二维反式氢磷相关脉冲序列设计及在含磷化学毒剂分析中的应用

结合反式异核相关积算符计算、脉冲梯度场和相循环设计,利用C语言实现了二维氢磷异核多量子相关(1H-31PHMQC)脉冲序列。计算结果表明,当两个梯度强度(g1,g2)比例为(!5∶4)时,可以实现氢磷相干转移路径的选择。以此序列为基础,建立了准确鉴定低浓度样品中与磷核耦合的烷基信息的HMQC方法,灵敏度依次为甲基>异丙基>乙基>丙基,方法检出限为10 mg/L,可直接用于含磷化学毒剂及其相关化合物的筛选和鉴定。     

大环多胺金属模拟酶催化水解梭曼机理研究

为解决生物酶在战场应用环境中易失活且环境耐受性差的问题,我们合成了大环多胺双锌模拟酶配合物-2,6-双{[双(2-羟乙基)氨基]甲基}-4-甲基酚(Zn L2).Zn L2对GD(Soman,梭曼)具有较高的催化活性,能够实现多次催化循环,并且在Zn L2与GD化学计量比为(0.56∶1)的条件下水解率为100%.使用高效液相色谱-质谱与核磁共振确定催化产物为甲氟膦酸酯、甲氟膦酸、甲基膦酸频哪酯与甲基膦酸,说明Zn L2水解GD为双平行反应,反应途径分别为GD的P—F与P—O键的断裂.建立在实验的基础上,使用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,从P—O与P—F键断裂这两个平行反应方向对催化过程进行计算.计算结果表明:Zn L2上Ot末端醇盐作为一个碱试剂去激活水分子,使其成为羟基并作为亲核试剂进攻中心磷原子,形成一个五配位的磷酰中间体,通过进一步亲核进攻水解中间体形成最终P—O与P—F键断裂产物.Zn L2催化GD水解的活化能为分别为5.6 kcal/mol(P—F键断裂)和11.5 kcal/mol(P—O键断裂),说明P—O键断裂过程是GD酶促水解反应的速控步骤.     

甲基膦酸(濒)哪酯分子印迹聚合物的合成与识别特性研究

利用~(31)P{~1H}NMR谱和~1H NMR谱、FT-IR谱等技术手段,研究了化学毒剂梭曼的降解产物(甲基膦酸■哪酯)与甲基丙烯酸、丙烯酰胺功能单体的分子间作用力。通过预组装体系设计,合成了多孔性材料甲基膦酸■哪酯分子印迹聚合物。通过Scatchard模型分析,得到该聚合物对甲基膦酸■哪酯的最大表观结合量Q_(max)为661μg/g(AM为单体),在低吸附量(Q500μg/g)范围内,吸附量对模板浓度的比值与吸附量呈线性相关。通过静态吸附分配实验发现,该聚合物对同系的5种烷基膦酸单烷基酯存在选择性,对结构不同的其他化合物的识别因子显著降低。将该分子印迹聚合物制成固相萃取柱,用于含大量背景干扰的样品中痕量甲基膦酸■哪酯的萃取分离,取得显著效果。该研究为复杂基质中该类化合物的痕量分析鉴定提供了技术手段。     

正相固相萃取/GC-MS对强干扰有机样品中化学毒剂及相关化合物的测定

建立了以硅胶键合氰基柱萃取、正己烷淋洗、混合溶剂分步洗脱,检测强干扰有机液体中化学毒剂及相关化合物的方法.沙林(GB)、梭曼(GD)、甲基膦酸二异丙酯(MPDIP)在0.50 ～50 μg/L范围内,二甲胺基磷酸二乙酯(DEDMP)和维埃克斯(VX)在1.0 ～50 μg/L范围内呈良好的线性关系;对强干扰有机样品中0.5和1.0 mg/L目标化合物的加标回收率均为34% ～100%,且相对标准偏差均小于10%.所建立的方法,不仅消除了强干扰背景对气相色谱-质谱分析的影响,而且避免了目标化合物的丢失和降解,具有较高的实用价值.     

土壤基质中路易氏剂的测定方法

建立了土壤基质中不同浓度的路易氏剂的测定方法,即液液萃取-气相色谱法(LEE-GC)和固相微萃取-气相色谱法(SPME-GC)。两种方法对5种土壤基质回收率均大于70％;相对标准偏差均小于10％。     

荧光光谱法研究氨基改性介孔泡沫对DhaA的稳定化机理

采用F-4600荧光光谱仪,对尿素和二甲基亚砜两种变性剂中烷基卤脱卤酶DhaA在氨基改性介孔泡沫固定化前后的荧光光谱特征进行测定。运用荧光相图分析DhaA在两种变性剂中的去折叠过程,并结合活性残留率进行了变性过程热力学参数计算,比较固定化前后DhaA去折叠过程和热力学参数的区别。实验结果表明,DhaA催化活性随变性剂浓度增加而降低。相同变性剂浓度下,固定化DhaA能够比游离态DhaA保持更高的催化活性,在变性剂到达临界浓度之前（尿素浓度5.5 mol·L-1,DMSO浓度7 mol·L-1）,氨基改性介孔泡沫的稳定化作用显著。DhaA在尿素诱导下的变性过程符合“二态模型”,而在DMSO诱导下符合“三态模型”,DhaA中间态出现在浓度为5.6 mol·L-1。氨基改性介孔泡沫固定化不改变DhaA变性过程,但能够提高DhaA的去折叠热力学参数。在尿素诱导下,计算得到的DhaA初始吉布斯自由能变ΔG(H₂O)为8.51 kcal·mol-1,固定化后ΔG(H₂O)提高为9.55 kcal·mol-1;但由于尿素分子容易通过静电作用进入氨基介孔泡沫孔道,固定化后DhaA的溶液可及面积m由3.69 kcal·(mol·mol·L-1)-1增大到4.00 kcal·(mol·mol·L-1)-1,孔道内的氨基、羟基能够通过氢键作用增强DhaA的刚性,从而有效的降低了尿素可及面积增加带来的影响,提高了DhaA的尿素耐受性。在DMSO诱导下,计算发现游离态与固定化DhaA在折叠态向中间态转变过程中的ΔG(H₂O)均为12.12 kcal·mol-1,由于孔道内的氨基、羟基能够有效阻碍非极性DMSO分子的进入,造成m从3.39 kcal·(mol·mol·L-1)-1降低为2.30 kcal·(mol·mol·L-1)-1;当DhaA从中间态向去折叠态转化时,DhaA内部疏水基团暴露导致m增加,由于孔道内极性微环境作用,固定化DhaA的m值（4.40 kcal·(mol·mol·L-1)-1）仍然低于游离态DhaA（4.94 kcal·(mol·mol·L-1)-1）。荧光光谱法研究固定化对DhaA去折叠过程及热力学参数的影响是深入研究DhaA稳定性的有效手段,能够为其他生物酶的稳定化机理研究提供方法指导。     

不同有机体系中3种烷基膦酸类化合物的硅烷化衍生方法研究

应用人工神经网络原理,考察了吡啶-甲苯、乙腈-甲苯和四氢呋喃(THF)3种体系中,温度、时间、衍生化试剂及其用量对甲基膦酸(MPA)硅烷化衍生效率的影响,确定主要影响因素为衍生化试剂及其用量;在此基础上建立了MPA、异丙基膦酸(IPA)和甲基膦酸频哪酯(PMPA)的三甲基硅(TMS)衍生法和特丁基二甲基硅(TBDMS)衍生法;在3种体系中,选用N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)或N-甲基-N-叔丁基二甲基硅烷基三氟乙酰胺(MTBSTFA)作衍生化试剂,选用体积分数为10%的衍生化试剂.稳定性实验表明:3种化合物的TBDMS衍生产物均比其TMS衍生产物稳定.采用核磁共振氢去耦磷谱技术(31P{1H} -NMR)对TBDMS衍生法进行了评价,衍生接近完全.     

非选择性一维氢磷相关技术及其在含磷化学毒剂相关化合物分析中的应用

以异核单量子相关(HSQC)、异核多量子相关(HMQC)核磁共振理论为基础,实现了一维非选择性1H-31P HSQC、1H-31P异核单量子结合多键相关(HSQMBC)脉冲序列,并自主设计了一维非选择性1H-31P HMQC脉冲序列,研究了3种技术在峰形、灵敏度上的差异。通过对某次国际禁化武组织水平考试的水样分析发现,非选择性1H-31P HMQC方法是目前用于筛选含磷化学毒剂相关化合物的最有效方法。     

柱上巯基化衍生-SPE/GC/MS测定强干扰有机液体样品中的路易氏剂-1和路易氏剂-2

创建了柱上分步巯基化衍生SPE测定强干扰有机相中路易氏剂-1(L-1)和路易氏剂-2(L-2)的方法.利用优化的条件,测定L-1和L-2在5.0～30 μg/mL的浓度范围内呈良好的线性关系,同时对浓度各为5.0、10 μg/mL的L-1和L-2加标回收率分别为102.9%、78.0%和103.9%、78.0%,且相对标准偏差均小于10%.该方法不仅克服了目标化合物醇解和溶剂变换过程中造成的损失,而且可实现烷基膦酸酯化合物的检测,有效避免了真实样品中目标化合物的丢失,具有实用价值.     

第20次禁化武组织水平考试水样的核磁共振分析

介绍了核磁共振(NMR)技术在第20次禁化武组织水平考试水样分析中的应用.通过适当的样品制备,排除了样品中严重干扰核磁测定的顺磁物质--六水合硝酸镍,成功地用NMR技术鉴定了样品中含量仅为10 mg/L的两个化学毒剂相关化合物(二异丙胺基乙醇和甲基膦酸单乙酯).