金属β-内酰胺酶（MβLs）可以水解几乎所有的β-内酰胺类抗生素, 这是导致细菌感染治疗中产生耐药性的主要机制。 迄今为止, 由于缺乏临床批准的抑制剂, 这已成为全球关注的问题。 最近来自粘质沙雷氏菌的SMB-1被发现是一种新型的B3亚类MβL, 它可以灭活几乎所有含β-内酰胺环的抗生素。 为了明确SMB-1与β-内酰胺类抗生素的特异性分子识别和作用机制, 采用内源性荧光光谱、 同步荧光光谱、 三维荧光光谱及分子对接方法对碳青霉烯类抗生素亚胺培南(IMIP)与金属β-内酰胺酶SMB-1之间的相互作用机制进行探究。 猝灭光谱结果表明IMIP可以使SMB-1内源性荧光猝灭, 且猝灭机制为动态和静态组合猝灭, 其中静态猝灭为主, 结合常数Ka为16.11×103 L·mol-1（277 K）, 表明两者之间具有很强的结合力; 根据Van’t Hoff方程得出结合过程中的热力学参数ΔG<0, ΔH=-79.65 kJ·mol-1, ΔS=-238.69 J·mol-1, 说明两者的结合是由焓变和熵变共同驱动的, 且氢键和范德华力为主要作用力; 同步荧光结果中, 随着IMIP浓度的增加, SMB-1最大发射波长均发生蓝移4.4和2.9 nm, 表明Tyr和Trp残基参与IMIP与SMB-1的结合过程; 三维荧光光谱中IMIP加入后, SMB-1的Peak B和Peak C强度显著降低, 表明SMB-1与IMIP作用之后的微环境和构象发生了改变, 与同步荧光结果一致。 分子对接结果中IMIP的β-内酰胺环进入SMB-1的结合口袋, 而侧链因空间位阻效应位于活性口袋的外部, 表明SMB-1主要是识别IMIP的核心结构, 与其R2侧链的作用较弱; 与IMIP参与作用的氨基酸残基包括Ser175, Thr177, Gln157, His215和Glu217, 表明这些氨基酸残基与活性部位的两个锌离子是设计具有强亲和力的SMB-1抑制剂的关键因素; 结合自由能也为负值, 表明两者的结合是一个自发放热的过程, 与荧光结果一致。 该研究提供了对SMB-1与IMIP的识别和结合的见解, 可能有助于设计β-内酰胺酶新底物和开发对超级细菌具有抗性的新抗生素。

当前水土流失问题严重, 侵蚀环境下土壤生态系统的健康至关重要, 而植被覆盖具有固碳保水的作用, 利用人工径流设备与人工降雨设备, 在6°有无植被种植坡地模拟降雨(暴雨: 50 mm·h-1), 结合三维荧光光谱技术耦合平行因子法, 分析土壤不同坡位径流液中的溶解性有机质(DOM)的来源和组分结构, 探究DOM对土壤固碳保水的响应关系。 结果表明: ①与裸地相比, 植被覆盖下不同坡位DOM中泥沙含量、 可溶性碳(DOC)含量呈现相同的变化趋势: 地上径流＞壤中流＞地下径流; 土壤侵蚀量和径流量的变化趋势分别为: 壤中流＞地下径流＞地上径流, 地下径流＞壤中流＞地上径流。 ②根据荧光指数分析, FI与BIX的表征结果基本一致, 地上径流DOM来源受内源物代谢影响最大, 其次是壤中流, 地下径流影响最小, 植被覆盖与裸地相比腐殖化来源由内源转变为内源、 外源共同作用。 腐殖化系数(HIX)与径流液腐殖化程度成正相关关系, 植被覆盖下的HIX指数大于裸地的HIX指数, 表明径流液腐殖化程度地上径流>壤中流>地下径流, 因此植被覆盖可以提高径流液腐殖化程度。 ③平行因子分析表明, 不同径流液DOM包括4种荧光组分: 类胡敏酸(C1: Ex/Em=260/455 nm)、 紫外类富里酸(C2: Ex/Em=240/395 nm)、 类色氨酸(C3: Ex/Em=230~275/335, 230~275/400 nm)及类酪氨酸(C4: Ex/Em=215/395 nm)。 ④对不同处理荧光强度与Fmax值分析发现, 有植被覆盖处理的Fmax值均大于裸地, C1、 C2和C4组分的Fmax值变化趋势一致: 地上径流>壤中流>地下径流, C3组分的Fmax值变化趋势: 地上径流<壤中流<地下径流。 植被覆盖影响土壤中类胡敏酸和类蛋白质物质, 对土壤侵蚀起到保护作用, 保护幅度: 地上径流>壤中流>地下径流。 ⑤相关分析表明径流量、 侵蚀量、 泥沙含量相互呈正相关, 而C1和C4组分与径流量和侵蚀量呈显著负相关。 基于此, 根据坡面降雨径流DOM荧光光谱特性, 植被覆盖通过改变土壤中的有机质组分, 类胡敏酸和类蛋白质物质的稳定性和含量对土壤固土保水有重要作用。

为了探讨石油醚是否有荧光及其在橄榄油中残留的荧光检测可行性,采用荧光分析法实验研究了石油醚及其不同含量下橄榄油溶液的荧光特性。结果表明,石油醚存在320 nm~380 nm紫外区和380 nm~520 nm紫绿区的荧光; 在240 nm~300 nm的光激发下,两谱区都随激发波长增加而增强,但第一区更强; 在305 nm激发时,第一区开始减弱,当激发波长大于320 nm后,紫外区很快减弱直至消失,第二区继续增强,激发波长增到360 nm时,第二区最强,大于360 nm时,荧光减弱; 而少量石油醚的加入可增强橄榄油的特征荧光峰,甚至出现约405 nm的红移了的石油醚特征荧光峰,由此可对橄榄油中的石油醚残留进行检测; 当激发波长分别为320 nm、340 nm和360 nm时,橄榄油中的石油醚的体积分数检测限分别可达到大约0.059、0.048和0.043。该工作将石油醚的研究拓展到了荧光及橄榄油中石油醚残留的荧光检测领域。

翡翠是目前市场上最常见的玉石之一, 通过上蜡掩盖翡翠表面微小的缺陷, 提高其光泽, 这种加工手段是消费者普遍接受的。 A货翡翠上蜡、 B货和B+C货翡翠以及B货和B+C货翡翠上蜡后在紫外灯下都会有荧光, 如何快速有效地鉴别这些翡翠是目前需要解决的问题。 收集了目前市场上常见的A货, B货, B+C货翡翠和两种优化蜡, 并使用优化蜡对这些翡翠上蜡, 采用紫外荧光灯、 红外光谱仪和荧光光谱仪对上蜡前后的样品进行了系统的对比研究。 结果显示: 在紫外荧光灯下A货翡翠无荧光, B货和B+C货翡翠有弱—中等的荧光, 上蜡后的翡翠均会发出相似程度的荧光。 红外光谱直接透射法显示在官能团区B货和B+C货翡翠中芳香族化合物的芳环上官能团ν(C—H)伸缩振动会产生的3 064, 3 032, 3 003 cm-1吸收峰; 优质蜡由烷烃化合物官能团ν(—CH2—)伸缩振动分别产生2 915和2 846 cm-1吸收峰, 同时还可能存在官能团ν(CO)伸缩振动所致的1 681 cm-1处吸收峰, 而川蜡中只检测到甲基和亚甲基产生的吸收峰。 荧光光谱显示A货翡翠无荧光反应, B货和B+C货翡翠有荧光反应, 部分B+C货翡翠和B货翡翠的图谱相似性很高, 说明荧光是充填物发出的, 染料中的离子会导致荧光峰产生偏移和荧光强度的改变。 根据B+C货翡翠荧光峰位置的不同可以分为三类, 激发波长分别为350, 358和370 nm, 发射波长分别为370, 420和414/434 nm。 两种优化蜡的荧光峰明显不同, 且优质蜡的荧光强度高于川蜡。 上蜡后A货翡翠会出现优化蜡的荧光峰, 荧光强度和翡翠表面蜡浓度有关。 B货和B+C货翡翠上蜡后同样会出现优化蜡的荧光峰, 不过由于优化蜡的浓度较低, 最强的荧光峰都是翡翠中充填物发出的, 且相比于上蜡前, 荧光峰会有红移。 荧光光谱可以作为一种快速无损的检测手段区分上蜡前后的A货, B货和B+C货翡翠, 对上蜡后的A货翡翠与B货或B+C货翡翠也可以有效区分, 完善了荧光光谱仪在翡翠市场可以广泛应用的依据。

近年来, 卟啉及金属卟啉在光动力疗法、 抗癌药物研究方面备受关注, 有些已被批准临床使用。 人血清白蛋白(HSA)能结合、 运输许多药物活性分子, 详细研究金属卟啉与HSA的结合机制, 对阐明卟啉类药物的作用机制具有重要的意义。 研究合成了3种新型6-氯烟酸修饰的自由卟啉(4, 5, 6)及锌卟啉(4-Zn, 5-Zn, 6-Zn), 并通过测试表征和理论计算的方法进行了结构确定。 理论计算结果表明: 3种锌卟啉中的侧链6-氯烟酸基团均远离卟啉环平面; 4-Zn构型比连有取代基的5-Zn、 6-Zn构型更稳定。 在模拟生理条件下, 采用荧光光谱法研究了3种锌卟啉与HSA之间的键合方式, 通过Stern-Volmer方程、 双对数方程和Van’t Hoff方程对测定结果进行计算。 结果表明: (1)3种锌卟啉均能有效猝灭HSA的荧光, Stern-Volmer方程计算得到锌卟啉与HSA在不同温度下的Kq值均大于2.0×1010 L·mol-1·s-1, 表明猝灭类型为静态猝灭; (2)采用双对数方程得到锌卟啉与HSA的结合常数, 除5-Zn在318 K时外, 其他温度条件下的结合常数KA均大于103 L·mol-1, 结合位点数n均接近1, 说明形成了1∶1的复合物; (3)根据Van’t Hoff方程计算, 3种锌卟啉与HSA结合的热力学参数均小于0, 如4-Zn与HSA结合的热力学参数为ΔH=-123.9 kJ·mol-1, ΔS=-322.9 J·mol-1·K-1, ΔG=-27.7 kJ·mol-1(298 K), 由此得出反应过程为自发进行, 反应的主要作用力为范德华力和氢键。 实验获得的数据可以为研究金属卟啉与生物小分子的作用机制提供一些有用的信息。

研究了15%Yb, 20%Na∶CaF2-SrF2混晶(Yb,Na∶CaF2-SrF2, CaF2∶SrF2=1∶1)的近红外光谱和激光参数特性。研究显示, Yb,Na∶CaF2-SrF2混晶在974 nm处吸收带宽为22 nm, 吸收系数为13.09 cm-1, 吸收截面为0.31×10-20 cm2。Yb3+离子在CaF2-SrF2基质中主发射峰中心波长位于1 010 nm, 肩峰中心波长位于1 036 nm, 发射带宽为56 nm, 在2F5/2→2F7/2能级之间跃迁对应的荧光寿命为228 μs。采用激发波长980 nm时, 1 010 nm处发射截面为6.52×10-20 cm2、1 036 nm处发射截面为4.11×10-20 cm2, 分别是915 nm激发时的1.49倍与1.68倍; 实现激光输出波长1 036 nm处达到布居反转时所需要激发的激活粒子数的最小分数βmin为0.34%, 在零声子线974 nm处的饱和泵浦功率密度Isat为290.58 kW·cm-2。上述结果表明, Yb,Na∶CaF2-SrF2混晶在近红外波段高能量激光系统中具有潜在应用前景。