本文探究了多个影响因素对大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀(SICP)的影响，以优选出主要影响因素并提供其最佳范围。首先分析了脲酶浓度和温度对脲酶活性的影响；之后通过正交实验设计，进行25种工况的SICP水溶液实验，研究不同因素组合下Ca2+利用率的变化规律；最后借助扫描电子显微镜观测不同工况下生成碳酸钙的形态。结果表明：低温有利于脲酶的保存及活性发挥，5 ℃时脲酶活性能保持21 d以上；同一温度下，脲酶浓度越大，脲酶初始活性越高，脲酶完全失活所需时间越短。pH值、脲酶与胶结液体积比是影响Ca2+利用率的主要因素。为达到较高的Ca2+利用率，脲酶和胶结液最佳体积比为1，氯化钙与尿素最佳浓度比为1.5，Ca2+最佳浓度为1 mol/L。当脲酶浓度较低时生成的六面体状碳酸钙较多；随着脲酶浓度的增大，所沉淀的碳酸钙向球形转变。大豆中富含的天冬氨酸是控制碳酸钙形态的重要因素。

铁精矿浮选脱硅过程中, 矿浆中的难免阳离子(Ca2+, Fe3+)对阴离子捕收石英的可浮性有重要影响, 而搞清难免阳离子对含石英等脉石矿物的活化机制, 对解决超纯铁精矿脱硅技术难题有重要意义。 目前关于捕收剂对石英吸附结构的研究较多, 而难免离子活化石英的吸附结构及吸附强弱发生机制研究较少。 因此, 采用红外光谱、 XPS检测手段对难免离子(Ca2+, Fe3+)活化石英浮选进行光谱学表征, 同时解析石英中含氧官能团及难免离子的赋存形式, 分析其活化机理。 红外检测结果表明, 在适宜的pH值条件下, Ca2+和Fe3+的加入, 对SDS捕收剂浮选石英均有活化作用, 而活化后的石英与SDS作用, 其间既包括物理吸附, 也包括化学吸附; 而且Fe3+活化作用下的Si-O特征峰红移波数大于Ca2+活化作用下的红移波数, 是由于Ca2+活化石英是单氧-硅键作用, 其键能小, 吸附弱, 而Fe3+活化石英是双氧-硅键作用, 其键能大, 吸附强。 XPS测试表明, Fe3+活化石英的结合能(Fe(2p)结合能为711.16 eV)强于Ca2+活化石英的结合能(Ca(2p)结合能为346.93 eV), 其Si(2s)和Si(2p)结合能化学位移量更大, 说明Fe3+活化作用下其化学吸附更稳定、 更致密, 且产生两个活性位点, 在石英表面生成稳定的Fe基六元环螯合物; 而对比Fe3+和Ca2+活化作用下的化学吸附不稳定、 不致密, 在石英表面生成Ca基链状络合物。 综合红外光谱、 XPS分析表明, Fe3+比Ca2+有更强的活化作用, 同时加强了药剂与石英表面的化学吸附和物理吸附, 更利于活化石英的浮选。

中医临床常用生石膏(CaSO4·2H2O)治疗发热疾病, 通过对石膏显微晶体特征和微量元素特征的研究, 提出了微量元素锶(Sr)是石膏降温重要影响元素的假说。 实验通过偏光显微镜(optical polarized light microscopy, OPLM)、 X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、 电子探针微区分析(electron probe microanalysis, EPMA), 电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)等方法分析了来自五个产地33批石膏药材的显微晶体结构和微量元素组成。 OPLM分析结果显示: 石膏的显微晶体形态主要为长柱状和纤维状, 且和石膏的产地密切相关。 按传统要求认为品质好的样品, 其显微颗粒较大。 XRD分析结果显示: 除1批样品含有石英杂质, 其余样品在XRD下均未见其他矿物杂质。 EPMA分析结果显示: 石膏样品中主要矿物为石膏, 次要矿物为硬石膏, 两者呈现共生关系。 微区图像中的硬石膏矿物没有确定的晶形, 硬石膏和石膏的接触面都是不规则状曲线, 推测样品中包含的硬石膏不是原生的硬石膏, 而是石膏矿物在成矿后期转化而来。 ICP-MS分析结果显示: 微量元素锶(Sr)在石膏中含量较高, 是所有微量元素中绝对含量最高的, 与原始地幔中微量元素含量的对比结果显示, Sr元素在石膏样品中是最为稳定富集的微量元素, 它比原始地幔富集6倍以上, 最高到176倍。 石膏微区点位的CaO/SrO分析结果显示锶(Sr)元素在石膏中呈统计式均匀分布, 在石膏中主要以类质同象混入物的形式存在。 在随后进行的石膏水溶液中Sr元素含量测定的结果显示, 锶(Sr)在石膏煎煮液及石膏混悬液中的溶出量达到了理论值的2～4倍。 临床上大剂量使用石膏并先煎的方法, 可以促进Sr2+的溶出。 因为Sr2+具有抑制Na+的作用, 据此提出石膏降温的假说: 应用石膏降温时, Sr2+和Ca2+同时溶出, Sr2+抑制机体对Na+的吸收, 同时增加对机体Ca2+的供给, 共同调节发热的正调节介质Na+/Ca2+的比值, 石膏降温的物质基础是Sr元素和Ca元素共同的作用。

当前商用白光LED器件中YAG∶Ce3+荧光粉的单一黄光发射, 导致其缺乏红光限制了器件的应用和发展, 在YAG∶Ce3+中掺杂其他离子是解决该问题的有效途径之一。 采用溶胶凝胶法制备了系列单掺Ce3+, Ca2+和Gd3+的YAG纳米荧光粉。 研究了离子掺杂量对荧光粉的物相、 结构、 形貌、 粒度、 发光性能及量子效率的影响, 分析了发光机理。 结果表明: 制备的纳米荧光粉粒径为100～200 nm。 Ce3+和Gd3+掺杂时均得到YAG纯相, 但晶体结构膨胀, 晶面衍射峰向小角度方向移动。 样品结晶度随Ce3+和Ca2+(<0.025 mol)掺杂量增大变化不明显, 随Gd3+则呈现逐步降低趋势。 三种离子掺杂量增大时, Ce3+的晶格能上升, 5d能级晶体场劈裂加剧; Gd系列荧光粉激发和发射光谱随掺杂量的增大发生红移, Ce和Ca系列则因掺杂量小表现不明显。 荧光粉发光强度随Ce3+掺杂量上升先增大后减小, 最佳掺杂量为0.06 mol; 随Gd3+掺杂量增加逐步降低; 随Ca2+掺杂量增大则急剧下降, 0.03 mol掺杂量时荧光强度几乎为零, YAG晶体结构破坏, 生成YAM和YAP相。 研究的开展, 将对后续纳米YAG荧光粉及其相关功能材料的进一步开发使用提供一定的理论依据和实践参考。

目的：研究850 nm波长微激光对肥大细胞照射后胞内钙离子浓度的影响。方法：实验前12 h，将肥大细胞接种于激光共聚焦专用培养皿中，然后用D- Hank’s液洗涤3次，加入2 mL D-Hank’s液，按照照射时间不同共分六组（Control, 1 min, 2 min, 2.5 min, 3 min, 4 min），其中，空白对照组不进行激光照射处理；激光照射后，弃去D- Hank’s液，加入含有Fluo-3/AM的D- Hank’s液1 mL，放入培养箱中孵育30 min后，用D- Hank’s液洗涤3次去除胞外多余的Fluo-3/AM，再加入含有10%FBS的D- Hank’s液2 mL，置激光扫描共聚焦显微镜检测。结果:空白对照组中细胞内未见荧光，说明此时胞内无钙离子，但从1 min开始在细胞中发现荧光，而且发现随着照射时间的加长，其荧光强度越来越强，这可能与微激光照射时间越长从而刺激胞内出现更多的钙离子有关。从上面的实验说明850 nm微激光能作为仿灸仪器的光源。

对成骨样细胞施加了周期性张力,探讨了成骨细胞MG-63受张力时的细胞周期和胞内Ca2+浓度的变化规律以及低能量激光照射(LLLI)对此变化规律的影响,揭示了LLLI促进骨形成的机制.实验首先将MG-63细胞随机分成对照组、加力组、激光加力组3组,用流式细胞术检测各组细胞周期.然后,将MG-63细胞分为张力组和激光张力组两组,对胞内Ca2+浓度变化进行测定,对2组细胞分别加力0,5,15,30,60 min,再对激光张力组施加激光照射1 min后收取细胞,并用荧光探针Fluo-3-AM测定成骨样细胞内Ca2+浓度和Ca2+阳性细胞百分比.结果显示:MG-63细胞加载张力后,细胞增殖指数提高,施加LLLI后受力的成骨细胞增殖指数进一步提高.张力引起胞内Ca2+浓度增加,变化剧烈,LLLI使变化曲线平缓,且胞内Ca2+浓度和Ca2+阳性细胞百分比增加.实验结果表明:LLLI可促进受张力的成骨细胞增殖,推测可能是通过调节成骨细胞内Ca2+浓度的变化规律和水平来完成的.

Metacaspases(MCPs)是发现于植物、 真菌、 原生动物体内的一种结构上类似多细胞动物Caspase的半胱氨酸蛋白酶家族, 其大多数成员的激活依赖于钙离子, 但钙离子如何影响MCPs的激活机制有待深入研究。 借助圆二色谱技术、 Terbium/Stains-all探针技术以及荧光光谱技术, 以番茄Ⅱ型Metacaspase(LeMCA1)重要位点突变的三种体外原核表达重组蛋白, 包括LeMCA1C139A(活性催化位点突变体)、 LeMCA1K223G(自降解位点突变体)以及预测的Ca2+结合位点突变体LeMCA1D116A/D117A为研究材料, 探究了MCPs与Ca2+ 相互作用机制。 实验结果表明, Ca2+与LeMCA1之间既不存在强烈的结合作用, 也不影响蛋白的二级结构, 但Ca2+通过相互作用改变LeMCA1的三级结构来实现对LeMCA1的酶原激活过程。 其中, LeMCA1蛋白的Asp-116, Asp-117氨基酸残基作为预测的与Ca2+作用的重要位点, 其缺失将导致蛋白与Ca2+相互作用能力下降。 利用圆二色谱、 荧光光谱结合离子探针技术研究了典型茄科植物番茄中Ca2+与LeMCA1的相互作用特性, 结合之前同源序列比对、 位点突变结果确定了LeMCA1中的Asp-116, Asp-117氨基酸残基影响着Ca2+与蛋白质的相互作用。 该结果对后续LeMCA1的生化特性及晶体结构的解析研究有着重要的参考价值。

采用柠檬酸钠辅助的水热方法制备了一系列不同Ca2+含量的Ca2+/Yb3+/Er3+共掺的NaYF4微米片。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、发光光谱等测量手段对样品进行了形貌、晶相、发光性质的表征。样品在980 nm激光泵浦下, 可以观察到强的上转换绿色荧光。在Ca2+的摩尔分数从0增加到8%的过程中, 紫外到可见的上转换发光随着Ca2+浓度的增加而显著增强。这是由于Ca2+的掺杂导致了晶体内部的不对称性, 同时也提高了晶体的结晶性。

利用正置双光子显微镜系统和荧光探针标记技术, 观察脑内Ca2+分布, 建立测量活体动物脑内Ca2+动态变化的实验方法。制作活体动物颅骨开窗样本, 脑内负载Ca2+标记物Oregon Green 488 BAPTA-1和星型胶质细胞标记物Sulforhodamine 101, 利用双光子显微镜分别检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+分布和动作电位引起的Ca2+瞬变。结果显示双光子显微镜可探测到脑内250 μm处荧光信号, 图像清晰且信噪比高, 并能实时检测神经元和星型胶质细胞内Ca2+信号的动态变化。活体脑内Ca2+检测技术平台的建立为基础研究和医药应用提供了在体实验依据。

采用高温固相法合成了Li+、Na+、K+和Si4+作为电荷补偿剂的Ca2.96Eu0.04(PO4)2白光LED用红色荧光粉。采用X射线衍射仪、荧光光谱仪对材料的物相和发光性能进行了表征。 样品的激发光谱由200～310 nm的电荷迁移带和310～500 nm的锐线光谱组成, 其中396 nm的激发强度最大。发射光谱主要由5D0→7F1(593 nm)和5D0→7F2(616 nm)跃迁导致的发射峰构成。掺入Li+、Na+、K+和Si4+可以有效提高Ca2.96Eu0.04(PO4)2荧光粉的发光强度, 同时对荧光粉的寿命和色坐标影响不大。荧光粉的色坐标均位于红色区域。