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核磁共振波谱对大米脱水素K片段在模拟膜中的结构研究
薛蓉 , 吴亦洁 , 李晓晶
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171384
脱水素是一类植物抗逆相关蛋白,可帮助植物抵抗干旱、低温、盐碱等环境胁迫。富含赖氨酸的K片段是脱水素中的保守功能片段,在低温保护和膜保护功能中起至关重要的作用。目前,脱水素及K片段的作用机理仍不完全清楚。本研究采用圆二色谱(CD)和核磁共振波谱(NMR)方法及分子动力学模拟计算研究了具有抗菌活性的大米脱水素K片段在模拟膜中的三维结构及其与膜的结合方式。圆二色谱研究表明,水中呈现无规卷曲构象的K片段在模拟膜中会形成α-螺旋结构。核磁共振结构研究进一步证实了K片段在模拟膜中的空间结构,即中间部分形成了两亲性的α-螺旋结构,其中,疏水残基位于螺旋结构的一面,亲水残基位于螺旋结构的另一面。扩散排序(DOSY)核磁共振实验表明,K片段与膜在水溶液中形成了稳定的结合体;顺磁性探针检测表明,整个K片段插入膜中,其中疏水面朝向模拟膜的疏水核,其它部分朝向模拟膜亲水表层。本研究得到的K片段在模拟膜中的精细结构为理解环境胁迫下K片段及脱水素与膜的作用机理提供了重要信息。
关键词: 脱水素, 核磁共振, 三维结构, 膜结合, 分子动力学模拟, K片段
基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法表征大肠杆菌O77 O抗原寡糖单位生物合成路径
储健 , 贾添元 , 拱忠影 , 董晨影 , 周大炜
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191770
大肠杆菌O抗原寡糖单位生物合成路径的研究对于阐明特异性O抗原在细菌生长和致病中所发挥的作用具有重要意义。本研究利用基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术研究了大肠杆菌O77 O抗原寡糖单位的生物合成路径,考察了两个甘露糖糖基转移酶(WbaD和WbaC)在大肠杆菌O77 O抗原寡糖单位生物合成过程中的作用,建立了高效、灵敏的细菌O抗原寡糖重复单位生物合成路径初步表征方法。首先采用MALDI-TOF MS技术,在负离子模式下,监测WbaD和WbaC酶促反应产物-脂寡糖形成,初步探索了WbaD和WbaC的作用方式,应用碰撞诱导解离(CID)技术对酶促反应产物-脂寡糖的化学结构进行了初步表征。结果表明,WbaD和WbaC是O77 O-寡糖重复单位合成所需的仅有的两个糖基转移酶,WbaD与O77的O抗原中d-Man-d-GlcNAc糖键的形成相关,WbaC与O77的O抗原中其余两个d-Man-d-Man糖键的形成相关;WbaD和WbaC之间同时存在协同合作和交替作用方式。本研究建立的细菌O抗原寡糖重复单位生物合成路径高效表征方法为深入探索细菌O抗原生物合成机制和应用生物工程技术大规模合成功能性糖链奠定了实验基础。
关键词: O抗原寡糖重复单位, 酯寡糖, 生物合成路径, 基质辅助激光解吸离子化-飞行时间质谱
基于对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺
陈传霞 , 倪朋娟 , 姜媛媛 , 赵振路 , 逯一中
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181195
利用多巴胺对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe3+催化H2O2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe3+-H2O2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20 μ mol/L和0.10~18 μ mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。
关键词: 多巴胺, 荧光, 比色, 芬顿反应, 羟基自由基
生物模板法制备的PdPt合金纳米管用于检测H2O2
郭家旺 , 刘琴 , 栗大超 , 林园 , 王倩
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191457
利用烟草花叶病毒(TMV)外表面的拓扑结构以及均匀分布的精氨酸残基,基于生物模板法,合成了钯(Pd)纳米管,进一步通过溴离子(Br-)诱导的电置换方法合成了PdPt合金纳米管(TMV/PdPtNT)。TMV/Pd70Pt30NT的一维结构和管状结构使此材料具有高电化学活性的比表面积和良好的导电性。这些结构优势与PdPt双金属电子效应协同,提高了PdPt合金的催化活性。采用TMV/Pd70Pt30NT修饰丝网印刷电极(SPE/TMV/Pd70Pt30NT),检测H2O2的线性范围为8.8×10-7~1.0×10-3 mol/L,检出限为2.0×10-7 mol/L。本方法对H2O2的检测灵敏度达到493 A/(cm2·mol),高于Pd纳米管(TMV/PdNT)和商业Pt/C。
关键词: 烟草花叶病毒, 钯铂合金, 纳米管, 过氧化氢, 电化学传感器
基于DNA四面体的微流控芯片用于致病性大肠杆菌O157∶H7的检测
朱福琳 , 卞晓军 , 田润 , 李亮 , 颜娟 , 刘刚
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191726
设计了一种微流控芯片,在其通道表面修饰DNA四面体,并通过生物素-链霉亲和素反应连接适配体作为捕获探针,用于大肠杆菌O157∶H7(Escherichia coli O157∶H7,E.coli O157∶H7)的检测研究。微流控芯片鱼骨形结构的设计降低了细菌捕获时受到的剪切力;在其表面修饰DNA四面体,可进一步调节探针之间的距离,提高探针对细菌的识别效率。琼脂糖凝胶电泳表征结果证实了DNA四面体纳米结构的成功制备和DNA四面体-适配体捕获体系的构建。采用荧光显微镜对检测结果进行进一步成像分析,并将此微流控芯片检测平台用于实际样品的检测。结果表明,不需要大型仪器或设备及其它信号放大技术的辅助,在普通光学显微镜下,利用此检测系统即能实现浓度为10 CFU/mL的E.coli O157∶H7的检测,且操作简便,检测耗时少于2 h。实际样品的检测回收率为88.3%~108.3%。本研究基于DNA四面体纳米结构构建的微流控平台,不仅为食源性致病菌的检测提供了一种有效的检测方法,在其它食品安全隐患、疾病早期诊断等研究领域也具有潜在应用价值。
关键词: DNA四面体, 微流控芯片, 适配体, 大肠杆菌O157∶H7
Fe3O4/MnO2掺杂石墨烯基分子印迹杂化材料用于水环境中17β-雌二醇的电化学传感检测
李颖 , 徐文凯 , 李苹 , 朱小雪 , 黄艳凤 , 张纪梅
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171195
采用可逆加成-断裂链转移(Reversible addition fragmentation chain transfer,RAFT)分子印迹技术,以内分泌干扰物17β-雌二醇(17β-estradiol,17β-E2)作为模板分子,以甲基丙烯酸(Methacrylic acid,MAA)为功能单体,二乙烯基苯(Divinyl benzene,DVB)为交联剂,Fe3O4/MnO2掺杂的石墨烯(RGO)为载体,成功制备了Fe3O4/MnO2掺杂石墨烯基分子印迹杂化材料(Fe3O4/MnO2-MIP@RGO),构建了基于Fe3O4/MnO2-MIP@RGO修饰电极的分子印迹电化学传感器。研究结果表明,Fe3O4/MnO2-MIP@RGO修饰电极对17β-E2的线性响应范围为4.0 nmol/L~0.8 μmol/L(R=0.9852),检出限为47.2 pmol/L(3σ),相对标准偏差(RSD)为2.1%~2.5%。本研究为水环境中痕量17β-E2的特异性识别检测提供了一种简单、高效、经济的分析方法。
关键词: 可逆加成-断裂链转移分子印迹技术, 石墨烯, 电化学传感器, 金属氧化物, 17β-雌二醇
W/O/W型双乳液滴在微通道内生成过程的研究
刘赵淼 , 杜宇 , 逄燕
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171187
以双乳液滴为模板制备的新型腔室型微颗粒为物质封装提供了一个受保护的内部空间,研究三相流速对双乳液滴生成机制的影响,对合成单分散微粒及精确调控有重要指导意义。采用实验和数值模拟相结合的方法研究了三相同轴毛细管微通道内W/O/W型双乳液滴的生成过程,主要考察了三相流速对双乳液滴生成模式、尺寸的影响。结果表明,随着外相流量的增加,双乳液滴的尺寸急剧减小,频率显著增加,液滴生成模式由Dripping流转换为Narrowing Jetting流,双重乳液的单分散度降低。随着中间相流量的增大,双乳液滴外径大幅增加,而内径却呈相反规律变化,液滴生成频率先增大后趋于稳定。此时液滴生成模式由Dripping流转换为Widening Jetting流;当Q2/Q1>6后,将会生成多核型双乳液滴,在未添加表面活性剂的情况下,内部液核将自发相互融合。双乳液滴的内径随内相流量的增加而显著增大,在外部水相流量一定条件下,双乳液滴外径与内、中相流量之和成正比,与二者之比Q1/Q2无关。通过三相流量调节实现了对生成双乳液滴的尺寸规格、核-壳比率及其所含内部腔室结构等的精确操控。
关键词: 微液滴, 双乳液滴, 同轴流动, 数值模拟
复合TiO2-Y2O3催化发光环氧丙烷气体传感器
李铭 , 陈景业 , 胡玉斐 , 李攻科
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181625
制备了TiO2-Y2O3纳米复合材料,并研究了环氧丙烷在其表面产生的催化发光现象,基于此,研制了环氧丙烷催化发光传感器。此传感器对丙酮、乙醛、苯等常见的挥发性有机物没有响应,显示出良好的选择性。对复合物的不同氧化物比例及烧结温度进行优化,得到TiO2与Y2O3质量比为1:3、烧结温度为500℃时,催化材料性能最佳。在最优实验条件下,即197℃、波长490 nm及载气流速0.3 L/min时,催化化学发光强度与环氧丙烷浓度在4.5~1375 mg/L范围内呈现良好的线性关系,检出限(3σ)为1.25 mg/L。此传感器具有灵敏快速、操作简便等优点,采用此传感器实时监测熏蒸谷物中环氧丙烷残留量,结果与气相色谱法吻合,相对偏差为2.7%~4.9%,显示出此传感器良好的性能。对环氧丙烷催化氧化的机理进行了初步探讨。
关键词: 纳米TiO2-Y2O3, 环氧丙烷, 催化发光, 气体传感器
在三氧化二铋-石墨烯修饰电极上采用阳极溶出伏安法检测铅和镉
崔闻宇 , 孙言春 , 吕江维 , 耿林
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171426
采用溶剂热及自组装法制备了三氧化二铋-石墨烯(Bi2O3@石墨烯)复合材料,其较大的比表面积增加了电化学反应活性位点,且保留了石墨烯片层之间的孔状结构,利于电子的传导。用Bi2O3@石墨烯材料修饰玻碳电极,建立了阳极溶出伏安法同时快速测定痕量Pb2+和Cd2+的新方法。对底液pH值、富集电位及富集时间进行了优化,在0.2 mol/L HAc-NaAc缓冲溶液(pH 4.5)、富集电位-1.2 V、富集时间120 s的条件下,分别在10-200 μg/L和25-200 μg/L浓度范围内,Pb2+和Cd2+的溶出峰电流与Pb2+和Cd2+的浓度呈线性关系,富集时间为120 s时,Pb2+和Cd2+的检出限分别为0.02和0.25 μg/L(S/N=3),对同一样品中Pb2+和Cd2+平行测定10次的相对标准偏差(RSD)分别为4.3%和4.7%,重现性较好。将本方法用于实验室废水样品中痕量铅和镉的测定,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法测试结果一致。
关键词: 三氧化二铋, 石墨烯, 阳极溶出伏安法, ,
纳米四氧化三铁基质用于基质辅助激光解吸电离质谱法分析小分子化合物
赵玥祯 , 徐杨 , 龚灿 , 鞠钰蕊 , 刘兆鑫 , 许旭
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201391
考察了基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)使用纳米四氧化三铁(Fe3O4)基质分析氨基酸、寡糖和甘油三酯等小分子化合物的效果。与不同的纳米基质以及二元混合基质比较后,选择Fe3O4纳米基质,以D,L-焦谷氨酸、D,L-天冬酸、L-脯氨酸、L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖、棉子糖、三棕榈酸甘油酯和三油酸甘油酯为样品,考察了实验条件对噪音和信号强度的影响,结果表明,Fe3O4作为MALDI基质具有在增强检测信号强度的同时降低背景噪声的特点。在正电荷检测模式下,选择激光能量为70%,采用先加基质再加分析物的点样方法进行分析,结果表明,纳米Fe3O4基质用于检测氨基酸、寡糖和甘油三酯的重现性和灵敏度良好。在优化条件下分析L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖和三油酸甘油酯,点内重复性相对标准偏差(RSD)<3.2%,点间重复性RSD<6.0%,在0.05-1.0 mg/mL范围内,测定3种样品的线性相关系数R2>0.997,显示出良好的定量分析潜力。
关键词: 基质辅助激光解吸电离质谱, 纳米四氧化三铁, 氨基酸, 寡糖, 甘油三酯
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