报道了X射线衍射光谱、 拉曼光谱、 红外光谱、 高光谱等多种光谱技术在五当召剌弥仁殿壁画制作材料与工艺研究中的应用。 五当召位于包头市阴山山脉腹地, 是内蒙古地区现存规模最大的格鲁派召庙, 剌弥仁殿是其六大经殿之一。 殿内壁画具有清代以来藏传佛教壁画的鲜明特点, 但受多种病害影响, 亟需保护修复。 使用多种光谱技术对壁画各结构层材质进行分析, 了解其制作工艺, 为壁画保护修复提供依据。 X射线衍射及激光粒度分析结果表明, 壁画泥质地仗的物相组成以石英、 钠长石、 方解石为主, 比例与当地生土基本一致, 仅通过物理筛分和掺加不同植物纤维的方式区分粗、 细泥层。 拉曼光谱分析结果表明, 壁画所用颜料有朱砂、 铅丹、 巴黎绿、 群青、 铬黄等, 后三种人工颜料于19世纪中后叶进入中国; 结合相关文献档案, 可推断壁画的绘制时代。 红外光谱结合色谱、 质谱联用技术分析结果表明, 壁画颜料层胶结材料是动物胶, 表面涂层是一种干性油薄膜, 但油料来源与加工工艺的判断仍需要更多的线索。 壁画纸张上的红色藏文印记通过高光谱成像技术提取后, 经最小噪声分离和波段运算处理, 文字的可识读性大幅提高。 针对复合材质类文物, 多种光谱分析技术的联合应用可以较为全面地揭示其结构、 材料、 影像等多元信息, 是目前深入研究彩绘类文物的基本手段。

糖基化反应能诱导食品中蛋白质的结构发生改变； Ara h2是花生中的主要蛋白组分之一, 可以作为一种模式蛋白研究花生蛋白糖基化产物的结构变化。 不同还原糖对Ara h2糖基化反应的影响目前未见相关报道。 以花生蛋白Ara h2为研究对象, 通过SDS-PAGE、 内源荧光、 同步荧光、 紫外、 圆二色谱、 红外等光谱技术研究Ara h2糖基化前后分子量、 二级、 三级结构以及官能团的变化, 分析六种还原糖(核糖、 木糖、 半乳糖、 葡萄糖、 果糖、 乳糖)对花生蛋白Ara h2糖基化产物结构的影响, 阐明经不同还原糖修饰后花生蛋白Ara h2的结构变化。 SDS-PAGE电泳表明木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2电泳条带明显上移, 糖基化程度最大； 紫外光谱分析表明糖基化反应会改变花生蛋白Ara h2的吸收峰强度。 五碳糖修饰的花生蛋白Ara h2具有最强的吸收强度, 其中五碳糖中木糖的吸收峰强度最大； 内源荧光、 同步荧光和三维光谱实验结果表明, 糖基化修饰会使花生蛋白Ara h2的荧光强度降低, 且五碳糖修饰的Ara h2荧光强度最低。 分析认为由于糖基化修饰使花生蛋白Ara h2的结构展开, 导致芳香族氨基酸暴露在水环境中, 从而引起荧光猝灭； 圆二色谱分析表明不同还原糖修饰的Ara h2糖基化产物α-螺旋含量都增加, 其中木糖修饰的α-螺旋含量最大(15.6%)； 红外光谱分析表明木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2的吸收峰分别从3 327.41 cm-1红移至3 318.43和3 321.09 cm-1, 1 700～1 600 cm-1处木糖和核糖修饰的花生蛋白Ara h2吸收峰强度略高于其他还原糖修饰的该蛋白。 不同还原糖对Ara h2糖基化反应后的糖基化产物结构的影响不同, 还原糖的碳链越短、 空间位阻越小, 糖基化反应程度越高, 对Ara h2的结构影响越大。

在pH 7.4的Tris-HCl缓冲溶液中, 采用紫外吸收光谱、荧光光谱结合溴化乙锭(EB)荧光探针、共振散射光谱以及DNA熔点(Tm)实验和分子模拟等技术, 研究了青蒿素(QHS)与小牛胸腺DNA(ctDNA)分子间结合位点与结合机制。光谱实验结果显示, QHS与DNA发生减色效应, QHS的加入使EB-DNA体系发生静态荧光猝灭, QHS与DNA作用后其467 nm处共振散射峰锐增, 与QHS作用引起DNA的Tm值升高5 ℃, 说明QHS竞争性地嵌插入DNA的碱基对中。通过计算获得QHS与DNA间结合常数Ka为1.43×103 L/mol(298 K)、0.99×103 L/mol(304 K)。分子模拟结果表明, QHS吡喃环部分结构嵌插到DNA小沟区域GA碱基对间, 氢键和范德华力是两者间结合的主要非共价作用方式, 该结论与光谱法和热力学所得结果一致。

全氟壬酸(PFNA)是在血清中检测到第三多的全氟烷酸类(PFAAs)新型有毒环境污染物。 目前PFNA对人血清白蛋白(HSA)结构甚至是功能的影响还处于起步阶段, 借助于多光谱、 分子对接和等温滴定微量热(ITC)技术研究了PFNA和HSA相互作用的结合机理。 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。 荧光结果表明PFNA通过动静态猝灭方式可以猝灭HSA的内源荧光。 取代实验和分子对接结果表明, PFNA主要通过极性键、 疏水力和卤素键键合在HSA亚域ⅡA疏水腔中, 最佳对接自由能为-26.54 kJ·mol-1, 表明PFNA分子与HSA有较大的结合亲和力。 ITC表明两者的结合属于两类结合位点模型并给出了相应的热力学参数: 第一类结合位点有较大的亲和力, 属于焓驱动, 静电力和卤键作为主要驱动力； 第二类结合位点亲和力较小, 主要驱动力是疏水力。 三维荧光光谱揭示PFNA与HSA生成复合物后, 可以改变HSA的构象, 引起Trp和Tyr残基微环境疏水性增强。 圆二色谱(CD)定量测定了HSA与PFNA作用前后的二级结构含量: α-螺旋、 β-折叠和β-转角含量分别降低14.3%, 5.3%和3.5%, 无规卷曲含量从14.4%增加到37.5%。 以上结果表明, PFNA与HSA的结合可以改变HSA的二级结构, 进而可能影响HSA的生理功能。 结果阐述了PFNA与HSA相互作用机理, 并且为PFNA在体内的运输和分配提供了可靠的生物物理和生物化学的相关依据。

异烟肼(Isoniazid, INH)是最常用的一线抗结核药物之一。 据报道, 人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫, 肝功能衰竭, 甚至死亡。 因此, 研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。 在模拟生理条件下, 利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。 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, INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低, 表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。 结果发现, INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构, 导致蛋白质结构发生伸展, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, INH与HSA的结合位点位于HSA的site Ⅰ, ⅡA子域。 INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔, 从而抑制CAT的活性。 Hill系数结果表明, INH与左氧氟沙星(LVFX, 一种安全有效的二线抗结核药物, 与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性, 促进INH与HSA的相互作用。 另外, CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构, 使α-螺旋结构降低约7.9%。 该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制, 为INH的安全使用提供重要依据。

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。

为了给从事红外混合气体检测领域的研究人员提供一定的借鉴与参考, 针对红外混合气体检测系统中的光学复用结构以及检测方法进行了详细评述。 目前, 以量子级联激光器(QCL)、 带间级联激光器(ICL)为代表的相干光源已逐渐取代热辐射红外光源、 红外发光二极管(LED)等传统非相干光源, 成为红外混合气体检测中的主流光源。 相应地, 具有超高探测度和极短响应时间的红外光探测器也逐渐超越以往的红外热探测器, 占据红外探测器领域的主导地位。 基于“复用思想”的光学复用结构则是红外混合气体检测系统的核心, 主要包括单光源复用检测结构和多光源复用检测结构。 其中, 单光源复用检测结构以其体积小、 集成度高等优点成为构建便携式混合气体检测系统的重要选择; 而多光源复用检测结构是时分复用、 频分复用、 波分复用等思想的具体化, 并凭借其较宽的光谱覆盖范围、 较高的光谱分辨率等优势成为当前混合气体检测系统中的主导结构。 应用于红外混合气体检测的检测方法主要有非分光红外(NDIR)光谱技术、 波长/频率调制光谱技术、 腔增强光谱技术以及光声光谱技术等。 研究人员可通过对红外混合气体检测系统各组成部分充分了解后, 设计出实用的红外混合气体检测系统, 对工农业生产、 环境监测、 生命科学等诸多领域都具有重要意义。

采用超快激光光谱技术研究了一种新型的卟啉侧链聚合物(HTPP-PGMA)的激发态动力学过程.研究结果表明:HTPP-PGMA的荧光弛豫过程远快于通常的小分子卟啉单体化合物的荧光弛豫过程.在近共振波长(λ=532 nm)处,观察到了HTPP-PGMA的瞬态无腔光学双稳态的响应过程.通过采用电荷转移模型对HTPP-PGMA的超快激发态动力学过程进行了分析.

简略评论了大气痕量气体测量的光谱学和化学技术.光谱技术方面重点介绍差分光学吸收光谱(DOAS)、差分吸收激光雷达(DIAL)、傅里叶变换红外光谱学(FTIR)和可调谐半导体激光吸收光谱(TD-LAS),化学测量技术介绍色谱、质谱和色-质联用技术、化学发光测量技术、基体分离和电子自旋共振技术以及超声膨张技术等,并对宽带光谱测量、光谱技术之间、光谱技术与化学技术之间的联用趋势,以及仪器的小型化趋势作了展望.
关键?剩?/strong>环境监测;痕量气体;光谱技术;化学分析技术