X光磁圆二色谱及其应用

介绍了一种新近发展起来的、以同步辐射技术为基础的磁学测量方法———Ｘ光磁圆二色谱．该方法不仅具有元素分辨和空间分辨等突出优点，而且在一些场合下还能分别确定轨道磁矩和自旋磁矩对总磁矩的贡献，为当今非常活跃的磁性薄膜和多层膜研究提供了有力的手段．     

X射线磁圆二色谱

 同步辐射真不愧为优秀的新一代光源。它的出现和不断发展,极大地促进了很多新的实验研究工作的开展。它具有频率范围宽、高强度、极好的准直性、偏振性以及包含时间结构等优良特性,如果没有同步辐射,很多实验都将无法进行。因此,它对很多学科的发展起着很大的推动作用。本文将要介绍的X射线磁圆二色谱就是利用同步辐射研究磁性材料,特别是磁性薄膜和多层膜磁性新的、有力的研究手段。通过测定材料中某一组元的X射线磁圆二色谱,可以获得该组元的自旋磁矩、轨道磁矩、电荷密度分布以及它们的磁各向异性等信息,其中有些是传统的磁测量方法无法获得的。     

基于微流控混合器的连续流动态同步辐射圆二色谱发展

基于微流控混合器,采用连续流探测方法,在北京同步辐射装置真空紫外光谱实验站发展了毫秒动态圆二色谱探测方法。石英微流控混合器采用深度离子刻蚀技术加工,通道深度44.5 μm。混合器采用蛇形通道实现溶液的快速混合。通过荧光倒置显微镜,在模拟真实实验条件的高粘度溶液中,观察蛇形通道内溶液混合的荧光图像,进行混合效率测试。500 μL·min-1流量下,目前可实现4.5～270 μs的时间尺度探测。利用微流控混合器进行动态探测,同步辐射紫外光必须聚焦,但由于聚焦透镜波长色散引起的焦点位移,导致圆二色谱发生畸变。通过精确测试不同波长对应焦点的相对位置,然后在圆二色谱扫描中实现波长和焦点位置精确的反馈控制,获得准确的圆二色谱。利用所发展的方法,测试了去折叠状态下的细胞色素c恢复折叠的动态同步辐射圆二色谱,在4.5 μs处折叠恢复54%。这种方法将为生物大分子折叠动力学研究提供新的探测手段。     

圆二色谱研究Asp44在稳定肌红蛋白结构中的作用

为了了解肌红蛋白Mb分子表面44位天冬氨酸对稳定肌红蛋白结构的影响,用PCR定点突变的技术将肌红蛋白(Mb)基因上的第44位天冬氨酸的密码子GAT突变成赖氨酸的密码子AAA,获得突变体D44K基因,将突变体基因克隆在肌红蛋白表达质粒pGYM上,转化大肠杆菌BL21,突变蛋白D44K在大肠杆菌中大量表达,收集菌体。酶法裂解细菌,依次用硫酸铵沉淀、离子交换柱层析、凝胶柱层析分离纯化得突变肌红蛋白D44K。用圆二色谱分别研究野生型肌红蛋白及其突变体(D44K)的耐热及耐酸的变性过程。实验结果表明：用碱性氨基酸Lys取代酸性氨基酸Asp44残基,增强了肌红蛋白耐热变性能力,导致蛋白质的热变性中点温度T_m由71.9 ℃增加到75.1 ℃,但对肌红蛋白耐酸变性的能力影响不大。     

Peptaibols类抗菌肽—Trichokonin Ⅵ在不同溶剂中构象变化的圆二色谱研究

Trichoder Ⅵ是拟康氏木霉SMF2(Trichoderma pseudokoningii SMF2)产生的一种含有20个氨基酸的peptaibol类抗菌肽。采用圆二色谱法研究了不同极性溶剂体系和膜拟态环境对Trichokonin Ⅵ的二级结构的影响,Trichokonin Ⅵ在不同有机溶剂体系中具有典型的螺旋结构特征,而在水溶液体系中螺旋明显减少,不超过30%的三氟乙醇可以随浓度增加而诱导螺旋结构的增加。Trichokonin Ⅵ在磷酸缓冲液中峰的强度随浓度增加而增强,具有浓度依赖性。SDS浓度的增加可以诱导螺旋含量的增加。与非拟态环境相比,膜拟态环境可以明显增加Trichokonin Ⅵ的螺旋含量,表明Trichokonin Ⅵ可以和脂膜相互作用。     

圆二色谱表征芥蓝抗坏血酸过氧化物酶变性过程中的结构变化

圆二色谱(CD)是一种特殊的吸收光谱,蛋白质的二级结构如α-螺旋、β-折叠、β-转角在远紫外区(190～250 nm)都具有特征性的CD图谱。为了了解芥蓝抗坏血酸过氧化物酶(BaAPX)在变性过程中活性变化和结构变化的关系,动态监测了不同时间、温度及浓度条件下BaAPX的比酶活及远紫外CD图谱,并利用CD分析软件Dichroweb计算了BaAPX中四种二级结构的百分含量。结果表明：BaAPX属于全α型蛋白,α-螺旋的百分含量与比酶活之间存在比较明显的正相关关系。在低浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了初始态(N态)→α-螺旋最少态(R态)一步结构变化;在高浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了N态→平衡态(T态)一步结构变化;在热处理后低温复性的变性过程中,BaAPX发生了N态→R态→T态两步结构变化。     

天然Alboatisin电子结构和圆二色谱的密度泛函理论研究

采用蒙特卡罗MMFF94分子力学力场方法搜索一类新发现的生物活性分子Alboatisin A～C的稳定构象,用梯度校正的B3LYP方法,计算其稳定构象的旋光度、振动圆二色谱(VCD)、电子圆二色谱(ECD)等光学活性,并从微观的角度对VCD谱和ECD谱中强或弱的正或负康登效应进行归属．从分子结构、电子结构和分子振动分析了分子手性的微观起源．结果表明,计算与实验的旋光度值相吻合,OH的取代位置与数目可调控旋光度发生在手性骨架上的振动或电子跃迁转移是手性光谱产生的重要原因．Alboatisin的圆二色谱是手性骨架变形振动的光谱响应,是不对称电子跃迁的光谱响应结果．     

圆二色谱研究胶原模拟多肽三螺旋结构及其热稳定性

胶原是广泛研究和应用的生物材料,具有独特的三螺旋结构,此结构与其生物学性能密切相关。以胶原模拟多肽(collagen mimetic peptide, CMP) 作为胶原的模型分子,通过圆二色谱研究了CMP的三螺旋结构、热稳定性等随序列或长度的改变所发生的规律性变化。根据形成胶原三螺旋结构的重复序列(POG)_n及胶原上α₂β₁整合素识别位点序列GFOGER设计五种不同序列或长度的CMP,采用圆二色谱表征了CMP的三螺旋结构,并通过检测CMP的程序升温变性和程序降温复性过程中圆二色谱的变化,研究了CMP三螺旋结构的热变性过程、解链温度以及复性过程。实验结果显示,五种CMP室温下均以三螺旋结构的形式存在,CMP三螺旋结构的热稳定性随POG的个数增加而增强;不同于胶原,CMP三螺旋结构的热变性是可逆的,升温过程中三螺旋解聚(变性),降温过程又可重新组装(复性),复性过程有明显的“磁滞”现象。研究结果可为进一步研究胶原与CMP分子特征性的三螺旋结构形成规律以及基于CMP的人工类胶原生物材料的研究提供依据。     

云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

北京同步辐射装置3B1B生物光谱实验站

本文介绍北京同步辐射装置（ＢＳＲＦ）３Ｂ１Ｂ光束线、生物光谱实验站和圆二色谱仪的基本情况。报道北京正负电子对撞机（ＢＥＰＣ）同步辐射专用光期间，我们在站测量了１１种手征性生物和药物样品的圆二色（ＣＤ）谱，首次在国内利用同步辐射光获取了Ｄ－苯丙氨酸等样品的ＣＤ谱和Ｄ－及Ｌ－亮氨酸对称的ＣＤ曲线。     

高压脉冲电场对脂肪氧化酶二级和三级构象的影响效果

应用圆二色谱和荧光光谱研究了高压脉冲电场(PEF)对脂肪氧化酶(LOX)的二级和三级构象的影响效果。研究结果表明PEF破坏了LOX二级和三级结构。PEF处理后,LOX的CD光谱中两个特征负峰值显著降低,二级结构中α-螺旋含量显著降低(p<0.05),并且LOX中α-螺旋含量和电场强度之间存在良好线性关系。PEF处理后LOX发射光谱中特征峰(337和583 nm)的荧光强度显著增大(p<0.05),特征峰相对荧光强度和电场强度之间存在良好线性关系。结果表明PEF酶活钝化跟酶二级和三级结构的破坏有关,为PEF钝酶机理研究提供理论基础。     

光谱展宽特性分析及实验研究

介绍一种利用光波导相位调制器对激光光谱进行展宽的实验测试（国内首次用相位调制器进行光谱民宽的研究）,并由此推出当激光波长为1053nm时光谱约0.2nm的展宽。     

Eu(p-PBA)3phen1/2H2O的高分辨光谱和Raman光谱

配合物Eu(p-PBA)3phen1/2H2O(p-PBA:对苯基苯甲酸酸根离子;phen:邻菲咯啉)在紫外光激发下,能发出很强的红色荧光.以Eu(Ⅲ)离子为光谱探针,77K下测得其高分辨激发和发射光谱,选择激发配合物的5D0能级,得到两组不同的发光光谱,表明配合物中Eu(Ⅲ)离子有两种不同的化学环境.配合物的喇曼光谱中,羧基阴离子的反对称伸缩振动和对称伸缩振动谱带是明显分裂和带肩峰的宽带,说明配合物中羧基同时存在多种配位方式.     

Spectrophotometric studies on the interaction between myricetin and lysozyme in the absence or presence of Cuor Fe

The binding of myricetin to lysozyme (Lys) in aqueous solution was investigated by fluorescence spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV) and circular dichroism (CD) spectra under physiological conditions. There are also many metal ions present in body, thus the research about the effect of metal ions on the interaction of drugs with proteins is crucial. In this study, we have investigated the effect of both familiar metal ions Cu²⁺ and Fe³⁺ on the interaction between myricetin and Lys by using spectroscopy technique at pH 7.40, for the first time. Spectrophotometric observations are rationalized in terms of a static quenching process in a static quenching way. The cause of showing upward curvy patterns in Stern-Volmer plots was analyzed. The binding constants and binding sites of myricetin with Lys with or without Cu²⁺ and Fe³⁺ at different concentrations of myricetin were calculated. UV/vis measurements on the enzymatic activity of Lys with or without Cu²⁺ in the absence or presence of myricetin indicated that the interaction between myricetin and Lys led to a reduction in the activity of Lys. Furthermore, the effect of pH on the binding constant of myricetin with Lys was also examined.     

He原子电离能谱和He的1s电子动量谱测量

介绍利用作者最近研制成功的先进的多功能（ｅ，２ｅ）电子动量谱仪实验装置测量得到的Ｈｅ原子电离能谱和Ｈｅ的１ｓ电子动量谱实验结果。     

使用圆二色性光谱和红外光谱研究冬小麦麸皮抗冻蛋白的二级结构

使用圆二色性光谱和红外光谱技术对冬小麦麸皮抗冻蛋白的二级结构进行了研究。由于冬小麦麸皮抗冻蛋白在酰胺Ⅰ带和Ⅲ带位置中,各个特征峰相互叠加,因此采用Gausse峰型对圆头峰进行拟合、解析,判断其α-helix,β-sheet,β-turn和Random coil的相对含量;同时对圆二色性光谱获得的结构信息,采用按照Chen-Yang原理和最小二乘法编写的程序计算了冬小麦麸皮抗冻蛋白的二级结构。最后,讨论了两种检测方法结果差异的原因,为冬小麦麸皮抗冻蛋白抗冻机理的研究奠定基础。     

人体指纹谱的初步分析

大量实验测试表明:人体正常指纹谱反映人体正常状态,而人体异常指纹谱则反映人体异常状态。本文对人体指纹谱的结构及其机理做了初步分析和讨论。     

利用标记谱分区摄谱方法研究

利用汞光谱简单而又分布于整个可见光区的特点,作为标记谱,辅助标准铁光谱,先按顺序分区再识谱（读谱）。该方法使得应用棱镜摄谱仪进行摄谱、读谱变得简单、准确,大大节省了时间,实验设备同时也简化。