磷是水体富营养化的主要控制因素, 在外源磷输入逐步得到控制后, 作为内源磷主要来源的表层沉积物对黄河水体水质的影响作用不容忽视。 掌握表层沉积物中磷的积累程度以及沉积物-水界面磷的交换能力, 对区域内水环境的治理和磷负荷的调控具有重要的意义。 选择黄河甘宁蒙段作为研究区域, 分别采集丰水期(2011.07)、 枯水期(2014.05)和平水期(2014.10)表层沉积物样品, 使用标准测试程序(SMT)和钼锑抗分光光度法测定样品中磷赋存形态, 并在实验条件下模拟表层沉积物对磷的等温吸附及吸附动力学过程。 研究发现: (1) 相比于国内主要河流表层沉积物中磷的形态特征, 黄河甘宁蒙段表层沉积物中有机磷(OP)和铁/铝结合态磷(NaOH-P)含量相对较低, 钙结合态磷(HCl-P)含量较高; 各形态磷含量的平均值均在丰水期最高, 表明丰水期表层沉积物中磷的积累程度最高, 黄河甘宁蒙段水环境受到沿程农业发展的冲击较大。 因此, 合理使用含磷化肥和优化灌渠退水水质是未来降低黄河水体磷污染风险的发展方向。 (2) 基于低磷浓度下等温吸附中各采样点表层沉积物吸附-解吸平衡浓度(EPC0)与判断水体发生富营养化的磷浓度阈值的比较发现, 研究区域所有水期大多数采样点表层沉积物发挥着“磷源”的作用, 存在向上覆水释放磷的趋势, 且枯水期中多数采样点的EPC0值较高, “磷源”作用更加明显; 基于L模型和F模型对高磷浓度下等温吸附的拟合参数, 显示丰水期表层沉积物对磷的持留能力最强, 枯水期次之, 平水期最小, 所有采样点表层沉积物对磷的吸附过程均易发生; 基于吸附动力学曲线的变化趋势可知, 所选择的各采样点磷吸附量在反应开始的12 h内迅速增大, 12~48 h内吸附量逐渐增加并趋于稳定; 基于伪二级动力学方程对吸附动力学过程的拟合结果, 表明表层沉积物对磷吸附过程的反应速率受化学吸附控制为主; 从同一水期不同采样点吸附过程中的限速步骤不同及不同水期邻近采样点吸附过程中限速步骤均为微孔扩散的结果发现, 表层沉积物组成和理化性质的差异对磷吸附速率的影响大于不同水期条件下上覆水流速和流量的变化。

在模拟人体生理条件下, 应用光谱法和分子对接技术对氟罗沙星(FIE)与溶菌酶(LYSO)的相互作用进行了研究。 结果表明, FIE与LYSO的猝灭方式是静态猝灭, 且在298和310 K温度下的猝灭常数Ka分别为410×104和074×104 L·mol-1。 根据热力学参数的计算结果可知, FIE与LYSO的结合作用力主要是氢键和范德华力, 结合距离(r=316 nm, ＜8 nm)表明从LYSO到FIE发生了非辐射能量转移。 希尔系数的计算结果表明, 在不同温度下的nH＜1, LYSO和FIE的相互作用属于负协同作用。 圆二色谱结果表明, LYSO和FIE的结合使LYSO的α-螺旋的含量由211% 减少到 88%。 紫外光谱、 三维荧光光谱、 同步荧光光谱结果表明, LYSO和FIE的相互作用改变了LYSO的构象和微环境。 分子对接进一步显示FIE通过氢键、 极性键、 疏水作用力等与LYSO活性部位的ASP-52, TRP-62, TRP-63等氨基酸残基相互作用。 溶菌酶的活性实验表明, 由于以上实验结果说明FIE引起了LYSO的构象改变, LYSO的活性随着FIE浓度的增大而降低, 抑制了LYSO的活性。 该研究结果为阐明FIE在机体内与LYSO的结合机理提供了可靠的实验数据和结果, 为FIE对溶菌酶的的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。

采用标准测试程序(SMT)和钼锑抗分光光度法对黄河流域甘宁蒙段表层沉积物进行磷形态的提取和含量测定, 同时模拟沉积物对磷吸附-解吸特性进行了探索。 结果表明: 对照不同的评价标准, 12个采样点中总磷(TP)含量均处于不同程度的污染水平, 特别是S12采样点磷具有较高的释放风险。 TP、 无机磷(IP)和钙结合态磷(HCl-P)之间及有机磷(OP)和铁/铝结合态磷(NaOH-P)之间分别呈现出较好的正相关性。 沉积物的组成和理化性质对磷的赋存形态产生影响, OP和NaOH-P可能与As, Ni, Co和Pb有相同的污染源。 表层沉积物对磷的吸附-解吸过程均符合伪二级动力学方程, 主要受化学作用的控制, 而磷的等温吸附符合Langmuir方程, 且升高温度有利于磷的吸附。 水相中离子浓度(KCl)小于0.02 mol·L-1时, 吸附作用占优势, 反之, 解吸作用占优势。 水土比的增大会提高沉积物对磷的吸附量。 另外, 磷的解吸量会随着温度的升高和扰动强度的增加而增大。 揭示了黄河甘宁蒙段表层沉积物中磷的形态分布及其吸附–解吸特征, 为黄河甘宁蒙段水环境治理和磷负荷调控提供依据。

托拉塞米(TOR)属于吡啶磺酰脲类袢利尿剂, 被广泛有效地用于高血压, 心脏衰竭, 慢性肾功能衰竭和肝脏疾病的治疗。 TOR在治疗过程中易引起的不良反应之一为轻微肠胃不适。 然而, TOR与消化蛋白酶(胰蛋白酶和胃蛋白酶)分子间的相互作用鲜有报道。 在模拟生理条件下, 采用荧光光谱、 紫外-可见吸收光谱、 圆二色谱和分子对接技术研究了不同温度下托拉塞米(Torasemide, TOR)与胃蛋白酶(Pepsin)和胰蛋白酶(Trypsin)间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, TOR-Pepsin和TOR-Trypsin体系的猝灭常数(KSV)均与温度呈负相关, 说明TOR与Pepsin及Trypsin之间的作用机制均为静态荧光猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 3D荧光光谱和圆二色光谱法考查了TOR对Trypsin和Pepsin构象的影响。 结果发现胃蛋白酶或胰蛋白酶中酪氨酸残基的极性改变较色氨基更明显, TOR可改变色氨酸残基的微环境并降低Trypsin和Pepsin中β-折叠结构, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, TOR与Pepsin的结合位点位于由Asp-32和Asp-215组成的活性中心周围, 从而抑制Pepsin活性。 而TOR通过疏水作用力结合在Trypsin的口袋型底物结合位点(S1口袋), 促进底物进入酶活性中心, 最终表现为Trypsin活性升高。 该研究探讨了TOR与胃蛋白酶和胰蛋白酶的结合作用和毒性机制, 为TOR的安全使用提供重要依据。