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2018年46卷9期

特约来稿
核酸荧光探针在单细胞成像中的应用研究
贾永梅 , 娄筱叮 , 夏帆
2018, 46(9): 1329-1338. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181340
[摘要](18) [FullText PDF](10)
摘要:
单细胞成像研究技术具有观测定位精准、独特的时间和空间分辨率高等特点,成为分子水平上准确、实时、原位监测细胞内生物活性物质信号变化及观测细胞形态的重要手段。在进行单细胞成像研究时,细胞内大多数生物活性物质自身无法产生易被仪器或肉眼所捕获的信号,通常需要使用生物探针进入细胞内特异性识别生物活性物质。生物探针与特定的生物活性物质结合,形成稳定的复合物,产生相应信号变化。通过监测生物探针信号变化,实现对细胞内生物活性物质准确、实时、原位监测。生物探针的响应信号有多种,其中荧光信号不仅具有直观、操作简单、选择性好、灵敏度高、无需参比、不受电磁场的影响、可远程实时在线自动监测等特性,还具备对细胞进行静态观察、对细胞内分子动力学进行动态监测、对亚细胞结构进行定位和对蛋白质分子的相互作用进行研究等优点,在细胞成像技术研究中具有重要地位。本文综述了近五年来核酸荧光探针在单细胞成像中的应用研究进展,讨论了存在的问题,对发展方向进行了展望。
评述与进展
β-淀粉样蛋白的分析检测方法研究进展
蒋萌 , 王晓英 , 王小兵
2018, 46(9): 1339-1349. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171119
[摘要](15) [FullText PDF](7)
摘要:
阿尔兹海默症(AD)是一种神经退行性疾病,发病机制目前尚不明确。β-淀粉样蛋白(Aβ)是AD的特异性生物标志物之一,众多临床研究提示血液、脑脊液和脑组织内的Aβ水平异常与AD的病程进展密切相关。Aβ的分析评估对AD早期发现、跟踪、预防和治疗具有重要意义。本文就目前国内外Aβ的常用检测方法进行了概述和比较,重点阐述新型电化学生物传感方法在检测Aβ方面的相关应用及其最新研究进展,并对Aβ电化学传感技术的未来发展提出展望。
基于离子通道的电化学传感技术研究进展
姜晓晶 , 梁荣宁 , 秦伟
2018, 46(9): 1350-1356. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181317
[摘要](11) [FullText PDF](2)
摘要:
近年来,基于离子通道的电化学检测技术备受关注,目前该技术已广泛应用于DNA测序、分子间相互作用测定以及无机离子、生物分子等检测中。本文从电化学检测方法的角度,综述了近年来基于离子通道的电流型、阻抗型以及电位型检测技术在化学与生物传感中的应用研究进展,重点介绍了此技术的作用原理及传感器构建方法,并对离子通道基电化学传感技术进行了展望。
研究报告
富G寡聚核苷酸修饰的金纳米粒子与细胞相互作用的研究
孙艳红 , 魏佳 , 王振新 , 孟宪瑛
2018, 46(9): 1357-1362. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181293
[摘要](7) [FullText PDF](1)
摘要:
通过Au-S键将两种链长一致、序列不同的富鸟嘌呤(G)单链寡聚核苷酸PolyG1和PolyG2分别修饰到13 nm金纳米粒子(GNPs)表面,合成了两种单链寡聚核苷酸(ssDNAs)与GNPs复合物(PolyG1-GNPs和PolyG2-GNPs)。所合成的PolyG1-GNPs和PolyG2-GNPs在复杂分散介质中具有良好的胶体稳定性。采用紫外-可见吸收光谱、细胞透射电镜和电感耦合等离子体质谱等分析方法,考察ssDNA序列对PolyG1-GNPs和PolyG2-GNPs与细胞相互作用的影响。结果表明,PolyG1-GNPs和PolyG2-GNPs均具有较低的细胞毒性,并表现与能量相关的细胞内吞行为,ssDNA的序列决定PolyG1-GNPs和PolyG2-GNPs的细胞吞噬量及其在细胞内的分散状态,具有G4二级结构的PolyG2能够显著增加细胞对其所修饰的GNPs的吞噬量和GNPs在细胞中的稳定性。
单片集成微型气相色谱芯片研究
田博文 , 冯飞 , 赵斌 , 罗凡 , 杨雪蕾 , 周海梅 , 李昕欣
2018, 46(9): 1363-1371. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181027
[摘要](9) [FullText PDF](2)
摘要:
基于微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)技术制备了一种由微色谱柱和微热导检测器构成的单片集成微型气相色谱(Micro gas chromatography,μGC)芯片。与现有集成芯片相比,在高深宽比的微沟道内构筑了一层高比表面积的介孔二氧化硅纳米颗粒薄膜作为固定相,有效提高了微色谱柱的柱容量和分离性能;微色谱柱的入口和出口处采用稳固的悬浮型微热敏结构,提高了器件的热隔离性能和稳定性。实验结果表明,此单片集成芯片可实现基线分离轻烃类混合气体组分(甲烷,乙烷,丙烷和丁烷),分析检测时间为33 s。其中,乙烷和丙烷的分离度为8.34,丙烷的理论塔板数高达11420。单片集成微型气相色谱芯片具有高分离度、高柱效、分析检测时间短等优点,特别适用于便携式气相色谱与野外实地检测。
表面电性可控磁珠微流控芯片在DNA提取中的应用
黄华斌 , 傅奇 , 胡佳 , 游其华 , 庄峙厦 , 杨朝勇 , 王小如
2018, 46(9): 1372-1378. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171318
[摘要](11) [FullText PDF](4)
摘要:
制备了表面电性可控的氨基化SiO2@Fe3O4磁性复合微球,采用激光刻蚀和热压键合的方法制作了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的DNA固相萃取芯片,将磁珠灌注于芯片通道中,借助永磁铁固定并控制磁珠,将磁珠芯片应用于人类全血中的基因组DNA提取,优化了提取实验条件,并对提取产物进行凝胶电泳和PCR分析。实验结果表明,磁珠微流控芯片成功地从全血中提取出纯度较高的基因组DNA,提取效率约35%,提取液的凝胶电泳条带与商品化试剂盒提取的基因组DNA一致,提取液可用于进一步的PCR反应。
一种改良的红豆杉成熟针叶总RNA提取方法
李德文 , 杨超 , 付金颖 , 刘英 , 于莉莉 , 付玉杰
2018, 46(9): 1379-1385. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171456
[摘要](9) [FullText PDF](6)
摘要:
红豆杉(Taxus chinensis(Pilger)Rehd.)是一种重要的药源植物,根据红豆杉针叶特点,本研究提出改良RNA提取方法,即十六烷基三甲基溴化铵-氯化锂(CTAB-LiCl)联用法,以红豆杉的幼嫩、成熟针叶为材料,采用TRIzol法提取RNA,结果表明,TRIzol法提取嫩针叶中的RNA质量完整,成熟针叶中的RNA质量不完整;针对成熟针叶采用CTAB法、SDS-酚法和改良的CTAB-LiCl法提取RNA,并进行了质量验证比对显示,CTAB法和SDS-酚法提取的RNA质量差,并存在不同程度的多糖、多酚和DNA污染,改良CTAB-LiCl联用法提取红豆杉成熟针叶的RNA质量完整,A260/A280比值在1.9~2.0之间,RNA产率最高,分别为CTAB法和SDS-酚法提取的RNA产率的1.37和1.24倍。进一步反转录后,利用特异性引物进行扩增验证,发现扩增的片段条带清晰,片段大小符合预期。成熟针叶中高质量的RNA更有利于红豆杉分子生物学方面的深入研究。
三维花状硅酸镁富集-X-射线荧光光谱法测定水中痕量铅锌铜
朱万军 , 翟晓颖 , 黄人瑶 , 冯拥军 , 袁懋 , 陈旭 , 杨文胜
2018, 46(9): 1386-1392. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181285
[摘要](7) [FullText PDF](0)
摘要:
X-射线荧光光谱(XRF)分析技术在自动化程度、分析成本和对环境的影响等方面具有明显优势,已被应用于现场快速检测中。但其用于直接测定水体中金属元素时,检出限过高,不能满足检测要求。本研究采用一步混合溶剂热法合成了三维花状结构硅酸镁(Three-dimensional flower-shaped magnesium silicate,3DFMS)纳米材料,以此材料作为吸附剂,选择性富集水中的Pb2+、Zn2+和Cu2+,使用便携式能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)仪直接分析测定。通过电子显微镜、氮气吸-脱附等对3DFMS的形貌和结构进行表征,并对富集-EDXRF检测中的实验条件进行了优化。优化后的条件为:吸附剂用量为100 mg,水样体积150 mL,pH=4,吸附时间为10 min。在优化条件下,测定Pb2+、Zn2+和Cu2+的线性范围为2.0~240 μg/L,检出限分别为0.57、0.69和0.76 μg/L。对各金属离子浓度为100 μg/L的试样连续测定5次,相对标准偏差为3.8%~5.0%,用于测定实际水样中金属离子的回收率为88.0%~118.0%。本研究建立的3DFMS富集-便携式EDXRF法快速简便,无有机试剂污染,成本低,适用于水体中痕量Pb2+、Zn2+和Cu2+的现场快速检测。
海水中钕同位素的测定及其在水团混合中的指示意义
车宏 , 张劲 , 赵志琦 , 何会军
2018, 46(9): 1393-1399. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171172
[摘要](7) [FullText PDF](0)
摘要:
海水中的钕(Nd)同位素性质稳定,被广泛用于海洋学过程的研究。由于海水中Nd含量很低,且在测定过程中易受钐(Sm)的影响,因此富集和纯化成为海水中Nd同位素分析的必要步骤。传统的分离方法通常是利用氢氧化铁共沉淀法富集海水中的稀土元素(REEs),再用LN-C50-A树脂对Nd进行分离纯化。但富集过程较为耗时。本研究采用NOBIAS螯合树脂对海水中的稀土元素进行富集,优化了上样pH值、NOBIAS PA1螯合树脂淋洗酸浓度、LN-C50-A树脂淋洗酸体积等实验条件。结果表明,当pH=4.7时,NOBIAS PA1螯合树脂对钕的回收效率大于99%;LN-C50-A树脂对钕分离纯化的回收效率大于93%。本方法重现性好(RSD < 1.5%,n=3),且系统误差对钕同位素的测定无显著影响(RSD < 5%,n=5),能满足海水中钕及其同位素分析精度的要求。
超高效液相色谱-串联质谱法测定表层水中全氟及多氟化合物
刘晓雷 , 刘婕 , 郭睿 , 赵兴茹 , 申金山
2018, 46(9): 1400-1407. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171373
[摘要](11) [FullText PDF](0)
摘要:
建立了固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)同时测定水中全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)、全氟烷基膦酸(PFPAs)、全氟烷基次膦酸(PFPis)和多氟烷基膦酸二酯(diPAPs)等23种全氟及多氟化合物的分析方法。固相萃取柱WAX柱依次用6 mL甲醇(含1%(V/V)NH4OH)、12 mL甲醇和12 mL超纯水活化,上样后,用6 mL乙腈(含0.5%(V/V)NH4OH)、6 mL甲醇(含1%(V/V)NH4OH)和6 mL乙腈(含1%(V/V)NH4OH)洗脱。样品萃取液分为3份,一份用于分析PFCAs和PFSAs,溶液组成为等体积萃取液与超纯水;一份用于分析PFPAs,溶液组成为等体积萃取液与25 mmol/L四丁基硫酸氢铵;另一份用于分析PFPis和diPAPs,溶液组成为甲醇。结果表明,水中23种全氟及多氟化合物平均加标回收率为55%~125%,相对标准偏差为0.3%~15.0%,方法检出限和定量限分别为0.003~0.215 ng/L和0.010~0.714 ng/L。本方法简便、灵敏度高、重现性好,适用于同时检测水中多类全氟及多氟化合物。
纳升液相色谱-高分辨串联质谱研究不同分离方法对唾液外泌体蛋白质组的影响
曾琼兰 , 吴利 , 李水明 , 王勇
2018, 46(9): 1408-1414. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181261
[摘要](6) [FullText PDF](1)
摘要:
外泌体是一系列胞外囊泡,是生物标志物的来源,但目前尚无灵敏高效的唾液外泌体蛋白质分离方法。本研究采用质谱方法比较唾液外泌体试剂盒(ExoQuick,EQ)方法和超高速离心(Ultracentrifugation,UC)方法分离外泌体的效果以及尿素缓冲液、RIPA裂解液、SDS裂解液提取外泌体蛋白质的效果。Brodford法和BCA定量测定结果表明,EQ方法分离0.5 mL唾液外泌体得到的蛋白质含量高于UC方法分离2 mL唾液所得到的蛋白质。进一步的质谱分析表明,前者鉴定到的蛋白质数目亦多于后者;试剂盒分离唾液外泌体与尿素缓冲液提取外泌体蛋白质的方法联用效果最佳,鉴定到194种蛋白质。本方法重现性好、样品用量少、检测结果稳定,可为在唾液外泌体中筛选疾病的标志物提供方法学参考。
基于核磁共振技术的临床尿毒症的代谢组学研究
王振召 , 魏斌斌 , 陈峥 , 诸宏伟 , 沈桂平 , 冯江华
2018, 46(9): 1415-1423. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181286
[摘要](11) [FullText PDF](1)
摘要:
采用核磁共振技术与统计学分析方法,结合尿液的生化指标,进行临床尿毒症尿样的代谢组学研究。结果表明,尿毒症患者和健康对照人群尿样的代谢轮廓存在明显差异,通过核磁共振氢谱鉴定出70种代谢物,其中20种具有显著差异。与健康人群相比,尿毒症患者尿液中2-羟基异丁酸、3-羟基丁酸、丙酮、丁酸、谷氨酸、肌氨酸、肌酐、赖氨酸、NN-二甲基组氨酸、柠檬酸、天冬酰胺、乙醇和乙醇胺的含量明显偏低,而支链氨基酸(包括亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)、牛磺酸、乳酸、α-葡萄糖和β-葡萄糖的含量明显偏高。这些代谢物涉及氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢中的多条代谢途径,可作为尿毒症代谢影响的潜在的生物标志物,有助于理解尿毒症发病的生化机制。
基于可见/近红外透射光谱的番茄红素含量无损检测方法研究
王凡 , 李永玉 , 彭彦昆 , 孙宏伟 , 李龙
2018, 46(9): 1424-1431. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181164
[摘要](9) [FullText PDF](1)
摘要:
针对番茄内外部结构特征,搭建了可见/近红外透射检测系统,利用完整番茄透射光谱信息,对番茄红素含量进行无损伤快速检测研究。采集的原始光谱曲线经去趋势(DT)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、归一化(NOR)、一阶导数(FD)预处理后分别用偏最小二乘(PLS)进行建模分析。其中SNV预处理后的模型效果最好,校正集和验证集相关系数分别为0.9771和0.9504,校正集和验证集均方根误差为0.9711和1.0496 mg/kg。为进一步提高模型的精度和稳定性,采用无信息变量消除法(UVE)、连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)3种方法单独或联合处理(UVE-SPA,UVE-CARS),对全光谱进行变量优选。经UVE-CARS处理后番茄红素预测模型效果最好,其校正集和验证集相关系数分别提高至0.9830和0.9741,均方根误差分别降低至0.6919和0.7680 mg/kg。最后,选用25个番茄样品对所建立模型进行了外部验证,UVE-CARS-PLS模型的预测集相关系数为0.9812,预测集均方根误差为0.7071 mg/kg,平均相对误差为4.3%。而作为比较的PLS模型的预测集相关系数为0.951,均方根误差为1.0610 mg/kg,平均相对误差6.0%,相比于全光谱PLS模型,UVE-CARS可以很大程度地简化模型,提高模型精度,降低检测的误差限。结果表明,基于自行搭建的番茄可见/近红外透射检测系统结合光谱处理方法,可以实现对生鲜番茄中番茄红素含量的快速、无损检测,为番茄红素定量检测提供了新方法。
生物质燃烧有机示踪物的液相色谱-质谱分析方法研究
徐宏辉 , 徐婧莎 , 何俊 , 浦静姣 , 杜荣光 , 齐冰
2018, 46(9): 1432-1437. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170123
[摘要](6) [FullText PDF](0)
摘要:
采用高效液相色谱和三重四极杆线性离子阱质谱联用,优化了相关分析参数,建立了3种目标有机示踪物左旋葡聚糖、甘露聚糖及半乳聚糖直接检测的快速分析方法。研究结果表明,在流动相氨水浓度为0.0005%(w/V)、流速0.35 mL/min、柱温箱温度45℃和负离子模式条件下,左旋葡聚糖、甘露聚糖及半乳聚糖的线性范围为0.01~1.00 mg/L(R2 > 0.999),检出限分别为1.8、5.8和9.5 μg/L。本方法可应用于外场采样点所采集的气溶胶样品的测试,实现了大气气溶胶中生物质有机示踪物的快速、准确、灵敏检测。
化学计量学辅助三维室温磷光法快速测定大气污染源样品中苊含量
邓伟 , 卿湘东 , 陈铭 , 吴康佳 , 雷坚志 , 陈畅亚 , 许素文 , 李双双 , 文瑾 , 申湘忠
2018, 46(9): 1438-1445. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181151
[摘要](9) [FullText PDF](0)
摘要:
建立了基于交替三线性分解的化学计量学辅助三维室温磷光法(ATLD-TRTP)快速准确检测大气污染源样品中多环芳烃苊(ACE)的方法。对采集的大气污染源,如餐厨油污、油烟气和烟囱灰等样品,经过简单的样品预处理后,采用荧光光谱仪的磷光模式进行测量,并对获得的激发发射矩阵三维磷光数阵采用ATLD算法进行分解。在n=5时,获得ACE的平均回收率分别为90.5%±7.9%、99.4%±6.1%和101.4%±10.9%,预测均方根误差(RMSEP)分别为0.25、0.12和0.20 μg/mL,检出限(LOD)分别为39.2、18.9和31.0 ng/mL。结果表明,ATLD-TRTP方法能够在背景干扰共存下,快速检测大气污染源样品中ACE的含量,且方法准确、绿色环保,为研究大气颗粒物中PAHs的来源提供了一种很有潜力的分析手段。
基于堆栈稀疏自编码融合核极限学习机的近红外光谱药品鉴别
张卫东 , 李灵巧 , 胡锦泉 , 冯艳春 , 尹利辉 , 胡昌勤 , 杨辉华
2018, 46(9): 1446-1454. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171343
[摘要](11) [FullText PDF](0)
摘要:
提出一种基于堆栈稀疏自编码融合核极限学习机(Stacked sparse auto-encoders combine kernel extreme learning machine,SSAE-KELM)的近红外药品鉴别方法,通过引入核极限学习机代替SSAE的Softmax分类和BP微调阶段,减少了模型的训练步骤、训练参数以及训练时间,提高了深度学习网络的实际应用能力,核函数的引入提高了模型的分类能力。其中,SSAE用于初始化整个网络模型,并且从输入数据中学习到有用的特征,KELM用于实现分类任务。研究了SSAE-KELM模型对不同厂商生产的同一包装形式(铝塑或非铝塑)药品鉴别的预测能力、稳定性及训练时间,以实现药品的二分类和多分类的无损鉴别。同时,与ELM、SSAE、BP、SVM及随机隐退深度信念网络(Dropout-DBN)进行对比。结果表明,无论是二分类还是多分类,SSAE-KELM不仅具有更优的分类能力和稳定性、还减少了训练时间。因此,SSAE-KELM是一种有效的光谱分类建模工具。
基于氧化石墨烯的环糊精型色谱固定相的制备及在对映体分离与亲水色谱中的应用
李强 , 李媛媛 , 朱楠 , 高柱仙 , 李添君 , 周彤 , 马玉龙
2018, 46(9): 1455-1463. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181337
[摘要](9) [FullText PDF](2)
摘要:
将氧化石墨烯(GO)通过酰胺键键合到氨基硅胶上,进一步将β-环糊精(β-CD)化学键合于GO上,制备了一种新型手性固定相材料,采用IR、SEM、TEM、元素分析和热重分析进行了表征。7种对映体得到不同程度的拆分,同时此固定相表现出典型的亲水作用色谱(HILIC)特征,4种核苷小分子在流动相为甲醇-乙腈-水(45:45:10,V/V)时得到分离。通过考察流动相组成、温度、pH值对分析物保留的影响,进一步探讨了该固定相的分离机理。在20~60℃时,温度越低越有利于分析物质分离;加入质子化溶剂甲醇,4种分析物的保留时间显著减弱;pH值的改变影响分析物的质子化程度进而改变与固定相作用力和保留时间。结果表明,此色谱固定相中GO和β-CD在手性拆分中具有协同作用,而在HILIC中分析物的保留归因于混合模式的保留机理,包括亲水作用、静电作用、氢键、π-π堆积作用等。
高容量硼酸亲和磁性纳米粒子的制备及其在邻羟基生物分子富集中的应用
张君才 , 陈佑宁 , 卫引茂
2018, 46(9): 1464-1471. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181369
[摘要](10) [FullText PDF](2)
摘要:
硼亲和吸附法是分离富集邻羟基物质的重要方法。为提高吸附剂的吸附容量,本研究采用聚乙烯亚胺修饰磁性纳米粒子,增加粒子表面引发剂的密度,再通过表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)将3-丙烯酰基苯硼酸原位聚合在纳米粒子表面,制备了一种高密度聚合物分子刷型的硼酸亲和磁性纳米粒子吸附剂。采用磁性分散固相萃取法对非邻羟基和邻羟基物质的混合液进行富集,发现此吸附剂对邻羟基小分子和生物大分子具有良好的吸附特异性;采用吸附等温线法测定了吸附剂的吸附容量,发现此吸附剂对邻苯二酚、腺苷和卵清蛋白的吸附容量分别为(151±32)μmol/g、(123±18)μmol/g和1.5 μmol/g,远高于传统吸附剂的吸附容量。采用所制备的硼酸亲和磁性纳米粒子对尿液中4种核苷和蛋清中的糖蛋白进行萃取,结果表明,此吸附剂能够有效去除生物样品中的干扰物,且对核苷具有较高的萃取回收率(83.8%-108.7%,RSD < 15%),对糖蛋白有特异性富集作用,说明此吸附剂在生物样品的选择性富集中具有良好应用潜能。
光子晶体纤维素膜检测二氧化硫气体
王一飞 , 周丽君 , 杨吉 , 孟子晖 , 薛敏 , 邱丽莉 , 刘学涌 , 何璇 , 钟发春
2018, 46(9): 1472-1478. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181044
[摘要](7) [FullText PDF](2)
摘要:
二氧化硫作为重要的大气污染源一直备受关注,但是目前的检测方法操作复杂,不利于现场实时监测。本研究采用垂直沉降法制备了高度有序的紧密堆积型三维聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)胶体阵列,并且利用甲基纤维素(MC)和羧甲基纤维素(CMC)作为三维阵列的载体制备了蛋白石型和反蛋白石型纤维素膜。这些纤维素光子晶体膜结构色明亮,反射峰明显且峰型良好。二甲基亚砜(DMSO)对二氧化硫有较强溶解性能,负载了DMSO的反蛋白石膜吸附二氧化硫气体后结构色由红色变为无色,实现了裸眼检测,且检测限低于国家二级防护浓度(7898 mg/m3),为大气中二氧化硫现场检测提供了一种重复性好、便捷高效的方法。
芹菜根细胞的超微结构与铅形态特征分析
柳检 , 罗立强
2018, 46(9): 1479-1485. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181253
[摘要](8) [FullText PDF](0)
摘要:
植物细胞是植物响应重金属胁迫的重要生化反应场所,探索细胞层级中铅(Pb)的分布与形态转化是揭示有害元素对蔬菜毒性作用机理的重要途径。本研究以芹菜为例,利用能量色散透射电子显微镜(TEM-EDS)和X射线吸收近边结构谱(XANES)技术,考察了Pb胁迫后芹菜根细胞的超微结构、元素分布和形态转化。研究发现,Pb胁迫显著改变了芹菜根细胞的超微结构,导致胞间间隙加大、细胞壁增厚和质膜变糙;芹菜根、茎和叶对Pb具有显著且不同的形态转化功能,可将无机铅(Pb(NO32)转化为有机铅形态;芹菜根细胞中62.7%的Pb以Pb5(PO43Cl形态沉积在根细胞壁,根和茎中有机铅(Pb(Ac)2·3H2O)约占34.4%-37.3%,叶中总有机铅(Pb(C17H35COO)2和Pb(Ac)2·3H2O)占63.3%。结果表明,芹菜细胞的Pb-磷酸盐来源于植物体的生物合成,而非外界根际环境,芹菜根际环境的Pb能够以Pb-Ac的络合物形式进入根细胞,一部分转化成Pb5(PO43Cl沉积于细胞壁,实现Pb的解毒和耐受,少部分经茎长程运输至叶片以Pb-大分子有机酸/磷酸盐的形式贮存。
高容量阴离子交换磁性微球的制备及其对蛋白质的吸附性能
贺茂芳 , 张博 , 唐一梅 , 韩禄
2018, 46(9): 1486-1492. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181212
[摘要](9) [FullText PDF](4)
摘要:
为了获得高容量的阴离子交换吸附剂,本研究以Fe3O4磁性纳米粒子为基质,在其表面包覆聚多巴胺,然后与树枝状大分子聚乙烯亚胺反应,制得多氨基化磁性微球。此微球的离子交换容量为9.1 mmol/g。采用透射电镜、红外光谱和热重分析对材料进行了表征。以β-酪蛋白和牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,采用静态吸附法研究了此微球对蛋白质的吸附性能,在最佳条件下测定了微球对蛋白质的静态吸附等温线。结果表明,此微球对蛋白质的最佳吸附时间为2 h,缓冲溶液的最佳pH值为7.0。在此条件下,对β-酪蛋白和BSA的最大吸附容量分别为237.5和204.5 μg/mg,而对溶菌酶和核糖核酸酶A几乎不产生吸附。实验结果表明,此微球对酸性蛋白具有选择性,在蛋白质分离纯化方面具有良好的应用前景。
联苯-联苯醚混合萃取剂分散液液微萃取测定饮用水中挥发性卤代烃
杜小弟 , 蔡宏伟 , 郭丽萍 , 雷家珩
2018, 46(9): 1493-1500. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.181176
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摘要:
以联苯-联苯醚混合物为萃取剂,建立了分散液液微萃取-气相色谱电子捕获检测器测定饮用水中7种挥发性卤代烃的方法。此萃取剂为无卤素萃取剂,密度大于水,可通过离心分离,萃取过程可在3 min内完成。对萃取剂用量、分散剂种类及用量、萃取时间、萃取温度等条件进行了优化。5.00 mL水样用200 μL萃取剂和0.30 mL分散剂(甲醇)的混合物进行萃取,室温下萃取30 s,7种挥发性卤代烃的萃取率≥90%,富集倍率为22.5~24.7。萃取液经DB-624毛细管柱分离,用电子捕获检测器定量检测,检出限为0.003~0.032 μg/L。检测三氯甲烷的线性范围为0.500~100.0 μg/L,三氯乙烯和三溴甲烷的线性范围为0.100~20.0 μg/L,四氯化碳、四氯乙烯、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷的线性范围为0.050~10.0 μg/L。在上述线性范围内,工作曲线的相关系数≥0.998。方法的相对标准偏差在2.1%~7.6%之间,加标回收率在93.0%~102.9%之间。
不同方法预处理的玉米秸秆结构与酶解分析
史旭洋 , 钱程 , 刘艳 , 刘心同 , 尚鑫 , 刘硕 , 刘禹廷 , 于藴波 , 张军 , 任晓冬
2018, 46(9): 1501-1506. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171238
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摘要:
在利用秸秆进行工业转化时,因为秸秆结构复杂,导致转化效率低,所以需对秸秆进行预处理,破坏秸秆复杂结构,提高转化效率。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射技术分析不同预处理方式对玉米秸秆微观结构的影响,并利用纤维素酶对不同预处理秸秆进行酶解,评价预处理效果。扫描电镜结果表明,不同预处理方式对秸秆表面形态和秸秆整体结构造成不同程度的破坏,其中NaOH预处理后的秸秆表面结构坍塌明显,表明木质纤维素结构被有效打破。利用傅里叶变换红外光谱对不同预处理方式的秸秆进行分析,其中1600和1510 cm-1为木质素的特征峰,NaOH预处理后的秸秆在此处的特征峰基本消失,表明NaOH预处理对秸秆木质素的去除效率比较明显。1744~1734 cm-1为C=O伸缩振动特征峰,此峰的强度与木质素和半纤维素的含量有关,采用不同方法预处理后,此峰的吸收强度不同程度地减少,表明各种预处理方法不同程度地去除了秸秆的木质素和半纤维素。X-射线衍射分析表明,不同预处理后秸秆的结晶度均发生不同程度的改变,其中H2SO4预处理后秸秆的结晶度提高最大,达到43.4%。其中NaOH预处理秸秆后,用纤维素酶酶解60 h,使其酶解产糖量达到33.32 g/L。本研究分析了不同秸秆预处理方法的效果,为利用玉米秸秆生产生物化工产品提供了理论依据。