用空牛奶盒做有趣的物理实验

有一种纸质牛奶盒,实际上它不是一个简单的纸盒,而是由纸、铝、塑组成的六层复合包装盒,俗称"利乐砖".牛奶喝完了,我们就用利乐砖做几个有趣的实验吧.     

酶催化光度法测定异丙肾上腺素

试验表明:在pH 9.5氨水-氯化铵缓冲介质中,牛血红蛋白对过氧化氢与酸性络蓝K的氧化还原反应的催化作用因异丙肾上腺素的存在而被抑制,而且其抑制率与异丙肾上腺素的浓度在8.1×10~(-8)～1.2×10~(-5)mol·L~(-1)范围内呈线性关系,其检出限(3S/N)为2.2×10~(-9)mol·L~(-1)。据此,提出了一种简单而灵敏的测定异丙肾上腺素的酶催化光度法。此方法已用于盐酸异丙肾上腺素注射液中异丙肾上腺素含量的测定,并以此样品为基体用标准加入法作回收试验,测得回收率在92.8%～105.4%之间,测定值的相对标准偏差(n=5)在2.6%～5.8%之间。     

采用手持式光度计的ΔI测量模式快速测定尿样中白蛋白

目前, 临床检验尿中白蛋白的方法主要为双缩脲比色法、磺基水杨酸沉淀法、白蛋白放射免疫测定法等. 这些方法的灵敏度低或者需要进行危险的放射性实验, 分析手续繁杂, 所用仪器和试剂的成本较高, 不能用于糖尿病肾病的早期诊断. 高灵敏度的手持式光度计是吉林大学研制的一种多用途仪器[1,2]. 采用高强度单色硅光光源、可变光程液芯波导吸收池等多种先进技术, 具有光强度差(ΔI)和吸光度(A)两种测量模式, 是一种非常有前途的便携式仪器. 利用高灵敏度的手持式光度计, 在前人工作的基础[3～7]上, 我们建立了一种灵敏、快速、简便的测定蛋白质的新方法, 应用于临床检验中尿样里白蛋白的测定, 获得了满意结果, 同时为家用尿蛋白监测仪的研制奠定了基础.     

以香草素为内标之气相层析光谱法定量牛樟木精油指标成分松油醇的快速分析方法

牛樟精油具有独特浓郁的香气,其中以α-松油醇(α-terpineol)为牛樟精油主要成分。由于樟树精油制品可依种类、变种、亚种等不同而有不同成分,以松油醇最具独特性,可作为牛樟木精油品质重要指标成分,应用以区别牛樟树与冇樟以及香樟等木材精油的方法,因此建立市售牛樟木精油指标成分α-松油醇含量的简便快速又准确的检验方法便有其必要性。该研究拟以市售精油液体样品,不经任何前处理,加入适当之内标准溶液溶解后,直接注入气相层析光谱仪中,配合适当的分离管柱及气相层析条件,以期建立简便快速又准确的牛樟木精油指标成分α-松油醇之定量方法。毛细管柱气相层析具有高解析度及高灵敏度等优点,仍为现代最重要分析技术之一,因此研究建立了以香草素为内标准定量牛樟木精油指标成分α-松油醇(α-terpineol)之气相色谱层析法的快速分析方法。牛樟木精油液体样品,加入适当量之香草素内标准溶液混合溶解后,即可直接注入配有广口径之毛细管柱(megabore column)气相色谱仪中分析,相当简便,每分析一个样品仅需约30 min。结果显示松油醇之最低定量浓度（limit of quantitation, LOQ）为1 μg·mL-1左右。在添加回收试验中添加松油醇1.0及10.0 mg 于市售冇樟精油及牛樟精油中,其回收率在98%~103%,变异系数均在10.8%以下,显示该方法的精密度相当高。以该研究建立的方法分析15件市售牛樟精油中松油醇含量,结果显示,市售牛樟木精油的松油醇含量最高约51.6%及最低为21.3%左右,此结果显示以定量松油醇作为市售牛樟精油品质指标是一快速、准确且可行的方法。     

微波消解-ICP-MS测定动物血清和组织器官中的微量银元素

银的应用在当代生物医学领域得到极大地推广,其生物安全性也受到密切关注,明确银离子在生物体内分布以及其安全阈值显得格外重要。因此,需要一种高灵敏度的分析方法来确定医学生物样品中银的含量。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对于金属离子检测具有很高的灵敏度,非常适用于医学生物样品中所含痕量银元素的检测,但具体方法的开发,包括样品前处理和检测过程,尚处于起步阶段。本研究建立了一套简便易行的微波消解处理机体血清和组织器官样品,通过ICP-MS法测定样品内微量银元素的检测方法。血清和肌肉、骨髓、骨骼组织,以及心脏、肝脏、脾脏、肾脏器官样品经5 mL硝酸-2 mL过氧化氢体系微波消解。消解程序采用2 000 W功率3步式温度梯度,样品最终消解完全,获得的数据重复性好,且耗费时间短,为大批量样品处理节省了时间。消解溶液经稀释定容,在优化仪器工作参数后,用ICP-MS对溶液中的107Ag进行测定,以钇(Y)为内标元素补偿基体效应和准确度漂移。测定结果显示,107Ag元素检出限为0.98 μg·kg-1,标准曲线相关系数为0.999 9,回收率为98%～107%,相对标准偏差(RSD)为2.0%～4.3%。用该法测定了动物血清和组织器官中的银元素含量,发现机体摄入银离子后,主要蓄积在肝脏。检测结果表明ICP-MS方法可以准确地测定机体的微量银元素,所建立的方法适用性强,可满足不同类型医学生物样品中微量银元素的测定,操作简便快捷,结果准确且灵敏度高,尤其适合于大批量生物样品的检测,为其他生物样品微量元素的检测提供了指导。     

光谱法研究刺芒柄花素与牛血清白蛋白的相互作用

在生理pH7.4条件下,应用光谱法研究药物小分子刺芒柄花素与牛血清白蛋白相互作用机理。通过荧光法和紫外吸收光谱法确定了刺芒柄花素对牛血清白蛋白的荧光猝灭机制。采用Stern-Volmer方程求出相互作用的猝灭常数,双对数方程求出结合常数Ka和结合位点数n,进而利用热力学公式判别作用力类型。结果表明:刺芒柄花素与牛血清白蛋白的相互作用的荧光猝灭属于静态方式,298 K时结合常数Ka为1.39×106L.mol-1,结合位点数为1,而主要作用力类型是静电作用。用紫外与同步荧光光谱法研究了刺芒柄花素对BSA构象的影响。     

皮疹病人血清的表面增强拉曼光谱

研究了皮疹患者和健康人血清的表面增强拉曼光谱。结果表明： 皮疹患者血清中蛋白质主链酰胺Ⅰ的谱线出现在1 648 cm-1处,而在健康人血清中此峰消失。蛋白质侧链C—S键扭曲构象的谱线637 cm-1的相对强度增加了23%,而反式构象的谱线725 cm-1的相对强度减少了60%,说明C—S键的反式构象部分转成扭曲构象,表明皮疹患者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的相对强度增加了近一倍,D-甘露糖的谱线1 099 cm-1消失,表明患者血清中糖蛋白、糖质发生了变化。这些拉曼特征峰为皮疹的诊断以及生化机理研究提供了有力的实验依据。最后用主成分分析(PCA)方法对健康人和皮疹患者血清的表面增强拉曼光谱进行分析,发现皮疹患者血清的主成分分布相对健康人较分散,并且此方法能准确的区分开这２种血清。     

二维液相色谱接口的改进及其在蛋白质组学研究中的应用

随着蛋白质组学、本草物质组学等组学概念的提出,所需分析的样品的成分越来越复杂,因此具有强大分离能力的多维液相色谱技术受到人们越来越多的关注。二维液相色谱中第二维的分离性能和速度是整个分离系统性能的关键。基于捕集柱模式,我们采用经特殊设计的流路系统,使得双捕集柱型接口具有预分离的功能。样品从第一维流出以后被富集在捕集柱1的柱头,经过脱盐后,正冲捕集柱,捕集柱1与第二维色谱柱联用对富集的样品进行分离,增加了第二维分离效率。当捕集柱上的样品全部被洗脱到第二维色谱柱上时,捕集柱2已经完成对第一维洗脱液中样品的捕集和脱盐,此时将阀进行切换,捕集柱2与第二维色谱柱直接相连进行洗脱。循环切换捕集柱1和捕集柱2,维持较高的阀切换频率,实现了第二维色谱柱的连续洗脱。因此保证了第二维分离具有较快速度,同时具有较高的分离效率。使用35 mm长捕集柱和十通阀为接口,以弱阴离子交换(WAX)色谱为第一维分离模式,以反相(RP)色谱为第二维分离模式,构建了WAX-RP二维液相色谱系统(2D-LC system)。以小鼠血清为样品对系统进行了初步评价。色谱流出曲线出现了明显的界面现象,这是由于捕集柱流动相中含有的较多盐分流出时的背景吸收造成的。同时,由于界面两侧的流动相黏度不同产生了黏性指进(VF)现象。当第二维色谱柱长度为50 mm时,理论上可将第二维分离效能提高70%。该接口可以应用于多种二维液相色谱模式,适用于蛋白质组学和本草物质组学研究中对于复杂样品的分离分析。     

荧光素钠与牛血清蛋白相互作用的荧光光谱研究及其分析应用

采用荧光光谱研究了荧光素钠与牛血清蛋白(BSA)间的相互作用, 根据荧光淬灭相关方程分别计算了淬灭速率常数、结合常数、结合位点数及热力学参数, 确定了BSA对荧光素钠的淬灭机理及作用方式, 根据能量转移理论求得荧光素钠与BSA的结合距离及能量转移率, 结合三维、同步荧光光谱研究了荧光素钠对BSA构象的影响|在一定范围内荧光素钠的淬灭程度与BSA浓度成正比, 据此建立一种荧光素钠测定蛋白的方法, 线性范围为0.15×10^－7～15× 10^－7 mol•L^–1, 方法具有高灵敏度, 检测极限为0.146×10^－8 mol•L^–1, 文中还考察了不同pH值和干扰物质对于测定结果的影响, 用于人血清中总蛋白含量测定结果与考马斯亮蓝法基本一致.     

N-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷与BSA相互作用的研究

通过稳态荧光法、紫外-可见光谱法和表面张力法研究了N-辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷(OGP)与牛血清白蛋白(BSA)在缓冲液中的相互作用. 根据OGP溶液和OGP/BSA混合溶液的表面张力曲线可以看出, 蛋白质的加入改变了单一表面活性剂溶液的表面张力曲线. 蛋白质的加入还使混合体系的临界胶束浓度(cmc*)大于单一表面活性剂的临界胶束浓度(cmc), 这主要是由于OGP与蛋白质结合减少了单体OGP分子的浓度所致. 加入荧光探针芘测量了OGP和OGP/BSA溶液的I₁/I₃值, 结果也表明BSA的加入增大了OGP的聚集浓度, 其原因与表面张力的变化原因是相同的. 在OGP/BSA体系中, 随着OGP浓度的增大, 紫外吸收减弱、荧光强度有规律的降低, 而且荧光发射峰位发生蓝移, 说明它们的结合部位趋向于Trp残基上|同时通过同步荧光和I^－猝灭实验, 进一步证明了OGP与BSA的结合部位是在BSA的疏水空腔内的色氨酸残基上.