Nd-四甘醇醛缩苯丙氨酸Schiff碱配合物与DNA相互作用的光谱研究

研究了Nd-四甘醇醛缩苯丙氨酸Schiff碱配合物(NdL)与天然和变性DNA的相互作用.在DNA存在下,测定了NdL的紫外吸收光谱(UV)和荧光激发光谱(FL).利用紫外滴定法,测定了NdL与DNA的结合常数.在20mmol/L Tris-HCl缓冲溶液(pH=7.0),Nd-四甘醇醛缩苯丙氨酸Schiff碱配合物与小牛胸腺DNA的结合常数为4.11×103L/mol,化合物本身的UV和FL峰强度减小.NdL与DNA的作用模式为"静电引力".     

阿霉素与DNA作用的共振光散射研究及在DNA分析中的应用

研究了抗癌药物阿霉素与DNA相互作用的吸收光谱、荧光光谱和共振光散射光谱,发现阿霉素与DNA相互作用产生强烈增强的共振光散射信号,共振光散射技术在研究DNA与阿霉素的相互作用时,其灵敏度远远高于吸收光谱和荧光光谱。DNA与阿霉素作用在322与564 nm处产生两个共振散射峰,在弱酸性条件下(pH 5.72),DNA的浓度在0～8.0 μg·mL-1范围内与散射强度呈良好的线性关系,对小牛胸腺DNA和鱼精子DNA的检出限分别为36.8和40.1 ng·mL-1。由此建立了一种选择性好,灵敏度高的DNA共振光散射分析方法。     

太赫兹成像技术对玉米种子的鉴定和识别

利用太赫兹时域光谱(THz_TDS)测试技术及透射式太赫兹逐点扫描成像技术分别对几种玉米种子DNA和胚的样品进行了光谱和成像测量;利用空间图样成份分析(component spatial pattern analysis)方法对得到的THz像进行识别运算。实验结果表明,几种样品在THz波段都有不同的吸收特性,但都没有明显的吸收峰,不能利用“特征指纹谱”进行识别。用基于THz扫描成像的空间图样成份分析方法能很好地实现不同玉米种子DNA样品的鉴定和识别。与现有的THz图像识别方法相比,这个方法只需要THz像的实验数据和样品的吸收谱信息,不需要样品的其它特征。这项研究为进一步利用THz成像技术实现无损检测、安全检查、质量监测等提供了依据,具有实际应用价值。     

席夫碱稀土配合物与DNA的作用方式

以糠醛和对氨基苯磺酸反应合成席夫碱配体,与稀土离子配位制得相应的稀土配合物,并运用光谱法研究配合物与DNA之间的作用机制,为新型抗癌药物的设计开发提供依据。采用元素分析、红外和紫外光谱对配合物性质进行表征测试,确定其化学组成为REL(OH),RE为La~(3+)、Nd~(3+)、Eu~(3+),L为去质子形式的希夫碱配体。此外,运用光谱法和循环伏安法研究了REL(OH)配合物与鲱鱼精DNA之间的作用方式。配合物在加入DNA后,特征吸收峰强度发生明显的减色效应,但峰位红移不明显。配合物能够猝灭中性红-DNA体系的荧光。Fe(CN)_6~(3-)/~(4-)的氧化还原峰电流在配合物加入后减小,式量电位有正移趋势,表明配合物、Fe(CN)_6~(3-)/~(4-)与DNA的作用存在竞争。研究结果表明:这3种席夫碱稀土配合物与鲱鱼精DNA的作用均属于嵌插,且含有不同稀土离子的配合物与DNA的作用强弱不同,作用大小次序为Eu配合物La配合物Nd配合物席夫碱,这可能与DNA和配合物中的稀土离子所发生的作用有关。     

LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末的合成及其在指纹无损显现中的应用

采用溶剂热法在水和乙二醇的混合溶剂中合成出了高质量的LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末。然后通过透射电子显微镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、荧光光谱(FS)等表征手段分别对稀土纳米荧光粉末的微观形貌、晶体类型、荧光性能进行了表征,合成纳米荧光粉末的形貌为单分散的纳米棒,平均长度为700nm、平均直径为20nm,其晶体结构为单斜LaPO_4晶型,并且在254nm紫外光照射下能够产生较强的绿色荧光。最后将合成的纳米荧光粉末应用于光滑客体表面汗潜指纹的无损显现中,并详细考察了指纹显现的对比度、灵敏度、选择性、背景干扰等指标。实验结果表明,使用LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末显现的指纹在254nm紫外光的激发下能够产生明亮的绿色荧光,指纹乳突纹线部位连贯清晰、细微特征反映明显,指纹与客体之间的对比反差强烈、客体产生的背景干扰较小,因此该显现方法具有较高的对比度、灵敏度和选择性。本显现方法具有操作方法简单、显现效果优良、适用范围广泛等优点。本研究的重要创新之处在于,经LaPO_4∶Ce,Tb纳米荧光粉末显现后的指纹还可以进行后续的DNA提取及检测,这是传统的指纹显现粉末所不能及的。本研究为指纹物证和生物物证这两大物证的同时利用提供了有益参考。     

斑马鱼胚胎在电离辐射生物学研究中的应用

斑马鱼胚胎最初为研究发育生物学与分子遗传学的重要模式动物,20 世纪90 年代关于斑马鱼胚胎研究的文章每年不足100 篇,到本世纪初期已上升到每年1 000 余篇,目前这个数字正呈指数增长,斑马鱼胚胎的研究范围与应用价值正也随之逐步提升。该文综述了斑马鱼胚胎在电离辐射研究领域中的应用,包括电离辐射诱导斑马鱼的毒性作用、电离辐射引起的DNA损伤及其信号转导机制,以及利用斑马鱼对辐射防护剂与增敏剂进行评价。在此基础上还特别介绍了中国科学院近代物理研究所利用斑马鱼胚胎在放射生物学研究上取得的进展,其中包括一种具有物理激发、化学刺激作用的线粒体内活性氧(ROS) 诱导剂,在非条件刺激下利用斑马鱼检测该物质的毒性,发现6 10 μL/mL 的该物质无胚胎发育毒性,然而,在一定波长的光刺激下可造成DNA双链断裂,在理论上是一种潜在的辐射增敏剂。Zebrafish embryo is a classic animal model to study developmental and molecular biology. The relatedworks using zebrafish embryo arise from less than 100 papers per year in 90 s to more than 1 000 papers per year at the beginning of 21st century. The research scope and application value of zebrafish embryo in biology studies are gradually extending, along with the exponential increase of related papers. Here, the applications of zebrafish embryo in the field of radiation biology are reviewed, including radiation-induced toxicity, signal transduction in response to radiation-induced DNA damage, and the assessment of radio-protection and radiosensitizers, respectively. The progress in radiation biology employing zebrafish embryo in Institute of Modern Physics has also been reported, includinga novel mitochondrial reactive oxygen species inducer, which can be triggered by exogenous physical signal and exert chemical stimulation. This inducer shows no obvious embryo toxicity to zebrafish under 10 μL/mL. It can induce DNA double strand breaks if activated by certain wavelength of lights. Itisa potential radiosensitizerin theory.     

Effects of Sequence on Transmission Properties of DNA Molecules

A double helix model of charge transport in DNA molecule is given and the transmission spectra of four DNA sequences are obtained. The calculated results show that the transmission characteristics of DNA are not only related to the longitudinal transport but also to the transverse transport of molecule. The periodic sequence with the same composition has stronger conduction ability. With the increasing of bases composition, the conductive ability reduces, but the weight of θ direction rises in charge transfer.     

溴鼠灵与DNA作用机制的光谱研究

农用化学物质残留可能会与DNA结合形成加和物,从而对动物和人类造成危害。文章利用紫外光谱和荧光光谱研究了溴鼠灵(BDF)与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的作用机理。结果表明,低浓度的ct-DNA可使BDF的吸收光谱发生减色,ct-DNA对BDF的稳态荧光有明显的的猝灭作用,属于静态猝灭方式,27 ℃时K_SV=1.21×104 L·mol-1;根据热力学参数推测BDF与ct-DNA之间的相互作用主要是范德瓦耳斯力作用;猝灭试验发现ct-DNA对BDF无明显保护作用;离子强度改变时,BDF/ct-DNA体系的荧光强度也随之改变;ct-DNA对β-CD/BDF包络物的荧光也有猝灭,但猝灭程度比游离的BDF有所降低,表明β-CD对BDF具有保护作用,也说明BDF与ct-DNA或β-CD的结合具有竞争性。各试验结果一致表明BDF与ct-DNA之间主要是以沟区结合方式发生作用。另外,试验结果也表明BDF与ct-DNA之间还存在静电作用。范德瓦耳斯力和静电作用的共同作用,为BDF在沟区与DNA的相互结合提供了更好条件。     

探针体耐尔蓝(NB)与DNA结合反应研究

应用微相吸附-光谱修正（MPASC）新技术研究DNA与耐尔蓝（NB）探针分子间的相互作用,分析生物大分子内静电场的形成与Langmuri吸附的关联性,测定了结合产物结合比、平衡常数等。通过在pH=10.38介质中对DNA-NB反应的光谱分析,结果表明产物结合比NB：DNA-P=3：1、平衡常数K=3.33×10^5,摩尔吸收系数ε^660nm=4.81×10^3L/mol cm。样品分析表明DNA回收率95.6%-108%,相对标准偏差RSD=2.8%。     

Chaos game representation （CGR）-walk model for DNA sequences

Chaos game representation (CGR) is an iterative mapping technique that processes sequences of units, such as nucleotides in a DNA sequence or amino acids in a protein, in order to determine the coordinates of their positions in a continuous space. This distribution of positions has two features: one is unique, and the other is source sequence that can be recovered from the coordinates so that the distance between positions may serve as a measure of similarity between the corresponding sequences. A CGR-walk model is proposed based on CGR coordinates for the DNA sequences. The CGR coordinates are converted into a time series, and a long-memory ARFIMA (p, d, q) model, where ARFIMA stands for autoregressive fractionally integrated moving average, is introduced into the DNA sequence analysis. This model is applied to simulating real CGR-walk sequence data of ten genomic sequences. Remarkably long-range correlations are uncovered in the data, and the results from these models are reasonably fitted with those from the ARFIMA (p, d, q) model.