电化学联用技术研究微生物的胞外电子传递机制

胞外电子传递（EET）是指氧化还原反应所产生的电子在微生物细胞内和细胞外的电子受体/电子供体之间互相转移的过程,这一过程伴随着能量和物质的转化。阐明EET机制是提高微生物能量和物质转化效率的基础,为元素的生物地球化学循环、金属防腐以及生物电化学系统的应用等提供理论支撑。电化学技术作为研究电极/溶液界面电子转移的简便、有效方法,在研究微生物的直接电子传递和间接电子传递机制中发挥了重要的作用,也促进了EET机制的研究从宏观层面到微观层面不断深入。本文综述了研究微生物EET机制所涉及的电化学联用技术（包括微电极、扫描电化学显微镜、电化学联用光学显微镜和光谱电化学等）;详细介绍了这些电化学联用技术的功能和优势;重点阐述了这些电化学联用技术如何推动着EET机制的研究,从宏观的生物膜层面到微观的单个微生物细胞、蛋白和分子层面不断深入;展望了新的电化学联用技术在EET研究领域的应用前景。     

高效液相色谱-串联质谱法分离鉴定单唾液酸四己糖神经节苷脂中的杂质

用高效液相色谱法（HPLC）分析了单唾液酸四己糖神经节苷脂(GM1)药物的冻干粉、中间体和注射液各6个批号的样品,以期查找出采用不同工艺生产的成品中造成临床副反应的可能杂质。在用HPLC对多个批号GM1成药的对比分析中,发现某个批号的GM1干粉中多出2个杂质峰,其保留时间与制作该批号的GM1中间体的2个杂质峰保留值相同。对该批号的GM1干粉和相应批号的GM1中间体中的目标杂质进行半制备级收集,经冷冻干燥除溶剂富集35倍后,用电喷雾-四极杆-飞行时间质谱（ESI-Q-TOF MS）定性分析,对主分子离子峰进行了二级质谱分析。经谱图解析后,推断在GM1干粉和中间体中存在的保留值相同的杂质可能是同种组分。两个杂质峰的结构皆为岩藻糖(Fuc)-GM1,仅是神经酰胺上的长链基团有所不同,峰1的该基团由16个CH2组成,而峰2的该基团由18个CH2组成。临床数据表明含有上述两种杂质的2批GM1注射液都有副反应,而没有上述杂质的4批GM1注射液都没有临床副反应,而且这两批有临床副反应的GM1注射液都是用同一个批号的含有这两种杂质的中间体制成的,因此推断上述两个杂质可能是引起副反应的主要组分。     

糖尿病人血清的表面增强拉曼光谱

研究了糖尿病人和正常人血清的表面增强拉曼光谱。糖尿病人血清中蛋白质主链酰胺Ⅱ的C—N伸缩振动的谱线位移到1 585 cm-1,相对强度增加了14%,酰胺Ⅵ的谱线593 cm-1相对强度减少了33%。蛋白质侧链色氨酸吲哚环 “埋藏式”的谱线1 368 cm-1位移到“暴露式”的1 365 cm-1,且相对强度减少了59%;侧链C—S键的扭曲构象的谱线635 cm-1相对强度减少了15%,而反式构象的谱线725 cm-1增加了58%, 说明C—S键的扭曲构象部分转变为反式构象,表明糖尿病人血清中蛋白质的有序结构发生变化;类脂物特征峰1 449 cm-1相对强度增加了58%,与糖类有关的特征峰谱线1 331,1 099和740 cm-1相对强度分别增加了35%,100％和62%, 从而表明糖尿病人血清中与脂类和糖蛋白有关的物质含量增加。上述拉曼特征峰为糖尿病的诊断以及生化机理研究提供了有力的实验依据。     

纳米材料电催化进展——电催化剂表面结构调控与性能

电催化剂的结构决定其性能.从微观层面研究表面结构与催化性能之间的内在联系和规律是设计和研制高活性、高稳定性、高选择性电催化剂的基础.本文以本研究组关于氢和氧的吸脱附、乙二醇氧化和CO2还原的研究结果为主,综述了电催化剂表面结构和性能调控方面的研究进展.给出面心立方晶体不同晶带上铂单晶电极的循环伏安特征,电催化性能和规律,在此基础上创建的金属纳米晶体表面结构控制和生长的电化学方法,以及对具有开放结构、高催化活性和高稳定性的Pt和Fe纳米晶催化剂的形状和表面结构控制合成.     

有序介孔碳载钯的制备、表征及对甲酸的电催化氧化性能

通过浸渍法和硫引入贵金属法分别制备了主要负载在介孔碳主孔道(MPC/Pd-1)和负载在介孔碳孔壁上小介孔中[MPC/(S)Pd-2]的两类负载型钯电催化剂, 用XRD, SEM, TEM和电化学等方法表征了其结构和电催化性能. 循环伏安结果表明, 有序介孔碳载钯催化剂MPC/Pd-1和MPC/(S)Pd-2对甲酸氧化的催化活性分别是商用钯黑催化剂的4.0和2.4倍. MPC/Pd-1中的钯位于介孔碳的主孔道上, 增加了催化剂/电解质/反应物三相界面的面积, 使得其比MPC/(S)Pd-2的催化活性更高.     

扫描电化学显微镜用于研究生物膜微环境的电子传递

生物电化学系统(BESs)的核心是生物膜在电极/溶液界面的电子传递反应,研究生物膜微区环境中的电子传递有助于阐明微生物的胞外电子传递(EET)机制,从而有针对性地提高BESs中的电子转移效率。微生物的EET机制包括直接电子传递和间接电子传递,由于生物膜组成复杂,含有多种分泌物、胞外聚合物等,常规电化学方法只能从生物膜宏观层面研究EET机制,无法有效区分这两种电子传递途径的贡献。本文采用电化学循环伏安方法研究了电子穿梭体二茂铁甲醇(FcMeOH)与希瓦氏菌(Shewanella)相互作用的界面过程;基于扫描电化学显微技术构建了穿透模式,通过微电极介导FcMeOH与Shewanella反应,收集仅来自间接电子传递途径产生的电流,同时测定了Shewanella在电极/溶液界面的氧化还原性质和空间分布。本论文将电化学扫描探针显微技术应用于EET的研究,从物理化学角度揭示微生物在代谢过程中与外界的电子传输机制。     

壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜的制备及其抗真菌活性

以壳寡糖为原料,采用一锅法合成壳寡糖氨基硫脲,然后再与吡啶甲醛经缩合反应合成壳寡糖氨基硫脲席夫碱,最后与铜离子发生配位反应合成目标化合物壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜。 采用红外光谱仪(FTIR)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、核磁共振波谱仪(NMR)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和热重-差热分析(TG-DTA)对壳寡糖衍生物进行结构表征。 同时采用体外菌丝生长速率法测定壳寡糖及其衍生物对辣椒疫霉菌、烟草黑胫菌、禾谷镰刀菌的体外抗真菌活性。 结果表明,壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜质量浓度为1.0 g/L时,对辣椒疫霉、烟草黑胫、禾谷镰刀菌的抑菌率分别为74.19%、56.60%和66.60%,均优于壳寡糖。     

Finite time extinction of super-Brownian motions with deterministic catalyst

In this paper we consider a super-Brownian motion X with branching mechanism k(x)zα, where k(x) > 0 is a bounded Holder continuous function on Rd and infx∈Rd k(x) = 0. We prove that if k(x) ≥ //x// -l(0 ≤l < ∞) for sufficiently large x, then X has compact support property, and for dimension d = 1, if k(x) ≥exp(-l‖x‖)(0≤l < ∞) for sufficiently large x, then X also has compact support property. The maximal order of k(x) for finite time extinction is different between d = 1, d = 2 and d ≥ 3: it is O(‖x‖-(α+1)) in one dimension, O(‖x‖-2(log‖x‖)-(α+1) ) in two dimensions, and O(‖x‖2) in higher dimensions. These growth orders also turn out to be the maximum order for the nonexistence of a positive solution for 1/2Δu =k(x)uα.     

压缩空气引火实验的小改进

现行高中物理课本第二册热学部分，“压缩气体做功气体内能增加”演示实验，教科书中用火柴头作为引火材料，可在实验中发现用当地产的火柴头作为引火材料不易点燃，造成演示失败．而用硝化棉作为引火材料效果虽然明显，但硝化棉的制取很麻烦．为了克服这一缺点，笔者选用瓶装酒瓶口上的封口薄膜，这种薄膜的主要成分就是硝化棉，选材经济便捷，取这种薄膜如红豆粒大小，压缩一次即可点燃，效果非常明显．     

表面改性对片状锌粉分散稳定性的影响

采用物理化学法,将实验室自制锌粉分别添加钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和十二烷基苯磺酸钠进行表面改性,利用沉降法测试高度研究改性前后锌粉的分散稳定性。 结果表明,不同种类、不同浓度的表面改性剂对锌粉的分散稳定性有较大的影响;其中,经1.0%钛酸酯偶联剂改性后锌粉的分散稳定性有了明显的改善,与进口粉的分散稳定性接近。