基于红外光声光谱的蒙脱石-黄原糖复合体界面层特征研究

黏土矿物-有机物复合体在土壤中具有重要的作用,而土壤黏土矿物-多糖复合体是黏土矿物-有机物复合体形成的前体,有利于复合体的形成和转化,但其具体的作用机制尚不清楚。本研究制备了蒙脱石-黄原糖模型复合体,采用X-衍射分析了复合体的结构信息,并利用傅里叶转换红外光声光谱原位逐层扫描功能,探测了蒙脱石-黄原糖复合体表面下不同深度的光谱信息。结果表明,蒙脱石与黄原糖的相互作用主要发生在蒙脱石的表面,并形成表面界面层;该界面层具有明显的红外光声光谱特征,所形成的复合体有更强的持水能力,且表层与亚表层的光谱信息明显不同;红外光声光谱逐层分析表明,蒙脱石-黄原糖复合体界面层厚度大约在2.05～6.47μm之间。本结果为揭示复杂的矿物-有机物复合体形成过程及其影响因素提供了定量依据。

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用,制备了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体。用化学分析、电子探针分析、粉晶X射线衍射分析、差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段,对蒙脱石原样、低聚合羟基铁-蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度(pH=4～7)和温度(18～40℃)条件下,进行了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验,探讨了复合体的砷吸附能力与pH值、温度、吸附时间、砷初始浓度、离子强度间的关系,并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比。研究表明,在实验条件下,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程,是影响砷在地表,特别是土壤中迁移、富集的重要因素。

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附磷和氟的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用,制备了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体。在实际土壤的酸度(pH=4～8)和温度(t=34～50℃)条件下,进行了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附P和F的实验,探讨了复合体的P和F吸附能力与pH值、温度、吸附时间、P和F的初始浓度、离子强度间的关系,并与蒙脱石和含水氧化铁的P和F吸附行为进行了对比。研究表明,在实验条件下,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对磷具有明显的亲合力,对氟的亲合力较低,只略高于蒙脱石原样。低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对P和F的吸附,特别是对磷的吸附行为对该元素在土壤中的迁移过程有重要影响,成果对土壤学和环境学研究有参考价值。

砷酸根及铬酸根在低聚合羟基铁-蒙脱石复合体表面的竞争吸附

在模拟氧化及酸性土壤条件下,用制备的低聚合羟基铁-蒙脱石复合体进行了砷酸根、铬酸根离子的竞争吸附实验,研究了砷酸根离子和铬酸根离子不同用量及不同添加顺序对竞争吸附的影响,并与蒙脱石和含水氧化铁进行了对比。结果表明,低聚合羟基铁—蒙脱石复合体对砷酸根及铬酸根离子有不同的吸附能力,但在实验条件下砷酸根及铬酸根离子在低聚合羟基铁—蒙脱石复合体表面不发生竞争吸附。砷酸根和铬酸根的吸附顺序对其吸附量有一定的影响。竞争吸附实验的砷酸根、铬酸根吸附量均高于对其单阴离子的吸附量,此现象在复合体表面最为明显,说明复合体具有独特的阴离子吸附性能。

磷酸根、铬酸根离子在低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体系中竞争吸附行为的实验研究

在模拟的氧化、酸性土壤条件下,用制备的低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体对磷酸根、铬酸根离子的竞争吸附进行实验研究发现:磷酸根离子和铬酸根离子的不同用量、不同添加顺序对竞争吸附的影响,并与蒙脱石和含水氧化铁对磷酸根离子、铬酸根离子的竞争吸附行为进行了对比。研究表明:在实验条件下,磷酸根离子、铬酸根离子在低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体表面存在弱的竞争吸附现象。由于低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体具有对磷酸根稍强的亲和性,在竞争吸附中,磷酸根离子处于稍有利的位置。

硫酸盐法蒸煮过程中木素-聚木糖复合体化学结构的变化

以木素脱氢聚合物(DHP)和聚木糖为原料,合成了木素-聚木糖复合体(DHPXC);以该复合体作为植物原料中木素-碳水化合物复合体(LCC)模拟物,对其进行了硫酸盐法蒸煮。对蒸煮后产物进行了红外光谱和高分辨率液体核磁共振分析,探讨了硫酸盐法蒸煮过程中植物纤维原料中LCC的结构变化和降解情况。研究结果表明,木素-聚木糖复合体经硫酸盐法蒸煮后,酸不溶物中含有大量聚木糖,聚木糖与木素依然以LCC的形式连接在一起。蒸煮后木素结构中含有一定量的肉桂醇结构,木素结构单元之间主要通过β-β结构连接,还含有一定量的β-5和β-O-4结构。

蒙脱石-氧化铁复合体的表征及其对不同形态磷的吸附特性

制备了蒙脱石-针铁矿复合体(Mt-Goe)和蒙脱石-非/弱晶质氧化铁复合体(Mt-HFO),研究了它们的结构、表面性质及其对无机磷酸盐(Pi)和植酸(IHP)的吸附特性。结果显示,Mt-Goe中少量羟基铁离子进入了蒙脱石晶层间导致其层间距增大,针铁矿颗粒较好地包被在蒙脱石外表面;Mt-HFO中蒙脱石层间则发生了Fe^3+水解,生成了(羟基)铁氧化物,并在蒙脱石表面形成非晶质氧化铁颗粒。蒙脱石、Mt-Goe和Mt-HFO的比表面积分别为258.7、185.4和226.4 m^2·g^-1,其表面分形度、等电点和表面羟基含量均依次升高,pH5.5时的表面Zeta电位分别为-46.1、-13.6和-19.4 mV。3种样品对Pi和IHP的吸附模式以匀质性表面单层吸附为主,Langmuir饱和吸附量(qmax)和吸附亲和力均表现为由大到小依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。3种样品对Pi和IHP的动力学吸附过程适合用准二级动力学模型描述,其速率常数由小到大依次为Mt-HFO、Mt-Goe、蒙脱石。与吸附Pi相比,3种样品吸附IHP的动力学速率常数明显减小,吸附量明显增大;Mt-HFO对IHP的吸附速率尤其缓慢,而吸附量远大于对Pi的吸附量。

pH敏感魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备及其缓释性能研究

以魔芋葡甘聚糖(KGM)-黄原胶(XG)共混多糖为载体,进一步复配β-环糊精(β-CD)得到KGM/XG/β-CD复合干凝胶;以香兰素为模型香精,制备了装载香精的KGM/XG/β-CD复合凝胶,研究了装载香兰素的复合凝胶的释放行为,并与KGM/XG复合凝胶的释放行为做了比较。结果表明:在p H分别为5,7和9的缓冲液中,KGM/XG/β-CD复合凝胶中的香兰素12 h后累积释放率分别为29.5%,47.7%和60.6%,较KGM/XG复合凝胶中的香兰素在12 h后累积释放率(分别为45.0%,69.3和82.3%)低,表明具有空腔结构的β-CD对香兰素的释放起到了较好的缓释作用。

应用新一代半导体靶向测序技术检测枫糖尿症致病基因突变的研究

目的应用Ion Torrent半导体靶向测序技术检测1例枫糖尿症(MSUD)患儿的致病基因突变,明确其致病突变,并探讨该技术用于复杂单基因病检测的可行性。方法采集患儿外周血,提取基因组DNA,经多重PCR扩增富集目的基因片段,构建平均片段大小为300bp左右的文库,经乳液PCR及磁珠颗粒富集,最后采用318半导体测序芯片进行高通量测序,应用Ion Torrent Suite v3.0软件进行数据提取、序列比对及SNPs和Indels提取,再用dbSNP 137数据库过滤得到SNPs和Indels,可疑突变经Sanger法测序验证。结果检出患儿1个新发错义点突变并通过Sanger测序验证,突变是BCKDHB基因第6外显子的NM183050:c.586C>T(p.His196Tyr)。结论 Ion Torrent半导体靶向测序技术可对复杂单基因遗传病进行快速、准确地基因诊断。

紫甘蓝花色苷及其复合体的抗炎活性研究

为了探究紫甘蓝花色苷—3-二糖-5-D-吡喃葡糖苷矢车菊素(cyanidin-3-diglcoside-5-glcoside,Cy)及其复合体对鼠源单核-巨噬细胞RAW264.7的抗炎活性,首先采用紫甘蓝花色苷碱水解产物中的Cy为原料,模拟天然蓝花中结构相对稳定的花色苷复合体存在形式,与芦丁(rutin)及2种不同金属离子(Mg^(2+)和Fe^(3+))构建5种Cy复合体;然后通过建立脂多糖(LPS)诱导的鼠源单核-巨噬细胞RAW264.7炎症模型,评价Cy复合体构建前后对Cy抗炎活性的影响。结果表明,Cy可以显著性抑制RAW264.7细胞上清液中NO释放及细胞内炎症相关基因iNOS、IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA的表达(P<0.05)。在构建的复合体中,与Cy相比,Cy-Fe^(3+)、Cy-rutin-Fe^(3+)、Cy-Mg^(2+)和Cy-rutin-Mg^(2+)复合体的抗炎活性均显著提高(P<0.05)。其中,Cy-Mg^(2+)和Cy-rutinMg^(2+)复合体的抗炎活性高于Cy-Fe^(3+)和Cy-rutin-Fe^(3+)复合体,而Cy-Mg^(2+)复合体的抗炎活性最强。由这些结果可以得出Cy及其复合体均具有显著的抗炎活性,且Cy复合体的抗炎活性高于Cy。Cy复合体有望开发成为一种新型食品添加剂,辅助干预炎症反应及其引起的相关疾病。

磨木木质素在硫酸盐法蒸煮过程中的降解及与木糖的缩合

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮对蓝花楹磨木木质素(MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13CNMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木质素-碳水化合物复合体(LCC)的形成情况。研究发现:蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木质素中间体与木糖通过化学键的结合,形成新的LCC结构。这种新形成的LCC结构主要是由β-O-4型木质素结构和5-5′缩合型木质素结构与木糖形成的以苯甲醚键连接的LCC,这种新形成的LCC结构对碱非常稳定。

植物细胞壁中甘露糖单元与木质素间化学键连接的研究

从甘露糖单元的角度分析半纤维素中糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的连接方式,从而阐明裸子植物中木质素-碳水化合物复合体(LCC)的木质素与半纤维素之间的相互关系。为了使生长中的植物细胞壁甘露糖单元上的碳原子被13C同位素示踪并抑制甘露糖向木质素转化,将带D-13C6-甘露糖、外源性木质素前驱物松伯醇-β-D-葡萄糖苷以及苯丙氨酸解氨酶的抑制剂AOPP一起投入到银杏(Ginkgo biloba L.)植株中。结果表明,新生木质部的LCC中甘露糖单元被13C同位素标记,而且对银杏的正常代谢没有明显的影响。从带13C标记的新生木质部组织提取LCC,并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得酶解LCC(EDLCC)。用FT-IR及13C NMR分析LCC和EDLCC,结果证明半纤维素中的甘露糖C-6位与木质素侧链的α-C以苯甲醚键方式连接。

缩合型木素模型物的合成及LCC的变化情况

合成了一种缩合型木素模型化合物———脱氢二香草醇,并利用红外光谱、核磁共振谱对其进行了分析和确认。在此基础上,模拟硫酸盐法蒸煮过程,将合成的木素模型物和典型的半纤维素组成部分(木聚糖、木糖)进行蒸煮,然后利用酸析沉淀木素、乙酸乙酯抽提的方法将蒸煮后的产物分级,并利用FT-IR1、3C-NMR对分级后的各个部分进行分析,探讨传统硫酸盐法制浆过程中木素-碳水化合物复合体(LCC)的形成机理。

安吉白茶返白机理的研究

随着安吉白茶春季新梢叶色的变化 ,其叶绿素含量、叶绿体超微结构和氨基酸的含量也随之发生了变化 ,进一步分析了其与 1,5 -二磷酸核酮糖羧化酶 (Ru BPCase)、蛋白水解酶以及质体膜上的色素蛋白复合体的相互关系 .初步探明了安吉白茶叶色变化的机理并寻找到了高氨基酸含量的来源 .

蓝花楹磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的反应

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮的方法对蓝花楹磨木木素(milled wood lignin,简称MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13C-NMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木素-碳水化合物复合体(lignin-carbohydrate complexes,简称LCC)的形成情况。研究发现:蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木素中间体与糖产生化学键的结合,蒸煮液中有新的LCC结构形成。

马尾松磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的降解及缩合

在聚葡萄糖甘露糖存在的条件下,利用硫酸盐法蒸煮马尾松磨木木素(MWL),并采用离心分离、酸析沉淀木素等方法将蒸煮后的产物分级,然后用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析仪和13C-核磁共振波谱(13C-NMR)对分级后的组分进行分析。结果表明,硫酸盐法蒸煮过程中,在亲核试剂OH-、HS-的进攻下,木素大分子结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂而生成许多小分子木素;另外,酸不溶物中有新的木素-碳水化合物复合体(LCC)结构单元形成,这种新形成的LCC结构单元主要是由β-O-4型木素结构单元与聚葡萄糖甘露糖形成的以苯甲醚键连接的LCC结构单元以及由5-5缩合型木素结构单元与木糖形成的以苯甲醚键连接的LCC结构单元,并且这种新形成的LCC结构单元对碱非常稳定。而缩合型木素结构单元(β-β、β-5、β-1、5-5木素结构单元)在硫酸盐法蒸煮过程中非常稳定,很难发生降解。

磨木木素在硫酸盐法蒸煮过程中的反应

在木糖存在的条件下,采用硫酸盐法蒸煮的方法对蓝花楹磨木木素(milled wood lignin,简称MWL)进行处理,然后对处理后的产物进行红外光谱和13C-NMR分析,研究蓝花楹MWL的结构变化,探讨在硫酸盐法蒸煮过程中木素-碳水化合物复合体(lignin-carbohydrate complexes,简称LCC)的形成情况。研究发现:蓝花楹MWL结构单元之间的α-烷基芳基醚键、β-O-4型连接键很容易发生断裂,而在这些连接键发生断裂的同时,形成的木素中间体与糖产生化学键的结合,蒸煮液中有新的LCC结构形成。

^(13)C同位素示踪法研究半纤维素与木素之间的连接方式

为了阐明植物纤维原料中木素与半纤维素之间的相互关系,本文从甘露糖单元的角度分析糖与木素苯丙烷结构单元之间的连接方式。为了使生长中的植物的细胞壁甘露糖单元上的碳原子被碳-13同位素示踪并抑制甘露糖向木素转化,将带D-13C6-甘露糖、外源性木素前驱物松伯醇β-D-葡萄糖苷以及苯丙氨酸解氨酶的抑制剂一起投入到银杏植株中。通过碳-13丰度检测得知银杏中半纤维素被碳-13同位素成功标记,外源性的D-13C6-甘露糖主要在次生壁中发生聚合沉积。FT-IR谱图分析发现投入的外源性糖等没有影响银杏植株的正常生长,高分辨率CP/MAS13C-NMR证实了甘露糖单元的C6位置与木素苯丙烷结构上的α-C存在连接键,主要为醚键。

低氧预处理对氧糖剥夺人脑微血管内皮细胞线粒体呼吸功能的保护作用

目的通过观察低氧预处理对氧糖剥夺人脑微血管内皮细胞(human brain microvascular endothelial cell,HBMVEC)低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)和线粒体琥珀酸脱氢酶复合体亚基2(succinate dehydrogenase complex iron sulfur subunit B,SDHB)表达水平以及线粒体ATP合成的影响,评价低氧预处理对氧糖剥夺HBMVEC的保护作用.方法离体培养HBMVEC,采用随机数字表法将HBMVEC分为5组(每组6孔):正常对照组(A组)、氧糖剥夺组(B组)、氧糖剥夺+低氧预处理组(C组)、氧糖剥夺+低氧预处理+二甲基草酰甘氨酸(dimethyloxalylglycine,DMOG)组(D组)和氧糖剥夺+低氧预处理+2-ME组(E组).给予低氧预处理及HIF-1α抑制剂和稳定剂后,对HBMVEC进行氧糖剥夺,使用Annexin V检测细胞凋亡和坏死;用ATP检测试剂盒测定细胞内ATP含量;采用Western blot法测定HIF-1α、SDHB蛋白表达.结果与A组比较,B组、C组、D组和E组HIF-1α表达水平明显升高,ATP含量明显减少,细胞凋亡率明显升高(P<0.05),B组、C组和E组SDHB表达水平明显降低(P<0.05);与B组比较,C组和D组HIF-1α和SDHB表达水平明显升高,ATP含量明显增加,细胞凋亡率明显降低(P<0.05).结论低氧预处理可通过调节HIF-1α表达改善氧糖剥夺所致的HBMVEC线粒体呼吸链复合体Ⅱ的损伤,发挥对氧糖剥夺HBMVEC模型的保护作用.

鹿骨粉对卵巢摘除大鼠心肌细胞HK-2和PDHc表达的影响

目的探讨鹿骨粉对卵巢摘除大鼠心肌组织中HK-2和PDHc表达和心肌结构的影响。方法对Wistar大鼠行双侧卵巢摘除术后,将大鼠随机分为假手术(Sham)组、模型(Model)组、鹿骨粉不同剂量(SBP200、400及800 mg/kg)组。术后即刻给予鹿骨粉组大鼠相应剂量的鹿骨粉,每天1次,连续给药4个月后,处死各组大鼠,取出心脏,HE染色观察心肌结构,免疫组织化学染色检测HK-2和PDHc的蛋白表达情况。结果与Model组比较,SBP各组心肌组织中HK-2和PDHc蛋白表达均成增多趋势,心肌细胞核大小适中,染色较淡,细胞排列整齐,形态正常。结论鹿骨粉能够促进卵巢摘除后心肌细胞中HK-2和PDHc蛋白表达增高,维持心肌结构完整,对心脏具有保护作用。