1 江南大学理学院， 江苏 无锡 214000
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心， 江苏 无锡 214000
应用FLS920P型荧光光谱仪对L-色氨酸溶液进行三维荧光光谱检测， 从中发现： L-色氨酸的特征荧光峰位于270/350 nm。 设定发射波长为350 nm， 测量激发谱。 由测量结果发现在250~260 nm区间， 谱线斜率较大、 线性度好。 因此选取250， 255和260 nm三个激发波长， 在每个激发波长下分别测量相应的荧光发射谱。 基于三条不同的荧光发射谱， 构建以激发波长为外扰变量的自相关光谱； 而以浓度为外扰变量的自相关光谱， 是以超纯水在不同激发波长的平均谱作为参考光谱， 通过参考光谱与样本平均谱的相关计算得到。 在此基础上， 将相关光谱数据分别与偏最小二乘回归(PLSR)和径向基神经网络(RBFNN)相结合， 建立溶液中L-色氨酸含量的预测模型， 研究结果表明： 采用浓度为外扰变量构造的荧光相关光谱信噪比较高， 建模的预测效果要好； 而在外扰变量相同时， 基于径向基神经网络建立的预测模型比基于偏最小二乘回归建立的预测模型对溶液中L-色氨酸浓度的预测结果更为准确。 其中， 以浓度为外扰变量时的径向基神经网络预测模型准确度最高， 该模型的预测相关系数为99.91%， 预测均方根误差为0.033 μg·mL-1。 研究结果表明， 使用该方法能够对溶液中的物质含量进行准确测定， 可为食品安全监管提供帮助。
L-色氨酸 荧光相关光谱 偏最小二乘回归 径向基神经网络 L-tryptophan Fluorescence correlation spectrum Partial least squares regression Radial basis function neural network 光谱学与光谱分析
2018, 38(8): 2451
1 精密光谱科学与技术国家重点实验室， 华东师范大学， 上海 200062
2 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
葡萄球菌核酸酶（SNase）是一种小型球状蛋白， 其变体常用来研究蛋白质的折叠过程。 不同于之前报道的研究方法和技术手段， 采用时间相关单光子计数（TCSPC）及飞秒荧光上转换技术， 结合紫外吸收谱和稳态荧光光谱， 研究了SNase蛋白变体Δ+PHS和Δ+PHS+I92A的荧光动力学， 以及不同温度下蛋白结构与热稳定性的关系， 证明蛋白质内色氨酸残基可作为一种内源性探针对蛋白变体的结构折叠和热稳定性进行印证和研究。 衰减相关光谱（DAS）表明了两种变体随温度变化的不同趋势， 在此基础上进一步分析了这两种变体的结构折叠及热稳定性的差异。 皮秒时间分辨发射光谱（TRES）显示色氨酸残基存在05 ns的连续光谱弛豫过程， 而光谱移动量可作为SNase变体蛋白结构紧密程度的判断依据。 飞秒上转换数据分析结果中， 05 ps的DAS在光谱蓝端为正、 红端为负， 表明了色氨酸残基受到弛豫效应的影响。 200 ps的寿命则说明色氨酸残基与周围猝灭基团之间存在电子转移过程。 时间分辨荧光各向异性（anisotropy）的分析结果则说明了色氨酸残基在蛋白质体系内具有独立的局部运动， 且其强弱与变体的热稳定性和热运动的整体效果有关。 测量和分析色氨酸残基的时间分辨荧光性质为深入研究SNase蛋白的结构和功能提供了新的思路。
时间分辨荧光 色氨酸 荧光动力学 葡萄球菌核酸酶 Time-resolved fluorescence Tryptophan Fluorescence dynamics Staphylococcal nuclease 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1451
1 汕头大学医学院生物分析实验室, 广东 汕头 515041
2 汕头大学医学院第二附属医院急诊科, 广东 汕头 515041
用同步荧光光谱法评估原发性肝细胞癌患者血浆、 肝癌荷瘤小鼠以及培养细胞（HepG2和HL-7702）中酪氨酸（Tyr）和色氨酸（Trp）残基水平变化。 固定发射波长λem和激发波长λex之间的波长差Δλ分别为20和60 nm, 激发和发射单色器同时进行扫描, 确定350 nm为Trp的同步特征发射峰位置, 318 nm为Tyr的同步特征发射峰位置。 结果表明, 肝癌患者及荷瘤小鼠血浆蛋白质所含Tyr和Trp残基的荧光强度明显增加。 相反, 肝癌细胞或荷瘤小鼠肿瘤组织中Tyr和Trp残基荧光强度却随生长时间增长而减少。 进一步实验表明, 具有抗癌活性的苦参碱处理癌细胞后, 细胞Tyr和Trp残基的荧光强度升高。 这些结果表明, Tyr和Trp残基的变化可能参与了肿瘤的发生发展。
同步荧光光谱 色氨酸残基 酪氨酸残基 肝细胞癌 Synchronous fluorescence spectra Tyrosine residue Tryptophane residue Hepatocellular carcinoma 光谱学与光谱分析
2017, 37(9): 2822
精密光谱科学与技术国家重点实验室, 华东师范大学, 上海 200062
由于金属离子包括铜离子对人体的重要性, 报道了一种含单个色氨酸的新型多肽分子（WDAHSS), 证明利用这种分子可以通过荧光光谱测量的方法实现铜离子灵敏检测。 WDAHSS的荧光由其包含的色氨酸残基的本征荧光贡献, 易被铜离子猝灭。 通过分析铜离子在不同pH值条件下与WDAHSS作用的荧光光谱并与单个色氨酸分子的光谱相比较, 详细研究了铜离子猝灭WDAHSS荧光的机理。 研究表明, WDAHSS结构中的组氨酸通过金属配位与铜离子作用, 并联合肽键形成稳固的四方形平面结构, 螯合铜离子, 致使色氨酸残基发生荧光猝灭。 同时详细讨论了不同pH值环境对WDAHSS荧光光谱的影响。 通过荧光光谱测量和数值拟合, 推测了WDAHSS和铜离子的结合常数。 为了增强WDAHSS抗pH干扰的能力, 特意对其氨基端乙酰化, 在生理pH值范围内稳定了其荧光发射。 此外, WDAHSS也采用了一些特殊设计的结构, 很好地增强了它对铜离子灵敏探测的特异选择性和生物相容性。 对WDAHSS的进一步研究有望用于生物体内或细胞内荧光成像检测。
荧光光谱 金属离子检测 色氨酸 多肽分子 Fluorescence spectra Metal ions detection Tryptophan Peptide molecule
1 河南大学光物理研究所, 物理与电子学院, 河南 开封475004
2 河南大学植物逆境教育部重点实验室, 河南 开封475004
细胞内蛋白质的氧化还原状态直接影响细胞的增殖、 分化及凋亡, 而氧化还原状态的改变对调控细胞的生存或死亡尤为重要。 硫氧还蛋白(Thioredoxin, TRX)是一种广泛存在于生物体内的氧化还原调节蛋白, 其在细胞内氧化还原状态的变化是发挥其氧化还原调控作用的重要过程。 以TRX为对象并以其中的色氨酸残基(Trp)作为内禀荧光探针, 利用蛋白质定点突变、 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、 荧光光谱和圆二色谱等技术和方法, 研究TRX与谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX3)相互作用过程中氧化还原态的变化。 通过观测TRX以及突变体中色氨酸荧光光谱的变化, 研究蛋白相互作用的电子转移模式以及TRX氧化态-还原态之间的相互转化。 结果表明氧化态的TRX与还原态的GPX3之间存在相互作用并发生电子交换, 解释了二者之间电子传递模式为GPX3将电子传递给TRX, 为揭示TRX在细胞信号传递过程中的物理化学机制提供了实验依据。
硫氧还蛋白 氧化还原态 蛋白相互作用 色氨酸残基 荧光光谱 Thioredoxin Rredox states Protein-protein interaction Tryptophan Fluorescence spectroscopy 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2797
1 上海大学环境与化学工程学院, 上海 200444
2 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092
3 上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司, 上海 200082
使用荧光光谱和紫外光谱分析消毒剂(自由氯, 自由溴)和色氨酸的反应及消毒副产物三卤甲烷的产生特性。 实验表明: 消毒剂反应降低了色氨酸荧光强度和FRI值(fluorescence region integration), 二者线性相关。 消毒剂中自由溴比例增加, 荧光团FRI降低, UV280值降低, UV254值增加。 THMs中溴代产物比例也随自由溴比例单调增加, 而THMs总量没有呈现相似的变化规律。 反映出和自由氯相比, 自由溴取代性更强而氧化性更弱。 自由溴单独和色氨酸反应时, FRI与CHBr3产生量线性相关。 加入NH3后, 消毒剂性质改变使得线性被破坏。
色氨酸 三卤甲烷 三维荧光光谱 自由溴 消毒 Tryptophan Trihalomethanes Excitation emission matrix Free bromine Disinfection 光谱学与光谱分析
2012, 32(9): 2464
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
生物气溶胶与环境质量和人类健康密切相关。基于光学测量的气溶胶检测技术具有快速、无损和灵敏的优点，是目前的研究主流。而对检测系统的标定技术及其评价方法尚无国家标准可依。基于本征荧光测量技术，研制完成了一套针对包括病毒气溶胶在内的生物气溶胶检测装置。并在此基础上，以色氨酸气溶胶作为被检物，提出了一种生物气溶胶检测与标定方法。实验结果表明，研制的检测装置对色氨酸气溶胶具良好的线性响应特性，线性相关系数R2≥0.99，灵敏度达到4000 L-1。证明了通过测量气溶胶中色氨酸含量检测生物气溶胶技术的可行性与可靠性。还探讨了利用多通道本征荧光检测技术实现对生物粒子种类进行预判别的可行性。
测量 生物气溶胶检测 本征荧光 标定 色氨酸
浙江大学农业与生物技术学院农学系, 浙江 杭州310029
色氨酸是人类一种必需氨基酸, 也是稻米中一种重要的限制性氨基酸。 从4年份1256份材料中选择出272份有代表性的样品, 采用碱水解-分光光度法测定了其色氨酸含量。 比较不同定标方法的预测结果发现, 运用改良的偏最小二乘法(modified partial least square, MPLS）的全局(Global）定标方法和局部(Local）飞速定标方法的预测效果较佳, 基于精米粉光谱建立的方程的预测标准误差均为0.007%, 外部验证决定系数分别为87.1%和87.4%, 可用于定量分析; 而基于糙米光谱建立的定标方程的预测效果略差, 但仍具有良好的预测能力。 研究结果表明, 近红外光谱技术可作为水稻育种中间材料的快速筛选和食品工业中稻米原料的品质监控手段。
精米 色氨酸含量 近红外漫反射光谱 全局定标 局部飞速定标 Milled rice Tryptophan content Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) Global calibration Local calibration
西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳621010
色氨酸是废水中一种常见的标志性污染物. 采用荧光光谱法对浓度效应、 pH值以及离子强度与色氨酸的荧光光谱特性之间的关系进行了相关研究. 研究结果表明： (1)色氨酸在低浓度范围(0.01～3 mg·L-1)呈现出良好线性关系, 相关系数达到0.995 88, 在高浓度范围内(3～30 mg·L-1)线性关系稍差, 相关系数0.912 47; (2)在酸性条件下, 其荧光相对强度随着pH值的升高而增强, 6.5
色氨酸 浓度效应 离子强度 Tryptophan Concentration effect pH pH Ionic strength 光谱学与光谱分析
2010, 30(12): 3277
西南科技大学信息工程学院， 四川 绵阳621010
氨基酸是维持生命活动的重要物质， 而色氨酸和酪氨酸又是天然氨基酸中重要的发光组分， 应用荧光光谱法对其进行测量和分辨具有重要的意义。 文章用美国Pekin-Elmer LS55型荧光分光光度计， 对色氨酸和酪氨酸的三维荧光光谱进行了测量。 将测量的数据用激发-发射-荧光强度的三维坐标表示， 得到三维荧光谱图， 但色氨酸和酪氨酸存在共性峰，通过波峰位置简单地来辨别两种混叠的物质很有难度。 以数理统计概念为基础， 提取该三维荧光光谱的特征参数， 得到两种物质荧光光谱中最相关的信息， 可以解决两种物质光谱混叠的分辨问题。 结果表明， 色氨酸和酪氨酸的三维荧光光谱平均值、 标准差、 原点矩、 混合中心矩等参数差值百分比分别为330.37%, 102.86%, 329.16%, 329.63%， 区别较大； 而边际分布、 相关系数值差值百分比仅为10.61%和2.40%。 因而平均值、 标准差、 原点矩、 混合中心矩可作为敏感特征参数， 用其分辨谱图混叠的色氨酸和酪氨酸是可行的。 这种“数学预提取”的三维光谱分析法可以找出组分之间的敏感特征参量， 能够取代传统的三维荧光光谱分析法。
三维荧光光谱 特征参量化 色氨酸 酪氨酸 Three-dimensional fluorescence spectra Characteristic parameter Tryptophan Tyrosine 光谱学与光谱分析
2009, 29(7): 1925
