基于^(31)P核磁共振探究退化高寒湿地土壤磷素演变特征及影响因素

探明高寒湿地不同退化程度土壤磷素组成特征及其形态演变的驱动机制对于湿地生态恢复过程中养分和碳汇的科学管理具有重要意义。以若尔盖自然保护区内相对原生沼泽(RPM)、轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)为对象,采用液相31P核磁共振波谱技术、分段式结构方程模型研究了高寒湿地退化过程中土壤磷素演变特征及主要影响因素。结果表明,高寒湿地退化导致植物群落组成由湿生向中生演替,土壤有机质与氮含量降低。正磷酸盐和磷酸单酯含量随湿地退化呈先增加后降低的趋势,其中正磷酸盐在HDM中相较于RPM降低46.45%,磷酸单酯在LDM、MDM和HDM中相较于RPM分别增加27.02%、54.96%和41.74%;焦磷酸盐和磷酸二酯含量随湿地退化逐渐降低。分段式结构方程模型的拟合结果显示,植被生物量、土壤养分和微生物活性是影响湿地土壤磷素演变的主要因素,其中微生物活性是正磷酸盐、焦磷酸盐和磷酸二酯的正向影响因子,是磷酸单酯的负向影响因子,植物生物量是正磷酸盐和磷酸二酯的正向影响因子,土壤养分虽对各形态磷没有直接影响,但可通过调控微生物活性间接影响焦磷酸盐和磷酸二酯含量。综上所述,湿地退化通过改变植物群落组成、降低土壤养分含量和微生物活性,促进了土壤磷酸二酯分解;重度退化湿地土壤磷有效性因磷酸单酯矿化能力减弱、正磷酸盐含量降低而减小。

基于^(31)P NMR的自然成土过程中有机磷组分演变特征及影响因素研究进展

土壤有机磷(P_(o))是土壤中重要的磷库,其形态、含量与生物有效性随成土过程而发生变化,进而影响土壤磷素供应、养分平衡及生态系统生产力。然而,与土壤无机磷(P_(i))相比,以往的研究对P_(o)的重视不够,这主要是由于土壤中P_(o)的提取、分析和鉴定方法难于P_(i)。近年来,随着液相^(31)P核磁共振(^(31) P NMR)波谱技术在土壤学领域的应用,为定量分析土壤P_(o)组分及含量提供了新的技术手段,同时为更好地理解生态系统演化过程中不同形态P_(o)的转化特征奠定了基础。本文主要总结了土壤P_(o)的种类和性质,介绍了液相^(31)P NMR分析土壤P_(o)的原理和方法,在此基础上综述了自然成土过程中不同形态P_(o)的转化特征及其影响因素,并指出了需进一步研究的方向和关键科学问题:包括量化成土过程中不同形态P_(o)转化速率、途径与环境阈值,阐明不同发育阶段土壤P_(o)与C、N等养分之间的耦合关系及其固释机理,构建不同类型土壤P_(o)演化模型。回答上述问题有助于更好地理解地球关键带磷素生物地球化学循环,为不同发育阶段土壤养分管理与调控及土壤资源可持续利用提供理论依据。

^(31)P核磁共振光谱及薄层色谱分析针剂大豆卵磷脂

本文采用薄层色谱(TLC)扫描法和^(31)p核磁共振光谱(^(31)P NMR)定性及定量地分析了针剂大豆卵磷脂的组份,薄层色谱采用钼蓝显色后在700nm扫描定量结果与^(31)p核磁共振光谱结果基本一致。这二种方法可应用于其他各种生物材料的磷脂分析。而^(31)P核磁共振光谱分析与其他分析磷脂化合物方法相比较,则更具有快速、灵敏、准确性。

^(31)P-核磁共振光谱在木素结构分析中的应用

介绍了31P核磁共振新技术用于木素分析原理及其应用。利用2氯1,3,2氧膦杂戊环(I)作为磷化试剂来标记木素中具有不稳定氢的基团,然后测定31PNMR光谱,由于木素中的羧基、酚羟基和醇羟基磷衍生物的31PNMR核磁共振信号的化学位移在明显不同的区域,因此可以准确测定这些官能团的含量。从不同结构的酚羟基(包括愈创木酚、紫丁香型和对羟基苯基型的酚羟基)的测定可以了解制浆过程中木素的溶出情况,从不同的醇羟基(伯羟基与苏式和赤式的α羟基)可以了解木素的聚合度和βO4键的断裂情况。

紫杉醇治疗小鼠S180肉瘤的体内^(31)P MRS研究

为了研究紫杉醇治疗小鼠Ｓ１８０肉瘤的３１ＰＭＲＳ参数的变化及这些参数的变化是否早于常规观察的瘤体积的变化．方法：利用表面线圈３１ＰＮＭＲ方法，研究小鼠皮下接种的Ｓ１８０肉瘤．结果：用药４８ｈ后给药组的ＰＣｒ／Ｐｉ、βＮＴＰ／Ｐｉ、ＰＭＥ／βＮＴＰ比值与对照组有显著性差别（Ｐ＜０．０５），而肿瘤体积在给药组和对照组之间无显著性差别，３１ＰＭＲＳ参数的变化早于瘤体积变化．结论：小鼠Ｓ１８０肉瘤３１ＰＭＲＳ不仅可以给出定量的结果，而且可以较早地显示出治疗的效果．

Langendorff灌流心脏的 ^(31)PNMR谱测定

测定了Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ灌流大鼠和兔心脏的３１ＰＮＭＲ谱．观测到ＰＣｒ、ＡＴＰ、ＳＰ、Ｐｉ以及ＰＭＥ和ＧＰＣ等含磷代谢物的共振峰，各谱峰之间实现了很好的分辨．在３～５ｍｉｎ的累加时间内测得的图谱具有较好的Ｓ／Ｎ，可用于以上含磷代谢物的定量测定，以高能含磷化合物ＡＴＰ和ＰＣｒ相对峰强度以及冠脉流量的变化对灌流大鼠心脏代谢的稳定性进行了考察，结果表明，在本实验条件下大鼠心脏的能量储存至少可稳定２ｈ，用所建方法以３ｍｉｎ的时间间隔对同一大鼠心脏缺血２１ｍｉｎ及再灌注１２ｍｉｎ过程中心脏的３１ＰＮＭＲ谱进行了连续跟踪测定，并初步观测了缺血及再灌注过程中心肌细胞内ＡＴＰ、ＰＣｒ与Ｐｉ之间的消长关系．

人淋巴瘤白血病细胞系Molt-4的^(31)P核磁共振研究

用３１Ｐ核磁共振（ＮＭＲ）观察了人淋巴瘤白血病细胞系Ｍｏｌｔ—４的３１Ｐ谱．ＮＭＲ测试温度为３７℃、２０℃和４℃时．随着测试时间增长，细胞３１Ｐ谱中ＡＴＰ峰降低，无机磷峰升高．细胞３１Ｐ谱的变化随测试温度降低依次减缓．实验温度为４℃，从收集细胞至开始ＮＭＲ累加在３０ｍｉｎ内．ＮＭＲ累加在６０ｍｉｎ内，获得活细胞的稳定的３１Ｐ谱．根据细胞内无机磷的化学位移数值，对细胞内ｐＨ值进行了测定．

磷烧伤的^(31)P NMR研究

为了明确磷烧伤创面及吸收毒性物质的化学形式及分布．作者采用３１ＰＮＭＲ 波谱，研究皮下注射黄磷、磷酸及磷烧伤后创面残留、肝脏及脑组织吸收的元素磷及其化合物含量．其结果皮下注射非致死与致死剂量的黄磷后，肝脏可测到元素磷的吸收，磷燃烧后创面磷绝大部分转化为磷酸及其结合物，极少部分以元素磷形式存在．致死面积的磷酸烫伤与磷烧伤后肝脏区域磷酸增加４ ～５ 倍，未检测到元素磷的波谱，各组脑组织均未检测到元素磷峰，而磷酸峰只有微小的增加．结论为磷烧烧后吸收的主要中毒物质与创面残留的主要化学物质一致，磷烧伤中毒的致死性主要是创面磷酸吸收所致．

土壤磷形态组分分级及^(31)P-NMR技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法(chemical sequential fractionation,CSF)研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术(nuclear magnetic resonance,NMR)根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31PNMR可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。

^(31)P-NMR分析湿地沉积物有机磷的方法优化

近年来,31P-NMR(nuclear magnetic resonance)已成为研究环境有机磷的有力武器,然而此方法在湿地学研究中的应用却很少,关于湿地沉积物样品制备方法的研究更缺乏。本研究通过改变提取剂组成、提取剂比例、离心条件、检测扫描时间等因素设计实验,寻找最佳的湿地沉积物样品处理及检测方法,以期为31P-NMR技术在湿地沉积物样品有机磷研究中的应用提供科学依据。结果表明采用:1mol·L-1 HCl预提取,0.25mol·L-1 NaOH+0.05mol·L-1 EDTA主提取,沉积物与提取剂比例为1∶8的提取方法,可获得更好的提取效果。提取完成后,采用冷冻高速离心可更好地分离提取液、避免某些磷组分的水解。此外,NMR扫描分析时间设为14~16h(约扫描25 000次)可获得更完整的图谱。相较于传统的化学分析法,31P-NMR法的样品前处理相对简单、分析时破坏性小且组分分辨完全,该技术的运用,有望获得湿地磷循环,特别是对有机磷认知的新突破。

某些五配位磷化合物的^(31)P NMR谱表征

分析归纳了几种类型五配位磷化合物的３１Ｐ化学位移规律性．并着重讨论了产主的原因．

^(31)P核磁共振观察γ-干扰素对Molt-4细胞作用后含磷代谢物及pH变化

Ｍｏｌｔ＿４细胞的３１Ｐ核磁共振谱由磷酸单酯、无机磷（Ｐｉ）、双磷酸双酯、三磷酸腺苷（ＡＴＰ）的共振峰组成。用３１Ｐ核磁共振观察了γ－干扰素对Ｍｏｌｔ＿４细胞作用后含磷化合物的变化。根据Ｐｉ的化学位移对Ｍｏｌｔ＿４细胞内ｐＨ进行了监测。３１Ｐ核磁共振能一次同时监测细胞内多种含磷代谢物，是一种无损伤研究细胞代谢的有效方法。

洗涤剂中含磷化合物的^(31)P NMR快速检测方法

收集了常见的31种含磷无机化合物和84种含磷有机化合物,首次建立了含磷化合物的核磁共振谱图库,并以此为依据建立了31P NMR技术快速检测洗涤剂中含磷化合物的方法。对洗衣粉、金属清洗剂和除油剂样品进行31P NMR分析,经与31P谱图库比对,可快速确定含磷化合物的结构。结果表明,10种洗衣粉中仅有1种检出含磷化合物,其成分为三聚磷酸钠、焦磷酸钠及磷酸氢二钠;3种金属清洗剂中的含磷成分均为磷酸;而3种除油剂的含磷成分分别为壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、三聚磷酸钠和磷酸氢二钠,三聚磷酸钠和磷酸钠,磷酸氢二钾。该法相对简便、准确、快速,适用于其他含磷精细化工产品的分析。

急性低氧大鼠脑^(31)P核磁共振波谱研究

31 P磁共振波谱是目前唯一可以用作在体无损伤的检测细胞水平能量代谢变化的非侵入性技术 ,可测得脑内多种能量代谢产物 .目的 :急性低氧大鼠脑组织的31 PMRS检测 .方法 :(1 ) 2 0只成年SD大鼠分为 4组 :低氧 0min(对照 ) ,5min ,1 0min ,1 5min后 ,迅速液氮冷冻 ;(2 )将脑组织研碎后 ,加入高氯酸 (PCA) ,冷冻干燥 ;(3)将提取物用 0 .5mLD2 O溶解后进行MRS检测 .结果 :(1 )急性低氧早期即引起31 PMRS中PCr和ATP峰降低 ,ADP和Pi峰增高 ,PCr/Pi和ATP/Pi降低 ,而ADP/ATP增高 .可交换磷池 (EPP)中PCr的正常值为 42 .4% ,低氧 5min后降到 2 8.9% ,ATP从 33.8%降到 1 9.2 % ,Pi从 1 7.7%升到 42 .0 % .(2 )急性低氧时31PMRS中脑内磷酯分解代谢产物GPC、GPE含量增加 ,说明低氧早期脑内即有膜磷酯的分解增加 .结论 :31 P磁共振波谱可用于脑低氧性疾病的诊断 ,我们波谱中最敏感的指标是PCr/Pi和ATP/Pi,尤其早期降低更为显著 .

硫代磷酸酯类化合物的^(31)P化学位移加和规则

对近80种自行合成的硫逐及硫赶磷酸酯类化合物进行了31PNMR谱的测定，提出了一个经验方程、一套化学位移参数和立体电子效应参数，比较准确地计算了它们的31P化学位移．其计算值与测定值的平均误差为±0．096，标准偏差为±0．13．同时，就取代基的电负性、键角和立体电子效应等因素对31P化学位移的影响作了理论上的探讨．

Molt—4细胞内游离镁离子浓度的^（31）PNMR测定

通过测量人淋巴瘤白血病细胞ＭＯｌｔ—４的３１Ｐ谱中ＡＴＰ的α磷和β磷的化学位移差值，得出细胞内Ｍｇ２＋与ＡＴＰ结合的复合物ＭｇＡＴＰ和整个ＡＴＰ量的比值，计算得到Ｍｏｌｔ—４细胞内游离Ｍｇ２＋浓度为０．２５８ｍｍｏｌ／Ｌ．与其它分析方法相比．３１ＰＮＭＲ测定细胞内游离Ｍｇ２＋浓度具有对细胞样品无损伤的优点．

兔VX_2肿瘤对表阿霉素骨水泥介入治疗反应的^(31)P MRS监测

目的 :用31PMRS监测表阿霉素骨水泥介入治疗兔VX2 肿瘤的治疗反应。材料和方法 :对 5个皮下VX2 实体瘤行表阿霉素骨水泥介入治疗 ;对另外 5个肿瘤仅作单纯骨水泥注入以作对照。二组肿瘤均作治疗前后31PMRS检查。结果 :表阿霉素骨水泥治疗早期出现PDE和Pi峰值升高以及PME和ATP信号峰减低的改变 ,提示良好的治疗反应。结论 :表阿霉素可从骨水泥中释放并具有抗肿瘤效应 ;

基于自组织特征映射神经网络的肝脏^(31)P磁共振波谱分析

目的:探讨基于神经网络的31PMR波谱在辨别肝细胞癌,正常肝和肝硬化中的价值。方法:运用自组织特征映射神经网络(SOM)分析66个31PMRS数据,其中包括肝细胞癌(13个样本),正常肝脏(16个样本)和肝硬化(37个样本)。结果:31PMRS可以用于肝细胞癌与肝硬化结节的诊断和鉴别诊断,经四个实验证明,基于神经网络模型的31PMR波谱数据分析可以将肝细胞癌的诊断正确率从85.4%提高到92.31%。结论:基于神经网络模型的31PMRS波谱数据分析为活体肝细胞癌的诊断提供了一种有价值的诊断手段。

研究药物对肿瘤细胞代谢的新方法──灌注细胞^(31)P核磁共振谱

为连续观察药物对细胞代谢的影响，用含紫杉醇的灌注液对人口腔上皮癌ＫＢ细胞和人结肠癌ＨＣＴ８细胞在灌注条件下进行了细胞３１Ｐ谱测定，从两种细胞在未给药、给药以及停药后的灌注条件下获得的代谢图谱中发现，紫杉醇使ＫＢ细胞和ＨＣＴ８细胞的ＡＴＰ代谢水平均有升高，但ＫＢ细胞的ＡＴＰ升高更为明显；同样剂量的长春新碱使ＫＢ细胞代谢中的ＡＴＰ峰的改变不明显，推测可能与它们的作用机制不同有关。研究结果表明，灌注细胞３１Ｐ谱测试法对观察药物对细胞代谢的作用是独特的。

噻胺酮麻醉剂对鼠S180肿瘤^(31)PMRS的影响

对实验动物肿瘤进行活体３１ＰＭＲＳ研究首要的是有效地固定动物．本文初步研究了用噻胺酮麻醉后的小鼠Ｓ１８０肿瘤在麻醉过程中３１ＰＭＲＳ随时间的变异性．研究发现噻胺酮是一个安全系数高、起效快、麻醉过程适宜且对肿瘤的３１ＰＭＲＳ无显著影响的麻醉药．因而噻胺酮适用于连续测定３１ＰＭＲＳ的需要．