1 西南科技大学生命科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 核废物与环境安全省部共建协同创新中心, 四川 绵阳 621010
精油和远红外陶瓷粉（cFIR）经常用于理疗或相关的保健产品, 但其与生物分子间的相互作用及其机制较少被关注。 在模拟生理条件下, 采用光谱法与红外热成像技术, 研究了cFIR对玫瑰精油（REO）与牛血清蛋白（BSA）之间相互作用的影响及其机制。 荧光光谱表明, REO与cFIR均能猝灭BSA的内源性荧光; 无论cFIR是否存在, REO对BSA的猝灭方式均为静态猝灭; Stern-Volmer方程拟合计算结果表明加入cFIR, 使BSA与REO之间的结合位点数由0.55提高到0.96, 结合常数也显著提高, 说明cFIR的存在能提高REO对BSA的亲和力, 且二者与BSA之间存在强有效的作用力; 利用同步荧光光谱、 三维荧光光谱和红外光谱探究了cFIR与REO对BSA二级结构的影响, 结果表明两者会引起蛋白质周围疏水性的增加, 对BSA的构象有一定的影响; 另外两者主要通过与BSA形成缔合物的方式对蛋白质的内源性荧光产生影响并具有协同作用; 利用Frster非辐射能量转移理论计算临界能量转移距离R0和结合距离r, cFIR加入前后BSA与REO之间的结合距离r由1.445 nm变为1.453 nm, R0基本不变, 且R0
牛血清白蛋白 远红外陶瓷粉 精油 荧光光谱 红外热成像 理疗 Bovine serum albumin Far-Infrared ceramic powder Essential oil Fluorescence spectrum Infrared thermography Physiotherapy 光谱学与光谱分析
2020, 40(8): 2358
1 西南科技大学环境与资源学院, 四川 绵阳 621010
2 固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学生命科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
以大气颗粒物中的高硅质矿物细颗粒——石英粉尘和重金属离子附载污染物Pb(Ⅱ)为实验材料, 人工制备载铅石英粉尘。 以16 g·L-1的载铅(Ⅱ)石英粉尘及不同浓度的PbCl2染毒大肠杆菌细胞, 观察染毒2 h后对机体的联合氧化损伤效应, 并探讨其对大肠杆菌表面基团及蛋白酰胺I带二级结构的影响。 结果表明, 与Pb(Ⅱ)、 载铅石英粉尘作用后, 大肠杆菌细胞活力降低, 胞内活性氧(ROS)及丙二醛(MDA)产生增多、 谷胱甘肽(GSH)含量下降, 引起细菌氧化应激水平的提高； 皮尔逊(Pearson)相关性分析显示载铅石英粉尘的细菌毒性与粉尘中Pb(Ⅱ)可交换态含量成正相关, 载带高浓度Pb(Ⅱ)的石英粉尘组胞内ROS/MDA水平与其单纯石英粉尘组和Pb(Ⅱ)组比较显著增加(p<005)； 重金属Pb(Ⅱ)、 载铅石英粉尘对大肠杆菌菌体表面基团的影响主要集中于磷酸二酯基团和表面多糖分子, 采用二阶导、 去卷积和谱线拟合技术对酰胺Ⅰ带特征峰(1 600～1 700 cm-1)进行分峰拟合后发现, 与Pb(Ⅱ)、 载铅石英粉尘(Q-Pb-0, Q-Pb-3)作用后, β-sheets/α-helices的比值由对照组的141分别降低到133, 127和122, 表明细菌表面蛋白质结构发生了变化, 从而可能影响了细菌的生理活动。 研究表明自由基所产生的氧化损伤可能是载Pb(Ⅱ)石英粉尘的一种重要毒性作用机制, 载带Pb(Ⅱ)的复合石英粉尘在致大肠杆菌机体氧化损伤效应方面二者存在一定的协同作用。
石英粉尘 铅 大肠杆菌 氧化损伤 红外光谱 蛋白二级结构 联合毒性 Quartz dusts Lead ion Escherichia coli Oxidative damage FTIR Protein secondary structure Joint toxicity 光谱学与光谱分析
2017, 37(7): 2014
1 西南科技大学环境与资源学院, 四川 绵阳 621010
2 固体废物处理与资源化教育部重点实验室, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学生命科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
4 西南科技大学国防科技学院, 四川 绵阳 621010
5 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
采用耐辐射奇球菌活体为生物吸附剂,进行了对水溶液中放射性核素铀的批量吸附实验.主要研究了溶液pH、初始铀浓度对吸附放射性核素铀效果的影响,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)等手段分析了其吸附机理.结果表明:在pH 5,c0=100 mg·L-1时其吸附效果最佳,而最大饱和吸附量qmax为240 mgU·g-1.结合扫描电镜与能谱分析结果认为,耐辐射奇球菌表面附着了大量的含铀片状结晶物,并且其吸附过程主要以离子交换或表面络合的方式吸附铀.比较吸附铀前后菌体红外光谱图和红外分峰图发现,耐辐射奇球菌吸附铀后的整体谱形有了一定的变化,特别是蛋白质中酰胺基团、羟基、羧基以及磷酸基团等活性基团可能参与了吸附过程,并且在906 cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2+2的伸缩振动峰.可见,利用具有抗辐射特性的耐辐射奇球菌为生物吸附剂,以期在放射性环境中对放射性核素铀的吸附具有一定的潜在途径。
耐辐射奇球菌 活菌体 放射性核素铀 吸附机理 红外分峰 Deinococcus radiodurans Living bacteria Radionuclide uranium Biosorption mechanism FTIR fitting 光谱学与光谱分析
2015, 35(4): 1010
1 西南科技大学, 核废物与环境安全国防重点学科实验室, 四川 绵阳621010
2 四川大学原子核科学技术研究所, 辐射物理及技术教育部重点实验室, 四川 成都610064
3 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳621900
采用室内水培和静态吸附实验, 研究了水生植物少根紫萍(Landoltia punctata)活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附能力, 并对作用过程和机理进行了初步分析。 结果表明: 常温下少根紫萍2.5 g·L-1(FW)活体和1.25 g·L-1(DW)干粉在pH 5下对5 mg·L-1U(Ⅵ)溶液的去除率分别可达78.70%和95.55%。 活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附率随pH升高先增大后减小, 在pH 4～5时达到最大, 并随投加量的增加而增大; 随U(Ⅵ)初始浓度增加先增大后减小; 在作用5 min时, 活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附率分别为13.90%和79.97%, 在24 h时吸附率均达90%以上, 吸附逐渐趋于平衡。 当U(Ⅵ)初始浓度增加至250 mg·L-1, 活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附量分别达到4.05 mg·g-1(FW)和131.76 mg·g-1(DW), 相比Langmuir模型, Freundlich吸附等温方程能较好地描述少根紫萍对U(Ⅵ)的吸附行为, 吸附过程符合准二级吸附动力学方程, r均在0.99以上。 FTIR分析结果表明: 少根紫萍表面含有羟基、 羧基、 氨基、 磷酸基等多种活性基团; SEM-EDS表明少根紫萍活体与水体中U(Ⅵ)作用48 h后, 大量片状无机磷酸铀晶体在其根系表面生成, 结晶主要由P, O, U元素组成, 不含C, 其中P和U的质量百分比分别为8.76%和82.53%, 原子百分比分别为25.19%和30.89%, 而对照组P的质量百分比和原子百分比仅为0.24%和0.11%, 干粉未观察到类似晶体存在。 XPS分析结果表明: 活体吸附后, 部分U(Ⅵ)被还原为U(Ⅳ), 而干粉吸附的铀主要以U(Ⅵ)形式存在。 由此推断, 少根紫萍干粉对U(Ⅵ)的吸附主要通过静电吸引, 离子交换, 络合配位等方式实现; 活体对U(Ⅵ)吸附的同时还存在还原和矿化的过程, 在U(Ⅵ)胁迫下活体根系表面会分解释放出无机磷酸根, 与吸附的U(Ⅵ)及部分被还原的U(Ⅳ)结合矿化为难溶的氢铀云母。
少根紫萍 铀 吸附 矿化 Landoltia punctata Uranium Biosorption Biomineralization 光谱学与光谱分析
2015, 35(9): 2613
1 四川大学原子核科学技术研究所, 四川 成都610065
2 核废物与环境安全国防重点学科实验室, 四川 绵阳621010
以梧桐树叶粉末为吸附剂, 通过静态吸附实验, 利用FTIR, SEM, XRD, XRF等手段, 研究了梧桐树叶对铀的吸附行为及其可能存在的机制。 结果表明: 梧桐树叶对铀有较强的吸附能力, 吸附率和吸附容量分别可达96%和19.68 mg·g-1。 吸附行为符合准二级动力学方程和Freundlich等温线方程。 吸附过程中, 铀通过静电作用被快速吸引到梧桐树叶表面, 干粉中的羟基、 羧基和酰胺Ⅱ带等官能团可能与铀发生络合或配位反应; 吸附后, 梧桐树叶干粉表面由疏散多孔的不规则分布状态变成致密平整的结构, 以SiO2为主的纤维素特征峰减少, Ca和Na的元素含量增加, Mg的元素含量相对减少, 并在吸附后的干粉中检测到铀的存在。 推测在梧桐树叶对铀的吸附行为中既有物理吸附又有化学吸附, 表现为静电吸引, 络合配位及离子交换共同作用的机制。
梧桐树叶 铀 生物吸附 Platanus leaves Uranium Biosorption 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1290
