皮肤胆固醇含量可以作为评价动脉粥样硬化的重要指标之一,现有的皮肤胆固醇含量检测主要基于实验室活检进行,缺少快速无创的检测技术和装备。针对以皮肤胆固醇含量为评价指标的动脉粥样硬化的早期快速筛查需求,本文提出了基于荧光光谱法的皮肤胆固醇快速无创检测方法,研发了一种皮肤胆固醇无创检测系统。为了提高测量的准确性和稳定性,该系统对温度引起的检测试剂荧光效率的波动进行了修正。本文结合气相色谱法对测量结果的准确性进行了验证,并通过检测正常人群和动脉粥样硬化高风险人群的皮肤胆固醇含量,明确了该系统的临床应用价值。本文的研究结果表明,462~520 nm波段内的平均荧光强度与温度的相关系数为-0.995(p<0.0001),可据此建立温度校准曲线对由温度差异引起的荧光波动进行修正。校正后,系统测量的皮肤胆固醇含量与气相色谱测量值的相关性显著,相关系数为0.905(p<0.0001)。在动脉粥样硬化高风险人群的筛查实验中,动脉粥样硬化高风险人群和正常人群的皮肤胆固醇检测结果具有显著差异(P=0.0004)。与现有技术相比,基于荧光光谱法的皮肤胆固醇检测技术具有测量快速无创等优势,为大规模开展动脉粥样硬化的早期风险筛查提供了先进技术手段。

选取几种天然抗氧化剂杨梅素、 桑色素、 辣椒碱、 甜菜碱作为研究对象, 运用荧光光谱法、 同步荧光光谱法以及三维荧光光谱法研究了几种抗氧化剂以及DPPH自由基与人血清蛋白相互作用, 结果表明辣椒碱、 甜菜碱、 VC不与人血清蛋白发生猝灭反应, 杨梅素、 桑色素、 DPPH均能够与人血清蛋白发生猝灭反, 反应均为形成了稳定复合物而导致的静态猝灭, 通过疏水作用力与HSA结合, 结合位点数均为1, 主要结合位点在色氨酸基团附近, DPPH与人血清蛋白猝灭过程改变了人血清蛋白结构的疏水性, 引起蛋白质构象发生变化, 而杨梅素、 桑色素与人血清蛋白相互作用未造成其构象发生了变化。 运用荧光光谱法研究了几种抗氧化剂抑制DPPH直接损伤人血清蛋白的能力, 杨梅素、 桑色素、 辣椒碱、 甜菜碱、 VC对DPPH损伤HSA的抑制率分别为25%, 18.30%, 85.38%, 4.02%和84.58%。 根据分子结构分析辣椒碱主要通过清除DPPH自由基作用从而抑制其损伤人血清蛋白, 根据二元体系反应结果可知杨梅素与桑色素三元体系反应过程中两种抗氧化剂与DPPH竞争结合位点, 因此杨梅素、 桑色素主要通过占据结合位点的方式抑制DPPH损伤人血清蛋白, 而甜菜碱既不能占据结合位点也不能清除自由基, 因而抑制能力最弱。 分析表明几种天然抗氧化剂的抑制能力与其分子结构中主要官能团结构密切相关。

日落黄是一种具有潜在危害性的人工合成色素。 选用人血清蛋白为研究对象, 利用荧光光谱法分析了日落黄对人血清蛋白荧光的猝灭作用, 确定了荧光猝灭反应的猝灭常数Ksv, 结果表明日落黄对人血清蛋白的荧光猝灭作用类型为静态猝灭。 运用同步荧光光谱法分析日落黄与人血清蛋白结合表明: 日落黄与人血清蛋白的结合靠近色氨酸附近, 引发色氨酸残基趋向伸展状态, 人血清蛋白的结构发生改变。 此外, 在模拟人体生理条件下选用10种不同的金属离子加入到日落黄和人血清蛋白的反应体系中, 运用三维荧光法检测金属离子对体系的影响, 结果表明Cu2+, Pb2+, Ni2+和Mn2+对猝灭过程有着促进作用, 其中Ni2+的影响最大, 增幅达 22.6 %; 而Fe2+和Zn2+对猝灭过程有着抑制作用, 抑制率达14.12%和14.2%。 本研究的实验方法适用于研究食品添加剂的毒性, 有助于保护食品安全, 维护人体健康。

基于碱性胱氨酸水溶液在恒温水浴条件下可形成荧光性分子聚集体的特性, 发展一种荧光光谱直接检测胱氨酸含量的新方法。 实验结果表明, 将pH 9.0的0.01 mol·L-1的胱氨酸溶液, 于90 ℃恒温水浴热处理12 h后, 胱氨酸分子可形成大小为12.5nm粒径的荧光分子聚集纳米团簇(FANC)结构, 并发射蓝绿色荧光。 采用荧光光谱(FL)、 透射扫描电镜(TEM)和质谱(MS)对FANC的荧光性能和结构进行表征, 并初步探讨光致发光机理。 FANC在410 nm最佳激发波长条件下, 于508 nm处具有最佳的荧光发射信号, 体系的平均荧光寿命为6.028 ns, 荧光量子产率为8.48%。 FANC在水溶液中具有稳定的光漂白性、 酸碱稳定性和光谱不依赖性质, 粒子的Zeta电位为-57 mV, 结合150 nm的水合粒径结果, 表明形成的团簇表面亲水且带负电荷。 质谱结果显示体系中存在多种胱氨酸分子间脱水形成的分子碎片, 因此推测FANC是胱氨酸分子在水溶液环境中因分子间作用力形成分子聚集体。 基于FANC的荧光强度和原料胱氨酸的浓度在1.0×10-5～6.0×10-4 mol·L-1范围内呈良好的线性关系, 可将该方法用于胱氨酸片中含量的测定, 结果与中国药典中记载的滴定比色法相吻合。 相比于其他检测方法, 该方法具有操作简便, 检测限低, 精确度高等优点。

运用荧光光谱和同步荧光光谱法, 研究在pH 740的Tris-HCI缓冲体系下, 蒜氨酸与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)的相互作用。 采用荧光分光光度计, 以280 nm为激发波长, 扫描300～500 nm范围的荧光发射光谱; 分别设置波长差Δλ=15 nm和Δλ=60 nm扫描同步荧光光谱图; 用Stem-Volmer和Lineweaver-Burk方程及热力学方程处理数据。 荧光光谱法结果表明蒜氨酸能猝灭BSA及HAS的荧光; 得到蒜氨酸与BSA反应的结合常数在298和310 K时分别981×102和615×102 L·mol-1; 与HSA反应的结合常数在298和310 K时分别221×102和684×102 L·mol-1; 蒜氨酸与两种蛋白的反应均为自发进行; 与BSA的作用力为静电作用而与HSA的作用为疏水作用力; 同步荧光光谱表明, 蒜氨酸与BSA作用过程中主要影响酪氨酸残基, 对HSA中的两种氨基酸残基均有影响。 实验结果为研究蒜氨酸与生物小分子物质相互作用的机制提供了一定的理论依据。

除草剂废水作为难处理的工业废水之一, 具有含盐量高、 可生化性差、 难生物降解等特点。 该废水含有的溶解性有机物与难溶解性有机物均以含氮有机物为主, BOD∶COD=0.045, C∶N∶P=692∶426∶1。 实验采用吹扫捕集、 静态顶空、 固相微萃取、 固相萃取、 液液萃取与气相色谱/质谱联用, 定性分析了莠去津、 乙草胺除草剂生产废水中主要有机污染物, 并研究了废水及主要污染物的紫外吸收光谱、 三维荧光光谱。 定性结果显示, 废水中含有氯代烃、 苯系物和均三嗪类、 酰胺类除草剂等38种挥发性、 半挥发性有机物, 其中莠去津、 乙草胺等除草剂占87.99%。 受单环或杂环类物质的影响, 废水在波长210～230和250～270 nm范围内有紫外吸收, 且氨基基团导致其紫外吸收红移20 nm。 废水在λex/λem=200～280/300～400 nm产生了5个荧光峰a(225/305 nm), b(265/365 nm), c(275/305 nm), d(285/390 nm), e(320/375 nm)。 不同官能团特征有机物三维荧光结果显示, λex/λem=215～230/290～340 nm附近区域为不饱和键荧光区, 废水中该区域主要荧光贡献物质为烯烃、 苯环、 杂环; λex/λem=270/300 nm附近区域为酚羟基、 羰基荧光区, 废水中该区域主要荧光贡献物质为苯酚类、 酮类。

提出了简单、 灵敏的测定药物及体液中硫酸氢氯吡格雷含量的荧光新方法。 利用荧光法研究了硫酸氢氯吡格雷与茜素红的作用, 基于在盐酸介质中硫酸氢氯吡格雷能与茜素红形成离子对化合物, 该化合物能被二氯甲烷萃取, 当用428 nm波长激发时在550 nm左右能发射较强的荧光。 因荧光强度与硫酸氢氯吡格雷浓度在一定范围内存在定量关系, 从而建立了测定硫酸氢氯吡格雷含量的新方法。 当盐酸溶液的浓度为0.3 mol·L-1时, 形成的离子对比较稳定, 硫酸氢氯吡格雷浓度在1.0～11.0 μg·mL-1 范围内时离子对荧光强度与硫酸氢氯吡格雷浓度呈良好的线性关系, 线性方程为F=53.32+35.01c(μg·mL-1), r=0.994, 检出限为0.11 μg·mL-1。 硫酸氢氯吡格雷在药物和人血清、 尿液中的回收率分别为90.6%～99.3%, 104.6%～109.3%, 96.3%～105.0%, 干扰实验表明常用药物辅料对它的测定没有干扰。 用本法测定了硫酸氢氯吡格雷片、 人血清及尿样中硫酸氢氯吡格雷含量, 结果令人满意。 实验结果表明本法快速, 灵敏度高, 准确度好, 可用于实际样品中硫酸氢氯吡格雷含量的测定。