合情况.以恒定浓度α-HLA作为受体,运行缓冲溶液加入不同浓度的Ca²⁺作为配体,可观察到由于Ca²⁺的结合,α-HLA的电泳淌度发生了变化.通过Scatchard方程的淌度比(M)处理数据得到α-HLA与Ca²⁺的表观结合常数(K_app)为2.0×107(mol/L)^-1.同时考察了Ca²⁺对变性剂(尿素)和热诱导所引起的α-HLA去折叠的影响,结果表明,Ca²⁺的结合增强了α-HLA的稳定性,也即提高了α-HLA抗变性剂和热诱导的去折叠性能.     

改性氧化石墨烯去除重金属离子的分子动力学模拟

通过硅烷化反应在氧化石墨烯(Graphene oxide, GO) 表面嫁接螯合官能团N-(三甲氧基硅丙烷)乙二胺三酸(EDTA-Si), 得到改性氧化石墨烯(GO-EDTA), 采用分子动力学模拟在分子水平上研究了Pb²⁺在GO-EDTA 表面的动态吸附分布、 构象及动力学性质, 比较了Pb²⁺和单价Na⁺离子在氧化石墨烯上的吸附行为, 模拟了GO-EDTA与Ca²⁺相互作用, 与Pb²⁺的吸附行为进行了对比. 模拟结果表明, Pb²⁺和Na⁺的吸附位点是GO-EDTA 体系中的羧基, 而非氧化石墨烯表面的羟基; Pb²⁺和 Na⁺ 与羧基的吸附构象不同, 前者吸附构象以摩尔比2:1为主, 即两个羧基对一个Pb²⁺离子, 而后者更多倾向于摩尔比1:1的吸附模式, 即一个羧基对一个Na⁺离子; Pb²⁺离子相对于Ca²⁺和Na⁺离子, 形成的COO^--Pb²⁺离子对构象越过的能垒最低, 但是破坏该离子对构象时能垒较高, 表明Pb²⁺离子在氧化石墨烯膜上表现出良好的吸附性.     

血红蛋白在二氧化铈修饰电极上的直接电化学

将二氧化铈(CeO₂)与酶复合修饰电极, 采用循环伏安法研究了血红蛋白(Hb)在CeO₂修饰的玻碳电极上的电化学行为. 实验表明, 固定在CeO₂材料上的Hb, 不仅能有效地与电极表面进行直接电子转移, 而且能够保持其生物催化活性. 制得的Nafion/CeO₂/Hb/GC修饰电极的电子传递速率k_s为(0.68±0.09) s^－1, 对H₂O₂的检测限为1.013 μmol•L^－1, 重现性和稳定性较好. CeO₂在实验中体现出一定的生物相容性, 起到了促进Hb与电极之间进行直接电子传递的作用. CeO₂修饰电极进行蛋白质直接电化学测定以及酶生物电催化的成功实践, 为稀土氧化物材料在电化学传感领域中的应用开辟了思路.     

土贝母皂苷II与人血清白蛋白相互作用机制的光谱研究

人血清白蛋白多种结合位点的存在使其成为许多药物可能的结合靶点. 土贝母皂苷具有广泛的生理和药理活性, 它与蛋白质相互作用机制的研究对于深入了解其药理药效具有重要的意义. 采用荧光光谱法研究了土贝母皂苷II (TBMSⅡ)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用, 根据Stern-Volmer荧光淬灭方程计算得293, 298, 303, 308 K时TBMSⅡ与HSA相互作用的结合常数分别为1.002×10⁵, 0.701×10⁵, 0.514×10⁵, 0.411×10⁵ L•mol^－1. 由实验计算出热力学参数焓变ΔH为－44.829 kJ•mol^－1, 熵变ΔS为－57.497 J•mol^－1•K^－1, 表明分子间的氢键及疏水作用是TBMSⅡ-HSA复合物的主要作用力, 结合位点位于HSA的亚结构ⅡA, 这与分子模拟方法的结果相一致. 依据能量转移原理求得TBMSⅡ与HSA间的距离为4.95 nm|三维、同步荧光光谱及圆二色谱的结果表明TBMSⅡ的加入使HSA构象发生变化, α-螺旋结构有所下降.     

长春新碱与人血清白蛋白的相互作用研究

利用荧光和圆二色光谱研究了长春新碱(VCR)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用. 通过荧光猝灭测得在288, 298和308 K时, VCR与HSA的结合常数K分别为2.14×10⁴, 1.73×10⁴ 和1.35×10⁴ L•mol^－1, 表明VCR与HSA间具有较强的结合作用, 属于静态猝灭. 计算出焓变(ΔH)为 －17.38 kJ•mol^－1, 熵变(ΔS)为22.62 J•mol^－1•K^－1, 结合分子模型理论计算的结果, 表明VCR与HSA相互作用时在色氨酸(Trp) 214残基和VCR分子中吲哚基间作用力以疏水作用力为主, 但在 VCR和HSA 分子间以静电引力为主. 圆二色光谱(CD)的数据表明相互作用后HSA的二级结构发生了改变：HSA的α-螺旋的含量从51.7%下降到32.9%, β-折叠的含量增加了9.2%.     

流动态甲醇气相光催化降解的机制研究

在253.7 nm紫外光作用下, 研究纳米TiO₂光催化氧化流动态甲醇的机制, 结果表明, 甲醇的光催化降解不受水汽的影响, 只受氧气含量的影响. 在不含氧气的情况下, 即使有足量的水汽, 甲醇都不会有明显的降解. TiO₂受光诱导生成空穴-电子对后, 空穴直接氧化甲醇, 生成的甲醇正离子在氧气作用下进一步被氧化, 形成各种氧化产物. 甲醇氧化过程是多通道反应, 宏观表现为准一级反应. 空气和氧气条件下甲醇的总降解速率常数分别为9.78×10^－3和1.79×10^－2 s^－1.     

锰取代Keggin型杂多酸[ZnW11O39Mn(H2O)]8-在化学修饰玻碳电极上的多层组装及电催化性能研究

在4-氨基苯甲酸修饰的玻碳电极上制备了过渡金属取代杂多酸[ZnW₁₁O₃₉Mn(H₂O)]^8-(ZnW₁₁Mn)多层膜.各层的循环伏安行为证明膜的增长均匀,峰电流随层数的增加而增加.与其在溶液中的氧化还原行为相比,多层膜中的ZnW₁₁Mn显示出一些特殊的性质.还讨论了pH对其氧化还原行为的影响.该多层膜对BrO₃^-和H₂O₂的还原及抗坏血酸的氧化具有较好的电催化性能.     

超氧化物歧化酶对TiO2光催化损伤DNA的影响

以小牛胸腺DNA为对象, 在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)存在下, 研究了纳米二氧化钛(TiO₂)光催化对DNA损伤特性及SOD对TiO₂光催化损伤DNA的影响. 采用凝胶电泳和高效液相色谱(HPLC)分析法, 探讨了DNA的损伤程度. 运用生物标准样8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2 -deoxyguanosine, 8-OHdG)为内标物并通过高效液相色谱-电喷雾离子化串联质谱联用技术(HPLC-ESI-MS/MS)对DNA损伤产物进行了跟踪分析, 采用过氧化物酶催化分光光度法及顺磁共振技术(ESR)跟踪测定TiO₂光催化DNA损伤过程中H₂O₂和氧化物种的变化, 探讨了DNA氧化损伤机理. 结果表明, 在实验条件下紫外光照(UV, λ＝200～275 nm), Dark/TiO₂和UV/TiO₂体系中, DNA氧化损伤程度为UV/TiO₂＞UV＞Dark/TiO₂. 光催化260 min DNA损伤99%, 反应动力学常数K＝7.82×10^－3 min^－1. 抗氧化剂SOD具有清除光催化体系中超氧自由基( )的能力, 可以抑制DNA的损伤, 反应动力学常数K＝2.27×10^－3 min^－1. 8-OHdG为DNA损伤中鸟嘌呤氧化的特异产物, UV及光催化体系对DNA损伤主要涉及 及羟基自由基(•OH)历程, 光催化体系对DNA损伤伴随有深度氧化(矿化)过程, 实验条件下12 h DNA矿化75.06%.     

卤素、 氰基及N原子修饰对四硫富瓦烯衍生物载流子传输性质影响的理论研究

基于密度泛函理论结合跳跃模型和能带理论研究了氟、 氯、 氰基和N原子的引入对四硫富瓦烯(TTF)衍生物载流子传输性质的影响. 计算结果表明, 嵌N修饰会降低分子重组能, 特别是当N原子靠近TTF主体环时作用更明显. 与引入卤素修饰相比, 引入氰基修饰的分子具有更小的电子和空穴重组能及更低的前线分子轨道(FMO)能级. 同时迁移率的计算结果显示, 分子6具有1.15 cm²·V^-1·s^-1的高电子迁移率, 考虑其较低的LUMO能级, 推测其有望成为潜在的优异电子传输材料, 而相似的电子和空穴迁移率使分子2有望成为潜在的双极性传输材料. 同时还考察了S和N原子之间的弱相互作用, 当S或N原子对分子HOMO(或LUMO)有贡献时, 其相应的空穴(或电子)传输能力会有所提高.