Cu_(2)O@C复合纳米材料的光诱导合成制备及其光催化产氢性能

Cu_(2)O具有禁带窄、环境友好和储量丰富等优点,是一种理想的可见光催化剂,然而其光生载流子复合率高和稳定性差等问题限制了Cu_(2)O在光催化领域的实际应用。为此,本文采用光诱导原位技术,以甲醇为碳源、硫酸铜为铜源,一步成功制备了超薄炭壳层包覆的Cu_(2)O复合纳米材料(Cu_(2)O@C)。结果显示,与常规炭包覆方法相比,光诱导原位技术避免了苛刻的反应条件及繁琐的合成步骤对Cu_(2)O半导体结构的破坏,有效保留了Cu_(2)O本征电子结构,使其具有优异的光催化活性及稳定性。同时,Cu_(2)O@C的核壳结构不仅可以钝化半导体表面缺陷和促进光生载流子的分离,而且炭壳层的包覆还可以避免Cu_(2)O纳米颗粒与溶液的直接接触,有效抑制高活性反应中间体对催化剂结构的破坏。与单独的Cu_(2)O纳米颗粒相比,Cu_(2)O@C复合纳米材料在可见光下的光解水产氢活性和稳定性得到显著提高,产氢速率可达1.28 mmol/(g·h),且在连续五次循环稳定性测试中,氢气生成速率无明显变化。

火龙果HubHLH基因家族的全基因组分析及其对冬季补光诱导开花的表达响应

为了获得较完整的候选基因,探讨HubHLH基因在火龙果(Hylocereus undatus)冬季补光诱导开花过程的表达响应,对火龙果HubHLH基因家族进行全基因组分析。鉴定出153个HubHLH基因;这些基因的编码蛋白含有176~687个氨基酸,分子量大小为19.28~74.44 kDa,等电点(pI)为4.81~9.88,均为亲水蛋白,亚细胞定位预测大多定位到细胞核。为鉴定HubHLH基因家族的同源性,本研究将153个火龙果HubHLH和120个拟南芥AtbHLH蛋白进行系统发育比较分析。系统发育比较分析结果:火龙果HubHLH基因家族成员被分为12个组,25个亚族;对HubHLH基因家族的保守motif、基因结构及在染色体的位置分布的分析结果表明,同一亚族的基因具有相似的基序组成和基因结构。对HubHLH基因家族的内部复制事件的分析结果表明,有78条片段复制被鉴定为片段重复基因,说明片段复制是HubHLH基因家族的主要扩张力量。此外,基于已测定的关于火龙果冬季补光诱导开花的4个时期转录组数据,筛选到59个HubHLH基因在冬季补光诱导成花过程中有差异表达,随后对这59个HubHLH基因进行GO功能富集,发现它们在红光或远红光的反应、对光刺激的反应、有性生殖功能、对辐射的反应等功能上均有富集,说明HubHLH基因家族可能在冬季补光诱导火龙果成花过程中起到了调控作用。

基于光诱导电子转移的比率型发光传感器定量检测生物样本中的多巴胺

长余辉发光材料是一种光致发光材料,在激发停止后以光的形式将储存的能量缓慢释放出来,因其优异的光学性能而在生物传感和生物成像领域得到广泛应用.本文将发光性能优异的双发射长余辉纳米粒子Sr_(2.992)Mg_(0.9)Si_(2)O_(8)∶0.008Eu^(2+),0.10Mn^(2+)(SEM)和酪氨酸酶(Tyrosinase,TYR)共价偶联,开发了一种比率型发光传感器(SEM-TYR),其可避免自发荧光干扰和外部干扰,可用于高灵敏、高选择性检测生物样本中的多巴胺(DA).当DA存在时,酪氨酸酶将其氧化生成多巴醌,依据光诱导电子转移(PET)原理,SEM-TYR光致激发的电子部分转移至电子受体多巴醌,导致SEM-TYR中680 nm红色余辉猝灭.在最优实验条件下,双发射余辉猝灭比值Δ(I680/I460)与DA浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.2~10μmol/L(R^(2)=0.9965),检出限为40 nmol/L.将该方法用于生物样本血清、尿液及汗液中DA的检测,回收率分别为94.8%~104.0%,91.3%~101.6%和97.4%~105.2%,RSD<6.8%(n=10).所开发的比率型发光传感器用于生物样本中DA的检测具有潜在的应用前景.

小桐子早期光诱导蛋白基因ELIP克隆及其与靶向miRNA的互作与低温下共表达分析

【目的】作为一种喜温冷敏植物,低温严重影响小桐子的生长发育、地域分布与产量。前期工作发现12℃低温锻炼可显著提高小桐子的抗冷性,小桐子早期光诱导蛋白(ELIP)基因是低温高响应基因。为探究JcELIP在小桐子低温响应中的作用,全面了解JcELIP的结构、调控机制、进化关系及JcELIP与miRNAs的互作关系,也为后续小桐子抗冷分子育种提供一个重要的候选基因资源。【方法】通过RT-PCR克隆了小桐子JcELIP基因并对其进行系统的生物信息学分析,采用RT-qPCR分析JcELIP基因在根、茎、叶中及12℃低温锻炼过程中的表达变化,鉴定与JcELIP互作的miRNAs,进行了12℃低温锻炼过程中的共表达分析。【结果】该基因完整的开放阅读框(ORF)为585 bp,编码194个氨基酸,蛋白的分子质量为2.04 kD,理论等电点为9.59,属于稳定的疏水碱性蛋白,具有3个疏水跨膜螺旋;三级结构主要由ɑ-螺旋和无规则卷曲组成,具有叶绿素a/b结合位点。顺式作用元件预测显示JcELIP具有脱落酸等激素响应元件。进化分析显示:小桐子JcELIP与木薯MeELIP同源性最高。RTqPCR分析显示:正常生长条件下小桐子JcELIP在根、茎、叶中的表达量无显著差异;12℃冷锻炼条件下JcELIP在叶中表达快速上调,48 h时其表达量达到对照组的64.8倍,表明JcELIP参与了小桐子对冷胁迫的响应与适应。基于小桐子降解组数据,鉴定到miR390-x、miR6476-x和novel-m0090-3p等8个miRNAs对JcELIP的表达具有调控作用;共表达分析结果表明在12℃低温锻炼过程中JcELIP的表达受miR390-x和novel-m0090-3p显著负调控。【结论】JcELIP高响应低温胁迫并与miRNAs互作,表明其在小桐子响应低温胁迫过程中发挥重要作用。

光诱导原子转移自由基聚合反应研究进展

光诱导原子转移自由基聚合(ATRP)是在紫外/可见光照下实施的可控自由基聚合反应,可用于合成分子结构可控的功能性高分子材料。通过改变光照时间、强度和频率等因素来研究聚合反应动力学。光诱导ATRP反应中过渡金属催化剂质量分数实质性地降低至100μg/g以下,使可控自由基技术的工业应用成为可能。从光源、催化剂、配体及引发剂等方面综述了直接/间接光诱导ATRP反应的研究现状。

光诱导聚合制备聚噻吩/二氧化钛复合粒子的结构及光催化性能

通过光诱导噻吩在TiO2的氯仿悬浮液中聚合反应,制备了聚噻吩/二氧化钛(PTh/TiO2)复合粒子,并采用比表面积分析仪、扫描电子显微镜、粒径分析仪、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱对复合粒子进行了表征.结果表明,PTh/TiO2复合粒子上的聚噻吩骨架中S原子与TiO2粒子间存在强相互作用,该复合粒子对可见光具有响应.以罗丹明B为模型污染物,研究了该复合粒子在紫外光和可见光照射下的光催化活性.分别以乙二胺四乙酸二钠和呋喃甲醇为空穴捕捉剂和自由基捕捉剂研究了PTh/TiO2复合粒子在紫外光和可见光照射下的光催化反应机理.结果表明,空穴和自由基是主要的光催化反应中的氧化性物质.在紫外光照射下,空穴起主要作用;在可见光照射下,自由基起主要作用.

钇离子掺杂对二氧化钛纳米薄膜光诱导超亲水性能的影响及其机理

用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉法工艺,在玻璃表面上制备了均匀、透明的钇离子(Y3+)掺杂二氧化钛纳米薄膜。用XRD分析了样品的晶相及其与热处理温度的关系,用X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜表面氧的状态,用可见光吸收光谱分析了涂膜层数对透光率的影响,用接触角仪测定了其亲水性。研究了Y3+掺杂本身和具体的掺杂量、光照强度和时间对薄膜亲水性的影响。研究结果表明,掺杂Y3+的二氧化钛纳米薄膜,在物质的量分数x(Y3+/Ti4+)=1.5%时,经紫外光照30min或自然光照1h后,与水的接触角小于5°,表现出超亲水性;与纯二氧化钛纳米薄膜相比,其超亲水性对光诱导更为敏感;在有实用意义的超亲水性的稳定方面也有明显的改善;这应部分地与固体化学所描述的Y3+掺杂所造成固定、额外并且是高浓度的氧空位有关。

光诱导下卟啉蒽醌分子内电子转移过程的研究(Ⅰ)──荧光法

利用荧光手段对自制的3种卟啉蒽醌化合物及其锌配合物与母体卟啉进行了研究，计算了各种化合物单重激发态的能量Es、荧光量子产率及荧光猝灭百分率．从荧光猝灭的角度证明它们确实能在光激发下进行分子内电子转移，形成分子内电荷分离态．同时探讨了有机碱的轴向配位及溶剂对PAQ化合物荧光性质的影响．

TiO_2透明薄膜的制备与光诱导超亲水性研究

采用溶胶凝胶法和旋涂工艺在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜,经500℃退火处理后,TiO2薄膜完全晶化为锐钛矿结构,是由一些大小只有约30nm的TiO2粒子组成的多孔颗粒膜.经紫外光照射后,TiO2具有光诱导超亲水性.

芥菜和甘蓝启动抽薹的温光诱导体系研究

通过温度(x1)、光周期(x2)、处理时间(x3)三因素的二次正交旋转设计,对"大青叶"芥菜(GN)和"早秋"甘蓝(ZQ)抽薹的温光诱导体系进行筛选,分别建立了相应的回归方程,并对诱导抽薹条件进一步验证和优化,表明:在16h长日照、4℃/7℃变温下分别处理芥菜45d,处理甘蓝65d,然后转入再培养体系,均可在6d内快速启动芥菜和甘蓝100%抽薹.在启动抽薹期,芥菜和甘蓝的可溶性蛋白质和游离氨基酸含量逐渐增加,而可溶性糖和过氧化物酶呈先减后增趋势.

叶绿体不同浓度下光诱导延迟荧光光谱研究

针对《光子学报》文献[1]中实验结果与已有报道相关光谱特征的显著差异,利用多种光谱学手段对不同浓度下叶绿体延迟荧光行进了研究.实验结果表明:PSⅠ反应中心叶绿素P700对PSⅡ所发685nm成份的吸收随叶绿体浓度的增加而增强,从而导致PSⅠ发出的730nm成份增强,而使得延迟荧光光谱中730nm成为主峰,甚至685nm成份的消失.该研究结果表明:叶绿体延迟荧光光谱中730nm成份,是由PSⅠ作用中心叶绿素P700对PSⅡ中所发685nm成份延迟荧光的重吸收,产生激发态所发出的荧光.该结论有助于延迟荧光光谱中各成份产生机理的进一步研究.

光诱导法制备纳米级片状银粉的研究

将银溶胶用适当的保护剂保护后 ,置于一定波长的可见光下进行辐照可以得到纳米级片状银粉。可见光的辐照时间以及波长和强度等对所得片状银粉的几何特征影响较大。整个光诱导过程可以分为诱导、生长和成熟 3个时间段。光诱导法是替代现行球磨法制备片状银粉的可选方法之一 。

光呼吸与硝酸还原关系研究——光呼吸抑制剂与代谢物对黄化小麦硝酸还原酶光诱导的影响

用黄化小麦为材料研究了多种光呼吸抑制剂与光呼吸代谢物对硝酸还原酶光诱导及叶片亚硝酸盐含量的影响。结果表明,光呼吸抑制剂NaHSO3、INH、HPMS与光呼吸代谢物乙醇酸、乙醛酸对硝酸还原酶光诱导有显著的抑制作用,而乙醇酸和乙醛酸处理可以提高叶片的亚硝酸盐含量,说明光呼吸与氮代谢有密切的关系,光呼吸的正常进行有利于硝态氮的还原。乙醇酸和乙醛酸对硝酸还原酶的抑制可能与亚硝酸盐在叶片中的积累有关。

烟草柠檬酸合成酶基因的克隆及其光诱导型植物表达载体的构建

紫花苜蓿为多年生优质豆科牧草。我国南方地区酸性土壤分布比较广,铝害比较严重,限制了紫花苜蓿在南方地区的推广利用。提高有机酸合成酶基因的表达活性,增加有机酸的合成与分泌,有利于增强植物的耐铝性。本研究根据Genebank中已知的烟草柠檬酸合成酶(Citrate Synthase,cs)基因的序列,通过RT-PCR从烟草总RNA中扩增cs基因的cDNA,亚克隆于T载体得到重组载体pMD18-cs,对pMD18-cs中的插入片断进行核酸序列分析确认为cs基因的cDNA全长。用光诱导型启动子(Rubisco,小亚基的启动子)和双元载体pPZP211构建了cs基因的光诱导型植物表达载体pPZP211-PrbcS-cs,为利用基因工程手段提高紫花苜蓿耐铝毒能力,促进其在南方地区推广利用奠定了物质基础。

水稻Rubisco小亚基启动子的克隆及光诱导表达载体的构建

高效特异表达的启动子往往是转基因研究的关键因素。Rubisco小亚基启动子具有光诱导性、组织特异性和高表达的特性,可利用该启动子为转基因研究服务。本文以水稻(Oryza sativa)中花11叶片为材料,根据GenBank所报道的水稻Rubisco小亚基启动子序列,设计特异引物从水稻基因组DNA中扩增得到长度约1600bp的DNA片段,将该片段连接至T载体pMD18-TSimple,测序结果表明该片段序列与GenBank报道序列一致为100%。Plant CARE序列分析表明,该启动子具有12个与光诱导表达相关的元件。为构建光诱导表达载体,将该启动子和植物表达载体pCactF分别以KpnⅠ和XbaⅠ酶切后连接。光诱导表达载体的构建为进一步研究基因功能及利用光诱导表达载体改良作物品质奠定基础。

发芽大豆中异黄酮积累的光诱导作用研究

考察了不同光质、光强和光期对发芽大豆中的苯丙氨酸氨基裂解酶(PAL)活性及异黄酮合成积累的影响。试验结果表明,蓝光、白光、紫外光和红光等不同光质照射对发芽大豆的PAL活性和异黄酮含量有不同的影响。紫外光、蓝光和白光对发芽大豆的PAL活性和异黄酮的合成具有诱导促进作用,其中紫外光的促进作用最强,蓝光和白光的作用较弱。红光照射抑制发芽大豆的PAL活性和异黄酮的合成。紫外光照射强度试验表明,在0～60μ molm-2s-1光照强度范围内,发芽大豆的PAL活性和异黄酮含量随着紫外光照射强度的增加而显著提高。试验结果同时表明,红光照射显著地促进发芽大豆的生长,紫外光抑制生长。而蓝光和白光对发芽大豆的生长无明显影响。与黑暗(对照)相比,每天8h紫外光、16h红光和每天16h紫外光、8h红光交替处理,既可以促进发芽大豆的生长,对异黄酮的合成积累又具有明显的诱导促进作用。

真菌发育过程中的蓝光诱导

本文对多种真菌在发育过程中受蓝光诱导的现象进行了综述。蓝光可以诱导多种真菌的形态发生和发育,包括孢子的产生和菌丝的延伸等。此外,蓝光还可引起真菌的生理和生化改变,如细胞膜对离子的通透性的变化、类胡萝卜素的合成等。真菌也存在一个蓝光信号系统,通过蓝光受体接受蓝光信号,导致了真菌的一系列形态发生和生理生化的变化。

TiO2薄膜光诱导超亲水性作用机理的研究

通过对固体表面亲水性作用原理的分析,提出"纳米TiO2薄膜本身就具有良好的亲水特性,与其是否具有光催化特性不直接相关"的观点,并建立了TiO2薄膜光诱导超亲水性的作用模型,分析了影响光诱导超亲水性的主要因素.

光诱导下杂种杨无性系叶角和叶绿体的运动

自然光结合人工光源对几个杂种杨无性系叶片进行处理后 ,对其在两种光环境下 3种叶角 (方位角、方向角、悬挂角 )和叶绿体的运动方式进行了研究。结果发现 :各无性系的叶角运动在晴天比阴天强烈 ,特别是三倍体无性系最为明显。晴天上午 9:0 0～ 1 1 :0 0 ,三倍体无性系 ZH6和 B3 4 6通过方位角运动来避免强光胁迫。各无性系主要通过方向角和悬挂角的变化来调节获得最佳太阳辐射 ,在中午受到强光胁迫时存在明显的“避光运动”。三倍体无性系和某些二倍体无性系在避光运动方式上是不同的 ,三倍体无性系 ZH6和 B3 4 6采用叶片下垂形式 ,而二倍体无性系 B1 1则采用叶片竖立方式。无论是晴天还是阴天 ,植物的节律性运动可能参与了叶角运动。受光胁迫时 ,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来实现对光辐射的最佳吸收。强光胁迫下叶绿体沿径向细胞壁排列 ,以尽量减少接受过量的太阳辐射。处于弱光条件时 ,叶绿体则充满整个细胞 ,以扩大上太阳辐射的表面积。