以葛根素为辣根过氧化物酶底物的新体系及其分析应用

以一种天然活性成分葛根素(Puerarin)为辣根过氧化物酶(HRP)底物建立了葛根素-辣根过氧化物酶-过氧化氢反应新体系. 在反应体系中 HRP 催化H₂O₂ 氧化葛根素(弱荧光)形成二聚体产物(强荧光), 该产物在315 nm 的激发光下能发射波长为478 nm的强荧光, 并且反应体系荧光强度增加与HRP量在一定浓度范围内呈线性相关. 根据此关系和竞争型免疫定量原理, 以兔布氏杆菌抗体为分析对象建立了基于葛根素的酶联荧光免疫传感分析新方法. 对葛根素性质的研究结果证实, 葛根素在空气中稳定、对温度稳定, 对H₂O₂＋HRP 敏感性优于传统底物如对羟基苯乙酸、Amplex Red和高香草酸. 优化了酶联荧光免疫传感分析方法的实验条件如HRP-BrAb 用量、温度等. 运用新体系测定了兔血清样品的布氏杆菌抗体, 该方法线性范围为1.3～120 ng/mL, 检测限为1.3 ng/mL (3σ), 相对标准偏差为3.8%.     

以桑色素为模板的分子烙印聚合物的制备、结合特性及其在薄层色谱固定相方面的应用

以桑色素为模板,选用不同的功能单体和致孔剂制备了一系列分子烙印聚合物,采用结合实验考察了它们对底物的吸附特性,发现以丙烯酰胺为功能单体,以乙酸乙酯为致孔剂制得的烙印聚合物对底物有很好的选择性,同时对一些结构相似的化合物具有一定的结合力.Scatchard方程研究结果表明,在研究的浓度范围内聚合物形成了一类等价的结合位点,其平衡离解常数为0.877mmol/L,对模板分子的最大表观结合量为59.18μmol/g.可认为桑色素分子中3,7,4'位的羟基与功能单体的氢键作用是分子烙印聚合物具有底物选择性的主要因素.以该分子烙印聚合物为薄层色谱固定相,可以把模板分子从结构相似的化合物中分离出来,最小分离度为1.19.     

底物与条件控制苯胺与丙烯醛/烯酮的化学选择性偶联反应（英文）

金属催化碳氢键活化已经成为制备高附加值有机化合物的一类高效方法,由于碳氢键广泛存在,所以对它们进行化学、区域、立体选择性的活化作为一大挑战已经被人们日益所关注,然而氧化还原选择性控制的研究十分少见.通常而言,有机氧化还原反应定义为得失氢氧原子,例如消除氢负离子为氧化反应,而失去一个质子则为中性反应.在已有的研究中单独的氧化、还原反应已经被广泛研究,而且被大量用于医药合成、精细化工品的制备以及各类先进材料的生成.但是在同一反应体系下同时调控三种氧化态的研究目前未见报道,因此发展这类选择性控制的反应十分重要.我们此前已经实现了Rh(Ⅲ)/Ir(Ⅲ)催化苯胺和烯酮还原偶联合成四氢喹啉和高烯丙基苯胺两种产物,同时也能得到中性的1,2-二氢喹啉产物.在此工作的基础上,我们希望能够进一步实现相同反应组分的氧化偶联.为此,我们仔细分析取代的苯胺与烯酮的可能反应路径,发现可能的关键物种G—含有Rh(Ⅲ)的六元杂环中间体有望实现这类氧化过程,当用丙烯醛做底物时,物种G有可能实现円-氢消除得到氧化的二氢喹啉酮和Cp*RhXH,通常Cp*RhXH很容易发生自身的还原消除得到Cp*Rh(Ⅰ)使反应终止,但是,丙烯醛的存在有可能重新活化Cp*RhXH使得催化循环一直进行下去.另一种情况是中间体G发生质子解然后脱水得到亚胺物种,亚胺很容易被亲核试剂进攻得到中性的氮杂缩醛类产物.当然,外加银盐氧化剂还有可能得到另一种氧化型的喹啉盐.基于这种思路,我们发展了Rh(Ⅲ)-催化碳氢活化N-取代的苯胺与丙烯醛/烯酮的选择性偶联反应,反应可以化学选择性专一地制备三类不同的杂环化合物.当氮-吡啶基苯胺与丙烯醛反应时,反应类型为氧化过程,经历了转移氢化的过程,其中烯醛为主要的氢受体,得到二氢喹啉酮产物;如果定位基换成嘧啶时,在相似的反应条件下,反应类型为氧化还原中性过程,生成氮杂缩醛醚类产物;氮-吡啶基苯胺和烯酮反应在AgBF_4的氧化作用下同样可以发生氧化反应得到喹啉盐类化合物.至此,我们实现了导向基团对氧化反应和中性反应的控制,氧化剂的种类对反应路径的改变.反应的底物范围广泛,官能团容忍性好,我们期待这类氧化还原多样性的杂环合成方法能促进更多新颖反应的发现.     

负压驱动皮升级等温核酸精确定量微流控芯片

精准医疗急需更加精确、灵敏、方便快捷的核酸定量方法。设计开发了一种结合双荧光等温扩增的高密度皮升级核酸定量微流控芯片。芯片采用多层软光刻技术制成,有3个反应通道,每通道有40 000个反应小室,共120 576个皮升级反应小室,反应小室的密度达7 000/cm~2。芯片利用负压驱动样品精确分配,热凝固油相封闭小室,无需阀门及其他仪器辅助。芯片中嵌入的氟硅烷纳米涂层能有效地阻止反应过程中水蒸气的散失。以乙肝病毒(hepatitis B virus,HBV)质粒作为模板,进行等温多底物自配引发扩增(isothermal multiple self-matchinginitiated amplification,IMSA),测试芯片定量性能。芯片检测模板的动态范围达6个数量级,可检测的最大模板量为36μL中1.13×10~6拷贝数核酸。该装置具有定量精确、灵敏、快捷、操作简单等优势,可用于精准检测。     

一种含铜固体电极在新型无膜生物电化学系统中的应用研究

采用壳聚糖修饰电极吸附溶液中Cu(Ⅱ)制得含铜固体电极,将其用做新型无膜生物电化学系统(MACMCB)阴极。研究固体电极Cu(Ⅱ)质量和外阻对MACMCB电压的影响。结果表明,系统电压与含铜固体电极Cu(Ⅱ)质量及系统外阻正相关,最大输出电压达0.6346 V。该系统Cu(Ⅱ)还原效率高于92.75%,表明Cu(Ⅱ)做电子受体得电子能力强,Cu(Ⅱ)几乎被全部还原。MACMCB与微生物燃料电池(MFC)的效率对比结果表明,在一定时间内,MACMCB在底物降解效率和产能输出方面明显优于MFC,推荐含铜固体电极更换时间为10~30小时。含铜固体电极中Cu(Ⅱ)主要以Cu SO4分子形式存在,放电后Cu(Ⅱ)的主要还原产物为单质Cu,含少量Cu2O,另外掺杂部分Cu元素的磷化物和氯化物沉淀。     

谷胱甘肽硫转移酶结构与功能研究进展

谷胱甘肽转硫酶(G lutath ione S-transferases,简称GSTs,EC2.5.1.18)是广泛分布于哺乳动物、植物、鸟类、昆虫、寄生虫及微生物体内的一组多功能同工酶,其主要功能是催化某些内源性或外来有害物质的亲电子基团与还原型谷胱甘肽的巯基偶联,增加其疏水性使其易于穿越细胞膜,分解后排出体外,从而达到解毒的目的.着重介绍了近年来谷胱甘肽硫转移酶结构与功能研究的进展,详细描述并比较了多种同工酶的三级结构、生化功能、催化机制以及底物特异性,同时对GSTs种类之间结构与功能的进化做了较深入探讨.     

醋糟与剩余污泥共发酵体系中底物配比对挥发性脂肪酸产量的影响

挥发性脂肪酸（VFAs）是生物脱氮除磷的优质碳源,为进一步提高剩余污泥厌氧发酵VFAs的产量,并结合山西省酿醋行业发展的实际情况,考虑将醋糟与剩余污泥进行共发酵,探究此体系中底物配比对发酵产酸性能的影响。本文设置三个实验组：剩余污泥单独发酵作为空白对照组、剩余污泥与醋糟共发酵实验组（实验组1：VSS污泥:VSS醋糟=2:1;2：VSS污泥:VSS醋糟=1:2）。结果表明：共发酵体系可明显促进VFAs的产生,实验组1、2最大挥发酸浓度为4856 mg COD/L、8595 mg COD/L,分别是空白组（3675mg COD/L）的1.3倍和2.4倍;且醋糟的添加有利于小分子酸（乙酸）的产生。添加醋糟在引入溶解性碳水化合物的同时,弥补污泥单独发酵过程中碳氮比例的不平衡,从而促进溶解性有机物水解,为发酵产酸提供基质,最终提高VFAs产量。     

Intercalation of metals and silicon at the interface of epitaxial graphene and its substrates

Intercalations of metals and silicon between epitaxial graphene and its substrates are reviewed. For metal intercala- tion, seven different metals have been successfully intercalated at the interface of graphene/Ru（O001） and form different intercalated structures. Meanwhile, graphene maintains its original high quality after the intercalation and shows features of weakened interaction with the substrate. For silicon intercalation, two systems, graphene on Ru（O001） and on Ir（l I 1）, have been investigated. In both cases, graphene preserves its high quality and regains its original superlative properties after the silicon intercalation. More importantly, we demonstrate that thicker silicon layers can be intercalated at the interface, which allows the atomic control of the distance between graphene and the metal substrates. These results show the great potential of the intercalation method as a non-damaging approach to decouple epitaxial graphene from its substrates and even form a dielectric layer for future electronic applications.