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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
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
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
“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
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
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
深海沉积物元素现场测定及方法对比研究
张颖 , 汪虹敏 , 王小静 , 王赛 , 崔菁菁 , 李传顺 , 刘季花
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171204
应用Epsilon 3x系列小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对采集的印度洋深海沉积物样品进行现场元素分析,并与电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)两种仪器的实验室测试数据进行了对比分析。结果表明,8种主量元素(Al、Mg、Fe、K、Ca、Mn、P、Ti)和16种微量元素(Ba、Sr、V、Zn、Zr、Co、Ni、Cu、Ga、Rb、Y、Nb、Mo、Nd、Pb、Th)分析数据的一致性良好,具有很好的线性相关性,主量元素除Al,微量元素除含量低于30 μg/g的Ga、Nb、Th外,相关系数都大于0.9;同时,对部分元素在不同浓度范围下的平均相对偏差进行了计算。研究表明,小型台式EDXRF现场测定值具有很高的准确度和可靠性,这为大洋现场调查中及时了解矿产资源的分布情况提供了新的方法和重要的技术手段。
关键词: 能量色散X射线荧光光谱法, 电感耦合等离子体发射光谱法, 电感耦合等离子体质谱法, 深海沉积物, 现场元素分析
小型四极杆质量分析器的设计与性能测试
黄泽建 , 刘广才 , 江游 , 刘梅英 , 朴怡情 , 龚晓云 , 翟睿 , 谢洁 , 戴新华 , 方向
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181793
设计了一款直径6 mm、长度115 mm的圆柱形小型四极杆质量分析器,基于此搭建了小型四极杆质谱仪,并与气相色谱仪联用。对此仪器的质量数范围、灵敏度、定量分析重复性及定性分析能力等指标的测试表明,在保证单位质量分辨的条件下,此小型四极杆质量分析器最大质量数超过500 Th。此小型四极杆质谱仪对八氟氖(1 ng)定量重复性相对标准偏差(RSD)优于3%,甲基苯丙胺质量在0.1~0.001 μg范围内与质谱信号强度之间的关系为y=3.19662×107x1.24606R2=0.998),纳克量级的16种常见毒品均能准确定性。更宽质量数范围的四极杆质量分析器与离子泵的组合,有望增强小型四极杆质谱仪在现场应急、毒品打击、军事反恐和航空航天等领域的应用。
关键词: 气相色谱-质谱联用法, 四极杆, 小型化, 毒品检测
基于聚乙二醇非对称修饰金纳米粒子的铝离子比色检测方法
陈心悦 , 哈伟 , 师彦平
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181698
制备了聚乙二醇和柠檬酸钠不对称修饰的大尺寸金纳米粒子(AuNPs),利用柠檬酸根与Al3+之间的螯合作用促使粒子发生定向团聚,实现了比色法检测Al3+,方法高效、准确、稳定。首先,制备不同粒径的柠檬酸钠修饰AuNPs(13、26和38 nm),考察了粒子尺寸与比色法检测Al3+的灵敏度之间的关系,结果表明,增大粒径可显著提高检测灵敏度,其中38 nm AuNPs裸眼检测Al3+的检出限可达1 μmol/L;随后,将38 nm柠檬酸钠修饰AuNPs负载于载玻片上,利用载玻片表面掩蔽AuNPs表面部分位点,从而可在其余位点上不对称修饰惰性稳定基团聚乙二醇,通过激光动态散射仪、透射/扫描电镜、能谱仪表征了粒子表面结构。在此比色传感体系中加入Al3+可实现AuNPs的定向和可控地聚集,形成的寡聚体在溶液中稳定存在。此体系响应信号与Al3+在1 μmol/L~100 mmol/L内呈良好的线性关系,线性方程为y=0.06485x+0.60851,(R2=0.990)。此传感体系对Al3+具有良好的选择性,常见金属离子不干扰检测,可应用于饮用水样品中Al3+的检测。
关键词: 金纳米粒子, 不对称修饰, 定向聚集, 铝离子, 比色检测
木兰花碱的荧光性质及其在中药分析中的应用研究
曹津津 , 孙启瑞 , 李文红 , 宋冉冉 , 曹倩玉 , 王可 , 魏永巨
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191043
研究了木兰花碱(Magnoflorine,MAG)的荧光光谱和吸收光谱特征,考察了pH值等环境因素对荧光和吸光的影响,探讨了光谱性质与分子结构的关系。木兰花碱水溶液的三维荧光图谱中呈现3个荧光峰,激发波长λex为230、275和315 nm,发射波长λem均为420 nm。随溶液pH值升高,激发光谱中的荧光峰红移并出现等荧光点,吸收光谱中的吸收峰红移并形成等色点,表明木兰花碱分子中的1个羟基发生了质子电离,用pH值-吸光法测得电离常数pKa=4.77。以L-色氨酸为参比,测得木兰花碱水溶液的荧光量子产率Y=0.19。青风藤等多种中药材的三维荧光图谱中呈现木兰花碱的特征荧光峰,λex/λem=315 nm/420 nm处的荧光峰不受共存组分的影响,且荧光强度稳定,据此建立了中药青风藤中木兰花碱的荧光分析新方法。在0.04~1.25 μg/mL范围内,体系荧光强度IF与木兰花碱浓度c呈线性关系,回归方程为:IF=6146.8c+24.4(R=0.999,n=11),检出限0.52 ng/mL。采用本方法测得青风藤对照药材中MAG的含量为0.63%,加标回收率为101.2%~102.7%。LC-MS/MS法测定结果为0.61%,与荧光法基本一致。本方法简便快速,结果可靠,有良好的实际应用价值。
关键词: 木兰花碱, 青风藤, 中药, 三维荧光, 荧光分析
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