亚精胺对溶菌酶构象及催化性能的影响

聚乙烯亚胺是典型的聚阳离子基因载体材料,但是具有一定的细胞毒性,以小分子多胺为基础制备易降解的高分子材料是降低聚乙烯亚胺类基因载体材料的细胞毒性和提高基因转染效率的重要方法。为深入了解聚乙烯亚胺类基因载体材料与生物大分子的相互作用,本文综合应用吸收光谱、共振瑞利散射、圆二色谱和荧光光谱研究典型小分子多胺化合物亚精胺与溶菌酶的相互作用及其对酶的构象、催化活性和催化动力学的影响和机理。亚精胺是两亲性分子,其氨基基团易于质子化而具有较强的静电结合和氢键形成能力,亚甲基基团则具有一定的疏水性。亚精胺较小的分子尺寸和两亲性使其可以穿透进入溶菌酶的疏水核心,与溶菌酶肽链的非特异性结合导致溶菌酶二级结构由α-螺旋向β-折叠和β-转角转变,并导致溶菌酶表面疏水性略微增强。亚精胺与溶菌酶的结合降低了溶菌酶对底物溶壁微球菌的亲和力和最大反应速率,低浓度的亚精胺对溶菌酶的活性具有显著的抑制作用。     

羟基磷灰石与牛血清白蛋白相互作用的原位红外光谱研究

应用原位(in situ)全反射红外光谱研究牛血清白蛋白在电化学法制备的羟基磷灰石表面的吸附和成键行为, 探索电化学法制备的HA生物材料/生物环境界面过程和生物相容性的微观本质.     

马兜铃酸与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱研究

采用荧光光谱技术研究了模拟生理条件下马兜铃酸与人血清白蛋白(HSA)的相互作用.结果显示:马兜铃酸与人血清白蛋白有强的结合,结合位置与色氨酸残基间的距离r为2.5nm,二者间的结合是疏水和静电力共同作用的结果.     

光谱法研究水溶性羧基化碳纳米管与人血清白蛋白的相互作用

纳米材料与蛋白质等生物大分子的相互作用是纳米材料生物效应和安全性研究的重要基础。本实验利用荧光光谱、同步荧光光谱、圆二色谱(CD)等方法研究了四种结构特性不同的水溶性羧基化碳纳米管(long-SWCNTs-COOH,short-SWCNTs-COOH,DWCNTs-COOH,MWCNTs-COOH)与人血清白蛋白(human serum albumin, HSA)的相互作用。实验结果显示：四种水溶性羧基碳纳米管均能猝灭HSA的内源荧光,但猝灭能力有所不同,相同浓度下不同水溶性羧基化碳纳米管对HSA的荧光猝灭作用遵循如下规律：DWCNTs-COOH＜MWCNTs-COOH＜long-SWCTs-COOH＜short-SWCNTs-COOH;四种碳纳米管对HSA的同步荧光光谱影响表明,MWCNTs-COOH的作用位点更靠近色氨酸(Trp)残基,而DWCNTs-COOH的作用位点更靠近酪氨酸(Tyr)残基,而long-SWCNTs-COOH和short-SWCNTs-COOH对两种氨基酸残基的作用无明显差别;在碳纳米管作用下,HSA 的圆二色谱有微弱的变化,且与α-螺旋、β-折叠含量变化基本一致。结果表明,不同碳纳米管对HSA的荧光猝灭能力与它们的结构特性有关,两者作用过程中HSA构象基本不变,二级结构有微小变化,但无明显的剂量-效应关系。根据实验结果对可能的作用机制进行了讨论。     

Crystal Structure and Interaction with DNA of [Ni(phen)(mal)(H2O)2]·3H2O

A new complex [Ni(phen)(mal)(H2O)2]·3H2O (phen = 1,10-phenanthroline,mal2-= malonic acid) has been synthesized by the reaction of nickel nitrate,phen and malonic acid.EA,IR spectra and X-ray single-crystal diffraction were carried out to determine the composition and crystal structure of the title complex.Crystal data:monoclinic system,space group P2/c,a =8.937(3),b = 12.163(5),c = 9.725(3)(A),β = 119.36°,C15H19N2O9Ni,Mr= 430.03,Z = 2,F(000) =446,V = 921.3 (A)3,Dc = 1.550 g/cm3,μ = 1.104 mm-1,-10≤h≤ 10,-12≤k≤ 14,-11 ≤l≤7,R =0.0261 and wR = 0.0609 for 4376 (Rint = 0.0203) independent reflections and 1631 observed ones (I＞ 2σ(I)).Ni(Ⅱ) exhibits an octahedral coordination geometry,with hydrogen bonds and π-π interactions stabilizing the whole structure.UV spectrum of the complex interacting with protamine DNA indicates that the title compound interacts with DNA via insertion mode with bonding constant Kb of 1.11 × 104.     

Theoretical Investigations on the Interaction Nature of Br2 with HF, H2O and NH3

The interactions of HF, H2O and NH3 with Br2 are investigated at the MP2(full)/ aug-cc-pVDZ level. It is found that two kinds of stable complexes, halogen-bonded and hydrogen- bonded complexes, exist between Br2 and HF and between Br2 and H2O. The interaction energy analysis and natural population analysis (NPA) are conducted to these two kinds of complexes, indicating the halogen-bonded complexes are more stable than the corresponding hydrogen-bonded ones, and the binding energies of the former increase in the order HFH2O for the latter.     

Orbital Interaction of Epoxidation on the Same Curvature Bonds of Single-walled Carbon Nanotubes

The epoxidation of different bonds with the same bond curvature in one nano-tube including armchair,zigzag and chiral tubes was studied. The calculated results showed that for the adducts with opened C–O–C configuration,the magnitude of the binding energies was related with their corresponding bonding characteristics in HOMO,and the larger binding energies were attributed to stronger orbital interaction between one O atom and the nanotube; whereas for the adducts with 3MR structures,the binding energies were related with the changes of C–C bond length and independent of the frontier orbital interaction before and after epoxidation.     

通过rGO与g-C3N4的π–π堆积作用提高氮化碳光化学氧化能力

石墨相氮化碳(g-C3N4)具有较高的催化活性、良好的生物相容性、廉价易得、低毒性等特点,因而受到了广泛的关注.g-C3N4的禁带宽度为2.7 eV,可被可见光激发,相对于二氧化钛和氧化锌,它对可见光具有更高的太阳光利用率.尽管理论上g-C3N4是类似于石墨烯结构的二维材料,但通常情况下g-C3N4却是层层堆积起来的三维体相结构.从而导致了其比表面积降低,催化反应过程中与反应物接触面积小.同时又使光照下生成的载流子不能迅速传递到材料表面参与反应,大大降低了g-C3N4光生载流子的分离和传递效率.另外,作为一种可见光催化剂,g-C3N4的禁带宽度比一般的无机半导体光催化剂窄,仅能够吸收部分可见光.本文利用原位煅烧法制备了g-C3N4/rGO复合光催化剂,以罗丹明B和2,4-二氯酚为目标探针分子,考察了其可见光催化活性.这对于设计开发其他具有共轭大π键的光催化体系,具有一定的借鉴意义.X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR),X射线光电子能谱(XPS)和激光共聚焦拉曼光谱(Raman)结果表明,氧化石墨烯成功地被还原为石墨烯,并成功地引入到了g-C3N4中去.在三聚氰胺聚合的过程中,石墨烯被夹杂在氮化碳的片层中间,有利于形成π-π共轭作用.复合光催化剂C3N4/rGO的带边发生明显的红移,在可见光区域内的吸收强度也有所增加,因而有利于其可见光催化活性的提高.通过外推法算得g-C3N4和C3N4/rGO-1复合光催化剂的带隙宽度分别为2.70和2.42 eV.为了更好地考察复合光催化剂C3N4/rGO的能带结构的变化,通过光电化学的手段对其进行进一步的研究.莫特-肖特基结果表明该半导体是n型.计算得出g-C3N4和C3N4/rGO复合光催化剂的平带电势分别为–1.12和–0.85 V对甘汞标准电极,C3N4/rGO复合光催化剂的平带电位发生明显的正移.由此分别确定g-C3N4和C3N4/rGO复合光催化剂的价带底则位于1.58和1.74 V对甘汞标准电极.相比g-C3N4,g-C3N4/rGO复合光催化剂的价带位置的降低意味着其具有更强光氧化的能力,且比表面积的增大也有利于光催化反应.结果发现,石墨烯与g-C3N4的比例为1%时,复合样品的光催化性能最佳,对罗丹明B和2,4-二氯酚的降解性能均有提高.     

壳聚糖纳米复合材料

壳聚糖纳米材料成为近年研究的热点,随着研究的不断深入,众多的壳聚糖纳米复合材料也应运而生.由于这类材料的制备与复合作用有关,因此在研究与开发阶段进行形成壳聚糖纳米复合材料的物理(或化学)作用的研究具有重要的意义.本文归纳总结了近年来国内外壳聚糖纳米复合材料研究现状和发展趋势,讨论了静电作用、共价交联作用、吸附作用和氢键作用多种复合方式以及复合材料在各个领域中的应用.目前这类材料由于其优越的生物相容性主要用于药物载体.