基于质谱技术的磷酸化蛋白/多肽分离富集、鉴定及组学研究

正蛋白质的磷酸化是生物体内一种广泛的、重要的翻译后修饰形式,调控着细胞信号传导、基因表达、分子识别、新陈代谢等细胞过程。在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白/多肽是具有高度特异性的生物临床标志物,这些生物分子可能为许多疾病的诊断和病理研究提供重要信息,因此对其进行分析具有重要意义。近些年该研究热点备受广大分析工作者的青睐[1,2]。本文基于2016年1～2月主流期刊最新录用和在线发表的基于质谱技术的     

探针体在蛋白质大分子上Langmuir吸附聚集及应用──蛋白质/荧光桃红B(PB)结合反应研究

蛋白质化学是生物化学家当今感兴趣的前沿研究领域. 研究小分子(离子)在生物大分子上的聚集形式以及机理, 帮助人们弄清其污染物及毒物在生物大分子上的结合, 在病理分析、临床检测以及基因变异有重要意义. 常用光谱分析方法包括分光光度法[1～6]、荧光法[7,8]和共振光散射光谱技术(RRS)等[9～12]. 但是, 大分子与探针分子间的结合机理仍存在一些尚未解决的问题[13,14]. 蛋白质分子由于复杂的立体构象形成弱微静电场[15,16], 在其作用下, 带电荷的小分子以单分子层形式被吸附到微相电场表面.     

磷脂酰胆碱LB单分子膜诱导下KDP晶体取向生长的研究

有机超薄膜诱导晶体生长是在化学、物理与生物多门学科相互交融的基础上发展起来的新兴学科 ,并逐渐成为仿生合成的重要分支 [1] .目前的研究重点主要集中于以有机化合物 LB膜作为模板剂诱导生物矿化材料上 [2～ 5] .磷脂 LB膜是生物膜的简化模型体系 [6 ] ,用它作模板剂将使该领域的研究进一步接近生物体系 .对晶体而言 ,修饰晶体材料的特征对于改善和测定材料的光学性能至关重要 [2 ] ,但目前有关上述领域的研究几乎均是空白 .KH2 PO4 ( KDP)晶体是性能优良的非线性光学材料 [7] ,本文首次以磷脂分子 LB膜作为模板剂诱导 KDP的晶化…     

新型树枝状硫醇的自组装单层膜──图案化表面及其浸润性的调控

近年来 ,自组装膜的研究不断引起人们重视[1] .一方面 ,其兴趣可能源于纳米级器件的组装 ,如生物传感器等 [2 ] ;另一方面 ,它可作为研究摩擦学 [3]、生物膜模拟 [4 ]和微观浸润性的模型体系 [5] .树枝状分子的结构可在分子水平上精确控制 ,是很有潜力的纳米构筑基元 [6 ] .不同于常规的自组装膜构筑基元 ,树枝状分子的特殊结构使其在金属表面形成某些特殊的组装结构成为可能 .结合界面分子自组装技术和树枝状分子化学 ,国内外已有机构开展了树枝状硫醇的自组装膜的研究[7～ 9] .我们曾发现一种聚醚树枝状硫醇分子在金表面形成的自组装单层…     

基于多肽的电化学传感器在蛋白质检测中应用的研究进展

生物体内的细胞通常会分泌各种各样的蛋白质,这些蛋白质在生物体中发挥着重要作用,尤其是可被用于诊断各种疾病的发生和发展。多肽具有良好选择性、空间适应能力和识别灵活的特点,可与不同类型的蛋白分子形成非共价键,用于蛋白质的生物检测。将多肽与电化学生物传感器结合用于蛋白质的广谱检测具有良好的发展前景。本文介绍了多肽修饰的电化学传感器在不同蛋白质检测方面的研究进展,分析了待测蛋白质的不同对多肽修饰的电化学传感器分类的影响及其优缺点,提出了基于多肽的电化学传感器在不同蛋白质检测中存在的问题,并展望了其未来发展。     

高等植物叶绿体中光诱导生成NO的ESR证据

NO分子在生物细胞体系中是一个十分重要的信使分子,它具有调节细胞凋亡、松弛平滑肌、抑制血小板聚集与黏附、抑制病原体和肿瘤生长等多种生理功能^[1,2],因而备受生物学家的关注.众所周知,动物细胞中NO主要来源于一氧化氮合酶(NOS)的表达^[3];然而,直到最近才有研究证明植物细胞中存在参与调节植物生长和激素信号转导的NOS基因^[4].一般认为植物细胞中NO主要来源于硝酸盐还原酶(NR)^[5].我们曾在高等植物光系统中研究发现了与电子传递相关的活性氧生成机制^[6～8],但其间是否也会通过光诱导电子传递产生NO尚不清楚.Kozlov等^[9]曾报道在小鼠线粒体内存在与亚硝酸盐还原酶功能类似的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)诱导电子传递生成NO的反应,本文采用电子自旋共振(ESR)方法验证了高等植物叶绿体内光诱导电子传递可产生NO的设想.     

导电原子力显微镜对蛋白质在分子水平上的电学表征

蛋白质电子传递的研究不仅对阐述生物能量传递具有重要的意义,而且有助于促进生物分子在分子电子器件中的应用．金属蛋白以其固有的电化学和电学特性,在光合作用和呼吸作用中起到重要作用．其中铜蓝蛋白具有良好的电化学性质和明确的分子结构,常常用作研究蛋白质电子传递的模型分子。很多具有微观尺度表征能力的分析仪器可用于研究表面吸附的蛋白质分子。     

水介质钯卟啉室温磷光探针与小牛胸腺DNA作用的光谱特性

研究水溶性卟啉及其金属配合物与生物大分子 ,特别是核酸的相互作用方式对获得 DNA的碱基序列和识别 DNA的结构进而设计新型药物尤其是抗癌药物具有重要意义 [1] .近年来 ,采用电子吸收光谱、荧光光谱法和电化学技术研究卟啉与 DNA的相互作用多有报道 [2～ 4 ] ,磷光探针 [5]已成为探索有机介质中微环境性质或生物大分子如核酸和蛋白质的构型变化以及它们与药物作用机理的有力工具 .由于磷光具有更高的选择性 ,且与体系氧浓度密切相关 ,而生物分子在接近红外的长波长区几乎没有室温磷光发射 ,因此 ,寻找或合成一种在这一波段具有室温磷…     

蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构-功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础.本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述.     

提高MALDI-MS测量溶菌酶分子量灵敏度的研究

近 1 0年来 ,基质辅助激光解吸质谱 (MALDI- MS)作为一种新兴的“软电离”质谱技术 [1,2 ] ,已很快地应用于生物大分子特别是蛋白质研究领域 [3 ] .MALDI- MS可在 1 0 - 12 mol甚至 1 0 - 15mol的水平上 ,准确地测定分子量高达几万到几十万的生物大分子 ;还可通过改变基质、溶液条件和样品的制备方法等实现大分子蛋白质非共价复合物的质谱检测 [4 ] .MALDI- MS能够得到如此广泛的应用 ,在很大程度上要归功于基质的辅助效应 .基质的作用主要可以概括如下 [5～ 7] :(1 )削弱样品分子间的相互作用 ;(2 )与样品分子结合并使之快速结晶 …     

铂非均匀掺杂二氧化钛薄膜的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了铂非均匀掺杂的二氧化钛薄膜, 并用UV-vis分光光度计及电化学工作站表征了薄膜的光吸收性能和光电化学行为, 通过对甲基橙的光催化降解动力学来表征催化剂的光催化活性. 结果表明 Pt非均匀掺杂可以明显增强二氧化钛的光催化活性, 而均匀掺杂的效果较差; Pt非均匀掺杂的最佳量为0.3 mol%. 催化剂薄膜的电化学行为显示: Pt非均匀掺杂二氧化钛薄膜的开路电压高, 交流阻抗小. 并从半导体的PN结原理探讨了Pt非均匀掺杂二氧化钛的催化活性机理.     

Liquid phase deposition of hemoglobin/SDS/TiO2 hybrid film preserving photoelectrochemical activity

This work demonstrates that liquid phase deposition (LPD) technique provides a novel approach to the immobilization of hemoglobin (Hb) in TiO(2) film for studying the direct electron transfer of Hb. Using the LPD process, a hybrid film composed of Hb, TiO(2) and sodium dodecylsulfonate (SDS) is successfully prepared on the electrode surface. The surface morphology of as-deposited Hb/SDS/TiO(2) film shows a flower-like structure. The cyclic voltammetric measurement indicates that the LPD hybrid film facilitates the electron transfer of Hb, which yields a pair of redox peaks prior to the characteristic voltammetric peaks of TiO(2). Due to the electrocatalytic activity of Hb towards H(2)O(2), the Hb/SDS/TiO(2) hybrid LPD film can be utilized as an H(2)O(2) sensor, showing a sensitive response linearly proportional to the concentration of H(2)O(2) in the range of 5.0×10(-7)-4.0×10(-5) mol/L. At the same time, the Hb/SDS/TiO(2) hybrid film preserves the photoelectrochemical activity of TiO(2). The photovoltaic effect on the electrochemical behavior of Hb/SDS/TiO(2) film is observed after long-time UV irradiation on the film, which could improve the calibration sensitivity for H(2)O(2).     

Ti基底的预处理对TiO2光催化膜长期稳定性的影响

研究了Ti基底的预处理方法对其负载的TiO2薄膜光催化活性和长期稳定性的影响.分别采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和电化学交流阻抗谱对样品进行了表征,并考察了Ti基底负载的TiO2膜光催化降解模型污染物苯甲酰胺和活性艳红X-3B的活性.结果表明,采用普通Na2CO3预处理Ti基底时制得的TiO2膜层较疏松,并且由于Ti基底自身生成的TiO2钝化膜层不断生长而导致其负载的TiO2光催化膜层明显脱落流失,该TiO2膜在水中浸泡60 d后即完全失活.而在乙二酸活化法预处理的Ti基底上能制备出致密的TiO2光催化膜,可抑制Ti基底自钝化膜的生长,从而显著提高了负载TiO2光催化膜的抗脱落流失能力,在水中浸泡280 d后,其光催化活性仍不低于新制备样品活性的70%;而且在35 d的活性艳红完全脱色连续流实验中,该TiO2光催化膜基本未发生失活现象.     

血红蛋白在TiO2-石墨烯/离子液体/壳聚糖纳米复合膜修饰电极上的直接电化学

基于TiO2-石墨烯、离子液体和壳聚糖复合膜修饰玻碳电极制备了一种新型的电化学传感器。用循环伏安法研究了血红蛋白在该修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,该纳米复合膜能有效地促进血红蛋白在电极上的直接电子转移,保持其生物催化活性。该传感器对H2O2具有良好的催化性能。H2O2的电流响应信号与其浓度在20～860μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.1μmol/L(S/N=3)。传感器具有良好的稳定性和重现性。     

NOx气相光催化氧化降解研究

利用ＴｉＯ２光催化氧化技术对ＮＯｘ进行了净化研究,在一定反应条件下,ＮＯｘ光催化氧化降解率很高,Ｐ－２５的降解达９７％。考察了氧气,水含量等对ＮＯｘ光催化氧化的影响,同时对ＮＯｘ的吸附、光催化氧化动力学行为及机理进行了研究。利用ＦＴＩＲ分析确定反应产物,催化剂失活是由于反应产物硝酸吸附在催化剂表面所致。     

陶瓷泡沫空气过滤器涂覆中孔TiO2薄膜用于室内空气净化中高效光催化降解NO

由于人们80%的时间呆在室内,室内空气的质量直接影响人类健康,因此近年来室内空气质量越来越受到人们的关注.室内污染物包括CO氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs),它们给人体健康带来众多负面影响.更为重要的是,考虑到节能,现代建筑的空气密闭性大都较高,但这种减少吸入新鲜空气的设计直接导致室内各种污染物的累积.有些家用电器,如燃气灶和热水器,在使用的时候会涉及到煤、油和天然气的燃烧,特别是通风较差的情况下会成为室内主要的污染源.常规的治理技术,包括吸附和过滤,其成本相对较高,也不适用于低浓度污染物的治理.尤其是更换不及时的过滤器在排风系统中可能会成为VOCs的一个来源.因此,很有必要开发一种新型的技术以降低室内污染物的浓度和保持一个清洁的室内空气环境,从而保障人们的身体健康.光催化是去除室内空气污染物的有效方法.例如, TiO2、钛酸铋和钛酸锶等具有强氧化能力和稳定的光催化活性,因而是高效的光催化剂.一般而言,通常报道的TiO2光催化剂是高度分散的、或悬浮于液体介质中的细小颗粒或粉末.然而,粉末状的TiO2光催化剂不适宜于室内空气净化,因为它变得可吸入而对人体健康造成不利的影响.因此,人们尝试将TiO2颗粒作为薄膜固定在不同的刚性载体上,如玻璃、不锈钢和铝合金板.对基体进行涂覆可显著影响光催化时反应物的表面吸附行为.一般而言,光催化薄膜通常涂覆在平面上,如蜂窝空气过滤器.三维(3D)多孔的陶瓷泡沫对气体通过具有非常好的流体性质,因此本文以它作为涂覆的基体.这种陶瓷泡沫具有3D多孔结构,多种孔密度、比表面积和化学性质.3D多孔陶瓷泡沫空气过滤器的床层空隙率较高,因此使用时压降较低,且不像蜂窝空气过滤器,它具有复杂多变的孔结构,可增强流体的扰动和混合.另外,3D多孔陶瓷泡沫空气过滤器的开发多孔和网状的结构使得在催化体系具有非常好的气体动力学性质,催化剂表面和气体反应物有充分的接触.多孔材料在液相或气相催化反应中具有独特的优势,因此,陶瓷泡沫、多孔的氧化铝、多孔硅胶.分子筛和活性炭经常被用作催化剂载体.在固体基体上TiO2膜的形成可能使得TiO2光催化剂的有效比表面积降低,从而导致其光催化活性下降.然而,由于具有中孔结构的TiO2薄膜的比表面积大,其用于催化反应的活性位也更多,因此使用时仍然具有较高的活性.前期研究表明,涂覆在平面玻璃、不锈钢和氧化铝基体上的中孔TiO2薄膜用于环境净化时表现出增强的光催化效率.另外,室内环境中NO和NO2的浓度一般分别为几百个ppb之内和100 ppb以下.可见, NO是主要的室内空气污染物,对人体健康危害较大.基于此,本文首次采用反胶束法将中孔锐钛矿TiO2薄膜均匀一地涂覆在3D多孔高比表面积的泡沫过滤器上,采用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附、紫外-可见光光谱和原子力显微镜对所制样品进行了表征,并将样品用于紫外光下催化降解NO,以揭示所制的中孔TiO2涂层具有高的比表面积和高的光催化活性,从而克服使用TiO2粉末所带来的不足.结果表明,由于中孔TiO2薄膜涂层具有较大的有效比表面积,其表面存在很多吸附活性位,用于吸附在反应过程中形成的水蒸汽、气相反应物和产物,因而具有更高的光催化活性,因此在陶瓷泡沫空气净化系统中可以高效地光催化NO降解：在所考察的不同孔密度的陶瓷泡沫过滤器涂覆的TiO2上400 ppb的NO单程转化率均在92.5%以上,高于涂覆在平面陶瓷砖上的TiO2.该陶瓷过滤器的3D多孔特性可增强流体的扰动和混合,使得气相反应物与光催化剂表面有着充分的接触;其大的孔密度也导致高的光催化速率.另外,本文所制样品在所有反应过程中均保持较高且稳定的NO降解速率,这表明其在NO降解反应中没有失活.     

TiO2/Au纳米棒阵列的制备及其光催化性能

采用电沉积和旋转涂膜相结合的方法成功制备了高度有序的TiO2/Au纳米棒阵列催化剂.扫描电镜和透射电镜结果表明,TiO2薄膜均匀地包覆在Au纳米棒的表面,形成核壳型的一维阵列结构.X射线衍射分析表明所获得TiO2为(101)晶面优先生长的锐钛矿晶相.紫外-可见漫反射光谱显示,由于Au和TiO2间肖特基结的存在造成吸收红...     

TiO2-WO3负载硅钨酸盐聚苯胺膜电极的电化学行为及电催化性能研究

用循环伏安法制备了金属氧化物(TiO2-WO3)负载硅钨酸盐聚苯胺膜修饰玻碳电极(PAn/SiW12/TiO2-WO3/GC),优化了聚合条件,并对该化学修饰电极的电化学行为,包括溶液pH值的影响和电极的稳定性等进行了研究。研究结果表明,此修饰电极聚合物膜不但保持了该杂多酸的电化学活性和电催化性能,又具有良好的稳定性。在0.5 mol/LH2SO4溶液中,该膜电极中的SiW12的第2个还原峰对BrO3-有很好电催化活性,催化过程符合EC平行催化机理。     

锰离子控制掺杂二氧化钛薄膜光催化活性增强的机理探讨

采用溶胶-凝胶法通过工艺控制制备了锰离子以不同形式掺杂TiO₂的光催化剂薄膜,并通过XPS和SEM对薄膜的结构进行表征.通过UV-Vis分光光度计及电化学工作站表征了薄膜的光吸收性能和光电化学性能,通过甲基橙溶液的光催化降解脱色率来表征催化剂薄膜的光催化活性.结果表明,以锰离子MT掺杂方式制备的TiO₂薄膜可明显增强TiO₂的光催化活性,而以MM掺杂方式制备的TiO₂薄膜反而降低了TiO₂的光催化活性;锰离子MT掺杂方式的最佳掺杂质量分数为0.8%.催化剂薄膜的电化学行为显示,薄膜具有p-n结的电容-电压特性,锰离子MT掺杂TiO₂薄膜的开路电位和瞬时光电流信号较强,说明其光生载流子易于生成并且分离效果较好.依据半导体的p-n结原理探讨了锰离子控制掺杂TiO₂的光催化活性机理.     

三磷酸腺苷在TiO2掺杂碳纳米纤维修饰电极上的电化学行为

采用循环伏安法和示差脉冲伏安法研究了三磷酸腺苷(ATP)在TiO2掺杂碳纳米纤维(TiO2@CNF)修饰的碳离子液体电极表面(TiO2@CNF/CILE)的电化学行为。结果表明,ATP在TiO2@CNF/CILE表面有一个明显的氧化峰,在pH 3.0的Britton-Robinson(BR)缓冲溶液中修饰电极对ATP具有显著的电催化作用。纤维状的TiO2@CNF能够有效促进电子转移,增加电化学信号。当ATP浓度分别在4.0×10^-9~2.0×10^-6mol/L和2.0×10^-6~1.0×10^-4mol/L范围时,氧化峰电流与ATP浓度呈良好的线性关系,检测限为1.4 nmol/L。修饰电极可用于注射液中ATP的测定。