基于光谱技术分析不同还原糖对Ara h2糖基化反应的影响

糖基化反应能诱导食品中蛋白质的结构发生改变;Ara h2是花生中的主要蛋白组分之一,可以作为一种模式蛋白研究花生蛋白糖基化产物的结构变化。不同还原糖对Ara h2糖基化反应的影响目前未见相关报道。以花生蛋白Ara h2为研究对象,通过SDS-PAGE、内源荧光、同步荧光、紫外、圆二色谱、红外等光谱技术研究Ara h2糖基化前后分子量、二级、三级结构以及官能团的变化,分析六种还原糖(核糖、木糖、半乳糖、葡萄糖、果糖、乳糖)对花生蛋白Ara h2糖基化产物结构的影响,阐明经不同还原糖修饰后花生蛋白Ara h2的结构变化。SDS-PAGE电泳表明木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2电泳条带明显上移,糖基化程度最大;紫外光谱分析表明糖基化反应会改变花生蛋白Ara h2的吸收峰强度。五碳糖修饰的花生蛋白Ara h2具有最强的吸收强度,其中五碳糖中木糖的吸收峰强度最大;内源荧光、同步荧光和三维光谱实验结果表明,糖基化修饰会使花生蛋白Ara h2的荧光强度降低,且五碳糖修饰的Ara h2荧光强度最低。分析认为由于糖基化修饰使花生蛋白Ara h2的结构展开,导致芳香族氨基酸暴露在水环境中,从而引起荧光...     

微波场中卵清蛋白糖基化产物不均匀性的光谱分析

以卵清蛋白与葡萄糖混合体系为研究对象,构建微波场中二者糖基化反应模型,采用红外、荧光、紫外等方法研究微波场中卵清蛋白糖基化产物不均匀性。将卵清蛋白与葡萄糖按照1∶1的比例混合成5%的溶液,经过48 h冷冻干燥形成5 mm厚的糖基化干样模型,在微波炉中反应,按五个反应区将样品一分为五进行实验分析,1号区域为微波炉中心位置,2号区域靠近磁控管,3,4和5号区域在远离磁控管一端。结果表明,蛋白与糖混合物在560 W微波下9 min时发生不均匀的糖基化反应;SDS-PAGE电泳图和自由氨基含量表明微波作用下的糖基化确实存在较大不均匀性;通过荧光和三维荧光光谱可知糖基化反应产生了新的荧光性物质,其中3,4和5号位置的样品产生了新的较大的荧光峰,而荧光性物质是进行到糖基化高级阶段的反应产物,说明这些样品产生了高级糖基化产物;红外光谱分析表明有新的N-H键生成;紫外分析表明在糖基化反应模型平面中,3号位置的反应程度最高。     

红外和CD光谱的HSA糖基化反应产物结构和反应进程分析

用干法制备糖基化产物。人血清白蛋白(HSA)与葡萄糖质量比1∶1,溶解混和均匀,经48 h冷冻干燥,根据不同反应时间得到20个样本。旨在联合多光谱学技术(紫外、荧光、近红外、红外和圆二色光谱(CD光谱))分析人血清白蛋白糖基化前后二级三级结构和官能团的变化信息,以及分析不同反应时间对HSA糖基化产物结构特性的影响。实验结果表明：HSA与葡萄糖在干热条件下极易发生糖基化反应;随反应时间延长,蛋白质紫外吸收强度减弱,内源荧光吸收强度增强,糖基化反应增强,美拉德反应程度提高,蛋白质二级三级结构相应发生变化。反应到140 min左右时,美拉德反应前期糖基化反应完全,生成Amadori产物,进一步加热反应到220 min左右,反应进入中后期,开始生成醛酮类物质,反应到280 min左右,蛋白质氨基酸与羰基化合物发生脱羧、脱氨反应。     

不同微波条件对蛋清蛋白糖基化产物不均匀性的影响

实验研究微波对蛋清蛋白粉与葡萄糖干样混合体系的影响,构建微波条件下蛋清蛋白-葡萄糖圆柱体反应模型。通过改变微波的功率,时间和位置,采用红外热像仪、荧光、紫外,高效液相色谱等方法研究微波场中蛋清蛋白糖基化产物不均匀性。将蛋清蛋白粉末与葡萄糖等质量混合,手工震荡和研钵充分研磨后在平皿表面铺一薄层粉末,放置于微波炉中心反应。将反应后的样品按左、中、右分成三个规则区域均匀采样。热像图表明微波功率越高,样品表面温度越高。凝胶电泳图表明240 W微波加热30 min样品边缘已经发生了反应,而且样品中间部分几乎还未反应;自由氨基含量测定表明高功率长时间微波作用才会观测到明显糖基化反应而低功率短时间条件下反应不明显,且边缘部分的样品反应总是比中间部分的样品剧烈;通过荧光光谱可知,蛋清蛋白和葡萄糖发生了反应,而样品边缘部分荧光强度降低得比样品中间部分多说明样品边缘反应更加剧烈;紫外光谱测定表明越剧烈的微波条件样品紫外吸收越多,边缘部分紫外吸收最高。液相结果也证实了这一点,糖基化样品边缘部分5-羟甲基糠醛(HMF)含量明显高于样品中间部分,且随时间和功率逐渐增加。     

基于双荧光中心碳量子点的比率型荧光探针快速检测乐果

环境和农产品中乐果的残留,对人体和生态环境都造成了巨大的威胁。急需构建一种高效、简便及廉价的检测方法用于乐果的快速检测。通过对木糖和碳酸氢铵进行简单的水热处理,成功制备了掺杂氮型碳量子点(N-CQDs)。N-CQDs的激发光谱表明,其在238和330 nm处各有一个荧光中心,它们的荧光发射中心均位于402 nm左右。随着乐果的不断加入,238 nm激发的发射光谱能在1 min内被有效猝灭,而330 nm激发的发射光谱荧光变化不明显,基于此构建了比率型荧光探针用于乐果的快速检测。在最佳反应条件下,比率型荧光探针对乐果的检测范围为2～100和100～180 ng·mL^-1,检出限为0.67 ng·mL^-1。常见的离子和农药对乐果的干扰不大,表明该比率型荧光探针无需特异性酶的标记即可对乐果显示出良好的选择性。该方法用于实际火龙果样品中乐果的检测,并与国家标准规定的气相色谱-质谱法(GC-MS)比较。所建立的方法在实际火龙果样品检测中回收率在92.55%～102.24%之间,其相对标准偏差(RSD)小于3.62%(n=3)。而国标规定的GC-MS法的...     

基于一步水热合成荧光碳点的水样中亚硝酸根离子的检测研究

碳基荧光纳米点是一类新型的碳纳米材料,由于具有低毒性、生物兼容性优异、成本低、原料丰富等特点,而被广泛的应用于生物标记、荧光分析、防伪等多方面并具有巨大的应用前景。亚硝酸盐可导致人类高铁血红蛋白血症,有潜在的致癌性。通过盐酸多巴胺、邻苯二胺为原料一步水热法制备,提纯分离后得到目标产物——荧光发射波长为535 nm的黄绿色碳点。实验结果表明,该碳点溶液对亚硝酸根离子具有特异性响应,碳点的荧光被turn-off,检测范围为0～12μg·mL^-1,检出限为0.116 6μg·mL^-1(S/N=3,n=3)。此外,通过三种水样加标实验,回收率在93.9%～97.2%之间(RSD范围为0.03%～0.29%,n=3)。该荧光碳点合成方法快速简便,在污染物检测尤其是有毒亚硝酸盐污染物检测中有着较大的应用潜力,可作为水源地监测的重要补充手段。     

基于氮掺杂碳量子点/DNA自组装纳米探针检测鱼精蛋白

将柠檬酸置于单乙醇胺中,通过简单加热实现快速、大规模的合成氮掺杂荧光碳点。所得氮掺杂碳量子点被370 nm 的光激发后在458 nm 处有较强的荧光发射,最大吸收波长为365.085 nm。脱氧核糖核苷酸能增强该碳量子点的荧光且具有相关线性关系,因而制备了氮掺杂碳点与脱氧核糖核苷酸的杂交纳米复合物（纳米探针）,并首次用于检测鱼精蛋白。在实验条件最佳情况下,该方法简便、选择性好,该分析方法的线性检测范围为1~10 μg·mL^-1,检出限可达0.61 μg·mL^-1。     

光谱技术分析尿素对BSA糖基化反应的影响

以牛血清白蛋白（BSA）和葡萄糖为原料,采用光谱技术从分子水平上研究不同浓度尿素（0～7 mol·L-1）对BSA糖基化反应的影响。结果表明：BSA经过尿素处理后,其糖基化产物的自由氨基含量和内源荧光强度均显著下降;同步荧光光谱表明BSA与尿素的结合点更接近于色氨酸（Trp）残基;紫外光谱分析表明经尿素处理后BSA的糖基化产物的紫外吸收值均有不同程度的增加;三维荧光光谱表明随着尿素浓度的增加,BSA的最大发射波长产生先红移再蓝移的变化趋势,说明其结构展开,促进了BSA的糖基化反应。结果表明,尿素处理会使BSA的空间结构发生不同程度的伸展,且当尿素浓度为3 mol·L-1时BSA的糖基化反应程度最大。     

荧光光谱法研究新型碳硼烷金属有机衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

通过荧光光谱法,研究了在模拟生理条件下,二茂铁-碳硼烷衍生物(FcSB1,FcSB2和FcSBCO)、芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物(RuBFc和RuBCOOH)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。结果表明,五种碳硼烷衍生物与BSA形成非荧光性复合物而猝灭了BSA的荧光。二茂铁-碳硼烷衍生物FcSB1,FcSB2和FcSBCO显著地影响BSA的构象,使BSA的三级结构变得更紧凑,并显著使酪氨酸残基附近微环境的极性(位于ⅠA,ⅠB和ⅡA结构域)降低,疏水性增强。而芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物RuBFc和RuBCOOH对BSA构象的影响小于二茂铁-碳硼烷衍生物。揭示了新型金属碳硼烷衍生物对蛋白结构和构象的影响,为含碳硼烷、二茂铁等多功能基团的新型药物的设计与筛选提供一定的实验依据。     

真空热处理人工林落叶松木材吸湿性变化机理研究

热处理是一种环境友好型的木材改性方法,可提高木材的耐腐性和尺寸稳定性。研究以落叶松木材为试验材料,在处理温度200 ℃的条件下,对其进行了不同时间的真空热处理。利用动态水蒸气吸附(DVS)对热处理前后木材吸湿性的变化进行了表征,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析了热处理前后木材化学组分和结构变化,通过化学变化分析阐明了热处理木材吸湿性变化的作用机制。结果表明：真空热处理落叶松木材的平衡含水率降低,热处理木材的平衡含水率随热处理时间的延长呈逐渐下降的趋势。结合红外光谱和光电子能谱发现,热处理后木材纤维素和半纤维素等化学成分发生降解,木质素发生交联缩合反应,使得吸湿性基团含量减少,碳元素与氧元素含量发生变化,氧碳比降低,从C原子的结合形式来看,热处理材的C1含量增加,C2和C3含量降低,这些化学变化使得热处理材的吸湿性降低。此外,真空热处理未破坏木材的结晶结构,木材的相对结晶度随真空热处理时间的延长而增大,结晶度的增大减少了纤维素分子链上吸水性基团的数量,从而降低了木材的吸湿性。     

一锅煮串联合成方法在荧光碳点识别基团调控中的研究（英文）

二氨基脲嘧啶作为前驱体,经两步串联反应制备了两种具有不同配体结构的荧光碳点(CDs)。X射线光电子能谱与红外光谱分析揭示了两种碳点的配体结构特征。第一步所得的碳点(CD_(HB))具有尿嘧啶结构典型的氢键给体—NH和受体—C=O基团特征。发射光谱表现出具浓度依赖性的波长红移特点,同时该碳点对银和汞离子具有很强的亲和特性。第二阶段在碱性水解条件下,CD_(HB)尿嘧啶配体易于转化为氨基和羧基等水溶性基团。该碳点(CD_(ZW))在水相中没有任何聚集行为,也没有发射波长浓度依赖特性。同时,作为荧光传感器,CD_(ZW)显示对金属镍离子具有特异性荧光猝灭。总之,可调控的结构特征与传感特性验证了一锅串联反应合成碳点的有效性,为碳点的可控合成提供了新的合成范式。     

新型锌离子荧光探针(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)的研究

以丹磺酰胺为荧光基团设计合成了新型Zn²⁺荧光探针DW1(5-(二甲基氨基)-N-(4-(2-(2-喹啉亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘-1-磺酰胺)。通过紫外光谱、荧光光谱及电喷雾质谱研究了DW1对Zn²⁺的选择性识别作用。结果表明,DW1与Zn²⁺结合后荧光显著增强,荧光发射光谱由545 nm蓝移至515 nm,量子产率达到0.32,且对Zn²⁺具有较高的选择性,受常见离子的干扰较小。光谱滴定和ESI-MS谱表明DW1与Zn²⁺以1∶1的化学计量数形成配合物,平衡常数K=1.75×10⁴(mol/L)^-1。     

基于光谱学技术对丁香油与乙酸乙酯相抑LDL非酶糖基化、氧化修饰能力的比较

低密度脂蛋白(LDL)非酶糖基化和氧化修饰均是导致动脉粥样硬化(AS)的关键因素。前人发现,丁香可有效抑制牛血清白蛋白(BSA)、高密度脂蛋白(HDL)糖基化修饰,丁香乙酸乙酯相(EAEC)和丁香油(CBO)均具有很强的抗氧化活性。为了确定丁香抑制LDL糖基化及氧化所对应的最有效成分,在前人研究基础上采用光谱学技术对EAEC和CBO抑制LDL糖基化及氧化功能进行了比较。首先建立LDL-葡萄糖糖基化孵育体系,通过测定糖基化早期、中期和末期产物及三维荧光光谱的变化比较CBO和EAEC抑制LDL糖基化修饰的效果。其次,建立LDL-CuSO₄氧化孵育体系,通过测定荧光指标和三维荧光光谱、紫外可见波长扫描来比较两者抑制LDL氧化修饰效果。结果发现,EAEC和CBO对LDL糖基化修饰过程中产生的早期产物(Amadori产物)、中期产物(二羰基化合物)及终末期产物(戊糖素和AGEs)均具有很强的抑制效果,且EAEC的抑制效果均强于CBO;三维荧光光谱表征得到相同的结果。在LDL氧化修饰比较中,CBO对色氨酸(Trp)荧光猝灭、总荧光产物及脂褐素的生成、赖氨酸(Lys)修饰的抑制效果均显著强于非油成分的EAEC;三维荧光光谱表征也得到相同的结果;紫外、可见全波长扫描反映CBO比EAEC对共轭二烯(CD)生成及光谱红移的抑制效果更强。研究结果为后续锁定重点成分分离、纯化及研发丁香抗LDL糖基化及氧化功能食品提供参考。     

基于光谱学技术对丁香油与乙酸乙酯相抑制LDL非酶糖基化、氧化修饰能力的比较

低密度脂蛋白(LDL)非酶糖基化和氧化修饰均是导致动脉粥样硬化(AS)的关键因素。前人发现,丁香可有效抑制牛血清白蛋白(BSA)、高密度脂蛋白(HDL)糖基化修饰,丁香乙酸乙酯相(EAEC)和丁香油(CBO)均具有很强的抗氧化活性。为了确定丁香抑制LDL糖基化及氧化所对应的最有效成分,在前人研究基础上采用光谱学技术对EAEC和CBO抑制LDL糖基化及氧化功能进行了比较。首先建立LDL-葡萄糖糖基化孵育体系,通过测定糖基化早期、中期和末期产物及三维荧光光谱的变化比较CBO和EAEC抑制LDL糖基化修饰的效果。其次,建立LDL-CuSO4氧化孵育体系,通过测定荧光指标和三维荧光光谱、紫外可见波长扫描来比较两者抑制LDL氧化修饰效果。结果发现,EAEC和CBO对LDL糖基化修饰过程中产生的早期产物(Amadori产物)、中期产物(二羰基化合物)及终末期产物(戊糖素和AGEs)均具有很强的抑制效果,且EAEC的抑制效果均强于CBO;三维荧光光谱表征得到相同的结果。在LDL氧化修饰比较中,CBO对色氨酸(Trp)荧光猝灭、总荧光产物及脂褐素的生成、赖氨酸(Lys)修饰的抑制效果均显著强于非油成分的EAEC;三维荧光光谱表征也得到相同的结果;紫外、可见全波长扫描反映CBO比EAEC对共轭二烯(CD)生成及光谱红移的抑制效果更强。研究结果为后续锁定重点成分分离、纯化及研发丁香抗LDL糖基化及氧化功能食品提供参考。     

基于红外光谱的鲜地黄、生地黄和熟地黄成分差异分析

运用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对鲜地黄水提物、生地黄水煎液和熟地黄水煎液的整体成分进行差异分析,并运用离子色谱法对差异成分进行定量分析,研究鲜地黄与其炮制品的整体成分及变化规律。ATR-FTIR中,三种地黄在糖区有差异,其中鲜地黄糖区特征峰在1 140, 1 047和1 000 cm^-1,生地黄糖区特征峰为1 140和1 045 cm^-1,熟地黄糖区特征峰为1 142和1 029 cm^-1,且三种地黄峰形状不同。二阶导数红外光谱(SDIR)进一步发现,地黄炮制过程中糖类成分在1 200～600 cm^-1之间的特征峰变化最为显著。三种地黄提取液的特征峰位置相近,但相对峰强度不同,且随着炮制过程呈规律性变化。可以推测出在鲜地黄炮制过程中,鲜地黄中多糖发生水解,变成熟地黄中的寡糖或者单糖。应用离子色谱法对8种单糖和寡糖进行定量分析,所建立方法线性关系良好(R²≥0.999 0)。定量结果显示,葡萄糖、蜜二糖、半乳糖、甘露糖、甘露三糖、水苏糖和毛蕊花糖苷在鲜地黄、...     

高压及热处理对氮碳薄膜激光诱导荧光效率的影响

 应用激光激发荧光光谱实验对经热处理后及高压条件下的氮碳薄膜荧光光谱进行了测量分析。实验显示,热处理效应和高压效应均导致薄膜荧光效率降低,前者表现为不可恢复,后者为可恢复即卸压后荧光效率的恢复,表明导致荧光光谱效率降低的微观机制不同,为氮碳薄膜荧光模型提供了新的实验证据。     

乳清分离蛋白-葡聚糖接枝物性质的荧光光谱法分析

乳清分离蛋白与葡聚糖的混合物在干热处理条件下,发生了以褐变为特征的美拉德反应。当葡聚糖分子量由67kD增至150kD时,游离氨基含量分别下降了35.77%和30.53%,糖链越长,其接入到蛋白质肽链的难度越大。采用荧光光谱对乳清分离蛋白-葡聚糖接枝物的性质进行分析。内源荧光光谱图显示,接枝产物在405nm的最大荧光强度显著提高,且350～500nm范围内的荧光强度顺序为:G67>G150,这说明接枝物中有Maillard反应体系所特有的荧光物质生成;由外援荧光光谱图得出,接枝产物在470nm的最大荧光强度均有明显降低,各溶液体系中荧光强度高低顺序依次为:WPI>G150>G67。疏水性指数的测定进一步说明两种不同分子量的葡聚糖接入到蛋白质肽链中,对乳清分离蛋白的疏水性均有一定的屏蔽作用。     

用于快速检测铅离子的新型双发射碳点比率荧光探针

碳量子点(CQDs),一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,是近年来生物传感应用研究的热点材料。铅在化妆品、工业污染等环境的来源众多,吸入或误食吸附在颗粒物上的铅都会造成铅中毒,从而引发各种疾病,因此快速检测Pb²⁺含量在临床医学应用中极其重要。基于CQDs的荧光特性,提出了一种新型蓝、红双发射比率荧光探针用于快速检测Pb²⁺含量,采用透射电子显微镜、荧光光谱等多种手段对探针的形态结构与性质进行表征、检测和分析,对Pb²⁺响应探针的光学特性以及应用可行性等进行了深入研究。双发射碳点通过与自身的对比标定,有效避免外界环境的干扰,从而提高对被测物浓度的检测效果和灵敏度。该探针采用水相合成,步骤简单可重复性高,且能够在短短几秒内对Pb²⁺实现快速响应,检测过程无需借助大型仪器,仅在紫外灯辅助下便可裸眼观测到比率探针荧光从蓝色到红色的变化,可用于即时检测。在符合目前医学应用的Pb²⁺浓度范围0～0.5 mg·L^-1内,两种荧光基团之间的荧光强度比I_BCD...     

钾硼胁迫对棉花功能叶物质成分影响的FTIR表征

钾和硼均是植物必需的营养元素,对植物的生长、发育与生理代谢等起着重要作用。棉花对钾和硼都有较高的需求量,而棉花缺钾或缺硼时有发生。以鄂抗8号品种的棉花作为研究材料,利用傅里叶变换探讨钾硼胁迫对棉花功能叶片物质成分的影响。红外光谱(FTIR)对钾硼胁迫下棉花叶片的物质成分进行研究,分析钾硼缺乏情况下叶片红外光谱的差异。结果表明：(1)缺钾处理时,1 546.86, 1 438.85, 1 153.39和1 024.17 cm-1这4个特征峰消失,且其他特征峰的相对吸光度值与正常处理相比均减小,表明缺钾时棉花功能叶片蛋白质、纤维素、可溶性糖和核糖的结构发生变化且含量降低。(2)缺硼条件下,叶片的特征峰的相对吸光度均有所升高,因而,缺硼则导致蛋白质及可溶性糖、纤维素等碳水化合物等的运输受阻而在叶片中积累。(3)钾硼同时缺乏,棉花功能叶片特征峰的位置和相对吸收强度与正常处理相比有很大差异,表现为棉花功能叶片蛋白质和可溶性糖等碳水化合物的含量升高,而核酸和多糖分子等含量下降。因此缺钾导致棉花功能叶片蛋白质、纤维素、可溶性糖和核糖结构变化的含量降低;缺硼时蛋白质及可溶性糖、纤维素等碳水化合物等在叶片中积累;缺钾缺硼时蛋白质和可溶性糖等碳水化合物含量升高,而核酸和多糖分子等含量下降。     

多种糖混合物的太赫兹时域光谱定性及定量分析研究

利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术研究了D-(-)-核糖、D-葡萄糖、α-乳糖一水合物及β-乳糖在0.3～1.6 THz波段的光谱特性。结果显示THz波对几种糖结构的变化有灵敏响应,在测量波段内有各自特征的THz指纹吸收光谱。利用线性回归技术对含两至四组分混合体系的THz光谱进行定性及定量解析,获得了混合物中各组分含量,相对误差小于7.2%,并就误差产生的原因做了简要分析。实验结果表明THz-TDS技术能够用于材料的定性及定量分析研究,在生物医药的无损检测和质量控制等方面有重要的应用前景。