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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
硫化氢信号分子与L-乳酸脱氢酶蛋白相互作用机制的研究
朱艳雯 , 刘玲 , 孙玮洁 , 颜廷才 , 檀德宏 , 张瑶 , 白冰
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171510
硫化氢(H2S)作为信号分子与目标蛋白相互作用而实现信号传导机制的研究一直是研究热点。本研究以L-乳酸脱氢酶为目标蛋白,选用3种H2S供体试剂(NaHS、Na2S、PS),采用分子荧光实时监测L-乳酸脱氢酶活性变化,研究H2S与目标蛋白的相互作用。SDS-PAGE电泳结果显示,H2S不是通过形成二硫键/三硫键的方式与L-乳酸脱氢酶蛋白相互作用;圆二色谱结果表明,L-乳酸脱氢酶的二级结构发生变化,提示H2S可能存在半胱氨酸巯基衍生能力,以硫烷硫存在的PS具有最强的巯基作用力;MALDI-TOF-MS/MS分析结果表明,L-乳酸脱氢酶蛋白中部分半胱氨酸巯基位点发生了硫烷化,进一步揭示了H2S是通过与活性半胱氨酸巯基位点硫烷化的方式与L-乳酸脱氢酶发生作用。
关键词: 硫化氢, L-乳酸脱氢酶, 半胱氨酸巯基, 硫烷化
L-精氨酸修饰柔性石墨烯平面电极对黄嘌呤的选择性检测
白志坤 , 张逸涛 , 李社红 , 罗红霞
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201019
在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的辅助下,将化学气相沉积(CVD)得到的石墨烯从铜基底转移到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上,制备了柔性石墨烯平面电极(GPE)。通过电化学沉积在GPE表面修饰L-精氨酸(L-Arg),得到聚L-Arg修饰的柔性石墨烯平面电极(P(L-Arg)/GPE)。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱法(EDS)和拉曼光谱对此电极进行了表征。用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)研究了P(L-Arg)/GPE对黄嘌呤(XA)的电化学传感作用。在尿酸(UA)和次黄嘌呤(HX)存在下,P(L-Arg)/GPE传感器不仅实现了对XA的选择性测定,而且还成功实现了XA、UA和HX的同时测定,3个氧化峰的峰-峰电位差分别为420和384 mV。XA在0.5-8 μmol/L和8-140 μmol/L浓度范围内,响应电流与XA浓度分段呈良好的线性关系,检出限为0.08 μmol/L(S/N=3)。此传感器具有稳定性好、重复性强、响应时间短、制作成本低、抗干扰能力强等优点,并成功应用于人血清中XA测定。
关键词: 石墨烯平面电极, 电化学传感, L-精氨酸, 黄嘌呤, 尿酸, 次黄嘌呤
基于液相色谱-串联质谱技术的新疆一枝蒿植物代谢组学分析方法研究
陈路路 , 王中华 , 周帜 , 何秉淑 , 贺玖明 , 黄罗娇 , 努尔波拉提·阿依达尔汗 , 刘戈宇 , 阿吉艾克拜尔·艾萨 , 再帕尔·阿不力孜
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171489
药用植物化学成分种类繁多、结构复杂,而传统方法难以获得全面反映其所含成分随时间、品种和生态环境等因素发生的变化信息,因此需要建立系统、全面的分析方法以进行整体物质基础研究。本研究开展了基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术的新疆一枝蒿植物代谢组学分析方法研究,并将其应用于该植物不同组织器官代谢组的差异分析。重点考察了样品前处理过程中的提取溶剂及比例、复溶溶剂比例、超声时间对非靶向代谢组学研究的影响,以代谢物覆盖度为主要指标选择了最优条件并进行了方法学验证。采用上述前处理方法和LC-MS/MS分析方法,获得了新疆一枝蒿根、茎、枝、叶、花不同组织器官的代谢组信息,并构建多变量统计模型进行分析,发现花与其它组织器官的代谢组存在显著差异。结合数据库检索与化合物质谱裂解规律分析,获得差异代谢物的结构类型,包括61个黄酮类、97个一枝蒿酮酸衍生物、7个绿原酸类化合物及15个其它类型化合物。进一步采用聚类热图分析针对上述180个差异代谢物在各组织器官的分布情况进行表征,初步揭示了各类化合物在不同组织器官的分布特征。本研究不仅为新疆一枝蒿植物化学成分的组织器官分布及其有效成分的合理利用提供了重要信息,同时为药用植物的质量控制、品种改良以及合理开发提供了新的研究策略。
关键词: 新疆一枝蒿, 液相色谱-串联质谱, 植物代谢组学, 样品前处理, 多变量统计分析
基于植物代谢组学的新疆一枝蒿产地标志物多维度研究
谢冰 , 周帜 , 章宸 , 陈路路 , 霍美玲 , 努尔波拉提·阿依达尔汗 , 刘戈宇 , 阿吉艾克拜尔·艾萨 , 王中华 , 再帕尔·阿不力孜
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191710
采用基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技术的植物代谢组学分析方法,以采集自阿勒泰富蕴、哈密两个地区的新疆一枝蒿植物为研究对象,开展多维度代谢组分析,从人工栽培和野生品种两种角度,花、茎、枝叶3个层面,考察产地对于内源性代谢物的影响。同时,靶向分析了25种已知代表性代谢物在不同组别中的水平;结合非靶向与靶向分析,阐明不同产地该植物的代谢特征。结果表明,无论是人工栽培品种还是野生品种,不同产地样本的代谢组之间具有显著差异,在野生品种中表现更为突出。最终,从人工栽培品种筛选出29种已知结构类别的差异代谢物,包括10种黄酮类化合物、12种绿原酸类似物、7种一枝蒿酮酸衍生物;从野生品种筛选出45种已知结构类别的差异代谢物,包括17种黄酮类化合物、14种绿原酸类似物、14种一枝蒿酮酸衍生物。25种已知代表性代谢物中,8种在人工栽培品种中、11种在野生品种中表现出了产地差异性。本研究为药用植物新疆一枝蒿的产地鉴别、质量评价体系建立提供了新的研究策略和研究基础。
关键词: 新疆一枝蒿, 植物代谢组学, 液相色谱-串联质谱联用, 产地标志物
离子液体-超声辅助-固相萃取法提取富集急性子药材中的4种凤仙萜四醇皂苷
吴谦 , 林花 , 刘迎 , 金永日 , 黎鹏 , 刘伟杰 , 李绪文
本文建立了一种绿色、快速、高效萃取和富集中药急性子中4种凤仙萜四醇皂苷的方法。通过离子液体结合超声辅助萃取了急性子中的化学成分,并利用固相萃取小柱富集提取液中的凤仙萜四醇皂苷。通过离子液体种类、用量、pH值、超声时间、固相萃取剂和洗脱剂等实验条件对提取率影响的考察,确立了最优萃取剂为[C6mim]Br,最优萃取条件:萃取剂用量为0.9 mL,提取液pH=7,超声为30 min,最优富集条件:固相萃取小柱填料为0.9 g CHP20/P120,上样流速为1.5 mL/min,洗脱剂为1.5 mL甲醇。在最优条件下,4种凤仙萜四醇苷加标回收率在93.37%~108.18%之间,相关系数范围为0.9945~0.9975,检出限范围为1.79~4.55 μg/mL,RSD值均小于3.87%。该方法与传统回流提取方法提取效果接近,能准确测定急性子中4种凤仙萜四醇苷含量。
关键词: 离子液体, 固相萃取, 急性子, 凤仙萜四醇皂苷, 超声辅助
离子液体-超声辅助-固相萃取法提取富集急性子药材中的4种凤仙萜四醇皂苷
吴谦 , 林花 , 刘迎 , 金永日 , 黎鹏 , 刘伟杰 , 李绪文
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181062
建立了一种绿色、快速、高效萃取和富集中药急性子中4种凤仙萜四醇皂苷的方法。采用离子液体并结合超声辅助萃取急性子中的化学成分,利用固相萃取小柱富集提取液中的凤仙萜四醇皂苷。通过考察离子液体种类及用量、pH值、超声时间、固相萃取剂和洗脱剂等实验条件对提取率的影响,确立了最优萃取剂为[C6mim]Br,最优萃取条件:萃取剂用量为0.9 mL,提取液pH=7.0,超声为30 min,最优富集条件:固相萃取小柱填料为0.9 g CHP20/P120,上样流速为1.5 mL/min,洗脱剂为1.5 mL甲醇。在最优条件下,4种凤仙萜四醇苷加标回收率在92.1%-108.2%之间,相关系数范围为0.9945-0.9975,检出限范围为1.8~4.5 μg/mL,RSD < 3.9%。本方法与传统回流提取方法提取效果接近,可准确测定急性子中4种凤仙萜四醇苷含量。
关键词: 离子液体, 固相萃取, 急性子, 凤仙萜四醇皂苷, 超声辅助
基于超声喷泉的超声雾化结合固相萃取法提取西洋参叶中8种人参皂苷
张培旭 , 金永日 , 崔俐 , 吴谦 , 黎鹏 , 张寒琦 , 李绪文
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171117
实验使用超声喷泉替代气溶胶进行传质,改进了超声雾化提取-固相萃取法,设计了实验装置,并用于西洋参叶中的8种常见人参皂苷的提取。对提取剂种类、体积、pH值和盐浓度,洗脱剂种类和体积以及吸附剂质量等影响因素进行了考察与优化。在最优条件下,8种人参皂苷的回收率在96.3%~110.6%之间,RSD在2.8%~4.3%之间,本方法对8种人参皂苷均具有良好的提取率。与传统的超声雾化提取-固相萃取法相比,本方法简化了提取装置,缩短了提取时间,提高了提取效率。
关键词: 超声雾化, 固相萃取, 超声喷泉, 西洋参, 人参皂苷
新型蒽醌类银离子荧光探针的合成、细胞成像和密度泛函理论研究
毕晶晶 , 李琳琳 , 麻娜娜 , 夏丁丁 , 仉华 , 张志国 , 刘统信 , 张贵生
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181563
设计并合成了两个对称的1,2,3-三氮唑类蒽醌衍生物K1K2,采用1H NMR、13C NMR和HRMS表征其结构,并考察了光谱性质。利用GaussView 9.0量化程序及含时密度泛函TD-DFT方法对K1K1-Ag+的结构性质及理论光谱进行了计算。结果表明,计算与测得的紫外-可见吸收光谱一致,在370 nm左右出现蒽醌的吸收峰;荧光光谱表征实验表明,探针K1与Ag+结合后,出现两个吸收峰(466和522 nm),466 nm处荧光强度与单独K1相比增强9倍;探针K1在H2O-DMSO(7:1,V/V,HEPES,pH=7.4)中对Ag+具有良好的选择性识别性能,常见共存离子及pH值对其测定无明显影响,通过Job's plot曲线确定二者之间的结合比为1:1,结合常数为1368 L/mol,检出限为21.2 μmol/L(S/N=3)。利用DFT方法对探针K1结构和K1-Ag+可能的络合结构进行了分子构型优化,并计算络合物中Ag+K1的结合能,结果表明,Ag+与两个三氮唑环和蒽醌单元络合结构结合能最大,与核磁滴定实验的结果吻合。K1K1-Ag+的优化结构显示,K1与Ag+结合后,分子的三氮唑环发生转位,蒽醌平面发生轻度弯曲。荧光共聚焦成像结果表明,探针K1对Ag+有较好的选择性和灵敏度,可实现人肝癌细胞(HepG2)中微量Ag+的检测。
关键词: 蒽醌, 三氮唑, 荧光探针, 银离子, 荧光成像
基于单颗粒碰撞电化学的液/液界面加速离子转移反应研究
孟遥 , 张建伟 , 岳云沛 , 何俊辉 , 李延
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201252
利用乳滴颗粒的碰撞电化学行为研究了二苯并-18-冠-6-醚(DB18C6)加速碱金属离子在水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应。通过高能超声分散技术制备出亚微米级油包水型乳化液滴,采用1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺作为乳化剂,实现乳滴颗粒的长时间稳定。当在铂微电极上施加0.6 V的电压(相对于银伪参比电极)时,分散于油相的乳滴颗粒可通过与微电极的碰撞产生电导通,进而促发颗粒内部K4Fe(CN)6的氧化反应。然而,仅在添加DB18C6的条件下可观察到与颗粒碰撞过程相对应的尖峰型电流响应,表明DB18C6可加速K+从水相到油相的转移,从而维持颗粒内外的电荷平衡,保证固/液界面电化学反应的持续进行。当DB18C6浓度增至0.05 mol/L时,乳滴颗粒内0.05 mol/L K4Fe(CN)6由不完全电解转变为完全电解,提示加速K+转移反应伴随着离子:载体(1:1,n/n)的界面络合反应过程。在不同偏置电压下,测定了含K4Fe(CN)6或Na4Fe(CN)6的乳滴颗粒的碰撞电化学响应,构建出平均反应电量与偏置电压的关系。相比于Na+,DB18C6更易于络合K+进行液/液界面离子转移,此结果与传统四电极方法的结论类似。因而,单颗粒碰撞电化学可用于液/液界面加速离子转移反应的定性研究,具有简便、快捷、低成本等优点。
关键词: 加速离子转移, 离子载体, 油包水型乳化液滴, 单颗粒碰撞电化学
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