α-天门冬氨酰二肽酶及其进化酶的FT-IR研究

我们用FT IR方法 ,研究了α-天门冬氨酰二肽酶及其进化酶的二级结构 ,定量估算了天然酶的各种二级结构含量 ,α 折叠结构为 2 9% ,α 螺旋含量为 3 3 %～ 3 4% ,这与园二色谱测量α 螺旋为 3 3 %的结果有很好的一致 ,剩余的残基被认为形成不同类型的转角和无规结构。在进化酶中 ,β 折叠结构仍为 2 9% ,而α 螺旋为 3 0 %～ 3 1 % ,其它结构为不同类型的转角和无规结构。     

羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构影响的光谱研究

通过圆二色谱(CD)及傅里叶变换红外光谱及退卷积、曲线拟合等技术研究了羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构的影响。CD谱结果表明,在纯的牛血清白蛋白中,α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规则卷曲等4种结构的含量分别为56.8%, 5.8%, 14.1%, 23.9%;而在羟基磷灰石/牛血清白蛋白溶液中,4种结构的含量分别为25.4%, 25.0%, 20.0%和29.7%, 红外光谱结果与其一致。由此可以看出, 晶体的形成使牛血清白蛋白的α-螺旋结构含量减少,β-折叠结构含量增多,且随着反应时间的进行α-螺旋结构减少越来越明显,β-折叠结构增加越来越多,表明在溶液中部分α-螺旋结构转变为β-折叠结构。文章对这种变化的本质进行了初步探讨。     

硫酸铜诱导烟草多酚氧化酶抗变性的研究

为了进一步探讨外源铜与多酚氧化酶的相互作用 ,通过酶活性测定 ,荧光光谱和圆二色光谱 (CD)对外源Cu2 + 诱导烟草多酚氧化酶抗变性进行了研究 .荧光光谱结果表明 ,没有外源铜存在的情况下 ,盐酸胍诱导的烟草多酚氧化酶变性是一个二态过程 ,烟草多酚氧化酶在 6mol/L盐酸胍中变性 5min ,酶活性降至 18.6 % ,变性30min便彻底失活 ;10 .0mmol/L外源铜存在时 ,盐酸胍诱导的烟草多酚氧化酶变性是一个三态过程 ,上述相同盐酸胍浓度下变性相同时间 ,酶的剩余活性分别为 6 0 .6 %和 2 4 .9% .CD谱数据结果表明 ,6mol/L盐酸胍中变性 30min ,烟草PPO二级结构中α 螺旋、反平行 β 折叠、β 转角 /平行 β 折叠、芳香残基和二硫键、无规卷曲 /γ 转角的百分含量分别为 1.1、3.8、3.3、7.5和 84 .3;在 10 .0mmol/LCu2 + 存在时 ,上述相同变性条件下 ,各种二级结构百分含量分别为 34.2、13.7、2 1.0、9.5和 2 1.6 .适量外源铜可明显提高烟草多酚氧化酶结构的稳定性 .     

应用圆二色光谱研究电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响

超氧化物歧化酶经不同强度的电场作用,采用圆二色光谱研究了不同强度的电场对超氧化物歧化酶二级结构的影响.结果表明：在1.0 kV/cm～6.0 kV/cm范围, 不同强度的电场对超氧化物歧化酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同.与对照组相比,处理组的β-折叠和β-转角含量降低,降幅范围分别为2.5%～15.1和0.9%～3.5%;α-螺旋和无规卷曲含量增加,增幅范围分别为3.1%～18.8%和1.0%～8.9%.电场作用具有使超氧化物歧化酶的二级结构中β-折叠、β-转角向α-螺旋及无规卷曲转化的趋势.     

Pb2+对α-淀粉酶活性的影响及其光谱学研究

在α 淀粉酶介质中加入Pb2 ,通过光谱学手段研究Pb2 对α 淀粉酶活性影响的作用机理。结果表明低浓度的Pb2 对酶有激活作用 ,高浓度则严重抑制酶活性。在高浓度下 ,Pb2 能完全竞争出α 淀粉酶中的Ca2 而结合到了α 淀粉酶上 ,其EXAFS的测试表明Pb2 与氨基酸残基上的羧基氧发生了配位 ,配位数为 2 ,Pb—O键长为 0 2 34nm。圆二色 (CD)谱测试表明 ,高浓度的Pb2 结合使α 淀粉酶的二级结构被破坏 ,α 螺旋含量、β 转角及无规则卷曲大量下降 ,β 折叠、二硫键含量大量增多 ,Pb2 的这种完全结合致使酶的构象改变 ,形成无效的酶 Pb2 底物复合物 ,因而使酶失去活性。     

应用圆二色光谱研究电场对脂肪酶二级结构的影响

脂肪酶被不同强度的电场处理5 min,用圆二色光谱(circular dichroism, CD)研究电场对脂肪酶(Lipase)二级结构的影响。研究结果表明：在0.5～6.0 kV·cm-1范围内,不同强度的电场对脂肪酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。随场强的增加,各二级结构单元含量呈非单调变化。电场作用可使脂肪酶二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲发生转化。总体上,电场使脂肪酶的二级结构由α-螺旋、β-折叠向转角及无规卷曲转化。α-螺旋含量和β-折叠的含量降低幅度分别为4.6%～48.0%和13.2%～35.1%,β-转角含量与无规卷曲含量增加幅度分别为2.8%～33.3%和0.9%～48.1%。文章结果对研究电场处理植物种子的宏观生物效应作用机理提供了重要理论依据。     

超重力环境中合成微细晶须碳酸钙及其表征

在利用旋转产生的模拟超重力环境中 ,以Ca(OH) 2 CO2 为反应物系 ,H3 PO4作为晶形控制剂 ,控制气体流量 10 0～ 30 0L/h ,液体流量 6 0 0～ 10 0 0L/h ,旋转床转速 6 0 0～ 12 0 0r/min ,碳化反应温度为 4 0～ 80℃ ,H3 PO4相对于Ca(OH) 2 完全反应所生成CaCO3 质量分数为 5 %～ 30 % ,采用反应结晶法制备出了平均短轴为 80～ 2 5 0nm、长径比为 10～ 2 5的微细晶须碳酸钙 .制备等量的晶须碳酸钙 ,超重力环境中所需碳化时间约为文献值的 1/ 36～ 1/ 18.同时 ,利用TEM、XRD、TG DTA及元素分析等手段对产品粒子进行了表征 .结果表明 ,所合成微细晶须碳酸钙为结晶态 ,文石型含量达到 97.77% ,初始分解温度较常重力场中下降了 4 0 2℃ .     

应用圆二色光谱研究电场对辣根过氧化物酶二级结构的影响

辣根过氧化物酶(ＨＲＰ)经不同强度的电场处理,用圆二色光谱研究了电场对辣根过氧化物酶二级结构的影响。结果表明：在1.0～6.0 kV·cm-1范围, 不同强度的电场对辣根过氧化物酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。与对照组相比,处理组的α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低,降幅范围分别为0.3%～11.4%,1.7%～15.3%和0.9%～20.4%;β-折叠含量增加,增幅范围为0.9%～82.7%。电场作用具有使辣根过氧化物酶的二级结构中α-螺旋、β-转角和无规卷曲向β-折叠转化的趋势。研究结果对解释电场处理种子生物效应具有重要意义。     

微胶囊形成过程中蛋白质二级结构变化的红外光谱分析

选用乳清蛋白、大豆分离蛋白分别与麦芽糊精共混作为微胶囊壁材,用红外光谱法研究这两种蛋白质在微胶囊形成前后的结构变化。结果表明：两种蛋白质分别与麦芽糊精共混,经过加热和喷雾干燥后,蛋白质的二级结构发生了改变,其中乳清蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.90%,β-折叠含量增加0.89%,β-转角增加8.19%,无规卷曲减少7.18%。大豆分离蛋白二级结构α-螺旋含量降低1.64%,β-转角含量降低0.47%,β-折叠增加10.20%,无规卷曲减少了9.03%。同时,两种蛋白质的酰胺Ⅰ带均向低波数方向移动,说明在微胶囊壁结构形成过程中两种蛋白质与麦芽糊精之间发生了相互作用,形成的氢键作用力较强。利用扫描电镜观察分别用两种蛋白质作为壁材包埋大豆油脂微胶囊的表面微结构,发现使用α-螺旋含量高的乳清蛋白为壁材的微胶囊表面更光滑、完整。     

TiO_2对α-Fe_2O_3纳米微粒拉曼散射效应的影响

选取α Fe2O3和TiO2研究一种氧化物对另一种氧化物的拉曼散射效应。采用Sol gel方法制备纳米α Fe2O3/TiO2复合微粒,α Fe2O3粒径及含量分别为20nm、150nm和3%、6%、12%。制备过程中调节水解时的pH值和热处理温度,得到掺杂α Fe2O3粒子的不同晶型的TiO2纳米颗粒。Raman测量结果显示,α Fe2O3粒径越小、含量越高,TiO2对其散射效应的影响越大。不同的TiO2晶型对α Fe2O3纳米粒子的拉曼增强效应也不同。锐钛矿型及金红石型TiO2对α Fe2O3有一定的拉曼增强作用,当水解pH值较小时,得到板钛矿型TiO2,由于部分板钛矿型TiO2振动声子模的峰位与α Fe2O3的重叠,所以尚难观察它对α Fe2O3的拉曼增强效应。     

胶矾水中明矾对宣纸中纤维素、碳酸钙和明胶的影响

胶矾水是中国传统书画修复和装裱材料,但过量使用明矾会引起宣纸不同程度的酸化。为了解胶矾水中明矾对宣纸中不同成分的影响,明确传统胶矾水中明矾用量范围,减少其对宣纸的危害,采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线衍射(XRD)研究了明矾对宣纸中纤维素和碳酸钙的影响,并将傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合的方法引入研究明矾对宣纸中明胶蛋白质二级结构的影响。XRD和ATR-FTIR结果表明明矾会不同程度溶解纸张中的结晶纤维素、非结晶纤维素和CaCO₃(生成CaSO₄),在明矾浓度超过5 Wt%后成分变化最剧烈。傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合结果表明明矾会使宣纸中明胶蛋白质二级结构改变,使α-螺旋结构、β-转向结构和γ-随机结构向β-折叠结构转变。在明矾浓度超过5 Wt%后,蛋白质二级结构发生剧烈变化。研究得出了明矾对宣纸中不同成分的影响,在最小干预的文物保护原则基础上给出了明矾用量范围,为纸质文物中蛋白质二级结构研究引入了一种新方法,扩大了ATR-FTIR在纸质文物中的研究和应用范围。     

Comparative Investigations on Intestinal Calcium Absorption from Two Therapeutic Preparations in Postmenopausal Women

Abstract

Intestinal calcium absorption from two different therapeutic preparations was compared intraindividually in 12 postmenopausal women. An amount of 800 mg of calcium as lactogluconate/carbonate or citrate was given in random order respectively. Each test dose was labelled with stable ⁴⁴Ca. At the same time a tracer dose of ⁴²Ca was injected intravenously. The amount of calcium absorbed was derived from the ratio of the stable tracers in blood serum and urine 24 hours after administration. Mean bioavailability of the calcium citrate preparation was higher (30%) than from the calcium lactogluconate/carbonate preparation (25%).     

碳酸钙在水溶性甲壳素溶液中的结晶行为

依据生物矿化基本原理,以甲壳素作为有机基质,探讨了在不同浓度甲壳素溶液中CaCO3晶体的生长情况;同时研究了生长体系的pH值和温度对生成CaCO₃晶体的影响。通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜进行表征的结果表明,甲壳素溶液中形成的CaCO₃晶体完全不同于纯水中形成的晶体;而且甲壳素溶液的浓度不同,形成的CaCO₃晶体的晶型也有较大差别。在CaCO₃结晶过程中,CaCO₃对甲壳素也有影响,即晶体与甲壳素之间存在相互作用。     

近红外光谱法定量测定小麦粉中的石灰类添加物的研究

小麦粉的质量安全一直备受社会各界关注。在比较生石灰、熟石灰和碳酸钙的近红外光谱特征的基础上,采集了掺入不同含量的生石灰、熟石灰和碳酸钙的小麦粉样品的近红外漫反射光谱。采用偏最小二乘算法结合交互验证算法建立了石灰和碳酸钙的近红外定量校正模型,采用外部检验集对各模型进行外部验证。结果表明,石灰、碳酸钙的模型测定系数(R2)分别为99.80%和96.98%;校正集均方根误差分别为0.19和0.34;交互验证集均方根误差分别为0.26和0.75;预测集均方根误差分别为0.63和0.44;相对预测性能RPD分别为8.57和5.24。模型具有较高的精度,可以满足小麦粉中石灰含量的现场快速检测要求。F检验结果表明,模型的校正集、外部检验集的预测值-化学值之间具有极显著的相关关系。本研究可为小麦粉快速质量安全筛查提供参考方法,对小麦粉质量监控具有重要意义。     

Effects of fibre-surface morphology on the mechanical properties of Porifera-inspired rubber-matrix composites

In this paper, mineralised organic fibre morphologies, inspired by the structures of Porifera (sponges) are correlated to the mechanical performance of fibre reinforced rubbers. The mineralised structures are rich in calcium carbonate and silica. These compounds nucleate and precipitate on the fibre surfaces yielding different morphologies as a function of mineral ion concentrations. Smaller mineralised precipitates manifestly improve the mechanical performance of composites while thicker precipitates enveloping the fibres give rise to inferior properties. Mechanisms and evidenced reasoning for these differences are reported herein.     

基于红外光谱分析研究矿化剂对铝酸钙粉制备的影响

研究了矿化剂对中低品位铝矾土对所制备铝酸钙粉的结构及其光谱性能的影响。以中低品位铝钒土和碳酸钙为主要原料,矿化剂CaF₂为添加剂,三者经充分混合、 高温煅烧和粉磨后,生产出的铝酸钙粉可直接用于制备聚合氯化铝、 聚合硫酸铝、 铝酸钠等水处理剂。通过调整原料中铝矾土和碳酸钙的质量比和矿化剂CaF₂投加量的方法优化铝酸钙粉的制备工艺,采用红外光谱分析对铝酸钙粉和铝矾土进行表征,并对矿化剂的矿化机理进行研究。红外光谱分析结果表明：加入矿化剂CaF₂,可促进铝矾土中硬水铝石、 三水铝石和高岭石的分解转化,使碳酸钙的分解完全,使原料中的铝矾土与碳酸钙进行更加充分的反应,不仅有助于碳酸钙中的Ca与铝矾土中的Si结合,还有助于促进铝矾土中的Si—O,Si—O—Al及Al—Si键的断裂,使铝矾土中的Al充分溶出,从而提高Al₂O₃的溶出率;矿化剂CaF₂的投加量(质量比)为3%时,可有效促进Al₂O₃的溶出;矿化剂CaF₂的投加量为1.5%时,不足以起到充分的矿化作用;中低品位铝矾土较高品位铝矾土更易于烧结制备铝酸钙粉;在1 250 ℃下制备铝酸钙粉的最佳物料配比是：原料中铝矾土与碳酸钙的质量比为1∶0.6,矿化剂CaF₂的投加量为3%。     

Amorphous,nanocrystalline and crystalline calcium carbonates in biological materials

Raman spectroscopy is a powerful tool in identifying different calcium carbonate polymorphs. Here, the method is applied to cultured pearls from freshwater (genus Hyriopsis) and marine bivalve species (Pinctada maxima) as well as to shells of Diplodon chilensis patagonicus bivalves. Raman spectra for vaterite, detected for the first time in an adult shell, and amorphous calcium carbonate (ACC) are discussed. Results for ACC are compared with those of synthetically produced ACC and with the Raman spectroscopic features of stable biogenic ACC from the crustacean Porcellio scaber. Decomposition of the most intense signal of all calcium carbonate polymorphs—the ν₁ symmetric stretching mode of the carbonate ion—leads to the identification of two polymorphs within the ACC areas: a mixure of an amorphous and a crystalline fraction. The amorphous phase is characterised by a broad peak in the region of the lattice modes, which is composed of two distinct lattice modes with very high full‐widths at half‐maximum (FWHMs). The FWHMs of most of the crystalline fractions (in the range of 6.3–10.7 cm⁻¹) are too high for well‐crystallised materials and support reports of nanocrystalline calcium carbonate polymorph clusters in ACC. Crystallinity indices of different samples are calculated and found to be useful to describe roughly the state of crystallisation in the ACC areas. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Integration approach for developing a high-performance biointerface: Sequential formation of hydroxyapatite and calcium carbonate by an improved alternate soaking process

Biointerfaces are crucial for regulating biofunctions. An effective method of producing new biomaterials is surface modification, in particular, the hybrid organic-inorganic approach. In this paper, we propose a method for the sequential formation of hydroxyapatite and calcium carbonate on porous polyester membranes by using an improved alternate soaking process. The resulting hybrid membranes were characterized in terms of their calcium and phosphorus ion contents; further, their structure was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and infrared spectroscopy (IR). As a typical biofunction, protein adsorption by these hybrid membranes was investigated. Sequential hydroxyapatite and calcium carbonate formation on the membranes was successfully achieved, and the total amounts of hydroxyapatite and calcium carbonate formed were precisely regulated by the preparative conditions. The SEM and XRD characterizations were verified by comparing with the IR results. The amount of adsorbed protein correlated well with not only the amount of hydroxyapatite formed but also the combined amounts of hydroxyapatite and calcium carbonate formed. The results indicate that the hybrid membranes can function as high-performance biointerfaces that are capable of loading biomolecules such as proteins.     

Group Theoretical Analysis of the v 1 (CO 3 2-) Vibration in Crystalline Calcium Carbonate

A group theoretical analysis, based on the correlation method, is presented for the symmetric stretch vibration of the carbonate ion in three crystalline forms of calcium carbonate: calcite, aragonite and vaterite. Numbers of Raman and infrared active components are calculated and compared with experimental data, including those from a recent Raman study of vaterite. It is shown that the splitting observed for v _l in vaterite is compatible with two of the proposed crystal structures for this compound.