盐酸平阳霉素与核酸相互作用的共振Rayleigh散射光谱及其分析应用

用共振Rayleigh散射(Resonance Rayleigh scattering, RRS)光谱结合吸收光谱和荧光光谱研究了盐酸平阳霉素(BleomycinA₅, BLMA₅)与核酸的相互作用. 在pH 2.2左右的酸性介质中, BLMA5能够与核酸结合形成复合物, 引起RRS显著增强, 并产生新的RRS光谱, 具有特征吸收波长红移和分子吸收增色效应, 能观察到BLMA₅的荧光猝灭. 不同核酸的RRS光谱特征略有差异, 最大散射波长分别位于301 nm(ctDNA和sDNA), 370 nm(hsDNA)和310 nm(RNAtypeⅢ和RNAtypeⅥ), 散射增强的程度各不相同, 其中DNA的增强程度比RNA大. 讨论了BLMA₅和核酸反应的最佳反应条件及影响因素, 并对BLMA5与核酸的结合模式、反应机理进行了讨论. 建立了一种以BLMA₅为探针用RRS法测定DNA的高灵敏度、简单、快捷的分析方法. 该方法的检出限(3σ )分别为5.7 ng·mL^-1(ctDNA), 7.4 ng·mL^-1 (sDNA), 9.2 ng·mL^-1 (hsDNA), 能用于痕量DNA的测定.     

基于一次性薄层色谱电极高选择电化学发光分析法测定Ni(II)的研究

基于一种新的电极制作方法, 研制了具有薄层色谱分离功能的一次性薄层色谱电极. 结合该电极的分离、保留分析物于电极表面一定空间区域的色谱分离能力与电极表面电化学发光信号的空间分辨能力, 实现了分析物的高效分离与原位高灵敏度电化学发光(ECL)检测, 建立了电化学发光分析方法与薄层色谱分离方法联用的新技术. 并以Ni^2＋离子为代表探讨了这一方法的可行性和分析特性. 在最佳的实验条件下, 该方法测定Ni^2＋离子的线性范围为5.0× 10^－9～5.0×10^－6 g/mL, 检出限为1.5×10^－9 g/mL, 相对标准偏差为2.8% (c＝1.0×10^－6 g/mL, n＝11).     

血红蛋白/带正电的纳米金层层自组装膜修饰电极的制备及其电催化性能

利用自组装技术和静电吸附作用, 将带正电荷的纳米金(nano-Au^Å)和带负电荷的血红蛋白(Hb)层层自组装于L-半胱胺酸(L-cys)修饰的金电极表面, 从而制得用于检测过氧化氢(H2O2)的无电子媒介体的第三代电流型生物传感器({Hb/nano-Au^Å}5/L-cys/gold). 通过电子显微镜技术和微量电泳技术考察了不同粒径正电荷的纳米金的相关特征; 通过交流阻抗技术、原子力显微镜技术、循环伏安法和计时电流法考察了电极表面的电化学特性, 并对该传感器的作用机理及性能进行了详细的研究. 用计时电流法测得H2O2的线性范围为2.1×10^-8 ~ 1.2×10^-3 mol/L (r = 0.994), 检出限为1.1×10^-8 mol/L, 米氏常数(K_m^app)为0.10 mmol/L. 实验结果表明, 该方法与单层带正电的纳米金固载血红蛋白及带负电的纳米金层层自组装固载血红蛋白相比, 显著提高了血红蛋白的固定量, 并能保持血红蛋白的生物活性, 从而增强了传感器的灵敏度和稳定性, 拓宽了线性响应范围及降低了检测下限.     

HNCO + CN反应途径的从头计算

在6-311G(d, p)基组水平上, 采用全电子的UMP2方法对HNCO和CN自由基的反应途径进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: HNCO + CN→NCO + HCN (1); HNCO + CN→HNCN + CO (2). 其中反应(1)是吸氢反应, 氢转移过程在分子间以协同方式进行, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒是 20.80 kJ/mol, 在反应的温度区间(1000~2100 K), 传统过渡态理论得出的速率常数值范围是0.32×10^−11~6.9×10^−11 cm³·mol^−1·s^−1, 支持了实验预测结果. 反应(2)是分步反应, 在反应途径上存在分子中间体, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒为83.42 kJ/mol. 反应通道(2)的位垒大于反应通道(1).     

自组装单层界面β-环糊精非电活性客体的电化学测定

提出了用电化学技术测定非电活性物质的新方法.利用合成的β-CD对甲苯磺酸基衍生物(Ts-β-CD)获得新型β-CD单层.虽然β-CD的覆盖率只有10%左右,但该单层对二茂铁表现出有效的主客体响应.界面上二茂铁的包络符合Langmuir吸附响应.利用Langmuir吸附等温式,得到二茂铁与β-环糊精形成包络物的包络常数为4.2×10⁴ mol^-1· L,二茂铁在该单层上的最大表面覆盖度为8.6×10^-12 mol/cm².当二茂铁溶液中含有非电活性物质间甲苯甲酸(mTA)或十二烷基磺酸钠(SDS)时,mTA和SDS与包络在电极表面的二茂铁发生客体竞争反应而使二茂铁的氧化还原峰电流降低.利用该原理,分别测定了非电活性物质mTA和SDS,线性范围分别为0.8~2.7 μ mol/L和5~100 nmol/L.     

碳纳米管修饰电极上葡萄糖氧化酶的直接电子转移

制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC), 利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶(GOx)固定到CNT/GC电极表面, 形成GOx-CNT/GC电极．研究了GOx的直接电子转移, 实验结果表明, GOx在CNT/GC电极表面没有发生变性, 能进行有效和稳定的直接电子转移反应, 其循环伏安图上表现出一对很好的、几乎对称的氧化还原峰; 式量电位E^0’几乎不随扫速(至少在10~140 mV·s^−1的扫速范围内)而变化, 其平均值为−0.456±0.0008 V (vs. SCE); GOx在CNT/GC电极表面直接电子转移的速率常数为1.74±0.42 s^−1, 比文献中报道的值大了数十倍; 进一步的实验结果显示, 固定在CNT/GC电极表面的GOx能保持其对葡萄糖氧化的生物电催化活性, 而且电催化活性很稳定. 文中制备碳纳米管修饰电极和固定酶的方法具有简单和易于操作等优点, 可用于获得其他生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移.     

对氨基苯磺酸两步法修饰多壁碳纳米管

用混酸处理多壁碳纳米管, 利用侧壁生成的羧酸基团, 在N,N-二环己基碳酰亚胺的作用下, 使对氨基苯磺酸接枝到碳纳米管表面. 以浓硫酸为磺化剂, 室温下制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK). 然后采用溶液共混法制备了磺化聚醚醚酮/接枝多壁碳纳米管复合膜. 采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)等技术对碳纳米管的结构和性能进行了表征. 红外谱图表明对氨基苯磺酸上的氨基与碳纳米管表面的羧基发生了反应, 生成酰胺基团. 热重曲线表明碳管表面接枝的有机基团的比重达到40%. 拉曼光谱显示处理前后碳管的I_D/I_G值变化不大, 表明碳管的石墨结构的含量基本不变. 复合膜的力学性能测试结果表明, 对氨基苯磺酸接枝的碳管可以提高膜的拉伸强度.     

氟喹诺酮类抗生素与钴(II)和刚果红三元配合物的共振瑞利散射光谱研究及其分析应用

在pH 4.5～6.5的Britton-Robinson缓冲溶液中, 钴(II)与环丙沙星(CIP)、诺氟沙星(NOR)、氧氟沙星(OF)和左氧氟沙星(LEV)等氟喹诺酮类抗生素(FLQs)能形成螯合阳离子, 它们能通过静电引力和疏水作用与刚果红(CR)阴离子反应, 形成1∶2∶1 (Co^2＋∶FLQs∶CR)三元离子缔合配合物. 此时将引起溶液的共振瑞利散射(RRS)显著增强, 并出现新的RRS光谱. 不同抗生素具有相似的光谱特征, 其最大散射波长均位于560 nm处, 并在382和278 nm处有2个较小的散射峰. 一定浓度的抗生素与散射增强(ΔI)成正比, 对不同氟喹诺酮类药物的线性范围和检出限(3s)分别是0.026～2.64 μg•mL^－1和7.68 ng•mL^－1 (CIP), 0.045～3.20 μg•mL^－1和13.00 ng• mL^－1 (NOR), 0.037～4.00 μg•mL^－1和11.24 ng• mL^－1 (OF), 0.039～4.00 μg•mL^－1和11.80 ng•mL^－1 (LEV), 据此提出了一种以RRS技术测定氟喹诺酮抗生素的新方法. 方法不仅灵敏度高, 而且简单、快速, 并有良好的选择性和重复性, 可用于片剂、针剂、滴眼液和人尿液中氟喹诺酮类药物的测定. 文中还对反应机理和RRS增强的原因作了讨论.     

基于酶标抗体和媒介体共吸附于金胶壳聚糖膜的PSA免疫传感器的制备

本文研制了一种用金胶壳聚糖仿生膜来同时固定四甲基联苯胺（TMB）和酶标抗体的新型电化学免疫传感器,用于检测血清肿瘤标志物前列腺特异性抗原（PSA）的含量。固定的TMB作为电子传递媒介体,在扫速小于45 mV/s时,电极表现为一个表面控制过程,而在扫速大于45 mV/s时则表现为一个扩散控制过程。将固定有酶标抗体和TMB的免疫传感器与待测PSA抗原一起培育,在该传感器上形成的免疫复合物通过TMB-H₂O₂-HRP电化学体系进行了测定。在优化实验条件下,PSA的线性检测范围为5-30 ng·mL^-1,检测限为1.0 ng·mL^-1。该PSA免疫传感器制备方法简单,成本低廉,具有较好的稳定性和重现性。     

异丙醚卟啉双醇时间分辨

应用激光光解、脉冲辐解等时间分辨技术研究了脂溶性卟啉衍生物——异丙醚卟啉双醇. 阐明了异丙醚卟啉双醇激发三重态的特征吸收并测得其摩尔消光系数(苯溶液中ε₅₁₅, ε₄₅₀分别为1.07×10⁵, 3.3×10⁴ dm³·mol^-1·cm^-1)、量子产额(0.18)等重要参数. 二元体系的研究表明该卟啉衍生物激发三重态不能通过能量/电荷转移激发/氧化dGMP分子.     

纳米氧化铜修饰的苯巴比妥分子印迹传感器的制备及其电化学性能

为了改善分子印迹传感器的灵敏度, 在四丁基高氯酸铵的支持电解质溶液中, 以甲基丙烯酸为功能单体, 马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂在纳米氧化铜修饰过的玻碳电极上电聚合了一种苯巴比妥(PB)识别性能的分子印迹传感膜. 采用循环伏安(CV)法、差分脉冲伏安(DPV)法及交流阻抗(EIS)法对这种纳米氧化铜修饰过的印迹及非印迹电极的电化学性能进行了研究, 结果显示纳米氧化铜修饰过的印迹及非印迹电极的电化学性能完全不同. X射线衍射(XRD)证实纳米粒子为氧化铜. 采用扫描电镜(SEM)对纳米氧化铜修饰过的印迹传感器的形貌进行分析, 发现纳米氧化铜分散在电极表面, 改善了修饰印迹传感器的识别点. 差分脉冲伏安法(DPV)表明苯巴比妥的浓度在1.0×10^-8-1.8×10^-4 mol·L^-1 范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数R=0.9994); 检出限2.3×10^-9 mol·L^-1 (信噪比(S/N)=3). 研究结果表明纳米氧化铜修饰过的印迹传感器具有较高灵敏度及选择性. 此印迹传感器能用于实际样品中苯巴比妥的检测, 加标回收率在95.0%-102.5%.     

利巴韦林原位聚合分子印迹电化学传感器的研制

利用原位聚合分子印迹技术,以3-氨基苯硼酸(3-ABBA)为功能单体,利巴韦林(RIB)为目标分子,以硼酸和顺式二醇在不同酸碱度条件下可逆形成环内酯键为原理,在玻碳电极表面原位聚合形成利巴韦林分子印迹膜,研制了测定利巴韦林的分子印迹电化学传感器。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲法(DPV)对印迹膜性能进行研究。DPV测试表明:在最优实验条件下,利巴韦林的浓度在5.0×10~(-8)~1.0×10~(-5)mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系,相关系数(r~2)为0.995 3,检出限(S/N=3)为1.5×10~(-8)mol/L。特异性实验表明制备的传感器对利巴韦林的选择性良好。该分子印迹电化学传感器可用于食品中利巴韦林的检测。     

光/电/化学催化降解水中酸性大红3R染料的研究

以高纯石墨电极、TiO₂/Ti薄膜电极和甘汞电极, 分别为阴极、阳极和参比电极, 设计研制出了新型光-电-化学催化集成反应器. 在紫外光和外加电场的作用下, 不仅TiO₂/Ti薄膜电极能对阳极槽中的酸性大红3R进行光电催化降解脱色, 且在阴极上产生的过氧化氢及其与亚铁离子形成的H2O₂/Fe²⁺催化体系, 对阴极槽中的染料溶液也有良好的脱色降解作用. 该催化集成反应器充分利用了光生空穴和光生电子, 实现了在阳、阴两极同时对染料进行降解脱色处理, 达到了“双极双效”的目的. 实验表明, 当用0.02 mol·L^−1硫酸钠为支持电解质、初始pH = 3和阴极电位−E_c = 0.66V的条件下, 阴极槽和阳极槽对30 mg·L^−1酸性大红3R溶液的脱色降解率分别达到92%和60%, 与双极单效的光电催化相比, 效率显著提高.     

乙烯/臭氧/水气相反应体系羟甲基过氧化氢产生机理及其动力学

在室温(298±2 K)、大气压(1´10⁵ Pa)条件下研究了乙烯/臭氧/水反应体系中羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH, HMHP)产生机理及其动力学. 反应物采用长光路Fourier红外光谱(LP-FTIR)原位测定. HMHP经低温采集后利用高压液相色谱(HPLC)柱后荧光技术测定. 模式拟合得到的CH₂O₂+H₂O→HMHP(R3)速率常数(k₃)介于(1.6~6.0)×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1. 另外, 采用密度泛函理论在QCISD(T)/6-311+(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平得到反应(R3)势能面及内禀反应坐标的基础上, 应用Polyrate 程序计算得到了298 K下该反应的经典过渡态理论(TST)速率常数k^TST和正则变分过渡态理论(CVT)速率常数k^CVT, 并应用小曲率隧道效应模型(SCT)对k^CVT进行了校正, 得到了经小曲率隧道效应校正后的速率常数k^CVT/SCT, 分别为2.47×10^−17, 2.47×10^−17和5.22×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1, 与模式拟合得到的结果基本一致.     

脉冲辐解研究葛根素对自由基的清除活性

采用脉冲辐解技术, 研究了葛根素(puerarin, 一种异黄酮)对二氧化氮自由基(NO₂^•)、一氧化氮自由基(NO^•)和羟基自由基(OH^•)的清除活性. 葛根素与NO₂^•和NO^•反应产生的瞬态吸收峰都在340 nm, 该吸收峰归结为瞬态产物puerarin-4-O^•; 葛根素与OH^•反应产生了较宽的瞬态吸收光谱(300～750 nm), 该谱图归结为puerarin-2-O^•, puerarin-4-O^•和[puerarin-OH]^•瞬态吸收的叠加. 另外, 葛根素与NO₂^•, NO^•和OH^•反应的速率常数分别为2.6 × 108, 1.7 × 10⁸和3.9 × 10⁹ L·mol^-1·s^-1.     

螺吡喃衍生物在固相基质中的应用

合成了一种新的螺吡喃衍生物, 将其应用到PVC膜固相基质中, 用于Zn²⁺的荧光检测. 优化条件下, 该敏感膜对Zn²⁺的响应范围为4.94×10^−7~4.15×10^−4 mol·L^−1, 检测限为1.51×10^−7 mol·L^−1. 实验发现, 该敏感膜具有很好的光学稳定性、重现性和可逆性, 而且与其他过渡金属离子如Hg²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺或碱金属和碱土金属离子相比, 该敏感膜对Zn²⁺的荧光增强具有高选择性.     

阳离子表面活性剂与核酸反应的共振Rayleigh散射光谱特性及其分析应用

在近中性介质中,阳离子表面活性剂(CS)和核酸本身的共振Rayleigh散射(RRS)十分微弱,但当两者反应形成结合产物时,则观察到RRS急剧增强.研究了5种CS,当它们与核酸反应时, 具有相似的反应条件和RRS光谱特征,但灵敏度差异较大,其中含芳基且分子量大的氯化十六烷基苄铵(CDBAC)最灵敏,而不含芳基分子量又较小的溴化十六烷基三甲铵(CTAB)灵敏度最低,前者对于ctDNA和yRNA的检出限分别为6.6和29.4 ng·mL^-1,后者则为13.3和53.6 ng·mL^-1.方法对于核酸有较好的选择性,可用于微量核酸的测定.研究还发现RRS强度不仅与阳离子表面活性剂的结构和分子量有关,而且其强度变化还与核酸构象转变有密切联系,因此RRS法有望成为研究核酸构象的有用手段.     

基于抗原决定基的胰岛素分子印迹电化学传感器

采用抗原决定基法制备了胰岛素电化学分子印迹传感器.以胰岛素C端多肽作为模板分子,定向自组装在Au电极上,以邻苯二胺为功能单体,电化学聚合制备分子印迹聚合膜.以NaOH为洗脱液,洗脱模板分子,形成的与胰岛素C端多肽三维结构相匹配的分子印迹孔穴能特异性识别胰岛素.重吸附胰岛素分子后,以K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]为探针,通过测量探针在电极表面产生的电流大小实现胰岛素的间接测定.在1.0 × 10-14~5.0 × 10-13 mol/L浓度范围内,传感器的电流响应值与胰岛素浓度呈良好的线性关系,检出限为7.24 × 10-15 mol/L(3σ).此传感器具有较好的选择性和稳定性,并成功用于血清样品中胰岛素的测定.     

多C== N—基不对称Schiff碱及其稀土配合物的合成和催化

研究与探讨了多C==N—基空间不对称Schiff碱的合成, 合成了含有2个以上不同位置C==N— 基团的Schiff碱, 即四甘醇醛和2,4-二羟基苯甲醛缩双赖氨酸(TBLY)与稀土的配合物, 经元素分析、磁化率、光谱及¹H NMR, ¹H,¹H COSY, ¹³C NMR谱等表征, 确定其组成为Ln₃(TBLY)(NO₃)₃·nH₂O (Ln = La, n= 3; Ln = Nd, n= 5; Ln = Gd, Dy, Yb, Y, n= 7). 以半经验量子化学AM1法计算并探讨了在红外光谱和核磁共振谱中所观察到的烯胺键的存在. 该类新Schiff碱配合物不需助催化剂即可单独催化聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA), 转化率可达80%, 黏均分子量约为22万.     

NTO镉(Ⅱ)配合物的合成、结构及量子化学研究

通过3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)与碳酸镉反应, 合成了标题配合物[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)6]·4H₂O. 其结构用单晶分析法测定. 所得晶体学参数为a = 2.1229(3), b = 0.6261(8), c = 2.1165(3) nm, β = 90.602(3)°, V = 2.977(6) nm³, Z = 4, D_c = 2.055 g·cm^-3, μ = 15.45 cm^-1, F(000) = 1824; 晶体属单斜晶系, 空间群为C2/c, 由2523个F₀ > 4σ(F₀)的可观察衍射点用于结构解析和修正, 数据经吸收修正, 并经Lp因子校正. 最终偏离因子R = 0.0282, wR = 0.0792. 晶体测定结果表明, 在一个晶胞中存在两种类型的配位金属镉原子, 它们分别与4个NTO负离子和6个水分子配位, 形成以Cd原子为中心的四面体和四方双锥结构的双核配合物. 根据实验构型运用SCF-PM3-MO方法计算了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的镉配合物的电子结构, 计算结果表明, 当[Cd(NTO)₄Cd(H₂O)₆]·4H₂O加热至分解时, 最先失去吸附水, 其次是配位水, 当加热至NTO^-分解时, 硝基首先失去. 从定域分子轨道能级和组成可知, 2个Cd²⁺都主要以5S AO轨道进行配位成键.