关于Mg~(2+)诱导Chla荧光及类囊体膜表面电荷变化的功能部位的探讨

本文用发育完全的和发育不完全的大麦叶绿体膜观察了它们的类囊体膜多肽成分、Mg~(2+)诱导Chla低温荧光及膜表面电荷的变化。发现发育不完全的叶绿体膜与发育完全的叶绿体膜不同,它们的类囊体膜缺少Chlb,不含LHC-PSII的23KDa和25KDa多肽成分,亦无Mg~(2+)诱导Chla荧光及膜表面电荷变化的效应。这些试验结果证明,LHC-PSII的23KDa和25KDa多肽系Mg~(2+)诱导这两种相关效应的功能部位。文中讨论了Mg~(2+)对LHC-PSII的静电中和作用而引起膜结构或构型的改变,可能是阳离子诱导激发能在两个光系统之间分配改变的重要原因。     

关于光合膜上蛋白质的功能分析——Mg~(2 )和BSA对胰酶诱导菠菜叶绿体Chla荧光及膜表面电荷变化的影响

本文证明了胰酶消化菠菜叶绿体不仅抑制Chl的可变荧光产率(△F/F_o),而且使Mg~(2 )对△F/F_o的刺激效应消失。在酶消化前加Mg~(2 )与叶绿体进行预保温,对Mg~(2 )刺激△F/F_o的效应有保护作用,但对酶诱导△F/F_o下降本身无影响。这种保护作用与Mg~(2 )诱导类囊体膜表面电荷的改变密切相关。相反,在酶消化过的叶绿体中加入BS保温,对酶诱导的△F/F_o下降有明显的恢复作用,但对酶诱导Mg~(2 )刺激△F/F_o能力的消失无影响。这种恢复作用不因Mg~(2 )冲的存在而改变;BSA对膜表面电荷亦无任何影响。这些结果证明,光合膜表面可能存在有两类蛋白质或多肽,它们通过不同的机制调节激发能在两个光系统之间的分配与传递。     

THE FUNCTIONAL ROLE OF 23 kD AND 24 kD POLYPEPTIDES OF THYLAKOID IN Mg~(2+)-INDUCED CHANGE OF EXCITATION ENERGY DISTRIBUTION BETWEEN TWO PHOTOSYSTEMS IN THE CHLOROPLASTS FROM Codium fragile

In contrast to the chloroplasts from higher plants, Mg~(2+)-induced PS--Ⅱ fluorescence inten-sity increase does not relate to Mg~(2+)-induced surface charge density decrease of thylakoidin the chloroplasts from Codium fragile. Tbe extraction of the green alga chloroplasts withCa~(2+) to remove the 30--31kD polypeptide (Q_B protein) on the thylakoid surface does notaffect the above Mg~(2+)-induced phenomena. If the Ca~(2+)-treated chloroplasts are further di-gested by trypsin to remove the 23kD and 24kD polypeptides on the membrane surface,the Mg~(2+)-induced fluorescence effect will completely disappear whereas the property ofMg~(2+)-induced surface charge density changes remains unchanged. These results not onlyshow that the 23kDa and 24kDa polypeptides on the thylakoid surface are the specific act-ing sites of the cation that induce Chla fluorescence change, but also demonstrate that thecation-induced change of excitation energy distribution between two photosystems is not con-trolled by the electros     

Mg~(2+)通过膜脂影响重建H~+-ATP酶的构象

本文用马来酰亚胺系列(MSL)及溴乙酰胺自旋标记物为探针,分别研究了透析液中1mmol/L浓度的Mg~(2+)对重建脂酶体上猪心线粒体H~+-ATP酶构象的影响。发现Mg~(2+)可以显著提高经标记后重建的H~+-ATP酶——L·(F_0·F_1)的ESR图谱中的强弱固定化比值(S/W)。用胰蛋白酶加尿素切下经MSL标记的L·(F_0·F_1)中的F_1部分,剩留的L·(F_0)部分的S/W值仍是有Mg~(2+)的比无Mg~(2+)的高。单独提纯的F_1经MSL标记后在无Mg~(2+)、有Mg~(2+)透析20h,二者ESR图谱无明显差异。上述结果支持我们前曾提出的模型,即Mg~(2+)通过与磷脂相互作用,改变其物理状态,引起H~+-ATP酶复合体中F_0部分的构象首先发生变化,然后这一变化再传递至复合体中活性中心所在的F_1部分。     

荧光素类镁离子荧光增强型分子探针的制备及光谱性能研究

以荧光素与色酮-3-甲醛为原料合成了一种荧光增强型Mg~(2+)分子探针。采用核磁和质谱等对探针结构进行了表征。通过荧光光谱分析了探针的光谱性能。结果表明,探针对Mg~(2+)具有高选择性,可以特异性识别Mg~(2+),而不受其他金属离子的影响。Mg~(2+)浓度在0. 6～24μmol/L范围内,与体系荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为0. 435μmol/L。探针识别Mg~(2+)过程具有良好的可逆性。探针与Mg~(2+)以1:1比例进行配位的。探针对Mg~(2+)的识别机理是由于Mg~(2+)参与了与N,O原子的配位,使得分子内螺环发生了由闭环到开环的变化造成的。该探针在金属离子定量与分子检测等领域具有潜在的应用价值。     

大麦根细胞质膜存在H~+/Ca~(2+)反向传递系统

在发现大麦根细胞质膜上存在不需Mg~(2+)和需Mg~(2+)两个Ca~(2+)转运过程的基础上,进一步研究了这两个过程的转运机制,发现需Mg~(2+)的Ca~(2+)转运过程依赖于跨膜H~+梯度。无论以ATP为能源的、还是人为造成的跨膜H~+梯度,都可驱动跨膜Ca~(2+)转运;跨膜Ca~(2+)转运过程伴随着H~+梯度的消减。不需Mg~(2+)的转运过程则与跨膜H~+梯度无关。这些结果指出,大麦根细胞质膜上除了Ca~(2+)-ATP酶这一初级Ca~(2+)转运系统外,还存在一个以跨膜H~+梯度为能源的次级Ca~(2+)转运系统,即H~+/Ca~(2+)反向传递系统。     

高灵敏度席夫碱镁离子荧光探针的合成及识别性能研究

以对氨基苯甲酰肼为连接基团,分别通过氨基和酰肼基团引入丹磺酰氯和2-羟基-1-萘醛,制备了新型席夫碱(Schiff's base)类荧光探针TZ,实现了对镁离子(Mg~(2+))的高灵敏度识别。利用电喷雾质谱、紫外光谱、荧光光谱等研究了荧光探针TZ对Mg~(2+)的识别作用与机理。紫外光谱表明,单纯探针TZ在386.5 nm出现了萘醛的特征吸收峰;当探针TZ与Mg~(2+)结合后,在411 nm处出现新的吸收峰,等吸收点为400 nm。荧光光谱表明,探针TZ与Mg~(2+)结合后激发波长红移到400 nm,在发射波长468 nm处荧光强度增强10倍,量子产率为0.57。当向TZ中加入其它金属离子(Li~+、Na~+、K~+、Zn~(2+)、Ca~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Ag~+等)时,荧光强度并未发生明显变化,表明TZ对Mg~(2+)具有较高的选择性。通过ESI-MS滴定和Job's plot曲线确定了TZ与Mg~(2+)的配位模式为1∶1的关系,检出限可达0.13μmol/L。     

Mg~(2+)通过磷脂影响脂酶体中H~+-ATP酶的慢运动

本文研究Mg~(2+)对H~+-ATP酶在脂酶体中慢运动的影响。在不同Mg~(2+)浓度及不同温度下,测量了运用保温法嵌入脂酶体中的马来酰亚胺自旋标记的H~+-ATP酶的ST-EPR谱。由ST-EPR谱的诊断参数L″/L,C′/C与Mg~(2+)浓度以及温度的关系,并对照根据相同条件下测得的5NS-EPR谱超精细分裂而得到的序参数S与Mg~(2+)浓度以及温度的关系,分析得出:增加脂酶体中的Mg~(2+)浓度与降低测量温度都导致H~+-ATP酶在膜脂中的运动相关时间增加。进一步分析还得到H~+-ATP酶在膜脂中旋转扩散运动的快慢与周围膜脂的活化能大小有关。在脂酶体中Mg~(2+)浓度的变化将导致膜脂活化能发生改变,从而影响H~+-ATP酶在膜中的慢运动状态。     

掺杂和取代对红色荧光材料SrAl_(12)O_(19):Mn~(4+)发光性能的影响（英文）

SrAl_(12)O_(19):Mn~(4+)是一种用于高显色性白光发光二极管的候选红色荧光材料。本论文研究了Mg~(2+)、Zn~(2+)和Ge~(4+)离子的掺杂效应以及Ga~(3+)、Ca~(2+)和Ba~(2+)离子的取代效应对SrAl_(12)O_(19):Mn~(4+)荧光材料性能的影响。样品通过高温固相反应制备,焙烧温度在1250~1500℃之间。利用X射线衍射技术表征了材料的相纯度,用荧光激发光谱和发射光谱表征了材料的荧光性能。研究结果指出,与未进行Mg~(2+)或Zn~(2+)掺杂的样品相比,Mg~(2+)或Zn~(2+)离子对Al~(3+)格位的掺杂可以使材料的发光强度提高~60%,其原因被认为是掺杂促进了激活剂Mn~(4+)离子进入晶格,其过程可以表示为:MO+MnOM_(Al)'+Mn_(Al)+30o~×(M=Mg,Zn),电子顺磁共振谱支持这一结果。Ge~(4+)离子的掺杂使材料的发光性能明显下降。Ga~(3+)离子可以取代Al~(3+)离子形成全范围的固溶体,其中少量Ga~(3+)离子的掺杂可以使材料的荧光发射强度提高~13%,而掺杂量进一步提高使材料的荧光性能下降。Ca~(2+)和Ba~(2+)对Sr~(2+)的取代仅形成有限范围的固溶体。Ca~(2+)的取代使材料的发光性能提高;而Ba~(2+)的取代使材料的发光强度下降。     

基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型温度传感

利用钒酸根电荷迁移态的荧光温度猝灭效应与Sm~(3+)的~4F_(3/2)与~4G_(5/2)能级之间的热耦合特性,设计了基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型光学测温方案。在310 nm的激发下,通过测量GdVO_4:0.5%Sm~(3+)粉末样品在300～480 K温度范围内的变温发射光谱,研究了钒酸根在450 nm处与Sm~(3+)在535 nm处荧光强度比的温度依赖关系,所得相对温度灵敏度在380 K达到最大值1.6%·K~(-1),在较大的温度范围内,明显优于基于Er~(3+)和Ho~(3+)热耦合能级荧光强度比的测温体系。同时,通过研究GdVO_4:5%Sm~(3+)的变温发射光谱,对发射光谱中位于480～503 nm范围内荧光峰的跃迁来源进行了指认。     

金属离子与酒石酸对草酸钙结晶的作用

采用双扩散法研究了硅凝胶体系中不同金属离子(K~+、Mg~(2+)、Sr~(2+)、La~(3+))和酒石酸混合溶液对草酸钙(CaOxa)生长的影响。酒石酸能抑制一水草酸钙(COM)的生长、聚集且能诱导二水草酸钙(COD)的生成。添加K~+后,对CaOxa晶体的作用变化不大;添加Mg~(2+)、Sr~(2+)和La~(3+)后,COD的含量明显增多;诱导COD生成的能力依次为:La~(3+)-H_2tartSr~(2+)-H_2tartMg~(2+)-H_2tartK~+-H_2tart。金属离子的加入不仅增强酒石酸对COD的诱导能力,并使COM的形貌产生变化。该结果在预防和治疗泌尿系结石的临床应用上有积极意义。     

十二烷基苯磺酸钠和无机阳离子之间相互作用的密度泛函理论研究（英文）

研究阴离子表面活性剂和阳离子之间的相互作用对于理解阴离子表面活性剂的沉淀和溶解现象具有十分重要的理论和实际意义,但关于两者相互作用的相关理论模型鲜有报道。本文采用密度泛函理论(DFT)方法研究了十二烷基苯磺酸根阴离子(DBS~-)与阳离子(Na~+,Mg~(2+)和Ca~(2+))在溶液内及气/液界面处的相互作用。在溶液内,在两种不同溶液环境中(水相和正十二烷)构建DBS~-/阳离子相互作用模型,并对其进行优化。结果表明,DBS~-能够与阳离子以双齿结构稳定结合。DBS~-与阳离子的结合能不仅取决于参与的无机盐离子种类,还与溶剂的性质有关。在气/液界面处,DBS~-与六个水分子相互作用形成的水合物DBS~-·6H_2O最为稳定。但是,无机盐离子的引入会严重破坏DBS~-·6H_2O水合物的水化层结构。本文定义无量纲参量def用来对水化层结构的变化程度进行评价。无机盐离子对DBS~-·6H_2O水化层结构破坏程度的顺序为:Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+。电荷分析结果表明水化层在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)头基与阳离子的相互作用中起了重要作用。     

高等植物类囊体膜中色素蛋白复合体的迁移及光能在光系统间的分配

本文用非离子型去污剂Triton-X100分离蓖麻叶片叶绿体垛叠层膜与非垛叠层膜。垛叠层膜具有高放氧活性与低Ghla/b比值。用SDS-PAGE分析测定液氮低温荧光,证明它们只含有PSII与LHCP颗粒,没有可测量到的PSI颗粒存在。冰冻蚀刻电子显微镜的观察亦证实了它们确是垛叠层膜。随二价镁离子诱导解垛叠与重垛叠过程中,观察研究了低温荧光F_(685)/F_(730)比值变化。我们发现二价镁离子具有双重效应,并进行了分析与讨论。这个现象至今未见有人报道。     

聚电解质层层自组装线性多层膜的电荷分区互补理论建立及膜内聚电解质离子化率

提出了聚电解质层层自组装线性多层膜的电荷分区互补理论,基于该理论建立了表面电荷密度、诱导电荷、聚电解质的吸附量和形态、膜内电荷存在形态之间的半经验数学模型。提出了计算膜内聚苯乙烯磺酸钠（PSSS）与聚烯丙基胺盐酸盐（PAH）的离子化率和电荷诱导效应的方法,讨论了处于最外层和次外层聚电解质的离子化率的不同及其与聚电解质强弱的关系。该方法比红外光谱法和光电子能谱法更简便,可用于研究所有聚电解质的离子化率。     

靶向检测Cu^(2+)和S^(2-)的多肽探针及其在细胞和斑马鱼成像中的应用EI北大核心CSCD

设计了一种新型多肽探针L(Dansyl-Gly-Ser-Ser-Gly),该多肽探针L单独存在时有强的荧光信号,Cu^(2+)的顺磁性淬灭传感机制可导致多肽探针L的荧光淬灭。因此探针L可以靶向检测Cu^(2+)而不受其他常见金属离子的干扰。滴定和Job工作曲线结果表明,L-Cu检测平台以摩尔比1∶1的方式结合,结合常数为8.60×10^(4)L/mol。计算机模拟结果表明,Cu^(2+)与多肽探针L中的2个丝氨酸上的氮原子结合。S^(2-)的加入使L-Cu检测平台中的多肽探针L游离出来,多肽探针L的荧光恢复。多肽探针L能够实现对Cu^(2+)和S^(2-)的靶向检测,并以“On-Off-On”模式响应,检出限分别为114 nmol/L和357 nmol/L。多肽探针L已成功用于L929细胞和斑马鱼中Cu^(2+)和S^(2-)的荧光成像,为人体内靶向检测Cu2+和S2-提供了一种新的机遇。     

一种基于AIE机理识别Fe2+的荧光探针研究

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的Fe~(2+)荧光探针YBTM。YBTM具有聚集诱导发光(AIE)性质,考察了YBTM在DMF/H_2O混合溶液中的荧光性质。在DMF/H_2O(1/9,v/v,HEPES 10 m M,p H=7.4)溶液中,探针YBTM对Fe~(2+)具有良好的选择性,Fe~(2+)可引起荧光猝灭,探针对Fe~(2+)响应快速,检测限为2.46×10~(-6)M。以酒石酸二铵作为掩蔽剂消除Fe~(3+)的潜在干扰。此外,探针YBTM可用于MCF-7细胞中Fe~(2+)的荧光成像。     

不同形态的氧氟沙星在凹凸棒土上的吸附特征

通过控制反应体系的pH值,探究了阳离子、兼性和阴离子形态的氧氟沙星(OFL,3种形态分别记为OFL~+,OFL~±和OFL~-)在凹凸棒土(ATP)上的吸附特征.实验结果表明,OFL~+主要通过与ATP表面的Ca~(2+),Mg~(2+)进行阳离子交换吸附于ATP上,当其吸附量较高时,会存在少量的氢键;OFL~±和OFL~-可与ATP表面的铁氧化物、铝氧化物进行表面络合,也可与溶液中从ATP中溶解出的Ca~(2+)和Mg~(2+)形成络合物,再通过静电作用吸附于ATP上.在中性至微碱性(pH=7.10~7.70)条件下,由于Ca的电负性小于Mg,[Ca~(2+)-OFL]+不能稳定地存在于溶液中,使得OFL±与Ca~(2+)进行阳离子交换而与Mg~(2+)形成络合物,再通过静电作用吸附于ATP上.当OFL主要以OFL~-形态存在于溶液中时(p H=9.00~10.00),Ca~(2+)和Mg~(2+)均可与OFL~-形成络合物,再通过静电作用吸附于ATP上.     

CaF2：Ce^3＋中的电荷补偿问题的探讨

在不同的反应条件下,运用固相反应的方法合成了CaF_2∶Ce~(3+)多种粉末磷光体,测定了它们的荧光光谱,发现了3种不同的发光中心,并探讨了3种发光中心的转化规律;研究了不同阳离子电荷补偿剂对CaF_2∶Ce~(3+)光谱性质的影响;指出了不同发光中心的产生是电荷补偿途径不同所致。     

基于联萘酚衍生物的荧光传感器对Ca~(2+)的选择性测定

设计了基于联萘酚衍生物(LZ)的高选择性的荧光化学传感器,分别采用荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了其对Ca~(2+)的识别.结果显示,与其他金属离子,如Ag~+、Al ~(3+)、Bi ~(3+)、Cd~(2+)、Co~(3+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Hg~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Ni ~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)相比,探针LZ对Ca~(2+)呈现良好的选择性.并且该探针在486nm处的荧光强度与Ca~(2+)浓度在2~7μmol/L范围内呈现良好的线性关系,其回归系数为0.994,检测限为0.8μmol/L,多次测定的相对标准偏差为2%.     

光谱法研究钙调素与蜂毒肽片断及其类似物的相互作用

设计合成了蜂毒肽片断及其类似物:Mel15,Mel15(8F)和Mel15(7P),这些多肽与钙调素有很强的结合力,而且链段很短,因此它们可作为钙调素可结合蛋白质的结合部位的模型.本文采用光谱法研究了它们与钙调素的相互作用.荧光发射光谱法结果表明,多肽Mel15在与钙调素相互作用时,肽链中的Trp基团的微环境变得更加疏水,说明Mel15中的Trp残基可能与钙调素的疏水性表面靠近.紫外差谱测试表明,只有当钙调素分子结合2个Ca~(2+)后,才可以与多肽Mel15(8F)结合.圆二色谱法研究表明,多肽与钙调素结合后多肽分子和钙调素分子的α-螺旋结构的含量都被诱导而增加,结合力越大,则越多的残基被诱导形成α-螺旋结构.