气相色谱-质谱测定塑胶中多溴联苯和多溴联苯醚

建立了气相色谱一质谱测定塑胶产品中多澳联苯醚及多溴联苯的方法.针对PBDEs、PBBs相对分子质量大、沸点高、难溶解及基质复杂等特点.解决了塑胶原料样品粉碎、提取等技术.建立了标准质谱图库.采用质谱特征离子、谱库检索方式进行定性、定量分析,PBBs测定RSD小于2.2%,回收率在98%一102%之间,PBDEs测定RSD小于4.1%,回收率在99%一104%之间.适用于塑胶原料产品零件中PBBs和PBDES的测定.     

基于溴取代基的多溴联苯醚同系物红外光谱特征振动辨识研究

借助密度泛函理论采用B3LYP/6-31G(d)方法对209种多溴联苯醚(PBDEs)同系物进行了结构优化和频率计算,利用已知的PBDEs结构和频率参数值对计算结果进行验证,平均模拟系数为0.989。 在此基础上,选取苯环上只有H原子或Br取代基且红外光谱各振动形式间干扰较少的二苯醚和BDE-209为代表,分别对PBDEs的苯环振动和C—Br振动进行归属。研究发现苯环三角呼吸振动具有普遍性、 强振动性和可区分性,而红外光谱中C—Br振动常与其他振动形式相耦合不易区分,故选取苯环三角呼吸振动作为PBDEs同系物的特征振动,以分析其振动频率与溴取代基之间的规律。 研究结果表明：邻对位取代基可显著提高苯环三角呼吸振动频率,间位取代基作用相反;低溴代物中邻位取代基越多特征振动频率越高,而高溴代物中同时存在邻对位取代基的同系物频率较高;取代类型相同时,位于同一苯环取代基数越多的同系物振动频率较高。 利用SVM回归模型对溴取代基与苯环三角呼吸振动频率间变化规律进行模拟,所建模型的模拟效率系数为0.956,说明所建分析方法可为红外光谱检测和辨别PBDEs同系物提供一定的理论基础。     

高效液相色谱法测定沉积物中的多溴联苯醚

以二氯甲烷/正己烷为提取溶剂,采用Hypersil ODS柱（150×4.6mm,5μm）,流动相为乙腈/水（90∶10）,流速为1mL/min,检测波长为226nm,高效液相色谱法测定沉积物中多溴联苯醚.该方法平均回收率为98.87%,RSD小于2%,能够满足分析需求。     

基于红外光谱分区的多溴联苯醚辨识及生物毒性特征光谱信息提取研究

选取环境中含量最多的9种多溴联苯醚(PBDEs)及已知具有高/中等生物毒性的14种PBDEs作为目标辨识物,首先基于振动归属将上述PBDEs红外光谱分为6个谱区,利用相似度分析评价各谱区对23种同系物的辨识能力并筛选易于辨识的红外谱区,其次根据各谱区特征建立辨识方法并进行方法评价,最终通过主成分分析及判别分析法在所研究谱区提取影响高/中等生物毒性PBDEs的红外特征信息并建立生物毒性判别模型。研究结果表明,位于961～1 153 cm-1的三角呼吸振动谱区和1 153～1 346 cm-1的C—O伸缩振动谱区对所选PBDEs间光谱相似度最小,可利用三角呼吸振动谱区内吸收峰的数量分布特征(辨识最小频差为3.19 cm-1,但不易与多氯联苯醚等结构相似物质间的区分)及C—O伸缩振动谱区的主峰分布及波形特征(辨识最小频差为0.74 cm-1,与多氯联苯醚等结构相似物质间辨识涉及最小频差为0.67 cm-1)实现对23种PBDEs间的辨识(红外光谱常用最小分辨率为0.5 cm-1);基于判别分析法所构建的高/中等生物毒性PBDEs判别模型的判别正确度为100%/88.9%,表明所提取的红外光谱信息可实现对PBDEs生物毒性的准确分类。     

荧光光谱法研究β-紫罗兰酮与溶菌酶的相互作用

应用溶菌酶内源荧光光谱研究了芳香族化合物β-紫罗兰酮与卵清溶菌酶蛋白之间的结合反应,测定了两者之间的结合常数kA为1.44×103L·mol-1,结合位点数n为0.85.根据Foerster非辐射能量转移理论,确定了能量给体与受体之间的结合距离为2.27nm,符合非辐射能量转移条件.通过同步荧光光谱和三维荧光光谱,进一步研究了β-紫罗兰酮对溶菌酶蛋白构象的影响,结果显示β-紫罗兰酮的加入引起溶菌酶蛋白构象的变化,溶菌酶内部色氨酸残基所处环境的疏水性降低.     

光谱法和分子对接技术研究氟罗沙星与溶菌酶的相互作用

在模拟人体生理条件下,应用光谱法和分子对接技术对氟罗沙星(FIE)与溶菌酶(LYSO)的相互作用进行了研究。结果表明,FIE与LYSO的猝灭方式是静态猝灭,且在298和310 K温度下的猝灭常数K_a分别为4.10×104和0.74×104 L·mol-1。根据热力学参数的计算结果可知,FIE与LYSO的结合作用力主要是氢键和范德华力,结合距离(r=3.16 nm, ＜8 nm)表明从LYSO到FIE发生了非辐射能量转移。希尔系数的计算结果表明,在不同温度下的n_H＜1,LYSO和FIE的相互作用属于负协同作用。圆二色谱结果表明,LYSO和FIE的结合使LYSO的α-螺旋的含量由21.1% 减少到 8.8%。紫外光谱、三维荧光光谱、同步荧光光谱结果表明,LYSO和FIE的相互作用改变了LYSO的构象和微环境。分子对接进一步显示FIE通过氢键、极性键、疏水作用力等与LYSO活性部位的ASP-52,TRP-62,TRP-63等氨基酸残基相互作用。溶菌酶的活性实验表明,由于以上实验结果说明FIE引起了LYSO的构象改变,LYSO的活性随着FIE浓度的增大而降低,抑制了LYSO的活性。该研究结果为阐明FIE在机体内与LYSO的结合机理提供了可靠的实验数据和结果,为FIE对溶菌酶的的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。     

HIV-1蛋白酶与抑制剂BEG相互作用的分子对接计算研究

本文使用分子对接方法和MM/PBSA方法计算抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合自由能,结果表明范德华相互作用主宰了BEG与HIV-1蛋白酶的结合,同时计算还证明分子对接采用的分子力场相比于Amber力场更适合于BEG-HIV蛋白酶系统。这篇论文还采用基于残基的自由能分解方法计算了抑制剂-残基相互作用,结果表明残基Leu23、Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Asp25′、Gly27′、Ala28′、Gly49′、Ile50′和Ile84′与BEG产生了较强的相互作用,同时也证明CH-π和CH-O相互作用驱动了抑制剂BEG与HIV-1蛋白酶的结合。我们期望这个研究能为艾滋病治疗药物的合理化设计提供理论上的指导和实验上的参考。     

药根碱与溶菌酶相互作用的光谱研究

利用荧光光谱和红外光谱研究了药根碱与溶菌酶的结合反应。通过Stern-Volmer's方程分别计算了不同温度下反应的结合常数。FTIR光谱结果表明:药根碱与溶菌酶键合改变了溶菌酶原有的构象,使溶菌酶的α-螺旋和β-折叠的含量发生变化。根据Foerster非辐射能量转移理论,计算出药根碱与溶菌酶之间的结合距离为5.39nm。     

二溴羟基卟啉与核酸相互作用的光谱行为研究

研究了meso-4(3,5-二溴-4-羟基苯基)卟啉(T(DBHP)P)与小牛胸腺DNA (ct DNA)相互作用的光谱行为,探讨了以T(DBHP)P作为光谱探针测定核酸的最佳条件及作用机理。在 pH 4.92 HAc-NaAc缓冲液中,T(DBHP)P在最大吸收波长425 nm处的吸收峰强度显著下降,且下降程度与ct DNA含量呈线性关系,ct DNA含量在0.20～1.80 μg·mL-1范围内符合比尔定律,检出限为0.024 μg·mL-1。实验中发现Tween-80微乳液的加入能显著增加体系的灵敏度。同时,用摩尔比法测定了DNA与卟啉的结合数为21,并初步探讨了反应机理。     

与金精三羧酸抑制剂的相互作用

用分子对接方法(Docking)研究了HIV-1整合酶与其抑制剂金精三羧酸的结合过程．为弄清金属离子在结合中所起的作用，选择含有一个Mg+2或不含Mg+2的两种不同的整合酶受体分别与金精三羧酸对接．结果表明，Mg+2对稳定配体与受体的结合起了重要作用．金精三羧酸配体与含有一个金属Mg+2的整合酶受体对接，最优结合自由能为-45．19kJ／mol.当Mg+2失去后，整合酶的活性中心构象将发生变化，使金精三羧酸抑制剂与整合酶的结合自由能(-24．35kJ／mol)明显增加．预测了未知的HIV-1整合酶与其抑制剂金精三羧酸的复合物结构，并可对基于结构的抗HIV-1整合酶的药物设计提供重要信息．     

密度泛函理论研究对位卤代二苯醚的结构、电荷分布及光谱

利用密度泛函理论,对三种对位卤代二苯醚及二苯醚的分子结构、电荷分布及光谱振动进行定量化研究。选取B3LYP/6-31G(d)方法优化对位卤代二苯醚的分子结构,计算所获最优结构的红外及拉曼光谱振动频率,归属对位卤代二苯醚的光谱振动;借助核磁共振和密立根电荷分布计算,并结合二苯醚电荷分布分析引入不同对位卤素取代基对二苯醚各原子电荷分布的影响,从电荷分布角度研究对位卤素取代基对对位卤代二苯醚特征振动频率影响的变化规律和振动机理。结果表明：在对位卤代二苯醚最优结构下,对位卤代二苯醚取代基电负性越小,原子半径越大,C—X键长越大,越易被自然环境降解;对位卤素取代基的引入对二苯醚电荷分布影响较大,取代基电负性越大,醚键对位碳原子的电子云密度下降越多,间位碳原子的电荷分布变化受到卤素取代基与醚键氧原子的综合电子效应的影响,对邻位碳原子电荷分布影响不大;原子间电荷密度差对成键稳定性及特征振动频率影响较大,对位卤素取代基电负性越大,特征振动频率越高。     

基于含时密度泛函理论的对位卤代二苯醚电子跃迁机理

以二苯醚（DE）为参照物,借助Gaussian软件的量子化学计算并结合自然键理论与跃迁密度矩阵平面图对9种对位卤代二苯醚的基态分子活性、紫外光谱及基态-激发态电子跃迁机理进行了对比分析。研究结果表明：处于基态时的DE与4,4’-二氯二苯醚（CDE-15）分别最易发生亲电/核反应,对位卤代基的引入缩小了DE的能级差。随着取代基体积的增大,对位取代二苯醚紫外光谱的最大吸收波长变大,吸收增强。所研究的10种物质有着相似的跃迁机理。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇与溶菌酶相互作用的研究

利用荧光猝灭、紫外光谱(UV)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和圆二色性光谱(CD)法测定反应的结合常数、主要作用力以及脱氧雪腐镰刀菌烯醇对溶菌酶二级结构的影响;并综合实验所得的热力学参数结果,确定二者间的作用力。脱氧雪腐镰刀菌烯醇与溶菌酶有较强的结合,脱氧雪腐镰刀菌烯醇对溶菌酶的荧光猝灭以氢键和范德华力为主,结合位置与色氨酸残基间的距离r为4.62nm。通过光谱法研究模拟生理条件下真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇与溶菌酶的相互作用,为脱氧雪腐镰刀菌烯醇在体内的储存、运输及毒性机制提供一些具有指导作用的信息。     

荧光法研究橙皮苷、淫羊藿苷与溶菌酶的相互作用

应用荧光光谱法研究了生理pH条件下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的相互作用。研究发现,橙皮苷或淫羊藿苷对溶菌酶内源性荧光产生强烈的猝灭作用,测定了不同温度下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的猝灭常数,并得出橙皮苷对溶菌酶的荧光猝灭过程为动态猝灭,淫羊藿苷对溶菌酶的荧光产生静态和动态并存的复合猝灭方式。由van’t Hoff方程式计算出橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的热力学参数：焓变ΔH和熵变ΔS值分别为20.29 kJ·mol-1,146.28 J·mol-1·K-1和-3.47 kJ·mol-1和81.16 J·mol-1·K-1,表明了橙皮苷与溶菌酶的作用力是以疏水作用为主,而淫羊藿苷与溶菌酶的作用力主要是静电引力,生成自由能变ΔG均为负值,表明橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的作用过程是一个熵增加、Gibbs自由能降低的自发过程。根据Fster非辐射能量转移理论求出了橙皮苷、淫羊藿苷与溶菌酶色氨酸残基之间的结合距离分别为1.34和1.24 nm。同步荧光研究表明橙皮苷、淫羊藿苷能够使溶菌酶的构象发生变化。     

Study on the Interaction Mechanism of Lysozyme and Bromophenol Blue by Fluorescence Spectroscopy

The interaction of lysozyme with bromophenol blue (BPB) in acetate buffer (pH 6.0) was studied by fluorescence quenching method for the first time. It was found that BPB could conspicuously quench the fluorescence of lysozyme by the static quenching process, possibly due to the binding on the active site near Trp62. The binding parameters including the binding constant and the number of binding site were calculated. The thermodynamic parameters ΔH°, ΔS° and ΔG° at different temperatures were obtained. The formation of lysozyme–BPB complex depended on the cooperation of the hydrophobic and electrostatic forces. And the binding average distance between lysozyme and BPB was determined. The effect of common metal ions on the binding constant of lysozyme–BPB was also examined.     

荧光光谱法和分子对接模拟技术研究白藜芦醇与胃蛋白酶的相互作用

白藜芦醇（Resveratrol, RES）属于非黄酮类多酚化合物,存在于葡萄科、百合科等多种植物体内,是一种具有多种生物活性和药理作用的天然活性物质,被广泛应用于食品和药品领域。研究表明多酚在生物体消化吸收过程中,会与消化酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶等）相互作用,使多酚类物质和消化酶的生物活性发生改变,进而影响多酚物质和其他营养物质的消化吸收,而RES与胃蛋白酶(Pepsin, PEP)的分子间相互作用机制未见报道。采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、红外光谱和分子对接模拟等技术研究不同温度下RES与PEP相互作用的结合特性,为阐明RES和PEP的作用机制提供重要信息,同时为RES在食品和药品领域的应用提供理论参考。荧光光谱实验结果表明,PEP的荧光强度随着RES浓度的增加呈现出有规律的降低,表明RES对PEP有荧光猝灭作用。加入RES前后,PEP的紫外吸收光谱发生明显变化,初步判断RES与PEP的相互作用属于静态荧光猝灭类型;根据Stern-Volmer方程计算得到不同温度下最小猝灭速率常数K_q值远大于猝灭剂对生物大分子的最大扩散碰撞常数2.0×1010 L·mol-1·s-1,且猝灭常数(K_SV)与温度呈负相关关系,进一步验证了RES与PEP静态荧光猝灭类型结论。化学计量结合的值数目大约等于1,表明一个RES分子只能结合一个PEP分子。根据Van’t Hoff 方程以及热力学方程计算得到结果显示,ΔG＜0,说明RES与PEP的结合过程可以自发进行;ΔH＜0和ΔS＜0,表明RES与PEP之间结合作用力类型主要是氢键和范德华力。RES与PEP相互作用的同步荧光光谱和三维荧光光谱图表明,在RES的作用下,PEP的构象和微环境发生变化,色氨酸或酪氨酸残基所处微环境极性增强,疏水性减弱,蛋白构象变得疏松。红外光谱显示RES能使PEP的二级结构中α螺旋含量降低,β折叠含量增加,β转角和无规则卷曲变化不明显,这可能会影响PEP的活性。分子对接模拟实验结果显示RES与PEP中的残基Asp-32,Gly-34,Ser-35,Asn-37,Tyr-75,Gly-76,Thr-77,Ile-128,Ala-130及Gly-217有范德华力作用,与残基Ile-128及Asp-215产生超共轭效应,与残基Ser-36,Asn-37,Ile-128及Thr-218形成氢键,各种作用力使RES与PEP形成较稳定的复合物。     

丙烯酰胺聚合物与氧化铝晶体相互作用的分子动力学模拟

将丙烯酰胺单体分别与丙烯酸(AA)、阳离子单体丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵(DMB)、疏水性单体丙烯酸十八酯(OA)共聚,分别得到阴离子聚丙烯酰胺P(AA-co-AM)、阳离子聚丙烯酰胺P(DMB-co-AM)、非离子聚丙烯酰胺P(AM)和疏水性聚丙烯酰 胺P(OA-co-AM)等四种丙烯酰胺高分子絮凝剂. 用分子动力学方法,模拟计算了四种聚丙烯酰胺絮凝剂与氧化铝晶体(012)晶面的相互作用,以获得相应的形变能,结合能及理论排序,为阐释四种高分子絮凝剂的絮凝作用机理提供理论依据. 研究结果表明：四种聚合物分子相对Al₂O₃(012)面的初始位置均已贴近Al₂O₃(012)面,且絮凝剂分子中的O原子与Al₂O₃(012)面的Al原子之间存在强烈的相互作用;与Al₂O₃(012)晶面结合的高分子絮凝剂发生扭曲变形,但形变能远小于相应的非键作用能. Al₂O₃(012)晶面结合能的大小排序为P(DMB-co-AM)>P(OA-co-AM)>P(AA-co-AM)>P(AM), 显示四种絮凝剂中P(DMB-co-AM)的絮凝性能最佳,PAM絮凝效果最差.     

抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶作用模式的结合自由能计算研究

本文采用分子动力学模拟和结合自由能计算研究了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的作用机制。研究结果表明范德华作用主导了抑制剂G4G与HIV-1蛋白酶的结合。基于残基的自由能计算表明残基Gly49、Ile50、Val82、Ile84、Gly27′、Ala28′、Ile50′和Ile84′与G4G产生了较强的相互作用,同时研究也表明CH-π,CH-O相互作用和氢键是其主要的作用形式。该研究能为以HIV-1蛋白酶为靶标的抗艾滋病药物设计提供理论上的指导。