仪器分析课程教学改革思考

仪器分析是化学专业的重要课程.为了提高教学质量,更好地培养学生的创新能力,从目前高校仪器分析教学现状入手,探讨了教学改革中一些可行的创新思路和方法.

基于Cu^(2+)-2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶配合物的巯嘌呤荧光分析法

基于配体竞争反应提出了抗癌药物巯嘌呤的荧光分析法.研究发现,在pH=6.8的HEPES缓冲中,Cu2+能与荧光小分子2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶(Bbimp)形成非荧光配合物Cu2+-Bbimp,但当抗癌药物巯嘌呤(MP)存在时,由于MP中的巯基(—SH)与Cu2+发生强烈作用而发生配体竞争,游离出的Bbimp的荧光与MP具有函数关系.据此建立了MP的荧光分析方法,线性范围为4.0×10-6～7.0×10-5 mol/L,检测限为3.0×10-7 mol/L.该方法成功用于人体尿样中MP的分析,回收率在96.7%～107.3%之间,相对标准偏差(RSD)小于1.97%.测定结果与药典标准方法一致.

基于金纳米粒子的等离子体共振吸收测定阿莫西林

在pH=1.89的Britton-Robinson(BR)缓冲溶液中,阿莫西林与氯金酸反应生成金纳米粒子,在537和720 nm产生了特征等离子体共振吸收信号,其537 nm处的吸收强度与阿莫西林浓度在一定范围内呈线性关系,据此建立了基于金纳米粒子的等离子体共振吸收测定阿莫西林的方法。在优化条件下(pH=1.89,反应温度65℃,反应时间40 min),测定阿莫西林的线性范围为2.0×10-6～3.6×10-5mol/L,检出限为1.3×10-7mol/L。该方法用于合成样品中阿莫西林的测定,回收率在90.4%～103.2%之间,RSD小于4.6%,将所建立的方法用于2个厂家生产的阿莫西林胶囊中阿莫西林含量测定,并与HPLC法对比,结果满意。

纳米脂质体放大血糖仪信号用于蓖麻毒素的即时检测

蓖麻毒素是已知的最致命的毒素之一,可作为一种生物武器并造成潜在的环境和食品污染。常用的蓖麻毒素检测方法存在耗时长、需要复杂且专业的实验室操作等缺点。为了克服该缺点,实现简单、快速、灵敏的蓖麻毒素非实验室检测,该文提出了一种利用负载有淀粉葡萄糖苷酶的纳米脂质体(ALN)放大血糖仪信号实现蓖麻毒素B链(RTB)即时检测的新方法。首先,将磁珠上的核酸适配体与ALN上的Blocker链杂交,构建一种集靶物识别、磁分离和信号放大功能于一体的探针。当加入RTB后,RTB与核酸适配体特异性结合,使Blocker连接的ALN从磁珠表面释放出来。磁分离后,用Triton X-100裂解上清液中的ALN,释放出纳米脂质体中包裹的淀粉葡萄糖苷酶,从而水解淀粉产生大量葡萄糖。最后,利用血糖仪可在10 s内读取葡萄糖的量。因此,可通过血糖仪响应值的增加来检测RTB。该方法的线性范围为0.3~30μg/mL,检出限为67 ng/mL。该方法显著提高了检测的灵敏度和选择性,有望用于其他靶物的即时检测。

深部岩体中切槽爆破机理实验分析

深部岩体爆破致裂是初始应力场和爆炸动态载荷叠加作用结果,采用动静组合加载试验装置和焦散线实验系统,在PMMA模型试件中施加初始静态应力场和爆炸动态载荷,探讨炮孔切槽与水平方向成不同角度(0°,45°和90°)下,初始应力场对爆生裂纹扩展规律的影响效应。实验结果表明:①初始压应力场中,切槽孔的存在改变了圆形炮孔周边应力集中;②0°角时,初始应力场降低了裂纹尖端应力集中,抑制裂纹的扩展,且应力越大,抑制效应越明显,但不改变爆生裂纹的扩展方向;③45°角时,初始应力场改变了裂纹扩展模式,由Ⅰ型断裂向混合型转变,随着应力越大,Ⅱ型断裂越明显,且裂纹向最大主应力方向偏转;④90°角时,初始应力场提高了裂纹尖端应力集中,促进裂纹的扩展,且应力越大,促进效应越明显,不改变爆生裂纹的扩展方向。研究结果为深部岩体中开展切槽爆破技术提供理论指导。

肝素诱导人细胞型朊蛋白构象变化的光谱表征

粘多糖在朊病毒病中所发挥的作用目前仍存在争议.以肝素钠作为粘多糖的代表,通过共振光散射光谱、荧光光谱和圆二色光谱的变化研究了肝素钠与人重组细胞型朊蛋白(rhPrPC23-231)的相互作用.结果表明,肝素钠与朊蛋白相互作用后光散射和荧光信号均得到增强,并且使朊蛋白的荧光寿命有一定程度的延长.圆二色光谱表明肝素钠能诱导朊蛋白从富含α-螺旋的构象向富含β-折叠的构象转变.

铁基金属有机凝胶衍生的三氧化二铁纳米片用于光芬顿降解罗丹明B

光催化剂在工业废水处理中发挥着重要作用.本工作以室温下一步合成的片状铁基金属有机凝胶(Fe-based Metal-organic gel,Fe-MOG)为前驱体,在不同温度下煅烧得到了片状(300-Fe_(2)O_(3)和400-Fe_(2)O_(3))和球形(500-Fe_(2)O_(3)和600-Fe_(2)O_(3))两种形貌的衍生三氧化二铁(Fe_(2)O_(3)).通过一系列测试手段对衍生Fe_(2)O_(3)的晶体结构和光电性能进行了表征.其中,具有碳骨架结构的400-Fe_(2)O_(3)因其优良的电子传输性能和较高的光生电荷分离效率表现出优异的光催化活性,可在中性条件下60 min内光降解97.5%的罗丹明B(Rh B),并且在连续五次循环实验后其降解效率仍能达到85.3%.本工作为开发和设计具有优异催化活性的半导体光催化剂提供了新的思路.

氧化石墨烯增强荧光各向异性新策略在microRNA检测中的应用

microRNA(miRNA)是一类与癌症等重大疾病的发生密切相关的非编码小分子RNA.本文基于氧化石墨烯(GO)放大荧光各向异性(FA)原理,构建了GO/cDNA/Linker DNA/pDNA(DNA-GO)复合探针体系,结合靶物催化诱导信号循环放大策略,实现了miRNA-21的灵敏检测.在复合探针形成后,GO增加了荧光旋转体的体积和质量,Linker DNA上染料分子的荧光各向异性值增大.miRNA-21可通过"toehold"介导的链置换反应与Linker DNA杂交,使pDNA脱离Linker DNA.进一步加入Fuel DNA后,Fuel DNA与Linker DNA配对形成双链,从GO表面脱离,使Linker DNA上染料分子的荧光各向异性减小.被置换下来的miRNA-21进入下一循环,因此一个目标分子可以诱导形成多个Fuel DNA与Linker DNA的杂交双链,使荧光各向异性进一步减小.利用减小的荧光各向异性值实现了miRNA-21的灵敏检测.在本方法中,荧光各向异性减小值与miRNA-21浓度在10~330 nmol/L范围内呈线性关系,检测限为1.09 nmol/L.

多肽与朊蛋白相互作用研究

朊病毒病是一类累及多种动物和人类中枢神经系统退行性疾病,但至今针对这类疾病尚无有效的治疗方法.考虑到在180位的缬氨酸突变为异亮氨酸的180I突变蛋白的突变位点与朊蛋白181位的糖基化位点非常接近,其生物化学性质对朊病毒病的影响非常重要.本文针对180I突变蛋白的182-190段序列设计了KNFTK、KTDVE、EMMKE和EVVKK等四种αxyzβ型多肽.研究发现,四种多肽中只有EVVKK能稳定蛋白的构象,同时诱导β-折叠向α-螺旋的转变,而其他三种蛋白对180I的结构基本没有影响.该结论对于开发多肽药物并进一步用于临床治疗具有一定的借鉴作用.