天然同位素丰度野生型酵母细胞色素c构象变化的核磁共振检测

细胞色素c是一个重要的多功能蛋白，它在呼吸链及细胞凋亡中均发挥着重要作用.细胞色素c的构象变化与其功能密切相关，表征细胞色素c的构象变化对于明确其相关功能的分子机制至关重要.核磁共振（NMR）是近原位环境下表征蛋白构象的重要工具，但通常需要使用¹³C、¹⁵N等同位素.由于野生型细胞色素c存在翻译后修饰，故其同位素标记十分困难.本文尝试使用¹H-¹³C HSQC技术来表征提纯后的天然同位素丰度的野生型细胞色素c的构象变化.结果显示该方法能在2 h内检测到大多数甲基的信号，且化学位移变化明显的甲基与其构象变化一致.这表明该方法有助于研究天然丰度或翻译后修饰蛋白的构象变化.     

利用1H NMR探究混合离子型/非离子型表面活性剂临界胶束浓度降低的实质

利用¹H NMR技术研究了离子/非离子表面活性剂形成的二元混合体系，结果显示表面活性剂的混合导致各组分的临界胶束浓度（CMC）均比各自纯溶液有所降低，用吸附平衡理论清楚地解释了这个现象.通过定量分析，发现不同的表面活性剂混合使得其组分CMC降低的程度各异，可以理解为它们吸附于界面单分子吸附层上的分子之间相互作用的不同（相吸或相斥）引起的.由此揭示了"协同效应"的实质，可以为选择适当的表面活性剂类型和混合比例以达到预期的性能提供有力的参考.     

岩心孔隙介质中流体的核磁共振弛豫

弛豫时间是核磁共振研究中的一个重要参数,岩心孔隙介质流体的弛豫过程是自由流体弛豫机制、表面弛豫机制和流体的扩散弛豫机制共同作用的结果,它包含了丰富的孔隙和流体本身的信息. 弛豫时间和自扩散系数的测量及对弛豫时间的分析是核磁共振技术应用于岩心分析和石油勘测的重要内容.     

脉冲动态核极化增强的NMR和MRI系统研究

该文介绍了一种自行设计和构建的可扩展脉冲动态核极化谱仪,可以实现核磁共振波谱与磁共振成像的功能。该仪器的新颖设计主要有：1)采用基于PCIe的分布式总线结构,能够极大地提高数据传输效率和通信可靠性,实现精确控制脉冲序列;2)采用外部高速的DDR芯片存储脉冲序列元素和FID数据,可以极大的提高脉冲序列的执行速度,减少快速成像序列的 TR 时间间隔;3)采用时钟移相技术,可以精确产生分辨率为纳秒级别的数字脉冲。最后对该仪器的动态核极化-磁共振波谱与核磁共振成像功能进行了实验验证。     

1H NMR探究空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响

通过核磁共振氢谱（¹H NMR）实验测量了温度为298.0 K时3种表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）和十二烷基硫酸钠（SDS）组成的复配体系CTAB/TX-100、SDS/TX-100和CTAB/TX-100/SDS中各组分的化学位移，得到了各混合体系中CTAB、TX-100和SDS的临界胶束浓度（CMC）.对不同体系中各组分CMC随摩尔分数的变化曲线进行比较，发现了空间效应对表面活性剂复配体系中协同作用的影响在一定的情况下并不逊于静电相互作用：表面活性剂分子的截面积越大，对体系中其他组分的协同作用越强；当组分间存在弱的静电相互作用时，空间效应对协同作用起到更主要的影响.     

蛋白质INSM1中的锌指结构域ZF(4-5)的表达、纯化与表征

胰岛素瘤相关蛋白1(INSM1)是一类转录调节蛋白,通过其C-端的锌指结构域(氨基酸250-510)来识别序列特异性的DNA分子.INSM1的C-端包含有5个串联的锌指结构域,然而这些结构域的结构及其如何识别DNA的分子机制目前仍不清楚,通过重组构建的质粒pET-32m-INSMl(424-497)表达的蛋白质(氨基酸424-497)包含了最后两个锌指结构域4和5,简称为ZF(4-5).该文详细研究了蛋白质ZF(4-5)的诱导表达条件,得到了较高产率的纯化蛋白.核磁共振(NMR)谱和圆二色谱(CD)揭示了Zn~(2+)对稳定锌指蛋白结构的必要性,以及C2H2-Zn~(2+)结合的组氨酸呈现为δ-异构方式.     

表面活性剂胶束形状随浓度转变的核磁共振研究

运用核磁共振一维氢谱和自扩散实验方法研究了聚乙烯乙二醇异辛酚醚(TX-100)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)三种不同类型的表面活性剂在重水溶液中的胶束形状转变, 发现它们在临界胶束浓度以上的各自相应浓度都有胶束形状的变化(由球状转变为椭球状或棒状). 在常温常压和没有其他添加剂的情况下, 表面活性剂溶液浓度高于其临界胶束浓度时, 球状胶束开始形成. 核磁共振一维氢谱和自扩散实验的结果显示, 当溶液浓度继续增加到一定程度时, 溶液中表面活性剂分子的化学位移和自扩散系数的变化速率都有明显的转折, 这说明溶液中球状胶束开始发生转变. 进一步通过仔细分析对比核磁共振一维氢谱中各基团谱峰, 发现表面活性剂胶束亲水表面上的质子的化学位移变化速率要远高于其疏水内核中的质子, 据此推测胶束形状很可能由球状转变为椭球状或棒状.     

表面活性剂及水溶性功能高分子的NMR研究

核磁共振（NMR）技术是研究表面活性剂在溶液中聚集状态的一种非常有用的工具,本文运用多种NMR技术研究了几种不同类型表面活性剂及水溶性功能高分子在水溶液中的聚集行为： 1. 季铵盐型双子表面活性剂16-4-16的聚集行为季铵盐型双子表面活性剂N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)分子中联接基团及靠近离子头的质子位于胶束的壳层, 运动受到一定限制. 而距离离子头较远的烷烃链位于胶束的内部,运动相对自由. 与对应的单链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比,16-4-16形成的胶束堆积更为紧密. 通过NOESY谱中交叉峰强度的定量计算,认为16-4-16在胶束中分子以上下交错排列的方式形成球形聚集体.  2. 脱氧胆酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的相互作用在脱氧胆酸钠(NaDC)溶液中,NaDC质子H3与其他质子不同,其横向弛豫时间(T₂)表现为双指数衰减,表明此质子可能存在两种不同的状态. 实验证明,其它胆酸盐的H3的横向弛豫也呈现双指数衰减. 因此推测在胆酸盐的稀溶液中,3-OH质子和羰基氧之间有可能存在氢键作用,形成了头尾相连的分子对结构.  在NaDC和CTAB的混合溶液中,两者形成1∶1的混合胶束. 用NOESY和ROESY研究混合胶束的结构,显示CTAB的离子头位于NaDC的羧酸基团附近. 这可能是正负离子之间的静电性相互作用的结果.  3. 丙烯酰胺/丙烯酸模板共聚物的微结构研究了不同pH值条件下,丙烯酰胺和丙烯酸共聚物分子在水溶液中的聚集形态. 在酸性溶液中,分子内的氢键致使聚集体形成较为紧密的堆积,侧链的苯氧基团运动受阻;随着溶液pH值的增大,丙烯酸电离产生的阴离子使得分子间的静电斥力增大,分子链变得伸展,分子间的氢键作用导致了聚集体体积变大. 当溶液呈强碱性,丙烯酸完全电离,氢键作用力被破坏,分子呈现自由伸展的状态,侧链的苯氧基团运动相对自由.     

单链和gemini表面活性剂的NMR研究

应用核磁共振技术,对几种典型的表面活性剂在水溶液中的聚集行为、结构特征、动力学特性和相互作用等进行了研究. 
利用1D ¹H NMR方法测得4-癸基萘磺酸钠（SDNS）在313 K温度时的临界胶束浓度（CMC）在0.82~0.92 mmol/L之间,与报道的298 K时的CMC范围相同. 弛豫时间和2D NOESY实验结果表明,与298 K时的SDNS胶束相比,313 K温度时,SDNS胶束中烷烃链排列得更紧密,其中与萘环相连的第一和第二个亚甲基参与了胶束紧密层的形成,更紧密地堆积在萘环之间. SDNS质子T₂值随温度的变化表明,在单体和胶束两种状态下,质子运动对温度的敏感性明显不同. 由自扩散系数分析得到,SDNS胶束的水合半径约为其单体水合半径的5.3倍. 而在十二烷基磺酸钠（SDSN）胶束中,由于静电排斥力的作用,在同样温度下SDSN的胶束紧密层排列比SDNS更疏松. 
NMR实验表明,在SDNS/Triton X-100 (TX-100)和SDNS/SDSN体系中形成了混合胶束. 在SDNS/TX-100混合胶束中,TX-100的苯环靠近SDNS的烷烃链,而它的聚烷氧链除与苯环相连的第一个乙氧基基团以外都被限制在SDNS的萘环附近. 在SDNS/SDSN混合胶束中,SDSN的磺酸基比SDNS分子更靠近胶束内部. 而SDNS的萘环将SDSN的磺酸基分隔开,在降低带负电荷的磺酸基极性头之间的静电排斥力中起到了积极的作用,有助于混合胶束的形成.
从自扩散系数、横向弛豫和质子距离等NMR测定参数推测,在浓度为0.26 mmol/L（318 K）的N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丙烷溴化铵(16-3-16)溶液中形成了近似球形的胶束,胶束表面的带正电荷的铵基极性头呈锯齿状排列以减弱分子间静电排斥力的影响. 弛豫时间测定表明,与N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)相比,16-3-16在胶束表面的spacer链段更僵硬, 在胶束核区的烷烃侧链排列的更紧密. NMR共振峰的线形分析表明,16-3-16和16-4-16侧链末端的甲基在胶束中位于两个不同的位置.      

NMR实验参数对IBP-血浆相互作用个性化差异研究的影响

药物与血浆蛋白相互作用强弱是影响药物分布代谢与药效的关键因素之一. 本研究小组已报道用扩散加权谱、弛豫加权谱结合主成分分析（PCA）方法研究布洛芬（IBP）与血浆蛋白相互作用的个体差异性. 该文则研究核磁共振实验参数的设置对血浆与药物相互作用个体差异性研究的影响. 以对照血浆样品组与加入布洛芬血浆组为模型,改变扩散时间、梯度强度、回波时间这3种实验参数,采集了27套不同实验设置的扩散加权谱与10套不同回波时间的弛豫加权谱. 结果表明,扩散时间为0.1 s~0.14 s且梯度强度为1.52×10^-3 T/cm~1.90×10^-3 T/cm时采集的扩散加权谱或回波时间为70 ms~110 ms时采集的弛豫加权谱更适合用来研究血浆与布洛芬相互作用的个性化差异.