三维荧光光谱研究垃圾渗滤液水溶性有机物与汞相互作用

为了研究垃圾填埋过程中渗滤液水溶性有机物(DOM)对重金属配位能力的影响,采用三维荧光光谱、共振瑞利散射、荧光猝灭滴定技术及非线性回归拟合分析,研究了不同填埋年限渗滤液DOM与Hg(II)的相互作用过程.结果表明: Hg(II)与DOM中不同荧光基团配位比接近1: 1,配位过程中没有生成沉淀;不同填埋年限渗滤液DOM中类蛋白物质和类富里酸物质与Hg(II)配位的条件稳定常数分别为4.30～5.70和4.35～4.98;参与配位的荧光基团分别为54.1%～92.3%和35.8%～60.1%.随着填埋年限的增加,类富里酸物质对Hg(II)的配位能力降低,但参与配位的荧光基团的比例增加.渗滤液DOM-Hg(II)配位过程受介质pH值的影响,在酸性和碱性范围内尤为明显.     

垃圾填埋初期水溶性有机物电子转移能力特征研究

为了阐明填埋垃圾初期水溶性有机物( DOM)电子转移能力的演变规律及影响因素,采集不同深度填埋垃圾并提取DOM,以希瓦氏菌MR-1和柠檬酸铁( FeCut)分别作为电子供体和电子受体,测定DOM的电子供给能力( EDC)、电子接受能力( EAC)和电子穿梭能力( ESC),采用光谱分析技术对电子转移能力的3种影响因素进行解析。结果表明,DOM中类腐殖质物质和类蛋白物质既能够作为电子供体传递出自身携带的电子,又可以作为电子受体接受微生物供给的电子。随着垃圾填埋的进行,DOM的电子供给能力和电子接受能力均先升高后降低,而电子穿梭能力持续增强。类蛋白物质是填埋初期 DOM 的主要成分,其含量决定DOM的电子供给能力和电子接受能力的演变。随着填埋时间的延长,类蛋白物质的降解是DOM的电子接受能力和电子供给能力降低的主要原因。 DOM反复氧化还原过程中光谱特征和参数变化规律显示DOM的电子穿梭能力主要源于DOM中类腐殖质物质。在填埋垃圾降解和腐殖化过程中,DOM中类腐殖质物质不断合成,致使其电子穿梭能力不断增强。     

不同分子尺寸溶解性有机物的光解行为研究

研究了三个分子量区间(0.45μm~100kDa,100~5kDa和5kDa)的溶解性有机物(DOM)在不同光源辐照下的光解行为。溶解有机碳(DOC)和UV254的测试结果表明,光解可以有效地减少所有分子量区间的DOM总量,而且UVC光源的存在可以进一步促进DOM的降解。三维荧光光谱测定结合平行因子分析,识别出3个腐殖质类荧光组分(C1:UVA+UVC,C2:UVA+UVB,C3:UVC)。在光解过程中,较大分子腐殖质类(5kDa)的荧光强度相对较稳定,甚至增强;而小分子腐殖质类(5kDa)的荧光组分C1和C2具有显著的光解行为,UVC的存在可以促进两种荧光组分的光解。所有分子量区间的C3组分都发生了光生成现象。     

光催化氧化处理过程中渗滤液溶解性有机物组分的三维荧光光谱变化特征

采用三维荧光光谱分析技术研究了垃圾渗滤液DOM不同组分的光催化转化特征。结果表明,憎水性碱(HOB)、憎水中性(HON)、憎水性酸(HOA)、亲水性酸(HIA)、亲水性碱(HIB)和亲水中性(HIN)组分在光催化处理过程中荧光光谱发生显著变化,HIA组分相对稳定。各组分中代表类腐殖酸区域的荧光信号在处理过程中变化最大,处理60 h后,该区域荧光峰完全消失,说明类腐殖酸类物质能优先发生光催化降解。在72 h光催化处理液中,主要残留可见区富里酸、类色氨酸和类酪氨酸的荧光信号,其中代表类蛋白的类色氨酸和类酪氨酸类物质占主要部分,说明光催化氧化能将大分子的腐殖酸和富里酸降解为小分子的类蛋白物质。     

平行因子分析在赤潮藻滤液三维荧光光谱特征提取中的应用

在实验室条件下培养我国沿海常见的10种赤潮藻,测定了赤潮藻生长过程中藻滤液的三维荧光光谱.用平行因子分析对光谱进行分解,获得每种赤潮藻滤液荧光峰的个数及类型,即每种赤潮藻的特征光谱.在此基础上比较每种藻特征光谱的相似性和差异性,并分析了赤潮藻生长过程中滤液的荧光峰强度和生长阶段的关系,为基于赤潮藻滤液三维荧光光谱的赤潮藻种类识别测定技术提供依据.结果表明:不同赤潮藻的特征光谱之间存在差异.在指数生长期,类蛋白和类腐殖质荧光峰强度与藻密度呈正相关,说明两类有机物在水体中不断积累;在稳定期和衰亡期,两类有机物的荧光强度迅速增大,这可能是衰老和死亡细胞的破碎释放,以及细菌降解作用所致.平行因子分析可以有效提取赤潮藻的荧光特征,考察了赤潮藻荧光峰强度和生长阶段的关系.     

堆肥过程不同分子量水溶性有机物电子转移能力的演变及影响因素

利用超滤技术、电化学方法和光谱技术, 以堆肥水溶性有机物的不同分子量(MW)组分为研究对象, 分析在堆肥过程中不同分子量水溶性有机物(DOM)的组成特征、结构演变和电子转移能力变化的影响因素.结果表明, 类蛋白物质主要存在于堆肥前期的DOM(MW<1 kDa)中, 随着堆肥的进行, 类蛋白物质不断降解, 类富里酸物质持续合成, 堆肥后期类蛋白物质被完全降解, 类富里酸物质成为DOM(MW<1 kDa)主要的荧光组分.类腐殖物质是DOM(MW=1～3 kDa)、DOM(MW=3～5 kDa)和DOM(MW>5 kDa)的主要荧光组分, 堆肥过程中类腐殖质物质在3种不同分子量组分的变化各不相同, 但是堆肥后期类腐殖质物质在3个不同分子量组分的含量均高于堆肥初期. 堆肥过程中DOM(MW<1 kDa)的电子供给能力(EDC)呈降低趋势, 而电子接受能力(EAC)呈升高趋势; DOM(MW>5 kDa)的EDC在堆肥过程中呈上升趋势, 而EAC则无明显的变化规律.DOM(MW=1～3 kDa)和DOM(MW=3～5 kDa)的EDC和EAC在整个堆肥过程无明显变化规律.不同分子量组分堆肥DOM 的EAC受控于堆肥过程木质素降解产物的含量, 而其EDC变化与荧光参数和紫外参数无明显关系.     

光谱学与分子对接结合解释生物大分子与配体间作用机制的研究进展

本文综述了近年来利用光谱学数据分析与分子对接计算相结合,在分子层面解释蛋白质、DNA及病毒RNA三类生物大分子与配体相互作用的研究工作.着重介绍了通过光谱分析包括紫外可见光谱、荧光光谱、圆二色光谱、傅里叶红外光谱,以及三维荧光光谱等获得的光谱信号强度及位置的变化,直接或间接获取生物大分子与探针相互作用时大分子结构的改变...     

基于超高分辨质谱的溶解性有机质分子转化机理分析

本研究对比分析了不同处理工艺对制药废水中溶解性有机质(DOM)的降解, 通过三维荧光图谱(EEM)、总有机碳(TOC)、zeta电位以及动态光散射技术进行表征分析, 并利用超高分辨质谱进一步探究了过硫酸钾(PS), 碳纳米管(CNTs), CNTs/PS工艺诱导的DOM分子转化机制. 结果表明, PS通过静电聚合作用和氧化作用对DOM中的缩合芳香类化合物(76%)和蛋白质/多肽类(65%)去除较大, CNTs通过吸附作用对不饱和水平较低的含氧化合物(木质素类、蛋白质/多肽类和氨基糖类(90%))的去除最为显著, 而CNTs/PS则是通过吸附作用、电子转移以及单线态氧(¹O₂)的生成以实现不同组分的DOM的高效去除. 化学参数定量分布以及线性拟合分析表明, PS和CNTs/PS体系对于DOM分子的化学参数分布影响较小, 而CNTs的吸附作用会导致残留分子的平均氧碳比(O/C)、芳香指数(AI_mod)、等价双键(DBE)和碳的名义氧化态(NOSC)数值增加, 且氧原子对DBE的贡献作用增大. 本研究结果为进一步理解DOM在水环境中的去除和分子转化提供了理论依据.     

基于电化学方法研究猪粪堆肥过程溶解性有机物电子转移能力演变规律

堆肥水溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)是堆肥有机质中最活跃的部分,而具有氧化还原能力的官能团使得DOM能够作为电子穿梭体促进微生物与电子受体间的电子传递。本研究提取了8个不同阶段堆肥样品的DOM,利用电化学方法,以2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺胺)二铵盐(ABTS)和敌草快农药(DQ)作为介导剂,工作电压设为0.61 V/~-0.49 V,分别测定电子供给能力(Electron donating capacity,EDC)和电子接受能力(Electron accepting capacity,EAC)。同时结合三维荧光光谱、红外光谱和元素分析等方法阐明DOM结构组分变化,并探讨其变化对电子转移能力的影响。结果表明,堆肥DOM的EDC从堆肥1 d的16.850μmol e~-/(g C)增加至43 d的22.077μmol e~-/(g C),EAC从堆肥1 d的1.866μmol e~-/(g C)降至43 d的1.779μmol e~-/(g C)。三维荧光光谱分析结果表明,在堆肥过程中类腐殖质组分含量逐渐增多,类蛋白组分逐渐减少,表明堆肥过程类腐殖质组分的形成对DOM的ETC起重要的贡献作用。红外光谱显示堆肥过程中DOM含量较高的羟基和羧基变化不显著,对电子转移能力无明显贡献。元素分析结果表明,DOM中氧元素含量随着堆肥进行而增加,含硫基团是电子转移能力的贡献基团。     

生物炭和沼液DOM与Pb(Ⅱ)络合的二维相关光谱特性

本文采用荧光猝灭滴定结合二维相关光谱和移动窗口二维相关光谱比较分析生物炭和沼液中溶解性有机物(DOM)与重金属Pb(Ⅱ)的络合特性。研究结果表明,生物炭DOM主要以类腐殖酸为主,而沼液DOM以类蛋白物质为主;生物炭DOM在387nm处的类腐殖酸组分能够优先与Pb(Ⅱ)络合,其次是467nm和538nm处的类腐殖酸,最后是类蛋白荧光物质;沼液DOM组分与Pb(Ⅱ)络合的优先次序依次为282→422→409→366→328→376nm。研究结果也表明,对二维相关光谱同步和异步的1/n次转换光谱能够清晰地识别出被掩盖的荧光峰信息,且能够保留原来光谱信息的络合次序。生物炭DOM与Pb(Ⅱ)的络合物在90～160μM·L^-1之间分别在309nm、335nm、387nm、432nm和467nm发生构象变化。沼液DOM与Pb(Ⅱ)的络合物分别在282nm和328nm处发生了构象变化,构象变化的跃迁点在78μM·L^-1。生物炭DOM与Pb(Ⅱ)的lgK值在4.63～5.33之间,类富里酸与Pb(Ⅱ)的lgK值明显要低于类腐殖酸。沼液DOM与Pb(Ⅱ)的lgK...     

逆流色谱技术分离蛋白质和多肽的研究进展

逆流色谱是一种连续高效的液-液分配色谱技术,具有进样量大、无不可逆吸附、回收率高和能有效保护样品生物活性等优点,在蛋白质和多肽的分离中具有独特的优势。本文综述了近年来几种新型的逆流色谱技术在蛋白质和多肽分离中的研究进展,并对该领域的未来发展进行了展望。     

A型流感病毒血凝素蛋白S-棕榈酰化修饰的质谱分析

蛋白质S-棕榈酰化修饰是指棕榈酸分子通过硫酯键共价结合在蛋白质分子的半胱氨酸( S)的巯基侧链上,是蛋白质脂类修饰的重要形式之一,在细胞信号转导、代谢等过程中起着重要作用。本实验首先利用酰基-生物素置换反应,将A型流感病毒血凝素蛋白上的S-棕榈酸分子转换为含有生物素( Buotun)分子的标签。生物素标记蛋白经特异性富集、电泳分离纯化后,进行胶内水解。再利用质谱技术对水解混合物进行分析。结果表明,经酰基-生物素置换方法处理A型流感病毒裂解产物后,蛋白质耦联生物素的浓度(羟胺处理,＋Hydroxylamune)与空白对照组(未加羟胺处理,-Hydroxylamune)的比值大于3;对经富集后的流感病毒血凝素蛋白进行了质谱分析,鉴定了 A 型的两个 S-棕榈酰化修饰位点,分别位于蛋白羧基末端的 Cys562和Cys565。本研究为大规模研究S-棕榈酰化修饰蛋白提供了一种特异、有效的分析方法。     

铜Ⅱ和水合肼双功能螺吡喃探针的合成及应用

以4-甲基-2,6-二甲酰基苯酚和1,3,3-三甲基-2-亚甲基吲哚啉为原料合成了能同时识别Cu2＋和水合肼的螺吡喃双功能探针L,其结构经1 H NMR、13 C NMR、FT-IR和 H RMS进行了表征。通过紫外-可见光谱法、荧光光谱法、核磁共振和质谱研究了探针L在pH=7.40的Trus-HCl-乙醇溶液(1∶1, V/V)中与19种金属离子、18种阴离子及9种胺类化合物的识别特性。结果表明,在pH=7.40的Trus-HCl-乙醇溶液(1∶1, V/V)中,相对于其它干扰离子,L对Cu2＋和水合肼具有特异选择性和专一性,制成试纸能够实现肉眼识别检测含μmol/L Cu2＋的水样。尤为重要的是,制备的含L的TLC板能实现在紫外灯下对液体和气体水合肼的肉眼识别。将L应用于水样和药物中Cu2＋或水合肼测定的回收率在83.5%~111.0%之间,相对标准偏差( RSD)<4%,说明L适用于环境污染监测和药物分析检测,具有潜在的应用前景。     

利用原子力显微镜探针的扫帚机理制备胶原蛋白纳米纤维阵列

利用原子力显微镜能够在微观尺度上对样品材料进行操控和加工的特性,发现并考察了一种自上而下的生物大分子纳米纤维阵列的制备方法。将50μg/mL的天然I型鼠尾胶原蛋白溶液在云母晶面上形成胶原蛋白膜层,接着在原子力显微镜的接触模式下,利用探针对溶液中的胶原蛋白膜层施加100~1000 nN的力时,可以将膜层加工成具有特定取向的蛋白纳米纤维阵列。单根纤维的高度约2~5 nm,宽度在150~350 nm之间。根据纳米纤维阵列的结构与探针扫描方式的关系,对探针的制样原理进行了探讨,验证了原子力显微镜接触模式下的“分子扫帚”机理。此制备方法为生产细胞培养器皿、制备高特异性的生物探针,合成新型微纳材料提供了一种可行技术。     

热带海洋生物稀土元素生态化学特征分析研究

于中国南海南沙海域采集了30种鱼类、5种贝类和4种甲壳类热带海洋生物,以HNO3-H2 O2为消解体系,利用微波消解进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱测定了生物体中稀土元素( Rare earth elements, REE)的含量,分析了稀土元素的生态化学特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,准确度高和精密度较好,相对标准偏差(RSD, n=3)<5.0%,各稀土元素回收率在91.5%~106.7%之间。鱼类、贝类和甲壳类生物样品中稀土总量(∑REE)变化范围分别为5.02~34.8μg/kg,30.4~1481μg/kg和103~863μg/kg,3类生物对各稀土元素的富集平均含量为甲壳类>贝类>鱼类,14种稀土元素在鱼类/贝类/甲壳类内含量存在明显正相关性(r>0.80);生物体内轻稀土元素( La~Eu)含量高于重稀土元素( Gd~Lu)含量,从稀土配分模式看出,鱼类/贝类/甲壳类中REE分布模式基本一致, Gd均出现负异常,轻重稀土元素之间有明显的分馏;生物体中δEu值出现负异常,δEu值与相应海域沉积物中δEu值相近,而δCe值出现正异常;同时研究了稀土元素在生物体中的富集和沉积物沉降过程中相关性等。本研究得出的关于热带海洋鱼类/贝类/甲壳类稀土元素的含量和分配规律,可为研究南海水体环境中稀土元素的含量水平和迁移富集提供基础资料。     

加替沙星磁性表面分子印迹材料的制备及其识别特性的研究

以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷( MPS)修饰的磁性二氧化硅( Fe3 O4@SuO2)为载体,加替沙星( GTFX)为模板分子,采用表面印迹法制备磁性表面分子印迹聚合物( M-MIPs)。用透射电镜( TEM)及磁化强度分析( VSM)对此聚合物进行了表征。吸附实验和Scatchard分析结果表明,M-MIPs中存在特异性和非特异性两类结合位点。 M-MIPs 和磁性非印迹聚合物( M-NIPs)对 GTFX 的最大吸附容量分别为35.1和23.13 mg/g。 M-MIPs对于环丙沙星(CPFX)、诺氟沙星(NFLX)、三聚氰胺(MEL)以及四环素(TC)的选择性系数k分别为2.43,5.18,6.61和12.99;M-MIPs相对M-NIPs的相对选择性系数k＇分别为2.09,1.95,3.15和2.43,表明M-MIPs对GTFX具有良好的特异性识别能力。将此表面印迹材料用于牛奶中GTFX的分离富集,采用高效液相色谱法检测,回收率大于91.5%。     

加速溶剂-固相萃取-高效液相色谱法测定土壤及蚯蚓样品中多环芳烃

研究了加速溶剂萃取( ASE)、固相萃取柱净化( SPE)、高效液相色谱( HPLC)联合( ASE-SPE-HPLC)测定土壤及蚯蚓样品中7种多环芳烃(PAHs)的分析方法,确定了以正己烷-丙酮(4∶1, V/V)作为萃取剂,用ASE对土壤及蚯蚓进行萃取,提取液经SPE柱净化(土壤样品用硅胶柱净化,蚯蚓样品用 Al2 O3-硅胶柱净化),正己烷-二氯甲烷(9∶1, V/V)进行洗脱,洗脱体积为10 mL,旋转浓缩蒸干后,乙腈定容,过0.22μm有机滤膜,最后用HPLC对提取液中7种PAHs进行定量的分析方法。土壤样品方法回收率在83.5%~110.2%之间,相对标准偏差为1.0%~4.6%;蚯蚓样品回收率在81.2%~97.1%之间,相对标准偏差为1.6%~4.2%。方法检出限为0.15~0.85μg/kg,且重现性好。可满足样品分析的质量控制要求,表明本分析方法具有良好的准确性与可靠性。     

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱测定凉茶中15种植物源性兴奋剂和外源性药物

建立了固相萃取富集净化,超高效液相色谱-串联三重四级杆质谱( UPLC-MS/MS)测定凉茶中5种植物源性兴奋剂和10种外源性消炎镇痛类药物的方法。样品经高速离心后用甲酸调节至pH 4.0,HLB固相萃取柱净化,BEH C18色谱柱分离,乙腈-0.1%甲酸梯度洗脱,串联质谱电喷雾正、负离子扫描,多反应监测(MRM)模式检测,外标法定量。结果表明,15种待测物在1.0~200μg/L范围内线性关系良好;方法检出限(S/N=3)为0.1~2.0μg/L;添加水平为2.0~100μg/L时,平均回收率为76.4%~107%,相对标准偏差(RSD, n=6)为2.8%~9.7%,日间精密度为2.7%~12.0%。本方法前处理过程简单,净化效果好,灵敏度高,适用于凉茶中植物源性兴奋剂和外源性西药的检测。     

西马特罗分子印迹荧光检测试纸条的研制

将分子印迹技术良好的选择性与试纸条快速检测的特点相结合,研制了一种快速检测西马特罗的分子印迹试纸条。以西马特罗为模板分子,化学聚合法制备西马特罗分子印迹聚合物,将其附着在硝酸纤维素膜上。洗脱模板分子后,裁剪压制得到分子印迹试纸条。试纸条识别样品中西马特罗后,滴加荧光物质曙红Y,根据反应区内西马特罗与曙红Y反应后荧光猝灭程度对西马特罗进行分析。研究结果表明,在0.01~100μg/mL浓度范围内,荧光猝灭程度随着西马特罗浓度的增加而增大,最低检测浓度为0.01μg/mL。此试纸条制备简单,操作简便,可用于现场检测。将其用于猪肉和饲料样品中西马特罗的快速测定,结果令人满意。