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基于细胞代谢组学技术的人参皂苷Rb1对SH-SY5Y细胞保护机制研究
杨银平 , 律广富 , 张乔 , 姚梦杰 , 梁新合 , 李茎 , 张辉 , 孙佳明
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181149
采用基于1H NMR的细胞代谢组学技术探讨人参皂苷Rb1对谷氨酸诱导SH-SY5Y细胞凋亡的保护作用机制。应用MTT比色法及流式细胞术分析SH-SY5Y细胞在造模和给药前后的细胞存活率和凋亡率,利用1H NMR技术平台结合多元统计分析对细胞代谢的动态变化进行研究,揭示SH-SY5Y细胞在造模和给药前后内源性代谢物变化情况。结果表明,人参皂苷Rb1能通过减少谷氨酸诱导SH-SY5Y细胞凋亡而产生保护作用,结合正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)共鉴定出谷氨酸、牛磺酸、乙酸、精氨酸、肌酸、丙氨酸和脯氨酸共7个差异代谢物。经Metaboanalyst分析,主要涉及牛磺酸和亚牛磺酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、丙酮酸代谢共5条能量代谢及氨基酸代谢途径。结果表明,人参皂苷Rb1主要通过影响多种能量及氨基酸代谢对氧化损伤的神经细胞产生保护作用。
关键词: 人参皂苷Rb1, 细胞代谢组学, 1H核磁共振, 凋亡保护, 正交偏最小二乘法判别分析
基于对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺
陈传霞 , 倪朋娟 , 姜媛媛 , 赵振路 , 逯一中
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181195
利用多巴胺对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe3+催化H2O2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe3+-H2O2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20 μ mol/L和0.10~18 μ mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。
关键词: 多巴胺, 荧光, 比色, 芬顿反应, 羟基自由基
复合TiO2-Y2O3催化发光环氧丙烷气体传感器
李铭 , 陈景业 , 胡玉斐 , 李攻科
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181625
制备了TiO2-Y2O3纳米复合材料,并研究了环氧丙烷在其表面产生的催化发光现象,基于此,研制了环氧丙烷催化发光传感器。此传感器对丙酮、乙醛、苯等常见的挥发性有机物没有响应,显示出良好的选择性。对复合物的不同氧化物比例及烧结温度进行优化,得到TiO2与Y2O3质量比为1:3、烧结温度为500℃时,催化材料性能最佳。在最优实验条件下,即197℃、波长490 nm及载气流速0.3 L/min时,催化化学发光强度与环氧丙烷浓度在4.5~1375 mg/L范围内呈现良好的线性关系,检出限(3σ)为1.25 mg/L。此传感器具有灵敏快速、操作简便等优点,采用此传感器实时监测熏蒸谷物中环氧丙烷残留量,结果与气相色谱法吻合,相对偏差为2.7%~4.9%,显示出此传感器良好的性能。对环氧丙烷催化氧化的机理进行了初步探讨。
关键词: 纳米TiO2-Y2O3, 环氧丙烷, 催化发光, 气体传感器
亮氨酸-脑啡肽结合H+和Li+的氢氘交换实验与理论研究
陈银娟 , 熊行创 , 李振华 , 江游 , 方向 , 戴新华 , 丁传凡
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171479
气相氢氘交换质谱(HDX-MS)实验与量子化学计算结合,比较了亮氨酸-脑啡肽(YGGFL)结合H+和Li+的反应和结构差异性。HDX-MS结果表明,在相同的实验条件下,[YGGFL+Li]+在交换5个氢原子后,氢氘同位素反应趋于停止,而[YGGFL+H]+上的9个可交换氢原子均可发生交换。这表明Li+会降低脑啡肽的氢氘交换率。理论计算发现,两种离子具有不同的最稳定结构:Li+与脑啡肽肽上的4个羰基氧原子结合能量最低,而脑啡肽氨基端发生质子化后产生最稳定的[YGGFL+H]+。基于此稳定结构,实验进一步从离子结构差异性和质子亲和势等方面对HDX实验结果进行了分析。
关键词: 氢氘交换, 亮氨酸-脑啡肽, 质谱, 锂离子, 气相结构
“关-开”型近红外荧光探针用于铁离子和黑茶抗氧化活性测定
王贞睿 , 齐风佩 , 罗苗 , 曹一鸣 , 刘洪涛 , 苏建科 , 张常青 , 龙立平 , 刘长辉
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181121
以4-甲基喹啉与二醛缩合剂反应得到新型喹啉基花菁类衍生物CyQ,用1H NMR、HRMS-ESI确证其结构。CyQ与半胱氨酸(Cys)通过卤素-巯基亲核取代和重排反应得到CyQ-Cys,而铁离子(Fe3+)可诱导CyQ-Cys荧光信号明显增强,且荧光信号的变化与Fe3+浓度在40-300 μmol/L范围内呈现良好的线性关系,线性回归方程为y=1.0619x+0.01355(R2=0.9910),检出限为10.4 μmol/L(S/N=3)。同时,利用黑茶金花可还原Fe3+的性质,采用Fe3+介导的"关-开"策略,建立了黑茶抗氧化活性的荧光分析方法。
关键词: 铁离子, 半胱氨酸, 近红外探针, 黑茶, 抗氧化活性
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
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181286
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。
关键词: 核磁共振, 代谢组学, 尿毒症, 统计学分析, 代谢通路分析
蛋白质杂化荧光金纳米簇的制备及在汞离子快速检测中的应用
彭涛 , 王见一 , 谢三磊 , 姚凯 , 孙淑娟 , 曾于洋 , 江海洋
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170353
以牛血清白蛋白为稳定剂和还原剂,采用一步法合成荧光金纳米簇,并对其进行了表征。制备的荧光金纳米簇呈较规则的球形,粒径均一,约为(2.00 ±0.05)nm,在紫外灯下发出明显的红色荧光,最大激发波长和发射波长分别为360和635 nm。Hg2+可与制备的荧光金纳米簇特异性结合而使其荧光猝灭,基于此建立了"turn-off"型的荧光光谱法快速检测Hg2+含量。优化了荧光金纳米簇的用量、pH值、检测体系等条件。荧光强度与Hg2+浓度有良好的线性关系,在0.5~75.0 μg/L范围内的线性方程为y=-26.76lgx+803.1(R2=0.9951),在75~900 μg/L浓度范围内的线性方程为y=-0.27x+762.02(R2=0.9959),检出限为0.14 μg/L(3σ)。在最优条件下,本方法可在3 min内完成检测。可快速、灵敏、简便地检测自来水中的Hg2+,自来水样品加标回收率在86.8%~113.4%之间(n=3),相对标准偏差小于15%。
关键词: 牛血清白蛋白, 荧光金纳米簇, 汞离子, 自来水
硅藻土基有色粉末显现复杂背景上潜指纹的图像增强分析
智晓晨 , 袁传军 , 李明 , 郑雨桐 , 王首智 , 王路宁
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181695
在法庭科学领域,指纹鉴定是一种身份认定的可靠方法,复杂背景上潜指纹的显现和图像增强尤为重要。本研究使用硅藻土基有色粉末显现复杂背景上的潜指纹,并开展显现后的图像增强分析。采用酸洗和热处理后的硅藻土作为基质材料,扫描电子显微镜观察到硅藻土颗粒呈半径15 μm的圆盘状,氮气吸附脱附测试表明,硅藻土的BET比表面积为38.7 m2/g,孔径集中在4.5 nm,累计孔体积为0.067 cm3/g;然后利用物理吸附原理将有机染料与硅藻土复合,选取的染料是在分子结构上相似但颜色差异较大的孔雀石绿和结晶紫,根据紫外可见光谱拟合出的回归直线方程分别为y=0.1336x-0.01304(R2=0.99945)和y=0.1136x-0.00400(R2=0.99939),得到硅藻土对两种染料的吸附容量分别为0.60和0.62 mg/g,基于此制备出孔雀石绿-硅藻土粉末和结晶紫-硅藻土粉末。以食品包装盒和饮料标签作为具有复杂背景的客体,使用制备的硅藻土基有色粉末显现这类客体表面的潜指纹,分别借助Photoshop和Image J图像处理软件进行RGB图像通道分离和灰度统计分析,从定性和定量两个层面分析了图像增强效果。研究结果表明,硅藻土基有色粉末结合图像处理软件,能够有效滤除复杂背景干扰,得到清晰的指纹图像。
关键词: 法庭科学, 潜指纹显现, 硅藻土, 有机染料, 图像增强
一种黄酮类荧光探针的合成及用于肼的检测
张勇 , 刘劲风 , 易润豪 , 艾思凡 , 成焕仁 , 贾文志
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171222
以3-羟基黄酮为荧光团,设计合成了一种用于检测肼的荧光增强型探针ZY8,研究了其光谱性质。结果表明,在Tris-HCl/乙醇溶液(9:1,V/V,pH 7.40)中,ZY8对N2H4具有较好的选择性和专一性。在1.6×10-7~6.2×10-5 mol/L浓度范围内,N2H4的浓度与ZY8的荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为1.6×10-7 mol/L。ZY8自身荧光微弱,向其中加入N2H4后,荧光增强9倍左右,而且在波长365 nm的紫外光照射下,溶液的颜色由浅灰绿色变成了明亮的草绿色,可实现对N2H4的可视化识别。它可在接近生理pH范围内对N2H4进行检测,响应快,抗干扰能力强。ZY8制成的试纸能裸眼检测低于mmol/L级别的N2H4溶液,将其应用于不同水样中N2H4的检测,N2H4的回收率在96.0%-104.2%之间,相对标准偏差(RSD)小于4%,表明ZY8在环境污染监测领域有潜在的应用价值。
关键词: , 荧光探针, 3-羟基黄酮
拉曼光谱结合后向间隔偏最小二乘法用于调和汽油辛烷值定量分析
王拓 , 戴连奎 , 马万武
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170278
采用后向间隔偏最小二乘(Backward interval partial least squares,BiPLS)提取汽油拉曼光谱特征谱段,并用于研究法辛烷值(Research octane number,RON)的定量分析。实验中首先使用SPXY(Sample set partitioning based on joint x-y distances)方法划分训练集、交叉验证集和测试集,并采用稳健回归方法剔除异常的样本数据,再结合BiPLS方法筛选特征谱段,利用特征谱段建立偏最小二乘模型。与全谱段偏最小二乘模型的预测性能对比结果表明,后向间隔偏最小二乘方法可使输入模型的特征数据维数降低50.00%,交叉验证均方根误差(Root mean square error of cross validation,RMSECV)降低18.92%,预测均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)降低13.86%。后向间隔偏最小二乘方法可有效提取汽油拉曼光谱的特征谱段,降低模型复杂度,同时提高模型预测精度,在调和汽油研究法辛烷值定量分析方面有较好的应用前景。
关键词: 调和汽油, 拉曼光谱, 辛烷值, 后向间隔偏最小二乘
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