人体血清中原卟啉Ⅸ自体荧光光谱研究

通过对人体血清样品和模拟人体生理条件下原卟啉Ⅸ和牛血清白蛋白混合溶液的荧光光谱测定和分析,表明人体血清中原卟啉Ⅸ的自体荧光光谱主要来自于原卟啉Ⅸ和血清白蛋白的结合形式。此外,还考察了血清白蛋白和原卟啉Ⅸ对原卟啉Ⅸ荧光发射峰的影响。和不含有白蛋白的原卟啉Ⅸ溶液相比较,白蛋白不但使原卟啉Ⅸ产生的荧光峰发生红移,而且具有很强的增敏效应。在白蛋白存在条件下,当原卟啉Ⅸ浓度值小于0.8×10-5 mol·L-1时,随着它的浓度增加,原卟啉Ⅸ的荧光发射峰稍有红移;而当原卟啉Ⅸ浓度值大于0.8×10-5 mol·L-1时,其荧光发射波长几乎不随原卟啉Ⅸ浓度而变化。     

利用光谱法和分子对接技术研究4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间的相互作用

4-乙基-2-甲氧基苯酚是一种被广泛应用的食品添加剂,但它也具有一定的毒性,为了探究4-乙基-2-甲氧基苯酚对人体的影响,将多种光谱技术与分子模拟等技术结合起来对4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白Human Serum Albumin(HSA)之间的相互作用进行了较全面的研究。紫外吸收光谱的结果说明,4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间形成了新的复合物。荧光光谱的结果说明了4-乙基-2-甲氧基苯酚的存在,可以增加人血清白蛋白的荧光强度。通过15 nm的同步荧光光谱同时结合荧光增强效应方程可以计算出4-乙基-2-甲氧基苯酚与人血清白蛋白之间的结合常数,且它们之间的结合常数随着温度的升高而减小。热力学参数表明,4-乙基-2-甲氧基苯酚主要靠氢键和疏水作用力与人血清白蛋白结合在一起。同步荧光光谱、三维荧光光谱和圆二色光谱的结果说明人血清白蛋白的构象会随着4-乙基-2-甲氧基苯酚的作用而发生一定的变化。分子对接得到结果说明4-乙基-2-甲氧基苯酚键合在人血清白蛋白的IB区域。     

伊文思蓝与牛血清白蛋白相互作用的研究

利用荧光光谱和紫外吸收光谱研究了伊文思蓝（Evans blue,EB）与牛血清白蛋白（Bovine serum albumin,BSA）的相互作用。伊文思蓝与牛血清白蛋白作用,使牛血清白蛋白的荧光发生猝灭,利用Stern-Volmer方程和荧光寿命的测定,确定了伊文思蓝对牛血清白蛋白的荧光猝灭为静态猝灭和非辐射能量转移。实验测得伊文思蓝与牛血清白蛋白的结合常数KBSA-EB为1.122×106L·mol-1,结合点数n为0.994;根据Foerster非辐射能量转移理论,得到伊文思蓝与牛血清白蛋白之间的能量转移效率E为0.276,作用距离r为3.14nm。同时,利用同步荧光光谱研究了牛血清白蛋白的构象变化。     

烟碱与牛血清白蛋白相互作用的光谱研究

在0.1 mol·L-1的磷酸氢二钠-柠檬酸体系中,采用荧光光谱、紫外吸收光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)与烟碱的相互作用。荧光滴定表明这种相互作用使BSA的内源荧光猝灭,尼古丁和BSA形成1∶1稳定复合物。不同温度和酸度下的猝灭作用证实其静态猝灭行为和疏水作用机制。紫外吸收光谱和同步荧光光谱表明,相互作用引起BSA构象变化,而同步荧光光谱提示结合位点更接近于色氨酸。     

Zn2+-胆红素络合物的超快激发态动力学研究

胆红素(Bilirubin, BR)是脊椎动物分解代谢血红素的最终产物之一,具有抗氧化和消炎等作用。体内保持正常含量的胆红素对人类的健康起着非常重要的作用,被认为有利于预防癌症、中风、糖尿病和心血管等疾病的发生[1-2]。然而胆红素过量则被认为是肝功能障碍的征兆,同时也是引起新生儿严重脑损伤的原因[3]。因此,对人体中胆红素含量的快速精准检测具有十分重要的应用价值。目前为止,用于检测血清样品中胆红素含量的方法主要有重氮法、过氧化物酶法、光纤传感检测法和荧光光谱法等[4]。其中,荧光光谱法具有检测迅速和操作简便的优势[5],吸引了越来越多研究人员的关注。但是,由于胆红素自身的荧光量子产率通常低至10-4量级[6],直接荧光测量难度很大,因此通常采用间接方式解决胆红素含量测量的难题。例如, Wabaidur等[7]通过胆红素猝灭Ru(bopy)2+₃荧光的方式来测量胆红素的含量;Aparna等[8]通过胆红素猝灭铜纳米团簇荧光的方式来测量胆红素的含量;Iwatani等[9]通过UnaG蛋白结合胆红素增强荧光的方式来测量胆红素的含量。UnaG与胆红素具有极高的亲和力,且自身几乎不发射荧光,其与胆红素结合后,会将胆红素的荧光提高三个数量级[10],可以用作人体内的荧光传感器[11]。然而,由于蛋白的制备和保存的成本十分高昂,人们更希望使用有机小分子或无机分子对胆红素的荧光进行增强。例如,Yang等[12]发现Zn2+有助于显著增强胆红素的荧光,Kotal等[13]提出了将Zn2+用于胆红素代谢物（尿胆素原）含量测量的方法。为了研究Zn2+增强胆红素荧光的机理并用于胆红素含量的测量,研究首先使用了稳态荧光光谱和紫外-可见吸收光谱表征了不同Zn2+浓度下胆红素的光学特性,并采用相对法测量了其量子产率。通过分析Zn2+-胆红素络合物在不同探测波长下的激发谱,提出了该络合物具有两个发光基团的设想。为了进一步验证关于发光基团的设想,使用了飞秒瞬态吸收光谱的手段研究分析了Zn2+-胆红素络合物的超快光动力学过程,分析结果与之前发表的对胆红素和Zn2+配位方式的结论有很好的吻合。根据瞬态吸收光谱和稳态荧光光谱的数据以及所提出的模型,得到了在有无Zn2+条件下胆红素的平均激发态寿命,进一步计算出了其辐射跃迁速率和非辐射跃迁速率的理论值。通过数据对比,得出了络合物相对单纯胆红素有更大的消光系数而具有更高的辐射跃迁速率的结论,同时发现胆红素与Zn2+的配位方式增加了胆红素以锥型交叉退激发态的效率。     

高胆固醇血症血清内胆固醇的光谱学研究

应用光谱分析方法对高胆固醇血症血清中胆固醇的不同含量情形进行了研究,给出了正常人血清和高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱,并分析了二者的谱线特征与差异。结果表明,高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱不同于正常人血清的吸收光谱和荧光光谱,高胆固醇血症血清不仅是吸收率和荧光强度高于正常人血清的相应值,而且还有新的吸收峰和荧光峰出现。研究表明,通过比较待测血清的吸收光谱和荧光光谱可以初步判定血清中胆固醇的含量。这为发展一种新的血液中胆固醇含量的检测方法提供了实验依据。     

人血清中总胆固醇的光谱学研究

采用光谱学方法对总胆固醇含量不同的高胆固醇血症血清进行了研究.获得了正常人血清和高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱(λex=407 nm), 并讨论了二者的谱线特征与差异.实验结果表明,高胆固醇血症血清的吸收光谱和荧光光谱不同于正常人血清的吸收光谱和荧光光谱,高胆固醇血症血清不仅是吸收率和荧光强度高于正常人血清的相应值,而且还有新的吸收峰和荧光峰出现.由此可见,通过比较待测血清的吸收光谱和荧光光谱可以初步判定血清中胆固醇的含量是否异常.这为血清中总胆固醇含量的检测提供了光谱学的实验数据.     

荧光激发光谱的突变行为研究

在研究荧光物质的荧光光谱时 ,人们利用激发光谱探讨荧光发射过程中的能量传递与荧光物质分子结构之间的关系。一般认为 ,激发光谱和吸收光谱有着对应的关系 ,甚至是吸收光谱的复制。但是 ,例外却是很多。综合考虑了在传统的测量条件下影响激发光谱的各种因素 ,建立了溶液中荧光物质激发光谱的数学模型 ,并结合突变论的思想对模型加以数学分析。结果表明 ,当样品浓度低于某一浓度上限时 ,样品的激发光谱与吸收光谱具有相同的拓扑结构。但是随着样品浓度的升高 ,激发光谱谱带的拓扑结构会发生一系列的突变的现象。最终导致荧光样品的激发光谱与吸收光谱之间存在很大差异。通过对萘的正己烷溶液荧光激发光谱和吸收光谱进行比较研究 ,从实验上证实了上述理论分析结果的正确性。在传统的测量条件下 ,只有当样品的浓度处于某一极限浓度以下时 ,样品的激发光谱与吸收光谱之间是拓扑等价的。超过这一浓度 ,这种等价关系不再成立。     

荧光分析法在血糖检测中的应用

用不同波长的光激发葡萄糖溶液和血清样品,确定血清的最佳激发波长。以相同波长的光激发含不同血糖浓度的血清样品,得到不同血清的荧光发射光谱,通过分析其荧光光谱判断血清中的血糖浓度大小。实验结果表明,检测血清的最佳激发波长为340nm,血清中葡萄糖的发射峰位置为470nm;随着血清中葡萄糖浓度的增加,荧光光谱图中荧光峰处荧光强度总体呈上升趋势,光谱的面积积分强度和导数光谱中一阶导数的最大值也呈上升趋势,荧光峰的半峰宽整体呈现下降趋势。荧光光谱分析法操作简单,灵敏度高,费用相对较低,为血糖检测提供了有力的参考。     

荧光光谱法研究胆红素与牛血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下,利用荧光光谱法研究了胆红素BR和牛血清白蛋白的相互作用。实验结果表明胆红素BR对牛血清白蛋白有较强的荧光猝灭作用,两者形成了新的复合物,属于静态荧光猝灭,发生分子内的非辐射能量转移。根据荧光猝灭法得到胆红素与牛血清白蛋白的结合常数和结合位点数。根据Foster非辐射能量传递理论确定了胆红素BR和牛血清白蛋白间的结合距离。此外,利用同步荧光光谱分析胆红素BR对牛血清白蛋白构象的影响。     

胆红素与血红蛋白分子作用的发光光谱分析

利用荧光光谱技术研究了胆红素对血红蛋白分子中发光基团结构变化的影响及其与血红蛋白结合方式。结果表明,不同浓度的胆红素可以不同程度地猝灭血红蛋白荧光,导致330nm处色氨酸残基荧光峰下降,410nm处荧光峰消失;pH值94时血红蛋白与胆红素以非静电引力如疏水作用、范德华力的协同作用结合,且随着作用时间的延长,荧光强度下降。血红蛋白中氨基酸残基上的-NH₂与胆红素分子中两个-COOH结合,形成复杂的卷曲结构。血红蛋白的紫外光谱受胆红素分子中二吡咯发色团的影响,导致光吸收劈裂,在350,406nm处形成肩峰。另外,体系受温度影响也较大。     

牛血清白蛋白与锌试剂作用机理的荧光法研究

采用荧光光谱法、紫外-可见光度法研究了牛血清白蛋白(BSA)与锌试剂(ZCN)作用的机理。牛血清白蛋白(BSA)在280 nm的光激发下能发射345 nm的荧光(即λ_ex=280 nm,λ_em=345 nm)。当BSA中加入适量的锌试剂(ZCN),BSA的荧光被部分猝灭。由Stern-Volmer方程和双倒数曲线Lineweaver-Burk方程获得了反应的动态猝灭常数、静态猝灭常数,并对猝灭的类型做出了推断。通过计算反应的热力学参数讨论了结合反应的主要作用力类型。根据Frster非辐射能量转移机理,计算了给体(BSA)与受体(ZCN)间距离r=5.07 nm和能量转移效率E=0.67。证实了该体系的荧光猝灭是通过能量转移机制产生的单一静态猝灭过程。     

光谱法研究钙红-Cu(Ⅱ)络合物与蛋白质的相互作用及其应用

研究了钙红-Cu(Ⅱ)络合物与牛血清蛋白(BSA)作用的共振光散射光谱(RLS)、荧光光谱和电子吸收光谱特征,建立了利用金属配合物作为探针测定痕量蛋白质的方法。钙红-Cu(Ⅱ)-BSA三元络合物的形成导致RLS强度和荧光强度的增大;同时引起电子吸收光谱的强度减小,594 nm处吸收峰消失。在pH5.65～5.75的酸度条件下,钙红-Cu(Ⅱ)络合物与BSA系统在317 nm处有一增强的RLS光谱峰,且增强的RLS强度与BSA的浓度呈线性关系。在实验室确定的优化条件下,RLS强度与BSA浓度的线性范围为0.75～10 μg·mL-1, 线性方程为I=150.88+201.48c(BSA ,μg·mL-1),相关系数r=0.997 3。方法检出限为5.62×10-2 μg·mL-1。该方法成功地用于人工混合样品中BSA含量的测定。对钙红-Cu(Ⅱ)络合物与BSA的作用机制的研究表明,钙红-Cu(Ⅱ)络合物与BSA之间主要存在的是静电引力。     

光谱法研究稀土离子钇(Ⅲ)与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用,而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行分析,得出结论:Y3+对BSA的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭,Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG),确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等,但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。     

基于牛血清白蛋白荧光探针的盐酸特拉唑嗪含量测定

对牛血清白蛋白（BSA）与盐酸特拉唑嗪（THD）混合体系进行了荧光发射光谱和同步光谱实验研究。BSA溶液在340 nm处有明显荧光特征峰,当加入THD后导致牛血清白蛋白发生内源荧光猝灭。据此建立了以BSA为探针的THD含量测定方法,通过该方法所得的模型函数相关系数都高于0.99。对所得模型函数进 行了实验验证,其中发射光谱模型函数回收率为96.04%~103.16%,同步光谱模型函数回收率为100.41%~ 105.58%,相对标准偏差分别为3.70%和2.42%。荧光发射光谱和同步光谱方法的检出限分别为0.64×10^-8 mol/L和0.66×10^-8 mol/L,定量限分别为0.21×10^-7 mol/L和0.22×10^-7 mol/L。     

洛美沙星-Tb3+配合物与BSA相互作用的荧光光谱研究

以洛美沙星-Tb3 作为荧光探针,利用荧光光谱研究了洛美沙星-Tb3 配合物与BSA的相互作用.实验发现:牛血清白蛋白与洛美沙星分子之间有较强的结合作用,而且洛美沙星对BSA的构象有一定的影响;同时BSA与Tb3 之间存在静电作用,可置换出配合物中的水分子,使体系的荧光强度增强.结果表明:在实验最佳条件下,牛血清白蛋白能增强洛美沙星-铽的荧光强度,据此建立了一种检测白蛋白的新方法,该法的检测限可达mg水平,线性范围为16.5～148.5μg·mL-1,检测限为68.8 ng·mL-1,RSD为1.4%.此法简便易行,而且不受共存物质的干扰.     

防己诺林碱与牛血清白蛋白相互作用的研究

在不同温度下,用荧光猝灭光谱、同步荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了防己诺林碱与BSA相互作用的光谱学行为。防己诺林碱对BSA有较强的荧光猝灭作用。根据不同温度下防己诺林碱对BSA的荧光猝灭作用,利用Stern-Volmer方程处理实验数据,表明防己诺林碱对BSA的荧光猝灭作用属于静态猝灭。根据Frster非辐射能量转移理论计算出了防己诺林碱与BSA间的结合距离R(27 ℃ 2.51 nm; 37 ℃ 2.72 nm; 47℃ 2.89 nm)、结合常数K_A(27 ℃ 1.05×105 L·mol-1; 37 ℃ 3.31×105 L·mol-1; 47 ℃ 7.24×105 L·mol-1)及对应温度下的热力学参数。热力学数据表明二者主要靠疏水作用力结合,同时用同步荧光光谱探讨了防己诺林碱对BSA构象的影响。