植物酯酶应用于有机磷农药残留分析技术的研究进展

有机磷农药残留在食品中,进入人体危害人类健康.因此,快速而灵敏的检测技术是预防农药残留危害的前提条件.而酶抑制技术正是一项快速检验技术.本文作者介绍了农药残留分析的现状,详细分析了植物酯酶应用于农药残留分析技术的研究进展.     

阵列式光纤光谱仪的小麦霉变在线检测

小麦是我国战略性储藏粮食品种，但小麦易受霉菌感染而发生霉变，影响其食用安全。加强小麦有害霉菌侵染程度的早期检测是控制其危害的需要措施。然而，现有的平板计数和荧光染色等检测方法，普遍存在前处理繁杂、时效性差等不足。故此，拟运用阵列式光纤光谱仪结合化学计量学方法，建立霉变小麦的实时在线检测方法，并为进一步开发粮食品质与安全在线检测装备提供参考。小麦样品经辐照灭菌后分别接种五种谷物中常见有害霉菌：串珠镰刀菌83227、层出镰刀菌195647、雪腐镰刀菌3.503、寄生曲霉3.3950和赭曲霉3.3486，并置于28 ℃和85%相对湿度环境中储藏7 d以加速霉变。在样品储藏的第0，1，3，5和7 d，运用阵列式光纤光谱仪和漫反射探头在线采集样品的漫反射特征光谱，并依据国标平板计数法测定样品菌落总数水平。光谱采集步骤为：在线检测平台上，设置样品运动速度0.15 m·s-1和光谱仪积分时间20 ms，采集波段为600~1 600 nm，重复测量3次。然后，首先对小麦原始光谱进行平滑、多元散射校正和导数变换等预处理以消除光谱噪音；随后，运用主成分分析(PCA)对受不同霉变程度(储藏阶段)的小麦样品进行区分；最后，利用线性判别分析(LDA)和偏最小二乘回归分析(PLSR)建立小麦有害霉菌侵染程度的定性定量分析模型。小麦在储藏期内经历未霉变、开始霉变和严重霉变三个阶段。原始和二阶微分光谱显示霉菌侵染引起小麦光谱特征发生显著改变，PCA结果表明不同储藏阶段(霉变程度)小麦样品存在一定分离趋势。利用前十个主成分得分建立的LDA判别模型，对不同霉变程度小麦样品的识别率达90.0%以上。结果表明：小麦样品菌落总数的PLSR定量预测模型的预测决定系数(R2_p)为0.859 2，预测均方根误差(RMSEP)为0.401 Log CFU·g-1，相对分析偏差(RPD)达2.65。应用阵列式光纤光谱仪结合计量学方法在线评估小麦霉变具有一定可行性。下一步研究中，应扩大样品量，补充自然霉变及受更多代表性霉菌侵染的小麦样品，以不断增强模型的鲁棒性和方法的适用性。     

查尔酮Mannich碱衍生物的合成与AChE抑制活性研究

以柚皮苷为原料,经酸催化水解、O-甲基化或O-异戊烯基化反应、碱催化的开环反应合成了天然查尔酮卡瓦胡椒素A(1)和查尔酮异戊烯基醚衍生物2;然后以查尔酮1和2为底物,分别通过Mannich反应对其3'位进行了胺甲基化修饰,合成了14个未见文献报道的新型查尔酮Mannich碱衍生物3~16.所合成化合物的结构已由核磁共振谱、红外光谱和质谱所证实,并对所合成的查尔酮及其Mannich碱衍生物进行了乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制活性测试,结果发现查尔酮Mannich碱衍生物3~5,9具有良好的AChE抑制活性.     

AuNPs/Sol-gel复合膜法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器检测有机磷农药

基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)的抑制作用,用金纳米粒子(Au nanoparticles,AuNPs)与壳聚糖/SiO2杂化溶胶-凝胶构成复合固酶基质,将AChE固定于玻碳电极表面,制备了电流型AChE生物传感器选用久效磷进行实验,以氯化硫代乙酰胆碱为底物,建立了电化...     

小麦茎秆的抗弯复合材料力学模型

为研究小麦茎秆的抗弯性能和获得茎秆材料常数,本文首先对小麦茎秆进行了四点弯曲的试验研究。在试验测量数据的基础上建立了小麦茎秆有限元计算模型,该模型考虑了植物材料的正交异性和管壁分层力学参数的变化等情况。本文还将Brazier屈曲理论引入小麦茎秆抗弯性能研究中,使用双层复合材料圆柱壳模型,分析得到了纯弯曲时小麦茎秆的曲率弯矩关系。研究结果表明:理论模型能够正确反映小麦茎秆的抗弯行为;局部屈曲是影响小麦茎秆的抗弯性能的重要因素;试验和有限元计算结果与理论解基本吻合。     

地黄梓醇和乙酰胆碱酯酶作用的分子动力学模拟

梓醇能有效的的改善阿茨海默尔症状,但与乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AchE)作用的分子机制尚不明晰.本文运用分子动力学模拟、结合自由能的计算和丙氨酸突变扫描的方法研究了两者的结合模式,结果表明:梓醇结合位点为乙酰胆碱酯酶的催化活性中心,并形成3个氢键,结合自由能为-60.59 k J/mol,结合的主要驱动力是范德华力和静电作用力,主要抑制力是极性溶剂化能,Tyr151和Gln176是两者结合的关键氨基酸.这些研究为开发高效的Ach E梓醇类似物抑制剂提供理论支持.     

傅里叶中红外光谱结合稀疏表示分类方法鉴别小麦赤霉病感染等级

旨在探索感染不同等级赤霉病的小麦中主要成分含量变化引起的傅里叶中红外光谱信息响应,并结合模式识别方法实现基于傅里叶变换中红外光谱的小麦赤霉病等级无损检测。以感染不同等级赤霉病小麦为研究对象,在4 000~400 cm-1波数范围内采集95个小麦样本的傅里叶中红外光谱数据,利用载荷系数法（XLW）与随机森林算法（RF）分析选取小麦样本傅里叶中红外光谱中的敏感波长,利用稀疏表示分类（SRC）算法建模识别小麦感染赤霉病等级。结果表明：XLW算法和RF算法选择的特征波长作为定性分析模型的输入时模型鉴别准确率与全波段光谱数据作输入时均达90%以上,特征波长提取算法可以有效简化模型并提高效率。RF-SRC模型鉴别效果最好,建模集鉴别准确率达97%,测试集鉴别准确率达96%。小麦感染赤霉病等级的不同会引起小麦中水分、淀粉、纤维素、可溶性氮素、蛋白质、脂肪等物质含量的变化,采用RF算法选择的特征波长均反映了这些物质所对应的傅里叶中红外光谱透射光谱特征的差异,结合SRC模型进行小麦赤霉病等级鉴别可达到最好的鉴别效果。因此,利用傅里叶中红外光谱技术结合模式识别方法对小麦赤霉病等级鉴别是可行的,解释了傅里叶中红外光谱技术检测小麦赤霉病等级的机理。     

果胶甲基酯酶PME参与调控大麦根尖铝毒敏感性

利用大麦耐铝品种和敏感品种来分析根尖果胶甲基酯酶（PME）在大麦铝毒敏感性中的调控作用.通过对耐铝性差异极其显著的2个大麦明品种2000-2与沪麦16经铝处理后的Morin荧光检测,观察到2000-2根尖荧光明显比沪麦16强,铝试剂比色法测定结果进一步表明,敏感品种根尖细胞壁上铝积累量比耐铝品种高,达到极显著差异（p〈0.05或0.01）.对根尖PME活性分析结果表明,与对照相比,铝处理4 h的2000-2根尖PME活性显著上升,但处理24 h后PME活性又显著下降;而沪麦16的PME活性与对照相比无显著性差异.这些结果表明细胞壁上铝积累与PME活性变化有密切的相关性,证实PME活性参与调控大麦铝毒敏感性.     

利用高光谱红边与黄边位置距离识别小麦条锈病

研究的目的是利用高光谱遥感尽可能早地识别出健康与遭受条锈病胁迫的小麦。通过人工田间诱发不同等级条锈病,在不同生育期测定感染不同严重程度条锈病的冬小麦冠层光谱及病情指数(disease index,DI)。对测定的光谱进行平滑并计算一阶微分值,并用两种方法分别提取光谱红边位置(red edge position,REP)与黄边位置(yellow edge position,YEP)：(1)一阶微分最大值法;(2)Cho and Skidmore方法。研究表明随着病情严重度的增加,REP逐渐向短波方向移动,YEP逐渐向长波方向移动,而REP-YEP则迅速的减小。分别对比分析了REP,YEP以及REP-YEP预测DI的能力,结果表明,以REP-YEP为变量的模型预测DI的精度最好,模型估测绝对误差(RMSE)仅为6.22,相对误差(relative error,RE)为14.3%,且能够提前12 d识别出健康与病害胁迫的小麦。该研究不仅可为将来利用高光谱遥感大面积监测小麦病害提供理论与技术支持,而且对精准农业的实施也具有重要意义与实际应用价值。     

乙酰胆碱酯酶/Nafion/普鲁士蓝修饰玻碳电极的制备及其在有机农药检测中的应用

制备了乙酰胆碱酯酶/Nafion/普鲁士蓝修饰的玻碳电极,测试了该修饰电极检测有机农药西维因(carbaryl)和敌百虫(trichlorfon)的性能指标。 利用原子力显微镜和电化学技术研究了电极的构造及其对于有机农药检测性能指标的影响。 结果表明,乙酰胆碱酯酶均匀地分散到Nafion/普鲁士蓝修饰的玻碳电极上。 在最优的实验条件下,构筑的修饰电极检测西维因和敌百虫的线性范围分别为0.01~0.5 μmol/L及2.0~10.0 μmol/L和0.02~1.0 μmol/L及2.0~8.0 μmol/L,检出限分别为5.0和10.0 nmol/L。 并对模拟的实际样品进行了检测,发现该方法有较高的检测灵敏度、较好的重复性和抗干扰性。