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一种基于溶剂效应及波长分辨检测AcO-、F-及OH-的比色探针
方浚安 , 张红 , 张玲菲 , 牟兰 , 曾晞 , 赵江林 , 卫钢
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171442
利用微波反应,制备得到2-[2-羟基-5-(4-硝基偶氮苯)苯乙烯基]-8-羟基喹啉探针。探针分子通过双键及偶氮键在酚环左右两端引入喹啉稠环与对硝基苯环,形成偶氮大共轭结构;羟基及氮、氧杂原子提供了良好的阴离子识别位点,通过氢键作用可选择性识别F-、AcO-及OH-。在CH3CN-DMSO(99:1,V/V)中,探针分别与F-、AcO-形成1:1的配合物,在595与350 nm的吸光度比值(A595 nm/A350 nm)与F-、AcO-浓度相关,颜色由浅黄变为深蓝;在CH3CN-H2O-DMSO(94:5:1,V/V)中,由于质子效应影响,探针对强碱性F-的结合能力显著降低,特征吸收峰急剧下降,而探针对AcO-的结合则影响不大,仅最大吸收波长发生紫移,在560与350 nm处的吸光度比值(A560 nm/A350 nm)与AcO-浓度相关,探针可选择性识别AcO-。因此,利用溶剂效应并结合波长差异可分别实现对F-、AcO-的识别检测。在DMSO-H2O(9:1,V/V)中,由于探针中的羟基去质子化作用,在pH 6~10范围内,探针在600与355 nm的吸收值比值(A600 nm/A355 nm)与pH值相关,随pH值增大,探针溶液颜色由浅黄变为蓝色,由pH滴定得到pKa=7.65。利用探针识别时明显的颜色变化,建立了快速、灵敏的裸眼检测微量F-、AcO-及pH的可视化分析方法。
关键词: 溶剂效应, 波长分辨, 偶氮-喹啉衍生物, 比色探针, 氟离子, 乙酸根离子, 氢氧根离子
13C稳定同位素示踪技术在小硅藻光合膜脂合成途径中的应用
李双 , 洪梦蓉 , 王春芳 , 陈树兵 , 徐继林 , 陈娟娟
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191257
采用13C稳定同位素示踪技术结合高分辨质谱方法,研究了小硅藻中4类光合膜脂(二酰甘油单半乳糖脂(MGDG)、二酰甘油双半乳糖脂(DGDG)、二酰甘油硫代糖脂(SQDG)和磷脂酰甘油(PG))的合成途径。与通过物质含量的变化进行合成与代谢途径研究的传统方法相比,本方法更直观、准确地阐明了小硅藻光合膜脂中碳原子的去向。研究结果表明,小硅藻中4类光合膜脂均被标记,且标记含量在小硅藻生长周期的整个平台期逐渐增加。对二级质谱碎裂片段分析结果表明,光合膜脂的空间结构在13C标记方面起着决定性作用,即4类光合膜脂的极性头部被优先标记,其次是甘油骨架,最后是两条脂肪酸酰基链,且两条脂酰链的位置差别影响不大,几乎是同步合成。本方法可以直观准确地阐明小硅藻中光合膜脂对碳原子的利用途径,为相关研究提供了参考。
关键词: 13C稳定同位素示踪, 小硅藻, 光合膜脂, 四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱
光谱法和分子对接技术研究胡桃醌与人血清白蛋白的相互作用
申炳俊 , 柳婷婷
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201281
胡桃醌(Jug)是民间抗癌验方青龙衣的主要活性物质之一,其与蛋白质的相互作用及作用机理研究鲜见报道。本研究在模拟人体生理条件下,利用内源荧光光谱、紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱以及分子对接技术,研究了Jug与人血清白蛋白(HSA)之间的作用机理。荧光光谱结果表明,Jug能有效猝灭HSA内源荧光,猝灭机制属静态猝灭,通过Lineweaver-Burk方程求得两者间结合常数(KA)为3.72×102 L/mol(310 K),结合位点数(n)约为1。根据Van't Hoff定律计算得到的热力学参数(ΔH=-142.07 kJ/mol和ΔS=-409.08 J/(mol·K))表明,Jug与HSA之间的主要作用力为氢键和范德华力。根据F rster's能量转移定律,确定Jug与HSA结合距离为2.61 nm。紫外吸收光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱研究发现,Jug对HSA二级结构有轻微影响,使酪氨酸(Tyr)残基周围微环境疏水性增加。分子对接结果进一步表明,Jug通过范德华力、氢键和疏水作用力与HSA的亚域ⅢA中氨基酸残基进行作用。本研究有助于从分子水平上了解Jug在人体内的储藏运输过程以及对蛋白质功能的影响机制。
关键词: 胡桃醌, 人血清白蛋白, 荧光光谱, 紫外吸收光谱, 同步荧光, 分子对接技术
基于锰掺杂硫化锌/铕(Ⅲ)纳米复合材料检测环境水体中的氟离子
孙晓杰 , 苗艳明 , 吕金枝 , 罗士清 , 王瑞瑞 , 闫桂琴
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181654
设计并构建了利用锰掺杂硫化锌量子点(Mn-ZnS QDs)的室温磷光(RTP)特性检测氟离子(F-)的光学传感体系。在此体系中,铕离子(Eu3+)与Mn-ZnS QDs结合形成纳米复合材料,QDs相互靠近发生的能量转移使室温磷光猝灭。在上述体系中加入F-后,F-与Eu3+强的配位竞争瓦解了聚集态的QDs,磷光逐渐恢复,根据不同浓度F-下磷光恢复程度,实现F-的痕量测定。本方法基于磷光传感方式,避免了复杂环境基质中背景荧光和散射光的干扰,操作简便,灵敏度高。本方法检出限为0.05 mg/L,线性范围为0.2~20.0 mg/L,环境水样中F-加标回收率为94%~106%。本研究为环境水体中F-的高效检测提供了方法。
关键词: 磷光量子点, 能量转移, 铕离子, 氟离子
液相色谱-质谱联用-定向进化酶组合技术应用于三萜类皂苷转化研究
孙红梅 , 陆泽林 , 赵幻希 , 郑飞 , 李晶 , 刘明 , 越皓 , 于珊珊
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191501
利用定向进化技术重组糖苷酶ABQ,转化不同结构的三萜类皂苷(商陆皂苷甲、三七皂苷R1和柴胡皂苷A),通过高分离度液相色谱-四极杆飞行时间质谱鉴定转化的产物结构,阐明其转化机制。结果表明,重组糖苷酶ABQ能够催化商陆皂苷甲、三七皂苷R1和柴胡皂苷A侧链糖苷键的水解,转化为商陆皂苷乙、三七皂苷R2、柴胡次皂苷F和柴胡皂苷元F。根据色谱-质谱对反应产物的实时分析,ABQ对这3种三萜皂苷表现出不同的底物选择性,重组糖苷酶ABQ能够催化商陆皂苷甲C-3位外侧的葡萄糖水解,生成商陆皂苷乙;三七皂苷R1的C-20位葡萄糖被水解,生成三七皂苷R2;重组糖苷酶ABQ能够首先催化柴胡皂苷A的C-3位葡萄糖水解,生成柴胡次皂苷F,并继续催化C-3位的岩藻糖苷水解,生成柴胡皂苷元F。定向进化技术重组酶能够提高酶活力和作用环境适应能力,色谱-质谱联用通过原型和产物实时检测评价重组酶的作用。
关键词: 三萜皂苷, 生物转化, 液相色谱-质谱联用, 酶定向进化技术
银基负载的氧化石墨烯磁性纳米复合材料的合成、表征及其对2,4-二氯酚的吸附
陈素清 , 沈茂 , 梁华定 , 鲍明辉
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191723
以溶剂热法制备得到磁性Ag/AgCl@Fe3O4@GO纳米复合材料,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDX)和N2吸附-脱附对样品的结构和形貌进行测试表征,研究了材料对水溶液中2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附性能。此纳米复合材料由具有介孔结构的球形磁性纳米颗粒Ag/AgCl@Fe3O4负载在一层带褶皱的氧化石墨烯表面制备而成,平均孔径Sp为13.98 nm,比表面积为46.91 m2/g,孔体积为0.1791 cm3/g。Ag/AgCl@Fe3O4@GO复合材料对2,4-DCP的吸附实验表明,对于20 mg/L 2,4-DCP溶液,20 min基本达到吸附平衡,吸附量为13.74 mg/g;吸附以拟二级动力学模型为主导,相关系数为0.9995;吸附符合Langmuir模型,相关系数为0.9841~0.9972,为单分子层吸附;吸附热力学参数ΔG分别为-5.0462 kJ/mol(293 K)、-4.4076 kJ/mol(303 K)、-3.7522 kJ/mol(313 K)、-3.4358 kJ/mol(323 K),ΔH为-17.1653 kJ/mol,ΔS为-42.2158 J/(mol·K)。吸附过程为放热熵减小的自发过程,温度越低,越利于吸附,具有物理吸附特征。此复合材料具有较好的吸附活性,还可通过外加磁场的方式实现回收再利用。
关键词: 2,4-二氯酚, 氧化石墨烯, 磁性纳米复合材料, 孔隙结构, 吸附性能
硅藻土基有色粉末显现复杂背景上潜指纹的图像增强分析
智晓晨 , 袁传军 , 李明 , 郑雨桐 , 王首智 , 王路宁
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181695
在法庭科学领域,指纹鉴定是一种身份认定的可靠方法,复杂背景上潜指纹的显现和图像增强尤为重要。本研究使用硅藻土基有色粉末显现复杂背景上的潜指纹,并开展显现后的图像增强分析。采用酸洗和热处理后的硅藻土作为基质材料,扫描电子显微镜观察到硅藻土颗粒呈半径15 μm的圆盘状,氮气吸附脱附测试表明,硅藻土的BET比表面积为38.7 m2/g,孔径集中在4.5 nm,累计孔体积为0.067 cm3/g;然后利用物理吸附原理将有机染料与硅藻土复合,选取的染料是在分子结构上相似但颜色差异较大的孔雀石绿和结晶紫,根据紫外可见光谱拟合出的回归直线方程分别为y=0.1336x-0.01304(R2=0.99945)和y=0.1136x-0.00400(R2=0.99939),得到硅藻土对两种染料的吸附容量分别为0.60和0.62 mg/g,基于此制备出孔雀石绿-硅藻土粉末和结晶紫-硅藻土粉末。以食品包装盒和饮料标签作为具有复杂背景的客体,使用制备的硅藻土基有色粉末显现这类客体表面的潜指纹,分别借助Photoshop和Image J图像处理软件进行RGB图像通道分离和灰度统计分析,从定性和定量两个层面分析了图像增强效果。研究结果表明,硅藻土基有色粉末结合图像处理软件,能够有效滤除复杂背景干扰,得到清晰的指纹图像。
关键词: 法庭科学, 潜指纹显现, 硅藻土, 有机染料, 图像增强
二氧化钛纳米管阵列/钛pH电极制备与表征
李振 , 刘寒蒙 , 姚志霞 , 孙玉静 , 李壮
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181459
采用阳极氧化法,在含有NH4F以及乙二醇和水的混合溶液中,阳极氧化金属钛丝,制备二氧化钛纳米管阵列/钛(TiO2 NTAs/Ti)作为pH电极。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对电极进行了表征。考察了电极的亲水性以及表面化学吸附氧OH)(性能,探究了pH响应机理。当控制电解电压为30 V、电解液为含有NH4F (0.5%,w/w)以及乙二醇和水(9:1,V/V)的混合溶液、阳极氧化时间为10 min时,制备的TiO2 NTAs/Ti电极在B-R缓冲溶液(pH=3~11)中具有最佳pH响应,灵敏度为(-55.17 ±0.28) mV/pH,相关系数(R2)>0.9966。常见离子对电极的影响可以忽略不计。制备的pH电极具有良好的稳定性,并成功用于维生素饮料和海水pH值的测定。
关键词: 二氧化钛, 纳米管, pH电极, 阳极氧化, 金属氧化物
以杆菌肽为模板的金簇制备及其在腺嘌呤核苷三磷酸检测中的应用
阮胜利 , 张婷婷 , 张敏 , 章弘扬 , 王月荣 , 胡坪
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181602
建立了一种以杆菌肽(Bacitracin)为还原剂和模板制备金纳米簇的方法, 并利用腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)能恢复Fe3+淬灭的金纳米簇荧光的特性, 设计了一种"点亮"型金纳米簇荧光探针, 用于ATP的检测。在pH=1的水溶液中, Bacitracin与HAuCl4的摩尔比为1:1时, 室温下反应2 h, 成功制备了有较强荧光的金纳米簇AuNCs@Bacitracin。淬灭剂Fe3+浓度为5 mmol/L时, 对AuNCs@Bacitracin的荧光淬灭程度达98%。基于AuNCs@Bacitracin-Fe3+复合物建立了一种检测ATP的方法, ATP浓度为10 μmol/L~8 mmol/L范围内时, lg (F/F0)与浓度呈线性关系, R2=0.9902。利用此方法对加标人工血清样品进行检测, 3个加标水平下ATP的回收率为103.0%~105.0%, RSD < 1.0%, 结果准确可靠。
关键词: 金纳米簇, 杆菌肽, 腺嘌呤核苷三磷酸, 荧光
三维超分辨荧光和形貌显微镜联用系统的研制
周露露 , 蔡明军 , 王慧利 , 王宏达
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191502
搭建了一种联用超分辨荧光和三维形貌显微成像系统(Correlative super-resolution fluorescence and three-dimensional topography imaging microscopy),以聚合纤维状肌动蛋白(F-actin)为例,评价了此联用系统的性能。实验结果表明,此联用仪器具有纳米级分辨率的三维形貌及具体成分的定位分布成像功能,可实现在形貌图中定位具体成分的功能,表明此联用仪器可应用于研究分析细胞骨架及细胞亚结构(如细胞膜蛋白质聚集体的组成和分布特性等)方面,此联用系统在生命科学和材料科学等领域具有广泛的应用前景。
关键词: 超分辨荧光显微镜, 原子力显微镜, 联用
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