等温滴定量热法研究镉离子与GMP的亲合机理

利用等温滴定量热法研究镉离子与鸟嘌呤核糖核苷酸(GMP)的亲合过程,重点分析不同比例的镉离子和GMP结合时的异同,实验结果显示:(1)镉离子和GMP的浓度比不同会对二者的结合过程产生显著影响,在低浓度比下,反应为焓驱动的放热反应;在高浓度比下,反应为吸热反应。从镉离子和GMP浓度比为20∶1时的ITC滴定曲线和OneSite模型拟合结果可知,镉离子和GMP是接近并按照1∶1的比例结合的,二者的亲合力K值为1.21E 4±2.26E 3。(2)推测GMP与镉离子有两个结合位点,一个为放热结合位点,一个为吸热结合位点,在低浓度比下,只有放热结合位点发生结合。当浓度比到达一定值后,会激活吸热结合位点,同时发生吸热结合和放热结合。因为吸热结合位点的结合能力更强,最终可能呈现为吸热反应。(3)通过反滴法和正滴法的比较,同一浓度下,不同的滴加方式也会对结合结果造成较大的影响。该研究所采用的方法可以很好地从宏观的热力学角度分析金属镉离子与GMP的亲合机理,以期为后续镉离子印迹物制备过程中功能单体的筛选提供重要的试验基础和理论指导。

等温滴定量热法研究牛血清白蛋白与十二烷基二羟乙基甲基溴化铵的相互作用

用等温滴定热量计测定了牛血清白蛋白(BSA)与十二烷基二羟乙基甲基溴化铵(DDHAB)的相互作用焓,探讨了表面活性剂浓度、温度和盐浓度等对相互作用焓的影响.BSA与表面活性剂相互作用焓是静电作用、去水化作用、疏水作用和表面活性剂胶束化等协同作用的结果,在其他条件保持不变时,相互作用焓随表面活性剂浓度改变,在临界胶束浓度(CMC)前后区域分别出现吸热峰.加入NaCl可引起相互作用焓峰值及其位置的变化.

滴定量热法研究氨基酸羧基质子化反应

氨基酸是典型的两性物质,其羧基质子化常数已有报道,文献结果大都由pH电位法得到,而对氨基酸光学异构体(D、L、DL)的对比研究甚少,为检验光学活性起源理论中提出的D与L分子间的能量差异,我们曾用微量量热技术观察了苯丙氨酸、亮氨酸。

等温滴定量热法和荧光滴定法研究十二烷基硫酸钠与纤维素酶的结合

用等温滴定量热法和荧光滴定法研究了阴离子型去垢剂十二烷基硫酸钠 (SDS)与绿色木霉纤维素酶相互作用的热力学 .SDS结合纤维素酶的亲和力较弱 ,为较小的放热反应 ,并伴随着一定程度的熵增 ,为焓和熵共同驱动的反应 ,而且存在着显著的焓 -熵补偿作用 .该结合过程的摩尔恒压热容为较大的负值 (-186J·mol-1·K-1) ,这表明疏水相互作用是形成复合物的主要作用力 .SDS的加入使纤维素酶的内源荧光发生猝灭 ,同时导致该蛋白荧光光谱最大发射峰位的红移和酶活力的部分丧失 。

热动力学的滴定量热法研究 Ⅰ.一级反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了满定期和停满反应期一级反应热动力学的数学模型．根据这两种模型，均可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出一级反应的速率常数（k1）和摩尔反应治（△rHm）．用液定量热法研究了去离子水溶剂中乙酸乙酯皂化反应的热动力学，实验结果验证了本文用滴定量热法研究一级反应热动力学的运用性．

热动力学的滴定量热法研究 Ⅱ.单底物酶促反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了滴定期和停滴反应期单底物酶促反应热动力学的数学模型.根据这两种模型,可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出单底物酶促反应的热力学参数(△_rH_m)和动力学参数(K_m和k_2).用滴定量热法研究了一个经典的单底物酶促反应——过氧化氢酶催化分解过氧化氢反应的热动力学,由滴定期和停滴反应期热动力学模型解析出在298.15K和pH=7.0时该反应的米氏常数K_m分别为(5.41±0.24)×10^(-3)和(5.43±0.21)×10^(-3)mol·L^(-1),酶转换数k_2分别为(3.58±0.33)×10~3和(3.60±0.41)×10~3s^(-1),摩尔反应焓为(-86.75±0.88)kJ·mol^(-1),实验结果验证了上述热动力学模型的正确性.

滴定量热法研究UO_2(TTA)_2和Th(TTA)_4与N503协萃机理

由于近代量热技术的成功,为协同萃取机理的研究提供了新的手段。它以金属的一元(或二元)配合物为底液,以第二(或第三)配体为滴定剂,用滴定量热方法直接测定在298K时二元(或三元)协萃反应过程中吸收或释放的热量。根据滴定量热曲线,确定配体与金属配合物,究竟是生成一级二元协萃配合物,例如,UO_2(TTA)_2·N503和Th(TTA)_4·N503,还是生成二级二元协萃配合物,例如Nd(TTA)_3·TOPO和Nd(TTA)_3·(TOPO)_2。

热动力学的滴定量热法研究——Ⅱ.考虑热滞后的一级反应精确热动力学

建立了滴定热量计滴定期一级反应热动力学的精确数学模型,并在此基础上探讨了热滞后对此模型的影响.经过改进的模型大大提高了利用滴定热量计获取动力学数据的准确度,且扩大了滴定热量计研究的一级反应体系的范围,使其适用反应的半衰期可以小至十几秒.本文采用此模型,研究了去离子水溶剂中乙酸乙酯皂化反应的热动力学,实验结果验证了该模型研究一级反应热动力学的适用性.

等温滴定量热法在蛋白质-配体相互作用中的应用

等温滴定量热法(ITC)近年来迅速发展并广泛应用于分子生物学及其相关领域的研究分子相互作用的生物物理技术,它是在恒定温度下唯一能够直接测量复合物形成过程中的热量变化的方法。它可以简单地通过测量两个溶液相互作用时吸收或放出的热量来提供分子相互作用的重要信息,如结合常数、结合位点数、自由能、焓和熵。综述了ITC的工作原理、技术特点,以及在蛋白质-配体相互作用方面的最新应用和未来的发展方向,表明ITC数据结果的有效性及其在该领域的应用价值。

镧(Ⅲ)-氨基酸配合物的温度滴定量热法研究

The stability constants and thermodynamic functions for complexes of lanthanum with some amino acids have been determined by temperarature titration calorimeter at 298.15 K. The enthalpy change makes a predominant contribution to the stability of these complexes. The ring in amino acid associated with lanthanum iron helps to enhance the stability of

光谱及等温滴定量热法探究盐酸阿霉素与DNA作用机理

利用荧光光谱法,紫外可见光谱法,红外光谱法,圆二色谱法和等温滴定量热法等手段,对抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)与DNA的作用过程进行研究,测得了它们的结合常数Ka、结合位点数n、反应焓变ΔH、熵变ΔS及ΔG,且在结合过程中,B型DNA的螺旋结构在一定程度发生改变。荧光光谱的数据显示出显著的猝灭效应,表明DNA是一个DOX荧光的很好的猝灭剂。红外光谱表明阳离子DOX+通过静电吸引与DNA的磷酸基团相互作用,且DOX的碳氢链通过疏水缔合与DNA作用。ITC测定了DOX和DNA相互作用的焓变和熵变,表明DOX的烃链和DNA的碱基之间的疏水性相互作用提供了结合的驱动力。

等温滴定量热法对镇痛药与止吐药术后联合应用的相互作用研究

目的:采用等温滴定量热法探讨镇痛药与止吐药术后联合应用的相互作用,并明确可否同一装置给药。方法:根据临床用药习惯把试验样品分成四组,采用等温滴定量热法观察临床常用的术后镇痛药舒芬太尼、曲马多、羟考酮、氟比洛芬酯、右美托咪定及止吐药昂丹司琼的相容性。模拟手术室温度为25℃,测定各药物的热力学参数吉布斯自由能ΔG和结合常数焓变ΔH和熵变ΔS,得到相应的反应活性图谱,通过比较|ΔH|与T|ΔS|,结合数据绘图定性分析来判断溶合反应类型。结果:四组试验样品两两溶合过程中均为|ΔH|<T|ΔS|,反应活性谱热量变化(<0.05μJ)为熵驱动反应,未发生质变。结论:舒芬太尼、曲马多、羟考酮、氟比洛芬酯、右美托咪定及昂丹司琼结合未发生化学反应,临床上的联合应用是安全可靠的,可在同一给药装置配泵给药。

基于等温滴定量热法表征的红细胞凝集反应热动力学特性研究

采用等温滴定量热法研究植物凝集素(PHA)作用于20%家兔血红细胞(RBC)的凝集反应过程,以生物热动力学参数表达凝集反应动力学特征.结果表明,PHA与家兔血红细胞凝集反应的平衡常数K为3.24×105 L·mol-1,反应焓变(△r H mΘ)为-238.548 kJ·mol-1,反应自由能(△r GmΘ)为-32.722 kJ·mol-1,反应熵变(△r SmΘ)为-0.664 kJ·mol-1·K-1.反应为放热反应(Q>0),可自发进行(△G<0),反应为焓驱动、熵减过程(△H<0,△S<0,|△H|>|T△S|),由化学键合作用、氢键和范德华力推动,反应体系最终处于稳定有序状态.所建立的微量量热法可以客观表征凝集反应的热动力学过程,也为其他抗原抗体类型反应的过程评价方法提供新的技术参考.

基于等温滴定量热法的注射用益气复脉(冻干)临床联合用药相容性研究

为了能快速、灵敏、较全面反映中西药注射剂临床联合用药相互作用,该文采用等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC),以注射用益气复脉(冻干)为模式药,考察其分别与盐酸肾上腺素和5%葡萄糖注射液的相容性,以热力学参数吉布斯自由能(ΔG)、焓变(ΔH)、熵变(ΔS)判断溶合反应类型,通过对比不同注射剂混合前后化学指纹图谱特征信息对结果进行佐证。结果表明,注射用益气复脉(冻干)与盐酸肾上腺素滴定过程中测得|ΔH|>T|ΔS|,为焓驱动反应,且释放热量较大,提示两者之间的相互作用以化学反应为主,内在物质发生改变。注射用益气复脉(冻干)与5%葡萄糖溶液溶合时|ΔH|<T|ΔS|,为熵驱动反应,且反应活性谱显示放热较少,提示两者之间的相互作用以物理反应为主,活性成分仅被溶解稀释,未发生质变。ITC法可用于注射用益气复脉(冻干)临床联合用药相互作用表征的研究,亦可用作其他中药注射剂临床联合用药相容性评价。

等温滴定量热仪的校准方法与程序实现

等温滴定量热法(ITC)是一种原位表征溶液反应热力学参数的重要方法。根据ITC滴定过程的不同热效应以及主要误差来源建立了完整的ITC测量模型。以NanoITC(SV)型等温滴定量热仪为例,基于该测量模型分别采用BaCl2/18-crown-6、CaCl2/EDTA、正丙醇稀释3组滴定实验对量热仪的量热因子(f)与反应池有效体积(Vcell)进行校准,综合考虑了滴定溶液浓度不确定度、量热仪热信号的随机误差项以及反应参数理论值的不确定度等不确定度分量,基于蒙特卡洛法可靠地计算了校准值的不确定度。3组不同的校准实验互相验证,其结果显示,被校准等温滴定量热仪的量热因子存在8.1%的偏差,反应池有效体积存在3.4%的偏差。支持材料提供了完整的实验数据以及Python程序源代码。

荧光光谱与等温滴定量热法研究碲化镉量子点与转铁蛋白的相互作用

目的研究量子点(quantum dots,QDs)与重要生物分子的相互作用,为QDs的安全使用提供基础数据。方法使用荧光光谱法和等温滴定量热法,对转铁蛋白(transferrin,Tf)与CdTe QDs相互作用的荧光光谱变化及热力学特征进行研究。结果CdTe QDS对Tf的内源性荧光物质具有淬灭作用,淬灭机理属于静态淬灭(Kq:1.64×1014 L/mol·S);Tf与CdTe QDs相互作用的热力学参数为:结合位点数(n):0.3;亲和力常数(Ka):1.83×104 L/mol;焓变(ΔH):-254.5 kJ/mol,熵变(ΔS):-738.8 J/mol·k,吉布斯自由能(ΔG):-34.34 kJ/mol;Tf可以增强CdTe QDs的荧光强度。结论CdTe QDs与Tf的相互作用是焓驱动为主的焓-熵补偿驱动过程,属于弱结合;化学反应,氢键、静电相互作用是焓-熵补偿驱动的主要推动力;Tf可增强CdTe QDs的化学稳定性。

光谱法、量热法以及分子对接研究酸枣仁皂苷A与中心蛋白的作用

目的研究酸枣仁皂苷A(jujuboside A,JuA)与八肋游仆虫中心蛋白(Euplotes octocarinatus centrin,EoCen)的相互作用。方法采用圆二色光谱(circular dichroism spectroscopy,CD)以及三维荧光光谱研究EoCen的构象变化;采用稳态荧光光谱与等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC)研究JuA与EoCen作用的机制;分子对接技术模拟JuA与EoCen的结合位点。结果JuA以摩尔比1:1结合于EoCen的C端(二者反应的结合常数约为10^(5)L/mol),由ITC拟合结果可知,JuA与EoCen复合物的形成是放热的过程,熵变对自由能的贡献较小,主要由焓变驱动。EoCen与JuA结合后,构象发生变化,α-螺旋含量减少,酪氨酸残基的微环境变化,EoCen的C端不再结合蜂毒素。结论JuA主要通过范德华力与EoCen结合,从而改变EoCen的构象,抑制其与靶蛋白的结合。

等温滴定量热法研究核糖开关aac与氨基糖苷类抗生素的相互作用

核糖开关(riboswitch)是位于m RNA非编码区域的RNA元件,可与小分子配体结合导致结构转变,进而调控下游基因的表达。核糖开关aac能够特异性结合氨基糖苷类抗生素,从而调控氨基糖苷类抗生素抗性基因的表达。目前,核糖开关aac与氨基糖苷类抗生素相互作用的位点和机制尚不清楚。作者利用等温滴定量热法对核糖开关aac与氨基糖苷类抗生素的结合亲和力及结合热力学性质进行了研究,并初步探讨了点突变对相互作用的影响。结果发现,西索米星、庆大霉素、G418、奈替霉素和巴龙霉素能够特异性结合核糖开关aac,而阿米卡星、卡那霉素A、链霉素、链丝菌素、新霉胺、新霉素及核糖霉素与核糖开关aac无特异性相互作用;核糖开关aac与氨基糖苷类抗生素的结合热力学性质表明二者通过氢键和范德华力发生相互作用。西索米星滴定核糖开关aac突变体的结果表明,U68和A18位点很可能与氨基糖苷类抗生素形成氢键,A13和A44位点对于相互作用也有影响。这些结果对进一步研究核糖开关aac与氨基糖苷类抗生素相互作用的位点和机制具有重要的参考价值。

定量热像法预测焊接接头的S-N曲线和残余寿命

在恒定的平均应力作用下,考虑焊接接头的实际工况,利用红外热像技术建立了快速预测焊接接头疲劳参数和残余寿命的模型,实现了定量热像法对非均质焊接接头疲劳性能的评估。通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演化状态。结果表明:定量热像法克服了传统疲劳实验方法的局限性,可快速、准确地确定非均质焊接接头的疲劳性能。同时,通过对疲劳损伤过程中热点区域的实时监测说明其是一种有效的检测方法。

氨基酸质子化反应的滴定量热测定

在298．2K和0．1mol·dm－3（KNO3）离子强度的实验条件下，用常规滴定量热法测定了八种氨基酸羧基质子化反应的平衡常数和反应焓变；用扩展的滴定量热法测定了这些氨基酸氨基质子化反应的平衡常数和反应焓变；并讨论了各热力学性质之间的关系．