血红蛋白生物催化合成导电聚苯胺

利用血红蛋白在十二烷基磺酸钠阴离子表面活性剂胶束体系中生物催化合成水溶性导电聚苯胺/十二烷基磺酸复合物(PANI/SDS), 讨论了不同反应体系及溶液pH值对聚合反应产物的影响. 结果表明该反应具有明显的pH值依赖性, pH (1.0～4.0)是合成导电聚苯胺所必需的, 其最适pH值为3.0, 聚苯胺由导电的翠绿亚胺盐转变为本征态发生在pH 10.4. 用元素分析法、紫外-可见分光光度法、FT-IR、循环伏安法、粘度测试、电导率测试、热重分析法等对PANI/SDS复合物表征, 结果表明该复合物具有较好的热稳定性和可逆的电化学活性.     

金复合介孔SBA-15吸附血红蛋白在H2O2电催化反应中的应用

以P123嵌段共聚物表面活性剂为模板剂制备介孔氧化硅SBA-15,并用沉积-沉淀(DP)法在SBA-15介孔表面负载纳米Au颗粒制备得到金复合介孔SBA-15材料(Au-SBA-15).再以Au-SBA-15材料制备玻碳修饰电极,将血红蛋白固定于修饰电极上用循环伏安法考察其对不同浓度H₂O₂溶液的电催化反应.在固定了血红蛋白的Hb/Au-SBA-15/GC修饰电极上,H₂O₂在+0.95 V处出现了氧化峰,且随着H₂O₂浓度的增大峰电流不断增加,说明金复合介孔氧化硅材料具有良好的生物兼容性,有利于血红蛋白的固定,其修饰电极对H₂O₂溶液具有一定的电催化作用.     

竹红菌甲素与血红蛋白相互作用光谱

竹红菌甲素与血红蛋白相互作用光谱;马心血红蛋白;竹红菌甲素;相互作用;UV-Vis吸收光谱;荧光光谱;荧光猝灭动力学常数     

开环棉籽糖分子内交联血红蛋白及其戊二醛的二次交联

用高碘酸钠氧化制备开环棉籽糖(O-Raffinose),将其作为交联剂对脱氧态无基质血红蛋白(Stroma-freehemoglobinSFHb)进行修饰.十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺不连续电泳(SDS-PAGE)结果显示,开环棉籽糖交联血红蛋白(O-Ra-Hb)与SFHb相比抗解聚性有明显提高;琼脂糖(Sepharose)凝胶层析结果显示,SFHb和O-Ra-Hb出峰时间和峰形大小基本相同,说明交联反应主要发生在分子内的亚基间,基本没有分子间交联产物.用戊二醛(GDA)在优化条件下对O-Ra-Hb进行分子间二次交联,SDS-PAGE结果显示,二次交联产物稳定性比O-Ra-Hb有了进一步提高;Sepharose凝胶层析结果表明,产物中分子量为65000的未聚合的O-Ra-Hb组分为22.6%,分子量为130000～600000的组分为76.9%,分子量为600000以上的组分仅为0.5%,达到了预期目的.     

碳纳米管促进氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移

将血红蛋白(Hb)、辣根过氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(GOx)分别固定在经碳纳米管修饰的玻碳电极(CNT/GC)上,制成Hb CNT/GC、HRP CNT/GC和GOx CNT/GC电极.Hb、HRP和GOx在CNT/GC电极表面均能发生有效和稳定的直接电子转移反应,其相应的循环伏安曲线均显示出一对几近对称的氧化还原峰;在60mV/s下,其式量电位E0'分别为-0.343V、-0.319V和-0.456V(vs.SCE,pH6.9),且不随扫速而变;以上三者在CNT/GC电极表面直接电子转移的表观速率常数ks依次为1.25±0.25、2.07±0.56和1.74±0.42s-1;根据式量电位E0'随缓冲溶液pH值的变化关系,确知在CNT/GC电极上,Hb或HRP发生的直接电化学遵从(1e+1H+)电极过程机理,而GOx发生的直接电化学反应则遵从(2e+2H+)机理.此外,固定在CNT/GC电极表面的Hb、HRP和GOx也同时表现出对各自底物的生物电催化活性.由本文制备的碳纳米管修饰电极及其固定生物蛋白质(酶)的方法具有简单、易于操作等优点,并可用于对其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移测试.     

壳聚糖/DNA/血红蛋白/多壁碳纳米管复合膜修饰玻碳电极的制备及其电化学行为的研究

将多壁碳纳米管(MWCNTs)分散在壳聚糖(CTS)中并滴涂在玻碳电极表面,烘干后依次滴加血红蛋白(Hb)、DNA及CTS溶液.制成了壳聚糖/DNA/血红蛋白/多壁碳纳米管复合膜修饰的GCE(简示为CTS/DNA/Hb/MWCNTs/GCE)。采用方波伏安法及循环伏安法研究了膜内DNA的电化学行为。结果表明:在pH 5.8的磷酸盐缓冲溶液中,复合膜内的DNA在电极上于0.46 V(vs.SCE)处有一个明显的氧化峰,DNA氧化峰电流与其质量在1.0～5.0μg范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为0.5μg。     

PVDF/ZrO_2杂化膜的制备及吸附牛血红蛋白的性能

将3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)表面修饰的ZrO2纳米颗粒添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制备了PVDF/ZrO2杂化膜,应用SEM,TG-DTA和XRD对其结构进行了表征.结果表明,ZrO2纳米颗粒沉积在PVDF膜孔内和膜表面;ZrO2的掺杂改变了PVDF膜孔径的大小,杂化膜的孔径随着ZrO2粒子负载量的增加而增大.对牛血红蛋白(BHb)的吸附实验结果表明,PVDF/ZrO2杂化膜对BHb的吸附量显著高于PVDF原膜,当BHb初始浓度为150μg/mL,pH=7,吸附时间为45 min时,PVDF/ZrO2杂化膜的平衡吸附量为0.181 mg/cm2.其吸附动力学符合一级动力学模型;吸附等温线符合Langmuir等温方程式.     

基于拉曼光谱方法研究不同剪切力下的红细胞亚损伤

利用共聚焦拉曼光谱技术,对人工心脏泵不同剪切应力下受到亚损伤的红细胞进行实验研究,验证拉曼光谱对红细胞亚损伤程度的评估能力,为血液损伤评价提供了一种新的思路。实验采集血红蛋白和红细胞的拉曼光谱标准谱图并进行对比分析,以确定红细胞谱图特征峰的归属。用血液剪切力试验平台对测试血样施加暴露时间为1 s,大小分别为0,50,100,150,200,250和300 pa的剪切力。利用共聚焦拉曼仪器,在10倍长焦物镜,532 nm激光光源波长,积分时间10 s,积分次数2次,2.5 mW功率下采集剪切应力作用后的红细胞拉曼谱图。通过归一化的方法对比红细胞的拉曼谱图变化,评估红细胞亚损伤的程度,运用曲线拟合方法对特征峰和剪切应力进行拟合,验证拉曼光谱对红细胞亚损伤的评估能力。对比血红蛋白和红细胞的拉曼光谱标准谱图发现,红细胞谱图能够反映血红蛋白的内部结构。且结果表明,拉曼光谱法可以用于区分不同剪切应力下亚损伤的红细胞,推断剪切应力可以透过细胞膜从而影响到其内部的血红蛋白结构。且随着剪切力的增大,1 376 cm-1位置左侧谱线呈现明显抬高趋势,1 549和1 604 cm-1位置的峰强增高,1 639 cm-1位置的氧浓度标记带ν₁₀振动谱带减弱。其中1 549 cm-1位置的峰强为亚铁离子高自旋带,在不同剪切力的作用下,峰强差异表现最明显,与剪切应力呈明显的正向线性关系,拟合效果良好。拉曼光谱法检测样本处理简单、耗时短、操作简便、重现性好,且可以精确的检测到细胞内部结构的细微变化,可以评估红细胞的亚损伤程度,弥补了传统评价溶血的方法的不足,为人工心脏泵血液损伤评价提供了新的技术手段,拓宽了拉曼检测方法的应用领域。     

基于近红外光谱的SG-MSC-MC-UVE-PLS算法在全血血红蛋白浓度检测中的应用

为提高全血血红蛋白浓度预测模型的预测精度,基于近红外光谱分析,首先对原始全血透射光谱数据分别进行均值中心化、标准化、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)以及Savitzky-Golay（SG）卷积平滑结合MSC的预处理操作,最终选择预处理效果最好的SG-MSC方法作为数据预处理方法,其最大相关系数达到0.944 1。对SG平滑的平滑窗口宽度进行讨论,找出平滑效果最好的窗口宽度为27。数据预处理消除了全血吸收光谱的基线失真,提高了全血吸收光谱数据的信噪比。将190个样本（190个血红蛋白浓度对应的透射光谱数据）分为具有相近血红蛋白浓度分布的校正集和测试集,其中校正集为143个样本（对应血红蛋白浓度分布为10.6～17.3 g·dL-1）,测试集为47个样本（对应血红蛋白浓度分布为10.3～17.3 g·dL-1）,确保建立模型的适用性。对校正集数据预处理后利用蒙特卡洛无信息变量消除（MC-UVE）方法对其进行波长变量选择,剔除含信息量少的波长点,提高含信息量多的波长占比。设置蒙特卡洛迭代次数为1 000,最终从全血吸收光谱的700个波长变量中筛选出191个波长变量用于建立全血血红蛋白浓度偏最小二乘（PLS）回归模型。对比分析原始全血透射光谱全谱PLS模型、原始全血吸收光谱全谱PLS模型、预处理全血吸收光谱全谱PLS模型、SG-MSC-MC-UVE-PLS模型以及已有二阶导数PLS模型的模型效果,表明基于SG-MSC-MC-UVE-PLS算法的全血血红蛋白浓度预测模型效果较其他模型效果更优,预测相关系数由0.676 3提高到0.979 1,预测集均方根误差由0.898 1减小到0.220 3,最大绝对误差由2.426 1减小到0.411 2。同时,利用MC-UVE方法进行波长变量选择,在保证预测精度的前提下,筛选出建模的波长个数更少,有利于提高模型计算效率。研究结果表明,SG-MSC-MC-UVE-PLS方法能够提高全血吸收光谱信号的信噪比,简化模型结构,提高模型的预测精度和计算效率,对推动血红蛋白浓度检测技术的发展具有进步意义。     

话说“铁元素”

正常人体内铁的总量约有3~5 g,相当于一根小铁钉的质量,60%~65%在红细胞的血红蛋白内,20%~30%的铁与蛋白结合存于肝、脾、骨髓,10%存在骨骼中。铁是必需微量元素。人体内缺铁,红细胞数目就会减少,血红蛋白量降低,以致血液带氧的功能下降,引起身体各器官组织缺氧,因而出现面色苍