可视化分子探针的设计、合成及其对食品中氰化物的检测

以萘酰亚胺偶氮苯为检测信号基团,以水杨醛为氰根离子的识别基团,通过将萘酰亚胺重氮盐和水杨醛单元偶联,得到基于萘酰亚胺的偶氮苯染料分子探针。研究发现,探针溶液与氰化物反应后,紫外光谱吸收峰从波长404 nm转移至505 nm,颜色从黄色变为红色。在水溶液体系中,探针分子能实现对氰化物的比值式检测,线性范围为0.5~40.0μmol/L,检出限为0.13μmol/L,远低于世界卫生组织规定饮用水中的氰化物最大含量(1.9μmol/L)。且该探针分子具有很强的特异性,对CN~-的检测不受F~-、Cl~-、Br~-、I~-、SCN~-、Ac O~-、S~(2-)、H_2PO_4~-、N_3~-、NO_3~-等共存阴离子的影响。在对实际食物样品中氰化物进行检测时,该方法的准确度与国标方法一致。另外,利用探针分子制备了氰化物的检测试纸,可直接目测出含氰化物浓度大于5.0μmol/L的样品溶液。     

基于荧光探针的汞离子检测方法研究

目的建立基于荧光探针的汞离子快速检测方法。方法基于汞离子促进硫羰基脱硫的不可逆反应,设计合成了含有双硫羰基的荧光探针HgP1。通过紫外-可见光谱法和荧光光谱法研究了探针HgP1在甲醇水溶液中对金属离子的识别特性,并探讨了其识别机制。结果探针HgP1对Hg~(2+)具有高效专一的选择性,具有较强的抗金属阳离子和阴离子干扰能力,并能通过溶液颜色变化实现对汞离子的裸眼识别。Hg~(2+)浓度在0.01~0.1μmol/L范围内与该探针溶液荧光发射强度值间呈良好的线性关系(R~2=0.988),该方法对汞离子的最低检测限为0.256μg/kg。结论 HgP1探针对汞离子具有高效专一的选择性,其最低检测限满足国家标准对食品中汞离子的限量要求,具备较强的实际应用价值。     

一种用于汞检测的三联吡啶钌配合物的分子设计与合成

设计合成一种具有延长共轭体系的三联吡啶钌配合物：4’-（p-硝基苯基）-2,2’6’∶2’’-三联吡啶基-三异硫氰 基钌Ru(tpy)(NCS)3,该配合物与汞离子作用后由墨蓝色变为粉红色,如以肉眼可见粉红色作为检测灵敏度,则对汞 离子的检测限约为0.03 μg/g。通过密度泛函理论B3LYP方法优化得到了Ru(tpy)(NCS)3以及Ru(tpy)(NCS)3与Hg2+离子 结合形成的配离子[Ru(tpy)(NCS)3·HgCl]+的几何构型,通过对其前线分子轨道成分的分析,探讨钌配合物作用于 汞离子检测的基本机理。     

基于多肽识别基团的荧光探针及其对食品中氰化物的检测

以7-二乙胺基香豆素-3-羧酸、甘氨酸、组氨酸为原料,采用标准多肽合成法成功合成了水溶性的荧光探针分子香豆素—甘氨酸-甘氨酸-组氨酸(Coumarin—Gly-Gly-His,CGGH),利用GGH三肽对Cu~(2+)的络合作用形成C-GGHCu~(2+)络合物,使探针分子C-GGH的荧光猝灭;然后,通过向体系中加入氰化物后,CN~-对Cu~(2+)的强络合作用形成稳定的络合物[Cu(CN)_x]而使探针分子荧光逐渐恢复,以此实现对氰化物的定量检测。该法检测限为0.015μmol/L,远低于国家标准(GB 8537—2008)中要求最严的矿泉水中氰化物的限量值0.01mg/L(相当于摩尔浓度0.385μmol/L),该探针分子对CN~-的检测不受SCN~-、F~-、Cl~-、Br~-、I~-、PO_4~(3-)、N~(3-)、NO_3~-、AcO~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)等共存阴离子的影响。经对实际食物样品中氰化物进行检测,证明该方法的准确度与国标(GB/T 5009.48—2003、GB/T 5009.36—2003、GB/T8538—2008)方法一致,且更快捷、简单。     

纤维素基希夫碱铜配合物的制备及抗菌性能研究

采用高碘酸钠氧化针叶木纤维制得针叶木氧化纤维,经希夫碱反应获得纤维希夫碱配体,再与Cu~(2+)以配位键形式结合,制备一种新型的纤维素基希夫碱铜配合物。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电感耦合等离子体(ICP-AES)等手段对制备纤维素基希夫碱铜配合物进行表征分析,并对其抗菌性能进行了研究。SEM结果表明制备出的配合物中纤维表面粗糙不平,被颗粒状的物质覆盖,EDS结果显示配合物中存在Cu元素; FT-IR及UV-Vis都出现新的吸收峰,以上结果都可以证明纤维素基希夫碱配体及纤维素基希夫碱铜配合物的成功制备。ICP-AES检测结果证明配合物中Cu~(2+)所占的质量分数远远高于浸渍乙酸铜溶液的纤维试样中的Cu~(2+)所占质量分数。同时抑菌测定结果表明,与浸渍乙酸铜溶液纤维试样相比,制备的纤维素基希夫碱铜配合物对大肠杆菌表现出更优异的抗菌性。     

铜离子荧光探针研究进展

设计和开发高选择性和超灵敏的铜离子荧光探针对于检测对生命活动有重大作用的铜微量元素具有重要意义。根据分子荧光分子探针的识别机制和结构特点,综述近年来铜离子荧光探针的研究进展。     

一种基于萘酰亚胺染料的钴离子荧光探针的合成及性能

以4-溴-1, 8-萘二甲酸酐为主要原料,合成了一种新型结构Co~(2+)荧光探针(M3)。利用紫外-可见吸收光谱、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。研究了在不同溶剂中M3的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,并探究了Cr~(3+)、Al~(3+)、K~+、Zn~(2+)、Fe~(3+)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Co~(2+)、Ag~+对该化合物荧光光谱的影响。结果发现,Co~(2+)能让其荧光显著地猝灭。在探针浓度为1.6×10~(-5)mol/L时,Co~(2+)的浓度在0～3.2×10~(-5)mol/L范围内,探针荧光强度和Co~(2+)浓度成良好的线性关系,可用于钴离子的定性和定量检测。     

丙烯酰胺改性果胶-Fe3O4磁性微球的制备及对水和海产品中Cu2+的吸附性能

采用包埋的方法制备丙烯酰胺改性果胶磁性微粒,分别用红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射对样品进行表征。探讨吸附溶液的pH、Cu~(2+)初始浓度、吸附时间、温度和吸附剂用量等因素对改性果胶磁性微球吸附溶液中Cu~(2+)量的影响。试验结果表明,改性果胶磁性微球对水溶液中铜离子的吸附,在pH 4,Cu~(2+)初始质量浓度500 mg/L,吸附时间180 min,吸附温度25℃,吸附剂添加量20 mg时,单位吸附量达到105 mg/g。该吸附剂用于海螺、香螺和黄蚬子酶解液中的Cu~(2+)的吸附,清除率达80%左右,效果良好。     

8-羟基喹啉类荧光探针的合成及其对食品中Al~(3+)含量的检测

设计合成Al~(3+)荧光探针L(2-((E)-((2-(((E)-(4-硝基苯基)二氮烯基)苯基)氨基)乙基)亚氨基)甲基喹啉-8-醇),并利用元素分析、核磁、质谱等方法对探针结构进行表征。该探针在溶液中本身荧光很弱,但Al3+结合后荧光显著增强。由此,建立了一种测定Al~(3+)的新方法。该方法对Al~(3+)测定的线性范围为1×10~(-8)~1.4×10~(-6) mol/L,检出限为5.8×10~(-9) mol/L,相对标准偏差为5.89%,回收率在96.5%~105.9%之间,具有选择性好、灵敏度高、线性范围宽、操作简单等优点。     

莲原花青素与金属离子配合率的测定

分别采用紫外分光光度计法、滴定法、电化学法研究了莲原花青素对金属离子的配合物配合率值。结果表明,3种方法测量配合率值时各有利弊,并分别找出3种方法适用的莲原花青素与金属离子配合率测定的不同浓度范围。其中极谱法适用于(1~10)mg/kg莲原花青素,紫外分光光度计法适用于(10~100)mg/kg莲原花青素,滴定法适用于较高浓度莲原花青素(1000 mg/kg)与金属离子配合率的测定。在实验过程中还可以得出p H是影响配合物形成的重要因素。Fe~(3+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)离子在酸性条件下即可与莲原花青素配合,而Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ca~(2+)在溶液p H更高时才能与莲原花青素配合。     

Cu~(2+)氧盐矿物中配位几何的结构变化途径

检测现有的Cu~(2+)氧盐矿物结构表明:有一些Cu~(2+)φ_n(φ=O~(2-),OH~-,H_2O;n=4,5,6)配位多面体是(4+2)畸变八面体、四方锥体、三角双锥体和平面四方形的几何构型之间的过渡类型。Cu~(2+)氧盐矿物中存在着(4+2)畸变八面体与四方锥体、(4+2)畸变八面体与平面四方形、四方锥体与平面四方形之间的结构变化途径。用Hartree-Fock分子轨道的STO-3G基集计算(Cu~(2+)φ_n)~(-n+2)模型分子壳来研究其壳的配位结构和可能的结构变化途径的能量。计算结果表明:沿(4+2)畸变八面体到平面四方形途径存在着小的能垒,从(4+2)畸变八面体到三角双锥体途径存着大的能垒,但在这两个标准的配位结构之间沿着另一个可能结构变化途径不存在能垒。其计算结果与矿物中所获得的Cu~(2+)φ_n结构很好地一致。该研究显示Cu~(2+)配合物应解释为完全对称的配位结构之间结构变化途径上的配合物。     

原花青素金属配合物合成、表征以及抗氧化性的探究

文章研究了以原花青素(莲原花青素和原花青素B_2)为研究对象,合成了莲原花青素与金属离子(Fe~(3+),Fe~(2+),Pb~(2+),Zn~(2+),Ca~(2+),Mn~(2+),Cu~(2+))的配合物,并对莲原花青素与金属离子的配合物进行了紫外光谱和红外光谱的结构表征。结果表明:莲原花青素与金属离子的配合基团可能为A环或B环上的酚羟基。此外,采用ESI-MS分析了原花青素B_2与Fe~(3+)作用后的产物,并对其与金属离子配合后,清除DPPH自由基的能力进行了探究。结果表明:原花青素二聚体B_2与Fe~(3+)配合有3种形式,其配合比分别是1∶1,2∶1和3∶1。当原花青素B_2/Fe~(3+)为2∶1(mol/mol)时,清除DPPH自由基的能力最强。     

鸡蛋膜对水中铜离子的吸附作用

探究鸡蛋膜吸附剂对水中Cu~(2+)的吸附效果,利用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法测定溶液中的Cu~(2+)浓度,研究吸附剂粒径,pH,吸附剂用量,吸附温度和吸附时间与Cu~(2+)吸附量之间的关系。结果发现当吸附体系pH值为5,过60目筛鸡蛋膜吸附剂用量为15 g·L~(-1)时,吸附剂对水中Cu~(2+)达到最优吸附效果,吸附量为6.4 mg·g-1;其它共存离子(Pb~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+))对Cu~(2+)的吸附影响较小。对等温吸附过程进行测定和模型拟合,发现Langmuir方程拟合效果好,判断鸡蛋膜对水中Cu~(2+)的吸附作用属于单分子层吸附。对吸附过程进行动力学模型拟合,发现Lagergren准二级动力学模型可以很好地描述鸡蛋膜对Cu~(2+)的吸附动力学行为。本研究结果可以为鸡蛋膜在生物传感器和吸附剂方面的应用提供参考。     

铜离子对酿酒酵母能量代谢及细胞膜功能的影响

以优良葡萄酒酿酒酵母为研究对象,采用葡萄汁模拟发酵体系,较为系统地研究了在不同浓度铜离子的作用下酵母的代谢特征。同时,从能量代谢(ATP、NADH/NAD+)、细胞膜的通透性和完整性的角度分析了发酵过程中铜离子对酵母的作用机制。结果表明,Cu~(2+)胁迫处理后葡萄糖和果糖的利用率以及乙醇的生成率降低,胞内ATP、NADH/NAD~+、核酸、蛋白质的含量以及荧光强度都比对照高。说明经Cu~(2+)胁迫处理后酵母的能量代谢受到抑制、细胞膜的完整性受损,从而导致了糖和乙醇代谢的减缓以及部分酵母菌的死亡。     

天然染料铜离子探针优选及其比色检测性能北大核心

针对Cu^(2+)合成探针的污染问题,以天然染料为检测Cu^(2+)探针,通过络合变色反应实现Cu^(2+)的可视化检测。利用吸收光谱法与比色法研究了天然染料的抗干扰性、耐酸碱性、溶解性及Cu^(2+)检测效果。结果表明,黄芩、苏木与紫胶红都能与Cu^(2+)产生变色反应,但仅有紫胶红能够选择性识别Cu^(2+),产生由红到黄的明显变色,吸收光谱蓝移57 nm;且紫胶红具有良好的耐酸碱性及水溶性,能够识别到20μmol/L的Cu^(2+);Cu^(2+)浓度与变色溶液相对吸光度呈良好线性关系,R^(2)=0.97295。     

果糖基甘氨酸的合成及其与铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配位特性的研究

合成并纯化了Maillard反应初级阶段产物——果糖基甘氨酸(DFG),并且利用离子色谱、质谱、核磁共振等方法分析其纯度及结构。结果表明:合成产物为目标化合物,且分子式为C8H15NO7,相对分子质量237。采用pH电位滴定法测定了温度(303±0.1)K,离子强度I=0.1mol/L的NaCl溶液中DFG与铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配合物稳定常数,DFG合铜配合物稳定常数对数值分别为lgK1=7.24±0.09,lgK2=6.57±0.05,lgK3=3.31±0.02;DFG合镍配合物稳定常数对数值分别为lgK1=5.73±0.03,lgK2=4.69±0.02,lgK3=3.59±0.05,且DFG合铜配合物稳定性大于DFG合镍配合物的稳定性。     

外源金属对大豆脂氧酶构象的影响

脂氧酶为含铁金属酶,外源金属离子对其催化活性有着重要作用。利用荧光光谱和圆二色光谱测定了各种外源金属离子对LOX酶结构的影响。结果表明,外源Fe~(3+)、Fe~(2+)和Cu~(2+)能使LOX荧光发射峰发生显著猝灭,当其浓度分别为0.17、0.17、0.13 mmol/L时,达最大猝灭率70%、50%和70%。其余金属离子并未使LOX荧光发射峰猝灭或增强,且作用结果随机无规律可循,峰值的上下波动范围不超过7%。所有的金属离子均未使LOX的二级结构发生明显变化。推测LOX的活性部位只占其整体分子的微小部分,与其他结构部位相比具有较大的柔性,外源铁、铜离子只是引起活性位构象的微小变化,不足以引起其二级结构的变化。     

基于发卡型DNA循环杂交放大技术检测海产品中的Hg~(2+)含量

利用发卡型DNA的循环杂交放大作用和碱基T与Hg~(2+)之间的稳定结构,设计了一种高灵敏性的表面增强拉曼生物传感器用于海产品中痕量汞的检测。首先制备了携带有大量拉曼信号分子的纳米金生物条码作为拉曼信号探针。然后通过酰胺键将捕获DNA固载在磁珠表面上,利用T-Hg~(2+)-T形成的稳定结构和链式循环杂交反应放大技术,将含有大量拉曼信号DNA分子的纳米金颗粒通过生物素和链霉亲和素的特异性结合到磁珠上,最后通过SERS技术实现了溶液中Hg~(2+)的检测。最佳实验条件下,当固定磁珠捕获DNA浓度为1.0×10~(-7) mol/L,Tris-HCl缓冲溶液为p H 7.4,37℃下杂交反应3 h后,Hg~(2+)的浓度与拉曼信号强度呈良好的线性关系,测定线性范围为1.0×10~(-7)~1.0×10~(-13) mol/L,检测限1.0×10~(-13) mol/L(S/N=3)。该传感器用于海产品中Hg~(2+)的测定,测定值与ICP-AES的测定值基本一致。     

酿酒酵母对Cu~(2+)的生物吸附研究

对酿酒酵母吸附Cu~(2+)的生物吸附规律进行了模拟研究。结果表明,酵母添加量、溶液p H、初始Cu~(2+)浓度和吸附时间对酿酒酵母吸附Cu~(2+)均有较大影响。各影响因素的最优组合为:p H4.5、吸附时间150 min,初始Cu~(2+)浓度38.10 mg/L、酵母添加量0.45 g,在此最优吸附条件下,酿酒酵母吸附Cu~(2+)的吸附量为2.44 mg/g,吸附率达到96.2%。     

基于激发态分子内质子转移机理的荧光分析法测定茶叶中的铜含量

基于激发态分子内质子转移机理,合成荧光猝灭型铜离子荧光探针(CFP)。通过优化铜离子的检测条件,构建一种简单、快速、灵敏的荧光分析法检测茶叶中的铜含量。试验结果显示:在p H 7.0的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液中,铜离子质量浓度C在0.1~0.9μg/m L范围与CFP 500 nm处的相对荧光强度△F呈良好的线性关系,线性回归方程△F=641.9524C-65.3323,相关系数R2=0.9869,方法检出限为0.04μg/m L。该方法应用于实际茶叶样品中铜离子的快速测定,相对标准偏差小于4.5%,回收率在94%~106%之间,结果令人满意。