Enhancements of the Gaussian network model in describing nucleotide residue fluctuations for RNA

Gaussian network model (GNM) is an efficient method to investigate the structural dynamics of biomolecules. However, the application of GNM on RNAs is not as good as that on proteins, and there is still room to improve the model. In this study, two novel approaches, named the weighted GNM (wGNM) and the force-constant-decayed GNM (fcdGNM), were proposed to enhance the performance of ENM in investigating the structural dynamics of RNAs. In wGNM, the force constant for each spring is weighted by the number of interacting heavy atom pairs between two nucleotides. In fcdGNM, all the pairwise nucleotides were connected by springs and the force constant decayed exponentially with the separate distance of the nucleotide pairs. The performance of these two proposed models was evaluated by using a non-redundant RNA structure database composed of 51 RNA molecules. The calculation results show that both the proposed models outperform the conventional GNM in reproducing the experimental B-factors of RNA structures. Compared with the conventional GNM, the Pearson correlation coefficient between the predicted and experimental B-factors was improved by 9.85% and 6.76% for wGNM and fcdGNM, respectively. Our studies provide two candidate methods for better revealing the dynamical properties encoded in RNA structures.     

共轭聚合物内非均匀场驱动的超快激子输运的动力学研究

基于激子输运在聚合物给体/富勒烯(或非富勒烯)受体异质结太阳能电池光伏过程中的重要作用,本文结合最新的实验进展,从理论上提出了由非均匀场驱动的超快激子输运机制.动力学模拟采用扩展的一维Su-Schrieffer-Heeger紧束缚模型结合非绝热的量子动力学方法,而非均匀场主要考虑了由受限电荷诱导的非均匀电场和分子排列相关的非均匀构型场.研究发现:非均匀电场和构型场均可驱动激子实现超快输运,其输运速度比由传统的Forster或Dexter机制主导的激子输运可分别提高1和2个数量级.另外,本文重点分析了这两种非均匀场对激子输运的驱动机制,定量计算了它们各自诱导的驱动力.最后,针对影响这两种非均匀场分布的因素(包括受限电荷相对聚合物分子的距离和聚合物分子线性排列的斜率),讨论了它们对激子输运动力学的影响.     

喹啉缩氨基硫脲Co(Ⅲ)/Cd(Ⅱ)配合物的合成、结构和DNA结合性质

合成并通过单晶衍射、元素分析、红外光谱表征了配合物 [CoL₂]Cl·2CH₃OH (1)和[CdL₂] (2)的结构(HL为喹啉-8-甲醛缩硫代氨基脲).单晶衍射结果表明,配合物1和2中金属离子采取相同的配位模式,分别与来自硫醇化脱质子的配体L^-的4个N原子和2个S原子配位,采取扭曲的八面体配位构型.配合物1和2能够与DNA结合,结合模式分别为静电结合和部分插入.     

共轭聚合物中均匀无序对极化子输运动力学的影响

基于扩展的Su-Schrieffer-Heeger紧束缚模型和非绝热动力学方法, 研究了共轭聚合物材料中均匀无序效应对极化子输运动力学的影响. 研究发现: 极化子的动力学输运过程由外加电场和均匀无序效应共同决定; 在大部分电场范围下, 均匀无序效应对极化子输运的影响不太明显, 几乎可以忽略; 但在弱电场下, 均匀无序效应不利于极化子输运. 与高斯型无序效应下极化子的输运过程相比, 具有均匀无序的薄膜形貌更有利于极化子输运.     

基于Perkin反应的α-细辛脑合成工艺优化

以2,4,5-三甲氧基苯甲醛为原料，利用Perkin反应，通过控制反应温度和丙酸酐的比例，使反应直接向生成α-细辛脑的方向进行，以提高反应收率和产品质量。对Perkin反应中影响产品收率和质量的投料比、反应温度和反应时间三个因素，设计了三水平三因素的正交试验，所得产品经熔点、有关物质检查、紫外分光光度法、红外光谱法、HPLC法确证。2,4,5-三甲氧基苯甲醛∶丙酸酐∶丙酸钠投料比为1∶1.2∶2.0,反应温度为210℃,反应时间7 h为最佳工艺，反应收率为65.8%,HPLC法测得α-细辛脑含量99.2%。经工艺条件优化后，以2,4,5-三甲氧基苯甲醛为原料，通过Perkin反应合成α-细辛脑的反应收率和产品质量显著提高，产品质量符合2015年版国家药品质量标准，可用于大规模工业化生产。     

基于微波等离子体炬串联质谱鉴别蜂蜜和糖浆

采用微波等离子体炬串联质谱(Microwave plasma torch mass spectrometry,MPT-MS)技术,在无需样品预处理的条件下,建立了快速鉴别3种蜂蜜和4种糖浆的方法。在正离子模式下,蜂蜜和糖浆直接由MPT产生的火焰离子化,生成的离子采用四极杆质谱仪(QM)检测,得到蜂蜜和糖浆的质谱信息,采用化学计量学方法进一步对质谱数据进行分析。结果表明,MPT-MS结合化学计量学的方法,可以快速鉴别蜂蜜和糖浆,主成分分析(PCA)显示PC1、PC2和PC3的总贡献率达91.2%;聚类分析(CA)显示当临界值为7时,除紫云英蜜和菊粉糖浆外,可以有效的区分蜂蜜和糖浆;偏最小二乘判别分析(PLS-DA)显示蜂蜜和糖浆可以被有效区分;判别分析(DA)显示蜂蜜和糖浆的判别准确率为100%。本方法无需样品预处理,具有分析速度快、信息提取准确和识别精度高等优点,可用于蜂蜜与主要掺假糖浆的鉴别。     

闪烁体Y_2SiO_5:Ce的发光特性

Y_2SiO_5:Ce~(3+)(YSO:Ce)具有高密度、不吸潮以及良好的光输出和快速衰减的特性,是一种重要的闪烁材料。研究采用高温固相法制备Y_2SiO_5:Ce~(3+)+0.2%(YSO:Ce)。在低温及室温下,对闪烁体YSO:Ce的时间分辨发射光谱、激发光谱以及衰减曲线进行了测量和分析。YSO:Ce主要有两类发射,一是晶体的缺陷发射,发射中心在320 nm;二是掺杂的Ce~(3+)的5d→4f发射,发射中心在440 nm。只有当激发能量(E_x)大于材料带隙宽度(E_g)时才能够激发出晶体缺陷发射,对应慢速的激发发射过程,且低温时发射强度较大,当温度升高时有温度猝灭,在室温下时间分辨发射光谱中几乎观察不到晶体缺陷发射。对于发射中心位于440 nm Ce~(3+)的5d→4f能级发射,在60~300 nm范围内能够观察到多个激发峰,其中能量小于材料禁带宽度的激发是属于Ce~(3+)5d能级的直接激发带,对应快速的激发发射过程。在低温时能够观测到发光中心位于392和426 nm分立的发射峰,对应Ce~(3+)的5d→4f(~2F_(5/2),~2F_(7/2))的发射。当温度升高到室温时,光谱宽化,无法观测到分立的发射峰。在温度200和300 K时,当激发光的能量大于带隙宽度,衰减曲线有明显的上升沿,说明有能量传递给Ce~(3+)。     

太空育种射干的X射线荧光及X射线衍射分析和表征

联用X射线荧光光谱(XRF)和粉末X射线衍射(PXRD)方法,对我国独创的第4代太空诱变育种射干中多种元素种类和含量及晶态物质进行了研究。结果表明:太空组射干K元素含量比地面组、对照品分别提高了1.03和0.31倍,Mg元素分别提高了1.44和0.06倍,Ca,Mn和Fe元素含量比地面组分别提高了0.95,0.30和0.29倍,Al元素比地面组、对照组分别降低了38.5%和85.5%,并在射干中鉴别出一水草酸钙(CaC2O4.H2O)晶体,晶体含量是地面组<太空组<对照品。从而可得出结论:太空射干中人体必需的矿质元素比地面组都更接近或优于对照品。文章研究结果和方法对筛选品质优良的太空药材籽种和推广种植太空药材以及建立中药材质量评价标准,有积极的作用和重要意义。     

太空诱变桔梗的X射线荧光光谱的测定分析

选用X射线荧光光谱法(XRF),对我国独创的第4代太空诱变育种桔梗、地面组桔梗和桔梗对照品的元素种类和含量进行测定与分析。结果表明,太空组桔梗中与桔梗理气、化痰功效相关的Zn,Mn,Fe等元素分别比地面组提高了1.9,2.4,0.6倍,其中Zn和Mn元素比对照品分别提高了0.6和1.9倍。即与地面组相比,太空组桔梗更趋近于或优于对照品桔梗。太空组桔梗中多种元素指标得到了大幅度的提升和优化。XRF方法具有方便快捷、灵敏度高、元素和含量范围广以及再现性好等特点,可用于一切能制成粉末样品的其他中药的测定分析。     

An emittance measurement device for a space-charge dominated electron beam

Beam emittance is one of the most important parameters for electron sources. To investigate the beam emittance of the 3.5-cell DC-SC photocathode injector developed at Peking University, a multi-slit emittance measurement device has been designed and manufactured. The designed slit width, mask thickness and beamlet drift length are 100 μ m, 3 mm and 430 mm respectively. It is suitable for the electron beam with energy of about 5 MeV and the average current less than 0.1 mA. The preliminary measurement result of the rms emittance of the electron beam produced by the DC-SC injector is about 5-7 mm·mrad.