新型Ca2+探针用于5-HT诱导细胞钙动员的机制

采用激光共聚焦技术分别进行了新型Ca²⁺荧光试剂STDIn与Fluo-3对胃底平滑肌细胞的标记及其对胞内游离Ca²⁺浓度变化的响应等特性的研究. 结果表明, 与Fluo-3不同, 新型Ca²⁺荧光试剂STDIn对胞浆Ca²⁺具有靶向性, 是一种真正的胞浆Ca²⁺荧光探针, 对5-羟色胺(5-HT)诱导的胞内游离Ca²⁺浓度变化的响应更灵敏迅速. 应用STDIn对5-HT诱导胃底平滑肌细胞内游离Ca²⁺动员的机制研究发现, L型钙通道拮抗剂Mn9202对5-HT升高[Ca²⁺ ]_i有明显的抑制作用; 使用蛋白激酶(protein kinase C, PKC)抑制剂D-Sphingosine孵育后, 再加入5-HT胞内荧光强度明显升高, 而以磷脂酶(phospholipase C, PLC)抑制剂Compound48/80孵育后, 5-HT则不再引起荧光强度的变化. 表明5-HT通过促进外钙内流和内钙释放使[Ca²⁺ ]_i升高; 在胃底平滑肌5-HT升高[Ca²⁺]_i是通过5-HT₂受体介导的IP₃/Ca²⁺和DG/PKC双信使途径; 5-HT通过L型钙通道促进外钙内流; Mn9202亦能通过拮抗5-HT受体而起到抑制5-HT促胞内钙释放的作用.     

淋巴细胞膜上Na+/Ca2+交换操纵的Eu3+内流的荧光法研究

利用Fura-2荧光浓度指示剂法、通过检测360nm激发荧光强度的变化,研究了Eu³⁺能否利用人外周血淋巴细胞膜上的Na⁺/Ca²⁺交换进入细胞。结果表明:用ouabain预处理细胞无Na⁺介质中测试,当加入Eu³⁺时,360nm荧光强度发生猝灭,且随着胞外加入的Eu³⁺浓度的增大而猝灭增强。表明在实验条件下Eu³⁺可以进入细胞。电压依赖性Ca     

镧对保卫细胞质膜内向钾通道的作用研究

用膜片钳全细胞记录方式研究了La³⁺对蚕豆气孔保卫细胞质膜内向钾通道(K⁺_in)电流的影响. 结果表明, 在细胞外液和细胞内液中的La³⁺对K⁺_in电流都产生抑制作用, 说明在保卫细胞质膜K⁺_in通道的细胞膜外侧和内侧存在La³⁺的结合位点; 在细胞外La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(2.56±0.25) mmol/L, 在细胞内La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(1.18±0.11)×10^−15 mol/L, 可见La³⁺在细胞内比细胞外对K⁺_in电流产生更强的抑制作用, 也说明在蚕豆保卫细胞质膜K⁺_in通道, 细胞膜内侧比外侧存在更强的La³⁺结合位点. 离子通道的活性变化与植物叶片上的气孔运动和植物水分状况密切相关, 这提示稀土对于调节植物的水分散失, 增强植物耐旱性可能具有潜在的应用价值.     

Fura-2探针对希土Y3+跨PC12细胞膜行为研究

使用AR-MIC-CM阳离子测定系统,发展Fura-2荧光测定技术,将其应用于测定细胞内游离希土离子Y³⁺,并以此研究了Y³⁺跨PC12细胞(大鼠嗜铬细胞瘤细胞)膜的行为。结果表明：在模拟细胞内各离子组分,pH=7.05的溶液中,测得表观解离常数为4.5p mol·L^-1。对于PC12细胞,静息条件下Y³⁺不能跨越细胞膜进入胞内。与钙离子通道相关的KCl和去甲肾上腺素均不能刺激希土Y³⁺过膜。用Ouabain(哇巴因)使胞内Na⁺超载后,Y³⁺可过膜进入细胞内,且过膜量与胞外Y³⁺浓度和胞内Na⁺超载程度有一定的浓度依赖关系,提示Y³⁺可以经由Na⁺/Y³⁺交换机制过膜而进入细胞内。     

Ce3+对菠菜D1/D2/Cytb559复合物影响的光谱学研究

从Ce³⁺处理过的菠菜PSⅡ颗粒中纯化出了D1/D2/Cytb559复合物并研究了Ce³⁺对其光谱学性质的影响. 结果表明Ce³⁺处理过的菠菜生长发育改善, PSⅡ颗粒电子传递效率明显加快, D1/D2/Cytb559复合物UV-Vis 谱在Soret区和Q区分别蓝移3和2 nm; 荧光发射峰蓝移5 nm; EXAFS谱表明Ce³⁺已结合到D1/D2/Cytb559复合物上. 推测Ce³⁺已同时参与叶绿素卟啉环中N的配位和多肽氨基酸羧基氧的配位, Ce—N键长为0.253 nm, Ce—O键长为0.32 nm. CD谱表明Ce³⁺结合后其复合物二级结构未发生明显变化. 认为Ce³⁺加强了D1/D2/Cytb559复合物P680⁺原初电子供体的功能, 但对反应中心复合物的构象影响不大.     

LnBaB9O16︰Pr3+(Ln=La,Y)中Pr3+的双光子发射

在216nm紫外光激发下, LnBaB₉O₁₆︰Pr³⁺中的Pr³⁺离子可以发生双光子发射;稀土离子在LnBaB₉O₁₆中处于非中心对称格位,Pr³⁺离子的4f5d能态高于¹S₀能级,可以发生从¹S₀能级到中间能态及基态的双光子跃迁发射;LaBaB₉O₁₆中与稀土离子近邻的硼酸根离子为BO₄,相应的B—O振动频率较低,³S₀与¹D₂之间的无辐射跃迁几率比较小,可以出现从³S₀能级的发射.在YBaB₉O₁₆中,Pr³⁺的4f5d能态低于¹S₀能级,不能发生双光子发射.     

5-羟色胺诱导胃底平滑肌细胞钙火花

以自行合成的胞浆特异性Ca²⁺荧光探针STDIn-AM标记胃底平滑肌细胞, 采用激光共聚焦线扫描技术, 首次研究了5-羟色胺诱导胃底平滑肌细胞内钙释放的最基本单位钙火花现象, 探讨了其作用机制. 表明5-HT与存在于胃底平滑肌质膜上的5-HT₂受体结合而使之激活, 激活后的5-HT₂受体通过Gq/Ⅱ蛋白介导的IP₃/Ca²⁺和DG/PKC双信使途径调节钙池内钙释放, 内钙释放导致钙池耗竭随即又会促发胞外Ca²⁺内流；同时, 激活的5-HTM₂受体又直接引起细胞膜去极化, 从而激动L型钙通道促发外钙内流. 这两种因素促发的胞外Ca²⁺内流, 随即激活质膜附近SR上的ryanodine受体开启单个或多个RyR受体Ca²⁺通道, 从而引起局部内钙释放, 形成钙火花.     

[Si,N,C,O]2+异构体结构、相对稳定性与解离

在UB3LYP/6-311G(d)和UCCSD(T)/6-311 + G(2df)(单点)水平下得到了[Si, N, C,O]²⁺体系的15种异构体, 对它们的结构进行了分析, 并给出了能量较低的离子碎片方式. 计算结果表明线型异构体SiNCO²⁺ (²Π )是[Si,N,C,O]²⁺体系中热力学最稳定的物种, 其次是线型的SiOCN²⁺(²Π ), SiCNO²⁺(²Π )和含NCO三元环的异构体SiC(NO)(²A″ ). 几个动力学相对较稳定的异构体的稳定性顺序为SiNCO²⁺> SiCNO²⁺(²Π )> SiOCN²⁺> SiC(NO)²⁺ >OSiNC²⁺(²Π ). 对异构化过程及离子碎片方式的分析结果说明线型异构体SiNCO²⁺是相关质谱实验中的主要物种, 而且是亚稳态的, 在质谱条件下可以解离成离子碎片.     

Co2+OH2/Co3+OH2 电子转移反应性的理论研究

提出了研究Co²⁺OH₂/Co³⁺OH₂反应体系电子转移反应性的接触距离依赖关系的分析方案和ab initio计算的应用方法,并讨论验证了此方案及其相应模型的可行性,分析了有关动力学量的接触距离依赖关系.详细的结果表明,用精确PES法得出的活化能与用非谐振子势得出的活化能吻合较好,它们明显优于谐势模型.对分布函数随接触距离从1.20~0.35nm改变而从10^-2变到10^-5.偶合矩阵元随接触距离的增加呈指数性降低.有效电子偶合要求接触距离＜0.75nm.在0.50~0.75 nm范围内,相应的电子发射系数值在1.0~10^-6之间.电子因子使得定域ET速率也指数性的随接触距离的增加而降低,而对分布函数对总电子转移速率的贡献与电子因子的贡献则相反.球平均ET速率随接触距离的变化呈抛物线变化,并在接触距离为0.5 nm时有最大值.此最大值与总观测ET速率非常接近.对于此偶合体系,气态时ET速率是10⁶L·mol^-1·s^-1.进一步来说,实验上难于确定此类水合体系尤其是未饱和中间组分的电子结构和PES,ab initio算法在讨论其ET反应性方面能起到一个有效的辅助作用.     

SrMoO4:Sm3+,Na+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm³⁺为激活剂,Na⁺为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明：制备的SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于⁵G_5/2→⁶H_J（J=5/2,7/2,9/2,11/2）的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm³⁺的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺荧光粉形貌的影响,研究结果表明：乙二醇加入量为5 mL时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。     

ZnAl2O4∶Mn4+材料的制备及发光性能

以共沉淀法与煅烧法联用,成功制备了一系列ZnAl₂O₄∶xMn⁴⁺样品。通过扫描电镜和X射线粉末衍射测试研究了样品的形貌和物相特征,结果表明尖晶石结构的ZnAl₂O₄中[AlO₆]的八面体位可以有效被Mn⁴⁺替代。通过荧光激发和发射光谱研究了样品的发光性能,发现Mn⁴⁺在ZnAl₂O₄体系中掺杂可以显示出明亮的红色发光(发射峰值位于680 nm处)。比较不同Mn⁴⁺浓度(Mn与Al的物质的量之比)掺杂样品的发光强度时发现,Mn⁴⁺最佳掺杂浓度为0.06%。通过德克斯特公式分析了发光强度与浓度关系,探究浓度猝灭机制,结果表明最邻近离子之间能量传递造成Mn⁴⁺浓度猝灭的发生。为了提高Mn⁴⁺的发光强度,选择了7种金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺和Ga³⁺)与Mn⁴⁺共掺杂进入ZnAl₂O₄基质中,其中效果较突出的为Li⁺和Ga³⁺,其共掺杂使Mn⁴⁺发光强度分别增强0.6倍和1倍。     

ZnAl2O4∶Mn4+材料的制备及发光性能

以共沉淀法与煅烧法联用,成功制备了一系列ZnAl₂O₄∶xMn⁴⁺样品。通过扫描电镜和X射线粉末衍射测试研究了样品的形貌和物相特征,结果表明尖晶石结构的ZnAl₂O₄中[AlO₆]的八面体位可以有效被Mn⁴⁺替代。通过荧光激发和发射光谱研究了样品的发光性能,发现Mn⁴⁺在ZnAl₂O₄体系中掺杂可以显示出明亮的红色发光(发射峰值位于680 nm处)。比较不同Mn⁴⁺浓度(Mn与Al的物质的量之比)掺杂样品的发光强度时发现,Mn⁴⁺最佳掺杂浓度为0.06%。通过德克斯特公式分析了发光强度与浓度关系,探究浓度猝灭机制,结果表明最邻近离子之间能量传递造成Mn⁴⁺浓度猝灭的发生。为了提高Mn⁴⁺的发光强度,选择了7种金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺和Ga³⁺)与Mn⁴⁺共掺杂进入ZnAl₂O₄基质中,其中效果较突出的为Li⁺和Ga³⁺,其共掺杂使Mn⁴⁺发光强度分别增强0.6倍和1倍。     

Na和Cl对CDI活化的酸性及碱性氨基酸聚合反应的高效促进效应

含有Na⁺（K⁺）及Cl^-等无机离子的水溶液是所有生化反应的反应体系，因而也是地球上最重要的反应体系。目前科学界对这一体系中上述离子与离子之间、离子与水分子之间、离子与生物分子之间的弱相互作用的了解还非常有限，很多离子特异性现象的机理至今仍不清楚。结合我们近期发现在水溶液中Na⁺（K⁺）及Cl^-等简单离子对带相反电荷氨基酸成肽的高效促进效应，本文希望强调水溶液体系中Na⁺（K⁺）及Cl^-等简单离子与多肽及蛋白之间的弱静电相互作用对蛋白及多肽结构及功能的重要性。本文还讨论了水溶液中的这些弱静电相互作用在生命起源及生命现象中的意义。     

La3+, Ce3+处理诱导菠菜Rubisco与Rubisco活化酶复合体的形成

用LaCl₃, CeCl₃处理菠菜后证实La³⁺, Ce³⁺处理可诱导菠菜体内形成Rubisco和Rubisco活化酶的复合体. 从LaCl₃, CeCl₃处理的菠菜体内纯化得到的蛋白其SDS-PAGE电泳分析证明除具有Rubisco的大小亚基(55, 14.4 kd)之外, 在邻近大亚基处还具有Rubisco活化酶的45和41 kd的两个大亚基; 非变性PAGE电泳分析证明除具有Rubisco的一条带(560 kd)以外, 在距Rubisco大约2倍距离处还有一条分子量在1100 kd左右的带, 推测为Rubisco和Rubisco活化酶的复合体. La³⁺, Ce³⁺处理的酶活性分别是对照纯Rubisco的1.8和2.8倍, 吸收光谱和荧光发射光谱强度也明显高于对照的纯Rubisco, 总巯基数均比对照纯Rubisco每摩尔多36~39个, 表面巯基数分别多14~25个, CD光谱计算表明La³⁺, Ce³⁺处理的酶二级结构与对照的有较大差异. 体内酶活性测定表明La³⁺, Ce³⁺处理的为对照的1.5和1.9倍.     

固溶体结构对Ca2-xSrxZn4Ti15O36∶Pr3+发光性质的影响

Ca_2-xSr_xZn₄Ti₁₅O₃₆∶Pr red long decay phosphor was synthesized by high temperature solid state reaction. Photoluminescence property and crystalline and unit cell parameters of the orthorhombic were investigated by fluorescence spectrophotometer and by powder X-ray diffraction, respectively. The emission intensity at 618 nm changes sharply when the concentration of Sr²⁺ (x) is less than 0.1 and the emission intensity reaches the maximum when x is equal to 0.007. There is an obviously broad excitation band at 270 nm when x is equal to 0.003 and it disappears gradually when x is over 0.01. The unit cell a parameter of Ca_2-xSr_xZn₄Ti₁₅O₃₆∶Pr decreases while c parameter increases with the increases of the concentration of the doped Sr²⁺. When x is over 0.1 the value of the unit cell parameters a and c become stable. TL peaks of Ca₂Zn₄Ti₁₅O₃₆∶Pr, Ca_1.993Sr_0.007Zn₄Ti₁₅O₃₆∶0.002Pr³⁺, 0.002Na⁺, are located at 62 ℃, 88 ℃, respectively, which indicates that there are deeper traps in Ca_1.993Sr_0.007Zn₄Ti₁₅O₃₆∶0.002Pr³⁺, 0.002Na⁺.     

La7O6(BO3)(PO4)2:Eu3+/Tb3+荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Eu³⁺材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为⁵D₀→⁷F₂特征能级跃迁,Eu³⁺的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为（0.610 2,0.382 3）;La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Tb³⁺材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,Tb³⁺离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为（0.317 7,0.535 2）。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂荧光材料均具有良好的热稳定性。     

掺杂和取代对红色荧光材料SrAl12O19:Mn4+发光性能的影响

SrAl₁₂O₁₉:Mn⁴⁺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Mg²⁺、Zn²⁺和Ge⁴⁺离子的掺杂效应以及Ge³⁺、Ca²⁺和Ba²⁺离子的取代效应SrAl₁₂O₁₉:Mn⁴⁺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1 250~ 1 500℃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Mg²⁺或Zn²⁺掺杂的样品相比,Mg²⁺或Zn²⁺离子对Al³⁺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Mn⁴⁺离子进入晶格,其过程可以表示为:MO+MnO₂=M_Al''+Mn_Al^·+3O_O^×(M=Mg,Zn),电子顺磁共振谱支持这一结果。Ge⁴⁺离子的掺杂使材料的发光性能明显下降。Ge³⁺离子可以取代Al³⁺离子形成全范围的固溶体,其中少量Ge³⁺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。Ca²⁺和Ba²⁺对Sr²⁺的取代仅形成有限范围的固溶体。Ca²⁺的取代使材料的发光性能提高;而 Ba²⁺的取代使材料的发光强度下降。     

核/壳型Fe3O4/Au超顺磁性微粒的制备及机理

在超顺磁性Fe₃O₄微粒存在下,以羟胺还原Au³⁺制备了具有核/壳结构的Fe₃O₄/Au复合微粒,探讨了Fe₃O₄/Au复合微粒的形成机理.结果表明:在还原剂过量的情况下,Fe₃O₄/Au复合微粒的形成过程可分为开始的表面反应控制过程和后续的扩散控制过程,而且这2个过程所持续的时间因反应体系中加入Fe₃O₄微粒的量或Au³⁺初始浓度的不同而不同.这为合成这种新型超顺磁性微粒提供了理论依据.X射线电子能谱研究表明,随金包覆程度的增加,微球表面金的特征能谱峰逐渐增强,相应铁的特征能谱峰逐渐减弱以至消失.激光粒度仪测定复合微粒的平均粒径约为180nm.     

Ca2+-Mg2+-Zn2+体系在水溶性聚磷酸铵溶液中螯合规律的研究

近年来,水溶性聚磷酸铵在液体肥料和复合肥料的领域受到了广泛的关注,并在发达国家中得到了大面积的推广及应用。在pH值为5.5~8.0、温度为278.15 K~323.15 K的条件下,本文采用滴定法研究Ca_²⁺-Mg_²⁺-Zn_²⁺体系在聚磷酸铵溶液中的螯合规律。实验结果表明：相同质量分数的聚磷酸铵溶液对金属离子的螯合量会随着体系中Ca_²⁺、Mg_²⁺、Zn_²⁺的摩尔浓度的变化而变化;随着温度的升高而逐渐降低;随着pH的增加而逐渐增加;随着聚合度的升高而逐渐增加。采用傅里叶红外光谱对聚磷酸铵和A₁B₃C₃体系的螯合物进行表征。     

MRCI及其近似方法下C2分子X1Σ+g, B1Δg和 B′1Σ+g态的势能曲线

运用MRCI及其近似方法计算得到C₂分子X¹Σ⁺_g, B¹Δ_g和B′¹Σ⁺_g 3个电子态的势能曲线, 并以FCI方法为基准, 考察比较各种方法的优缺点. MRCI计算与FCI计算几乎不存在差别, 在FCI计算不现实的情况下, MRCI计算足以作为基准考验其他计算方法. 多种近似方法均能达到化学精度, 并提出一个有效的选择参考组态的方法, 提高MRCI计算效率的同时, 保证计算的精确性.