D38R突变对细菌视紫红质光循环后半程M态和N态的影响

用重叠PCR的方法，定点突变细菌视紫红质（bacteriorhodopsin，BR），克隆到单突变体BRD96N和双突变体BRD38R/D96N的基因，同源转化盐沼盐杆菌（Halobacterium salinarium）L33（BR），表达突变蛋白BRD96N和BRD38R／D96N通过显微视频方法对突变BR的M态光致变色特性进行记录，BRD38R／D96N的M态寿命为5s，约为BRD96N（M态寿命为3s）的1．7倍．对突变体的激光共聚焦拉曼光谱测定发现，在BRD96N中，1170cm^-1下移到1171cm^-1，1258cm^-1上移到1255cm^-1，而BRD38R/D96N中1170cm^-1下移到1173cm^-1；1258cm^-1。上移到1252cm^-1，而且BRD38R/D96N与BRD96N相比，1186cm^-1处的峰明显增强．近紫外区圆二色谱显示，两种突变体近紫外区的正负带虽然没有太大差别，但288nm和290nm处的极峰却差别显著．所有这些研究结果表明，细菌视紫红质Asp38（D38）突变为Arg（R）可以延长其光循环后半程M态和N态的寿命．     

菌紫质薄膜光致折射率变化的理论计算和实验测量

基因改性细菌视紫红质BR-D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性.根据Kramers-Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化.本文首先从实验上测量了BR-D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers-Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱.实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR-D96N薄膜在不同探测波长下的光致折射率变化量,并与理论计算曲线进行了比较.     

水体细菌微生物种类快速鉴别方法研究

紫外可见多波长透射光谱包含了细菌微生物对光的吸收和前向散射等信息,能反映细菌细胞的组分、大小以及形态等特征,具有细菌种属的特异性,可应用于细菌微生物的快速种类鉴别。以水体中常见细菌微生物为研究对象,实验测量了大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌以及肺炎克雷伯菌的紫外可见多波长透射光谱,简要分析了不同种类细菌微生物的多波长透射光谱特征;研究了透射光谱与支持向量机多向量分析方法相结合的水体细菌微生物快速识别方法,利用基于网格搜索法的训练集内部交叉验证获取建模所需最佳惩罚因子C和核函数参数g,根据最优参数和LibSVM一对一多分类法建立细菌快速分类鉴别模型。利用不同株实验细菌的透射光谱作为测试集对所建模型进行识别正确率的验证,结果表明,所建立的快速分类鉴别模型可以对选取的大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌以及肺炎克雷伯菌进行快速种类识别,识别正确率为100%;分类鉴别模型对不同大肠杆菌亚种的测试集识别正确率为100%,证明该模型对细菌属间鉴别具有较好的稳定性。不仅可为饮用水源细菌微生物的快速识别预警提供方法,而且可在生物医学方面作为细菌微生物鉴别的一种简便、快速、准确的手段。     

原子尺度摩擦行为的分子动力学模拟

应用大规模分子动力学方法,模拟了具有原子级光滑和原子级粗糙形貌的刚性球形探头与弹性平面基体的干摩擦行为,研究了无/有粘附条件下的载荷与摩擦力、载荷与真实接触面积,以及摩擦力与真实接触面积之间的关系,对纳米尺度下的摩擦行为规律进行了分析.几种系统的真实接触面积-载荷关系都与相应的连续力学接触模型定性的一致,它们分别是Hertz光滑表面接触模型、Greenwood-Williamson粗糙表面接触模型和Mau-gis Dugdale粘着接触模型.无论是由光滑表面还是粗糙表面构成的摩擦系统,在无粘附条件下摩擦力与载荷成正比,而摩擦力与真实接触面积之间没有一个简单的关系;在粘附条件下摩擦力与真实接触面积成正比,而摩擦力与载荷之间表现为Maugis Dugdale模型预测的亚线性关系.研究表明,当表面作用从无粘附到粘附时,控制摩擦力的决定因素从载荷转变为接触面积,摩擦行为从载荷控制摩擦转变为粘着控制摩擦.     

PARTICLE PROPERTIES—PROMISE AND NEGLECT

We see two major trends in Particle Technology. First, the focus is shifted from unit operations towards functional products, i.e. towards product engineering. Second, modeling will become more and more important. Processes cannot yet be designed from basic molecular understanding. Nanotechnology, however, begins to bridge this gap between molecules and particles and may thus open new ways not only for the production and handling of particulate matter but also for the engineered design of advanced material properties. Starting from the concept of product engineering we investigate the basic preconditions for tailoring nanoparticulate properties, i.e. the control of the particle interactions. Nanotechnology can only be transferred to industrial production if the interactions are effectively controlled. Material and particle properties are essential for predictive models. Although strong tools like MD, DEM or population balance models are available, these models are only predictive if realistic material and particle properties are available which is often not the case. We show for selected examples how particle properties can be obtained by studying the physically relevant elementary processes. The impact breakage behavior of many different materials is described by a master curve. Particle adhesion can be modeled if the roughness of particle and substrate and the Hamaker constant are known. The latter is obtained from adsorption studies.     

基于多波长透射光谱法的水体细菌微生物检测能力初步研究

搭建的水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验系统,实验获取了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在不同浓度下220～900 nm范围内的多波长透射光谱,研究建立了三种细菌基于不同波长点及全光谱波段的浓度校准曲线,计算了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限,并与紫外-可见分光光度计测量分析结果进行了对比。结果表明,实验系统与紫外-可见分光光度计测量光谱线性相关系数在0.999 8以上,具有非常好的一致性,且30次光谱信号采集时间仅需15 s;基于实验系统分析得到三种细菌在220,258,300,350,400,450,500和550 nm不同波长点以及全光谱波段的检测限结果均优于紫外-可见分光光度计,且利用多波长透射光谱全光谱波段计算得到的细菌检测限均最低,其中：肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限分别为1.60×104,1.06×104和1.16×104 cells·mL-1。研究结果为进一步发展水体细菌微生物的多波长透射光谱快速定量检测技术提供了基础数据。     

氦-氖激光诱变细菌细胞及原生质体选育果胶酶高产菌株

利用氦-氖激光(波长632.8nm,功率15mW)诱变果胶酶产生菌的菌体细胞,获得了突变株ZH-g,其酶活达到301 u·mL－1,是出发菌株的1.3倍.进一步用氦-氖激光照射ZH-g的原生质体,从而得到了高产突变株ZH-gA,其酶活达到357 u·mL－1,比ZH-g提高了18%,是出发菌株的1.6倍.该菌株在好氧和静置条件下均能良好产酶,经传代实验证明其产酶性能稳定.     

细菌生长速率的测定及其热力学性质的研究

细菌生长是一系列非常复杂的生化反应的结果。为了使问题简化、便于采用物理化学的理论和方法对其进行处理,可假设细菌在培养基中的分裂、生长分为三个阶段进行。首先是底物进行扩散,并与细菌表面的活性物质进行作用(如输运过程);其次是细菌将底物吸收到细胞内形成细胞-底物复合物;然后是细胞-底物复合物在其内部一系列酶的作用下产生酶促反应,进行分裂生长和排出代谢产物。现用下式表示:     

克拉霉素漂浮-生物粘附微囊的制备及性能研究

选用乳化-溶剂挥发法制备乙基纤维素载药微球(EMs), 并通过内部凝胶化法进行包衣制得海藻酸钠-乙基纤维素载药微囊(AEMs), 最后通过离子交联法进一步包衣制得壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素载药微囊(CAEMs). 研究克拉霉素漂浮\|生物粘附微囊的制备工艺, 并考察微囊的体外漂浮性能、 粘附性能及体内滞留性能. 结果表明, CAEMs球形度较好, 药物包封率为72.3%~78.2%, 载药量为7.1%~12.7%. 在pH=5的醋酸缓冲液中, 6 h时的累积释放率为56.6%~70.6%, 漂浮率大于70%, 4 h时的体内滞留率为60.5%. CAEMs有望通过延长药物胃内滞留时间, 在临床用于根除幽门螺旋杆菌, 从而降低消化道溃疡的复发率.