航天诱变育种甜椒品系的红外光谱分析

首次采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对航天诱变育种甜椒品系种子和一般大田生产的甜椒品种种子进行了对比研究,比较了它们红外光谱的异同。甜椒种子的红外光谱主要由蛋白质的吸收带和碳水化合物的吸收带组成。航天育种的两个甜椒品系种子(SP11和SP18)红外光谱的主要吸收峰的峰位、峰形与普通甜椒品系种子相同,表明经航天诱变的甜椒其主要化学成分和基本结构并未发生变化。太空甜椒种子,在2 854,1 652, 1 542以及1 160～1 062 cm-1范围内的吸收都较普通甜椒种子增加。2 855 cm-1峰是CH₂—伸缩振动,1 652 cm-1处的吸收峰为酰胺Ⅰ带,是CO的伸缩振动峰,1 542 cm-1的吸收峰是酰胺Ⅱ带,是N—H的弯曲振动和C—N的伸缩振动,1 160 cm-1处的峰可能为碳水化合物的C—O的伸缩振动引起。表明航天诱变使甜椒种子的蛋白质和碳水化合物含量增加。     

柠檬酸和乙二胺改性前后麦秸秆的红外光谱分析比较

对天然麦秸秆(NWS)、柠檬酸改性麦秸秆(CWS)、乙二胺改性麦秸秆(EWS)的红外光谱进行了比较分析.NWS的红外吸收光谱主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.NWS表面的羟基吸收峰出现在3405.16cm-1、2916.81cm-1处的吸收峰来自亚甲基中C—H的伸缩振动.1736.02cm-1和1602.21cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;苯环的骨架伸缩振动峰出现在1511.33cm-1;1425.47cm-1处的吸收峰是来自羧基的C—O伸缩振动,1376.19cm-1处为CH2的弯曲振动峰.与NWS的红外光谱图相比,CWS的主要变化为1738.13cm-1和1592.06cm-1处C=O吸收峰强度显著增加;EWS的主要变化为3405.16cm-1处的吸收峰蓝移至3417.43cm-1,且强度增加,1736.02cm-1处的吸收峰消失,CH2的C—H伸缩振动峰(2903.49cm-1)和弯曲振动峰(1382.91cm-1)强度显著增加,结果说明改性后分别引入了羧基和胺基.     

生态滤池出水悬浮物的元素分析和红外光谱分析

对生态滤池出水悬浮物的碳氢氮三元素和红外光谱进行了分析比较。元素分析结果表明,生态滤池出水悬浮物的无机成分比普通滤池稍高,用中颗粒惰性填料时复合床生态滤床的出水悬浮物无机物含量高。出水悬浮物的红外吸收光谱图主要由蛋白质的吸收带、碳水化合物的吸收带组成。1 655 cm-1处的吸收峰为酰胺Ⅰ带,是CO的伸缩振动,1 542 cm-1的吸收峰是酰胺Ⅱ带,是N—H的弯曲振动和C—N的伸缩振动,1 235 cm-1附近是酰胺Ⅲ带,是C—N的伸缩振动和N—H的弯曲振动引起的。单层普通滤池和单层生态滤池出水SS(suspend substance)红外光谱图差别很小;采用中颗粒填料的生态滤池,出水SS的红外光谱图中,1 042 cm-1处的吸收峰相对强度比粗颗粒填料的高,而2 924和2 852 cm-1的甲基伸缩振动峰和1 720～1 200 cm-1区域的相应吸收峰强度,比用粗颗粒填料的低。     

鼻咽癌患者指甲的红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱研究了20例正常人和3例鼻咽癌患者手指甲的红外光谱,结果表明：癌指甲样品与正常指甲样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异;它们的最大区别是：酰氨Ⅱ带峰形的变化,δ_s(CH₃)峰的消失,以及874.0 cm-1附近有无吸收峰。还着重研究了磷酸二酯基团的对称和反对称伸缩振动;以及C—O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构像变化角度等方面分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰呈现有规律的变化, 即癌样品由1 080.0位移到1 077.6 cm-1, 反对称伸缩振动由1 239.4位移到1 238.4 cm-1, 表明指甲核酸分子内磷酸二酯键骨架的结构发生了改变。另外, 膜脂分子中的CH₂弯曲振动 δ(CH₂)的波数也有些改变, 即癌样品由1 453.1位移到1 453.7 cm-1。而且,峰的强度也有所增强, 说明癌患者指甲的膜脂中亚甲基链的无序状态较正常人的大。     

胃炎和胃溃疡组织细胞的显微拉曼光谱研究

利用共焦显微拉曼光谱研究了胃炎组织和胃溃疡组织的粘膜细胞。结果表明,与胃炎组织细胞比较,溃疡组织细胞中胞嘧啶的振动峰781 cm-1相对较弱,而腺嘌呤和胸腺嘧啶793,823cm-1处的峰强有所增加; 对应于α螺旋结构蛋白质酰胺Ⅰ和酰胺Ⅲ带的1654和1230～1270cm-1的强度均相对减小,色氨酸特征峰1332cm-1和苯丙氨酸特征峰1003cm-1强度有所降低,同时与色氨酸残基微环境变化密切相关的1554频移到1556cm-1,且强度有所增加;脂类的特征谱线1073 cm-1向高波数频移到了1078cm-1, 对应于CH₂扭转振动的1303cm-1与来自于CH面内变形振动的1268cm-1强度比值减小。上述变化表明两种疾病组织细胞中的核酸,蛋白质和脂类在成分、结构和构型上都存在明显差异;研究发现利用C—H弯曲振动的谱线1449cm-1和蛋白质酰胺Ⅲ带的谱线1660cm-1的强度比值A₁₄₄₉/A₁₆₆₀区分两种疾病具有较好的准确性。     

航天诱变番茄花粉的红外光谱研究

应用傅里叶红外光谱(FTIR),测试分析了4种番茄花粉样品的一维红外谱和二阶导数谱。结果表明,番茄花粉富含蛋白质、氨基酸和碳水化合物类成分;航天诱变选育番茄花粉的图谱与普通系统选育花粉的图谱基本类似,但在个别峰位处发生了变异。2种航天诱变选育花粉产生的共同变异是CH₃和C—O振动峰增强;不同的是大小番茄航天诱变选育花粉分别在酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带处的吸收增加。     

九种蔷薇科植物叶片的傅里叶红外光谱与亲缘关系分析

以蔷薇科三个亚科九种植物的叶为材料,利用傅里叶变换红外光谱法对九种植物进行亲缘关系分析和品种鉴定。叶中主要含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂类、核酸等物质。糖类物质的峰主要在1 440～775 cm-1之间,1 440～1 337 cm-1为纤维素、木质素的振动峰,1 000～775 cm-1为核糖的伸缩振动。蛋白质的峰主要在1 620～1 235 cm-1之间,1 620 cm-1为蛋白质酰胺Ⅰ带的CO伸缩振动,1 523 cm-1为蛋白质酰胺Ⅱ带N—H和C—N吸收峰。脂类物质的峰主要出现在2 930～1 380 cm-1之间,2 922 cm-1为脂肪CH₂的伸缩振动,1 732 cm-1是脂肪酸CO的伸缩振动。核酸的标志峰出现在1 250～1 000 cm-1,1 068 cm-1是磷酸基团的对称伸缩振动,1 246 cm-1是磷酸基团的不对称伸缩振动。研究结果表明：FTIR光谱数据经平滑、标准化处理、二阶求导、主成分分析和系统聚类建立的聚类分析模型与传统分类结果相一致。杏、樱桃聚为一类(李亚科),翻白叶、月季、草莓聚为第二类(蔷薇亚科),火棘、苹果、枇杷、海棠聚为第三类(苹果亚科),亚科聚类正确率为100%,但属聚类的正确率仅为55.56%。利用该聚类模型进行物种鉴定正确率为100%。该项研究为植物的亲缘关系分析提供了新的思路与方法。     

航天育种甜椒、番茄品系种子的FTIR分析

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),分析研究了航天育种甜椒、番茄品系种子与大田生产常用的甜椒品种、系统法选育的番茄品系种子的特征和变异。初步探索了空间效应对甜椒、番茄种子变异的影响。红外吸收光谱表明,四个航天种子产生的共同变异是: 1 160～1 061 cm-1范围峰的吸收都比对照品系增大,表明空间诱变效应使C—O振动增强。特殊变异是：(1)太空甜椒的2 854 cm-1峰(ν_s)增强,表明CH₂的碳氢对称伸缩振动增强;(2)太空小番茄的1 162 cm-1(ν_s)增强显著,可能由碳水化合物的C—O的伸缩振动峰增强引起。可以初步认为,太空甜椒、番茄种子的共同变异受太空微重力的因素影响较大,而其特殊变异则可能主要与太空强辐射的因素相关。     

五氯苯酚在赤铁矿表面吸附的红外光谱研究

由静态实验得到了五氯苯酚在赤铁矿表面吸附的pH等温线,最大吸附量发生在pH值6.0处,赤铁矿等电点pH值8.5处的吸附量为最大吸附量的31%。通过FTIR分析了赤铁矿吸附前后的变化,研究了吸附时五氯苯酚、 赤铁矿存在形态和比例,结果表明: (1)α-Fe₂O₃ 565 cm-1处特征峰吸附前后未发生改变,吸附发生在赤铁矿表面。(2)pH 6.0时,α-Fe₂O₃表面OH与水形成的氢键产生的伸缩振动峰3 438 cm-1位移到了3 417 cm-1,1 643 cm-1表面的H—O—H+的弯曲振动峰由于络合反应发生明显的减弱,1 050～1 100 cm-1处的Fe—OH键峰位移到了950 cm-1且强度增加。五氯苯酚中的1 215 cm-1的C—O键伸缩振动峰位移到1 122 cm-1,两者之间作用以静电吸附为主。(3)pH 8.5时,α-Fe₂O₃表面OH与水形成的氢键产生的伸缩振动峰3 438 cm-1位移到了3 428 cm-1,1 643 cm-1处弯曲振动峰由于氢键反应发生明显的减弱,1 050～1 100 cm-1处的H—O—H+的弯曲振动峰位移到了947 cm-1且强度明显增加,两者之间主要是氢键作用。     

梧桐树叶吸附铜离子前后红外光谱分析比较

本文对吸附Cu2 前后梧桐树叶的红外光谱进行了分析比较.梧桐树叶的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.1735cm-1和1615cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;1515cm-1的吸收峰是苯环的骨架振动峰,1243cm-1处是苯羟基中C-O的伸缩振动峰.1447cm-1处的吸收峰为CH3和CH2的不对称弯曲振动峰,1370cm-1处是甲基的弯曲振动峰.吸附Cu2 后,羧基的羰基峰(1735cm-1附近)向低波数移动1-2cm-1,酮羰基峰(1616cm-1附近)向高波数移动2-8cm-1;天然树叶1242cm-1处的吸收峰红移至1238cm-1处.红外光谱比较分析的结果表明吸附Cu2 后树叶的结构仍保持完整.     

光谱法研究酵母菌对铜离子的吸附机理

采用AAS,FTIR,SEM/EDS等方法研究了啤酒酵母对铜离子的吸附作用。 酵母菌经丙酮和NaOH处理后对Cu2+的吸附量明显增加,而将羧基酯化和将氨基甲基化使得酵母菌对Cu2+的吸附能力显著降低。化学修饰与酵母菌对Cu2+吸附的吸附结果表明,细胞壁上的羧基、氨基在酵母菌吸附铜时起着重要的作用。 红外光谱表明,酵母菌表面有结合金属的官能团,如羟基、羧基、氨基等,吸附Cu2+后,3 392 cm-1处的吸收峰紫移至3 404,1 405 cm-1处的峰红移到1 383 cm-1,细胞的主要成分和结构保持完整。 SEM/EDS分析表明,吸附后酵母菌表面变化不大,酵母菌仅结合少量Cu2+。     

食管癌患者指甲的红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱对正常人,食管癌患者,食管癌术后5个月者的指甲进行了研究。发现他们指甲的红外光谱在频率,强度,峰形等方面均有差异。主要表现在:食管癌患者νs(PO2-)和νas(PO2-)的振动峰均向高波数偏移,术后者回落;癌患者蛋白质C—O基团峰强度增强,术后者峰强度有所减弱,但仍比正常人强;癌患者角蛋白脂质CH2和CH3伸缩振动峰波数有所下降。术后者介于癌患者与正常人之间;食管癌患者角蛋白脂质CH2和CH3弯曲振动峰稍向高波数偏移,术后者恢复至正常人水平;癌患者酰氨Ⅰ带和Ⅱ带都向低波数偏移,术后者介于两者之间。这些差异是应用红外光谱诊断食管癌的基础,表明FTIR光谱在食管癌的早期诊断和快速诊断方面有着十分美好的前景。     

干废弃啤酒酵母菌对铅离子的吸附及FTIR分析

以啤酒厂废弃啤酒酵母菌为原料,利用原子吸收光谱(AAS)、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段,研究其对Pb2+的生物吸附规律,并对吸附机理进行了探讨。结果发现实验条件下,啤酒酵母菌对Pb2+的吸附是一个快速过程,实验进行30 min时酵母菌的吸附量为47.6 mg·g-1,吸附效率已达到91.6％,90 min时基本达到吸附平衡,此时酵母菌实验吸附量为48.8 mg·g-1,吸附效率接近94.0％以上。SEM分析发现吸附Pb2+后部分酵母菌出现细胞壁破裂和脱离现象,且认为胞内的溶出物质为酵母菌对Pb2+后期吸附有一定贡献。EDS分析进一步证明Pb2+被吸附到酵母菌细胞上。FTIR分析发现,不同pH和吸附时间红外光谱图均有所差异,特别是羟基、羧基及酰胺的氨基等基团变化显著,认为细胞上的多糖、蛋白质酰胺更多地参与了对Pb2+的化学吸附过程。利用啤酒厂废弃啤酒酵母菌菌体为原料处理工业污水中的Pb2+是一种价格低廉,吸附效果理想的有效途径。     

胃癌组织与正常组织样品FTIR研究

用傅里叶变换红外光谱仪研究胃癌组织及相应正常组织的红外光谱。结果表明癌组织样品与正常组织样品的红外光谱在峰形、峰强度、峰频率等方面均存在明显差异。讨论了磷酸二酯基团（PO2^-）的对称和反对称伸缩振动;CH3、CH2基团的伸缩及弯曲振动;C－O基团伸缩振动峰的变化。并从蛋白质、核酸氢键的角度以及膜脂碳氢链排列及构象变化角度分析了发生变化的原因。磷酸二酯基团（PO2^-）的对称伸缩振动vs,PO2^-呈现有规律性变化,即癌化后由平均1080．92cm^-1向高波数方向位移到平均1085．93cm^-1处,反对称伸缩振动vas,PO2^-由平均位于1239．64cm^-1位移到平均位于1238．73cm^-1处,表面核酸骨架上磷酸二酯基团中的氧原子形成氢键的程度加强了。另外膜脂分子中的CH2弯曲振动δCH2也呈有规律地向高波数方向移动,癌化后由平均位于1455．23cm^-1位移到1457．37cm^-1处,表面了膜脂双分子层结构中磷脂分子CH2链无序程度加大了。细胞蛋白的C－O伸缩振动谱带VC-0由平均位于1166．08cm^-1位移到平均位于1166．58cm^-1,表明癌化后细胞蛋白的C－O基团氢键的程度下降的。     

草酸在铅电极上电催化还原过程的in situ FTIRS研究

采用电化学原位傅里叶变换红外反射光谱(electrochemical in situ fourier transform infrared reflection spectroscopy,in situ FTIRS)研究了草酸在铅电极上电催化还原过程。 多步电位阶跃FTIRS(MSFTIRS)和时间分辨FTIRS(TRFTIRS)的结果表明：当研究电位为-0.70 V(vs. SCE)时,即可明显检测到乙醛酸生成;研究电位为-0.85 V时,电极表面累积生成乙醛酸的量达到最大值。 随着电位的负移,生成的乙醛酸的量减少。 同时在-0.95 V时即可明显检测到乙醛酸进一步被还原,生成的乙醇酸在1 093 cm-1 附近为—CH₂OH的CO伸缩振动吸收。 当研究电位为-1.50 V时,电极表面的乙醛酸几乎都被还原成乙醇酸。 另外,随着电位的负移,并没有检测到其他新物种的出现,表明乙醇酸在电极表面不会进一步发生还原反应。 研究电位为-0.75 V的原位时间分辨红外反射光谱显示反应产物乙醛酸在1 750 cm-1 左右CO的伸缩振动吸收谱峰的左右积分强度随时间线性增加;而研究电位在-1.60 V原位时间分辨红外反射光谱还观察到乙醇酸在1 093 cm-1附近—CH₂OH的C—O伸缩振动吸收。 电化学原位红外反射光谱技术有利于对反应中各物种官能团振动吸收的检测,为草酸电催化还原反应机理提供直接实验依据。     

蜡样芽孢杆菌的二阶导数红外光谱研究

采用傅里叶变换红外光谱非破坏性地分析了蜡样芽孢杆菌,在获得完整全细胞组分的红外光谱信息基础上,进行了二阶导数光谱转换。结果表明,根据二阶导数光谱特征吸收峰可区分蜡样芽孢杆菌细胞的荚膜、芽孢、贮能物质等特殊结果物质。以1 654 cm-1附近的α-螺旋结构的蛋白酰胺带吸收峰与在1 601和1 403 cm-1附近显示的强羧基伸缩振动吸收峰可探测到细胞荚膜结构;根据1 617,1 372和1 569 cm-1附近的吡啶二羧酸(DPA)的吸收峰可认定细胞内芽孢的存在;此外,可在二阶导数红外谱图中同时找到多聚β-羟基丁酸(PHB)细胞粒、荚膜、芽孢的吸收峰。由二阶导数红外光谱可分辨重叠光谱来探测细胞多种结构物质,为从分子生物学与细胞生物学角度,为研究蜡样芽孢杆菌提供参考信息。