微量热法研究过氧化氢酶底物抑制动力学

过氧化氢酶是需氧生物体内抗氧化酶系的重要组分。过氧化氢酶催化过氧化氢分解是一个两底物酶促反应,依照Chance提出的机理,反应速率方程具有一级反应方程的形式。此反应在高浓度底物存在的情况下,表现出明显的不可逆底物抑制。本研究用热动力学方法研究了这一反应,提出了一种不可逆底物抑制机理,并应用该机理求出了相关动力学参数。在310.15K,pH=7.0时k0=9.6×10^5L·mol^-1^·s^-1,k1/k2=2.9×10^6。实验结果证明此机理正确有效。     

HPLC技术对细菌基因组DNA碱基组成的精确测定

高效液相色谱技术(HPLC)在精确分析细菌基因组DNA碱基组成时存在着重复性差和杂质干扰的问题。本研究结合反相HPLC技术对化学水解(高氯酸法和甲酸法)和生物酶水解(磷酸二酯酶Ⅰ和牛肠粘膜碱性磷酸酶)DNA的水解条件和产物进行分析,建立了一套系统的分析方法,改善了分析的重复性问题,排除了主要的误差来源,达到了对细菌DNA碱基组成精确分析测定的目的。     

可注射型酶促高分子水凝胶的制备及表征

利用聚乙二醇（PEG,相对分子质量2 000）与对羟基苯丙酸（DAT）的酯化反应得到凝胶因子,在辣根过氧化物酶（HRP）和过氧化氢催化体系的作用下,制备了一种新型的能快速固化的可注射型水凝胶。研究了HRP、凝胶因子和过氧化氢浓度对凝胶时间的影响,结果表明,当凝胶因子浓度高、HRP浓度高、过氧化氢浓度较低时,凝胶时间较短,最短可在3 s内凝胶。采用红外光谱和核磁共振氢谱对凝胶因子的结构进行了表征,并提出了HRP/H2O2酶促催化下凝胶因子的自由基聚合机理。     

石墨烯材料生物降解的策略研究

自2004年被发现以来,前沿新材料石墨烯及其衍生物由于其独特的电学、光学和力学性能被广泛关注,在许多领域都展露了光彩,包括新型电池、传感器、新能源和生物医学等领域,尤其在生物医药领域发展迅速.石墨烯及其衍生物良好的生物相容性使其在生物领域中具有重要的应用前景.为了实现石墨烯材料的体内应用,材料的可降解性是值得深入研究的焦点,研究其生物降解行为有助于提高其对环境、生命系统的安全性.到目前为止,石墨烯的生物降解研究主要集中在材料的生物酶促降解,利用一系列方法如异质原子掺杂、表面功能化修饰等对石墨烯材料进行改性,可以调控石墨烯材料的降解.综述了近年来石墨烯材料及其衍生物在生物应用上的降解的研究进展,重点介绍石墨烯的酶促降解和其在生物医学领域的应用前景,为进一步促进石墨烯材料的体内研究提供重要的研究基础和指导意义.     

固定化β-葡萄糖醛酸酶反应器的制备及其在4-甲基亚硝胺基-1-(3-吡啶)-1-丁醇的O-糖苷化合物分析中的应用

采用溶胶-凝胶法,以丙烯酰胺作为单体,制备了基于有机-硅胶杂化整体柱的β-葡萄糖醛酸酶反应器。优化了硅酸甲酯和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅的物质的量的比、丙烯酰胺和聚乙二醇的用量,以及水浴温度等制备条件,获得了孔隙均匀、通透性良好、机械强度高的有机-硅胶杂化整体柱。采用光学显微镜和扫描电镜表征杂化整体柱。进一步将β-葡萄糖醛酸酶共价键合在整体柱上,以4-甲基亚硝胺基-1-(3-吡啶)-1-丁醇(NNAL)的O-糖苷化合物(NNAL-O-Gluc)为底物研究酶反应器的水解效果,实验结果证明酶反应器在室温条件下的水解效率大大提高,实现了NNAL-O-Gluc高效水解与分析,解决了目前NNAL-O-Gluc分析中前处理水解效率低的问题。     

超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法定性筛查保健食品中西地那非及其相关功效类非法添加化合物

建立了超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）定性筛查102种西地那非及其相关功效化合物的方法。甲醇超声提取样品;采用Agilent Poroshell 120 SB-C18色谱柱（75 mm×3.0 mm,2.7 μm）,以0.1%（v/v）甲酸水溶液-乙腈为流动相梯度洗脱,流速0.4 mL/min;采用电喷雾离子（ESI）源,Q-TOF-MS作检测器,正离子模式检测;与对照品保留时间、母离子及碎片离子精确相对分子质量、元素组成比对,准确定性。西地那非等100种化合物在10种基质中的检出限为0.1~50 mg/kg或0.1~50 mg/L。并分类归纳了文中涉及的98种磷酸二酯酶5抑制剂质谱碎片裂解规律,为可疑物的识别和鉴定提供参考。该方法已应用于实际样品的测定,检出19种化合物,有效打击了非法添加行为。     

麦麸酯酶对有机磷及氨基甲酸酯类农药的动力学特性

为探讨有机磷及氨基甲酸酯类农药对麦麸酯酶的抑制作用,以酶活抑制率为指标,通过测定酶动力学常数(Ki、Ka、K2)及半数抑制浓度(IC50)揭示麦麸酯酶的动力学特性。结果显示:麦麸酯酶对3种有机磷农药的敏感性大小顺序依次为:敌敌畏甲基对硫磷乐果,其对麦麸酯酶的IC50分别为0.176、1.754、2.583 mg/L;对3种氨基甲酸酯类农药的敏感性大小依次为:叶蝉散西维因丁硫克百威,其对麦麸酯酶的IC50分别为0.489、0.799、2.035 mg/L;各农药抑制麦麸酯酶的动力学常数(Ki、Ka、K2)及IC50值表明,不同农药对麦麸酯酶的抑制作用存在不同程度的选择性,农药与麦麸酯酶的亲和力强弱是导致麦麸酯酶对农药敏感性差异的主要原因;运用该方法检测蔬菜和水果中农药残留,得出莴笋叶、四季豆和葡萄中含有农药,且确定葡萄中为乐果残留。该研究可为麦麸酯酶应用于农药检测提供一定的理论基础。     

猪肝酯酶杂化“纳米花”的制备及其对菊酯类农药的水解性能研究

采用生物矿化策略,在磷酸盐缓冲液中制备了猪肝酯酶(Porcine liver esterase,PLE)杂化"纳米花"(Ca3(PO4)2-PLE)。利用扫描电镜、元素能谱分析及红外光谱对所制备的杂化"纳米花"进行了形貌和成分分析。对杂化"纳米花"制备过程中的参数进行优化,结果表明:在10 mmol/L磷酸盐缓冲液(p H 7. 4)中,猪肝酯酶质量浓度为0. 3 g/L,钙离子浓度为500 mmol/L,制备温度为20℃时,所制备的Ca3(PO4)2-PLE具有最高酶活,其酶活为同等酶浓度下液酶酶活的169%。将制备的Ca3(PO4)2-PLE用于4种菊酯类农药的酶解性能研究,发现相同条件下,Ca3(PO4)2-PLE的酶解率均优于液酶。此外,制备的Ca3(PO4)2-PLE用于菊酯农药酶解循环2次后仍保持70%以上的活力。     

石墨烯膜在水处理中的应用

节约用水和保护水资源,实现水资源的可持续利用,对人类和社会有着极其重要的意义。 石墨烯以sp²杂化方式形成的单原子层二维晶体,具有独特的电学、机械、热学性质,同时还拥有大的比表面积以及低廉的制造成本,近年来引起了水处理领域研究者们的兴趣。 本文概述了石墨烯膜应用于水处理方面的研究进展,同时对其在水处理应用方面还存在的问题及应用前景做了评论和展望。     

功能性有序微结构的制备及潜在应用

随着科技的发展进步,具有特殊功能的有序微结构日渐引起人们浓厚的研究兴趣,并被广泛应用于微电子器件、微反应器、生物化学传感器以及光学器件等领域.本文总结了我们课题组在微观表面图案化和有序微结构制备及应用方面的研究工作,重点介绍我们在该方向工作的最新进展,并对该领域的发展前景进行了展望.