集成微流体驱动泵的微流控微珠阵列芯片用于基因突变检测的研究

建立了一种基于微泵集成微流控微珠阵列芯片及三磷酸腺苷双磷酸酶(Apyrase)介导的等位基因特异性延伸的基因突变检测方法。将微流控芯片、引物修饰微珠阵列及基于毛细和蒸发作用的微流体驱动泵集成构建检测芯片,待测目标序列流过装配的微球阵列并与微球表面延伸引物杂交,在Apyrase和去除外切酶活性的Klenow DNA聚合酶协同作用下,引物3’末端碱基与目标序列包含的基因突变检测位点匹配则能够发生延伸,并将生物素化的dCTP掺入到引物的延伸序列中并固定在微球表面,链霉亲和素修饰量子点能与微球表面引物延伸序列中的生物素结合并提供荧光信号,而引物3’末端与目标序列存在单碱基不匹配则不能发生延伸。结果表明:采用这种单碱基识别技术,微泵驱动的芯片内可以检测0.2 pmol/L目标序列(信背比>3),液压驱动的芯片内能识别0.5 pmol/L目标序列,而芯片外检测只能识别0.1 nmol/L目标序列,微泵集成芯片在检测基因突变时其灵敏度较芯片外基因突变分析提高了500倍,并在0.5～30 pmol/L目标序列浓度范围内待测序列浓度与检测信号呈良好的线性关系。测定了一个人基因组样本中多药耐药蛋白基因1(MDR1)的两个多态性位点C3435T及G2677T,结果显示该样本具有3435CT及2677TT的基因型组合,此结果与DNA测序结果一致。本方法用于基因突变分析,具有良好的特异性、灵敏性及稳定性。     

一种新型罗丹明B硫酰肼衍生物荧光探针的合成及对汞(Ⅱ)的检测应用

设计合成了一种可逆的Hg2+荧光增强型分子探针3’,6’-双(二乙氨基)-2-((4-氟基苯亚甲基)氨基)螺[异吲哚-1,9’-氧杂蒽]-3-硫酮,利用红外光谱、元素分析、核磁等方法对探针结构进行了表征。探针溶液本身荧光很弱,与Hg2+结合后荧光显著增强,由此建立了Hg2+测定的新方法。检测的适宜条件为:反应体系pH 4.5,反应时间25 min。本方法具有易于操作、灵敏度高、选择性好、线性范围宽和线性关系良好等优点,Hg2+浓度在0.001～0.20 mg/L范围内线性相关系数为0.9997,检出限为3.88×10"4mg/L。本方法对河水及土壤样品进行Hg2+加标回收实验,标准回收率分别为102.22%和94.24%。本方法对水质-汞环境标准样品(编号:GSBZ 50016-90,批号:202030)的测定结果为6.16μg/L,与标准值基本吻合。     

氢分离与CO催化甲烷化双功能型钯复合膜

以多孔Al₂O₃陶瓷为基体材料, 采用浸渍法担载NiO后用2B铅笔修饰NiO/Al₂O₃表面, 通过化学镀法沉积约5 μm厚的金属钯, 还原后成功制得Pd/Pencil/Ni/Al₂O₃膜. 为进行对比, 还制备了未担载镍的Pd/Pencil/Al₂O₃膜. 膜的表面和断面形貌分别采用扫描电镜和金相显微镜观测, 膜的透氢动力学通过H₂/N₂单气体法测试, 并以成分为H₂ 77.8%, CO 5.2%, CO₂ 13.5%和CH₄ 3.5%的原料氢测定了膜的氢分离效果. 结果表明, 未载镍的Pd/Pencil/Al₂O₃膜只具有氢分离作用, 而Pd/Pencil/Ni/Al₂O₃膜还可以有效地将钯膜泄漏的CO和CO₂转化为甲烷, 因而成为双功能型钯膜. 这种双功能膜尤其适用于面向质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢气分离, 既有效解决了PEMFC对氢燃料中CO格外敏感的难题, 又提高了对钯膜缺陷的容忍度, 因而延长了钯膜的使用寿命.     

Bonding of Hydroxyl and Epoxy Groups on Graphene： Insights from Density Functional Calculations

Density functional theory and GGA-PW91 exchange correlation function were performed to simulate the bonding behavior of hydroxyl and epoxy groups on the graphene surface. We compared the different binding energies for two epoxy groups, as well as one hydroxyl group and one epoxy group on all possible positions within a 6-fold ring, respectively. The calculated results suggest that two oxygen-containing groups always tend to bind with the neighboring carbon atoms at the opposite sides. Moreover, two hydroxyl groups on the meta position are unstable, and one of the hydroxyl groups easily migrates to the para position. In contrast to the disperse arrangement, the aggregation of multiply hydroxyl groups largely enhances the binding energy of every hydroxyl group. It is worth noting that the binding sites and hydrogen bonds play an important role in stability. Our work further points out the number of oxygen-containing groups and the location of oxide region largely influence the electronic properties of graphene oxide.     

近红外光谱结合化学计量学评价胚胎发育潜能

使用近红外光谱分析方法测量培养后的胚胎培养液,结合偏最小二乘判别分析对胚胎发育潜能进行评价,鉴别具有妊娠能力与不具妊娠能力的胚胎。为了提高模型的判别能力,消除无信息变量对模型稳定性影响,分别采用基于蒙特卡罗的无信息变量消除法(MC-UVE)、竞争性自适应加权抽样法(CARS)与基于变量稳定性的竞争性自适应加权抽样法(SCARS),对光谱进行波长选择。结果表明,与采用全谱74%的正判率相比较,采用这3种波长选择方法,模型独立检验集的正判率分别提高至74.24%,77.12%与80.10%,建模使用变量数降至50以内。比较发现,SCARS的模型优化能力和稳定性均好于MC-UVE和CARS方法。采用近红外光谱结合化学计量学方法预测胚胎的发育潜能是可行的。     

热力学变化过程方向的完整判据

目前物理化学教科书中的自发过程方向与限度判据,只能对常见自发过程作判断,不能对含有非体积功的各类过程做出判断。笔者从热力学第二定律的理论基础克劳修斯不等式入手,通过自发变化熵判据的演绎过程,找到了3个判据不完整性的原因所在,给出了完整方向性判据的解决方案。应用表明,完整的方向与限度判据可适用于各类热力学变化过程。     

双功能配体促进的钯催化不对称醚化和胺化反应（英文）

研究双亚砜膦配体(BiSO-P)亚砜基团的Bronsted碱性在协同催化反应中的作用.1H NMR研究表明双亚砜膦与醇和胺等质子试剂形成氢键;并将此类配体应用于钯催化的不对称醚化和胺化反应,最高获得99%ee.研究发现氢键的存在能有效提高反应的ee值,配体亚砜基团在反应过程中同时起着Lewis和Bronsted碱的作用.     

液相色谱-串联质谱测定降血糖功能食品中双胍类药物

建立了降血糖功能食品中二甲双胍和苯乙双胍的液相色谱-串联质谱测定方法。采用体积比1:1的甲醇-乙醇溶液超声提取降血糖功能食品降糖粉、奶粉、口服液、胶囊、清渴茶中的二甲双胍和苯乙双胍,提取液经WCX固相萃取柱净化后,以乙腈和2 mmol/L NH4Ac溶液(含0.1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱,经Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18色谱柱分离,电喷雾正离子(ESI+)模式电离,多反应监测(MRM)模式检测,基质回收标准曲线定量。二甲双胍和苯乙双胍的定量限(LOQ)均为10.0μg/kg,在不同基质中添加水平为10.0,20.0,50.0μg/kg时,二甲双胍和苯乙双胍的平均回收率分别为92.7%～99.6%和91.3%～100.3%,RSD分别为2.1%～8.4%和1.1%～11%。本方法可用于降血糖功能食品中双胍类药物的测定和确证。     

聚苯并双噁唑酰亚胺的热分解动力学研究

采用二步法合成了以2,6-二(对-氨基苯)苯[1,2-d;5,4-d’]二噁唑和1,4-二(3,4-二苯氧基)苯四甲酸二酐(HQDPA)为单体的聚苯并双噁唑酰亚胺.该聚酰亚胺的预聚体聚酰胺酸的黏度为1.70 dL/g,经过热环化后能够生成浅黄色的聚酰亚胺薄膜.通过热重分析法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺在N2气氛中的热降解机理.采用Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法计算了聚苯并双噁唑酰亚胺热降解表观活化能,分别为356.36kJ/mol和370.54 kJ/mol,平均值为363.45 kJ/mol;反应级数为4.22,指前因子为6.44×1016s-1.采用Coast-Redfern法和Phadnis-Deshpande法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺的热降解固相反应机理,认为该聚酰亚胺的热降解机理属于反曲线(A3)机理,是成核和增长模式(Avrami equation 2方程)控制的热降解反应,积分形式为g(X)=[-ln(1-X)]3.     

含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子的非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了系列含绿色荧光蛋白发色团双自由基分子光学异构体的几何结构、极化率(αs)和第一超极化率(βtot).结果表明,引入电子给受体取代基使分子的极化率增大,而对第一超极化率有不同影响.对于光照前的反式结构,引入电子受体βtot值增加,且βtot值随取代基吸电子能力的增强而增大;引入电子给体βtot值降低,且βtot值随取代基给电子能力的增强而减小.当分子变成相应的顺式结构时,其βtot值变化趋势与反式结构的结果正好相反.光异构化前后分子的βtot值变化不同,引入电子受体使顺式结构的βtot值比反式结构的小,其中―NO2使顺式结构的βtot值减小为反式结构的1/6;引入电子给体使反式结构的βtot值比顺式结构的小,其中―NH2使反式结构的βtot值减小为顺式结构的1/6.从而,光异构化起到调节非线性光学(NLO)响应的作用.