气相色谱结合化学计量在核桃油、菜籽油掺伪混合物含量判别分析中的应用

目的：识别核桃油中同时掺入多种其他植物油的多元掺伪。方法：采用气相色谱技术分析核桃油、菜籽油掺伪混合物中脂肪酸含量,结合化学计量方法对气相色谱数据进行建模,并对不同比例核桃油、菜籽油混合物进行判别分析。结果：主成分分析法（PCA）能快速鉴别出纯核桃油和掺伪核桃油,并在一定程度上反映样本的掺伪比例;Bayes判别分析将83.33%的样品归入正确的分类;偏最小二乘判别分析法（PLS-DA）的判别准确率达87.50%;基于BP神经网络模型的判别分析,其训练集的正确率为84.21%,测试集的正确率为80.00%;基于遗传算法优化支持向量机（SVM-ga）的判别分析,其训练集和测试集的正确率均为100%。结论：多种分析模型均能不同程度地识别核桃油、菜籽油掺伪比例,其中SVM-ga模型的预测精度最佳。     

利用核桃壳制备高比表面积活性炭电极材料的研究

以核桃壳为原料,采用KOH活化法制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。利用N2吸附和扫描电镜(SEM)表征活性炭的孔结构及表面形貌,系统研究碱炭比(KOH与核桃壳炭化料的质量比)对活性炭孔结构的影响,并采用恒流充放电及循环伏安等测定核桃壳活性炭电极材料在3mol/L KOH电解液中的电化学性能。结果表明,随着碱炭比的增大,活性炭的比表面积、总孔容及中孔比例先逐渐增大后稍有减小。当活化温度为800℃,活化时间为1h,碱炭比为4时,可制备出比表面积为2404m2/g,总孔容为1.344cm3/g,中孔比例为28.6%,孔径分布在0.7~3.0nm之间的高比表面积活性炭。该活性炭用作超级电容器电极材料具有良好的大电流放电特性和优异的循环性能,电流密度由50mA/g提高到5000mA/g时,其比电容由340F/g降低到288F/g,经1000次循环后,比电容保持率为93.4%。     

Peptide Nanophotonics: From Optical Waveguiding to Precise Medicine and Multifunctional Biochips

Optical waveguiding phenomena found in bioinspired chemically synthesized peptide nanostructures are a new paradigm which can revolutionize emerging fields of precise medicine and health monitoring. A unique combination of their intrinsic biocompatibility with remarkable multifunctional optical properties and developed nanotechnology of large peptide wafers makes them highly promising for new biomedical light therapy tools and implantable optical biochips. This Review highlights a new field of peptide nanophotonics. It covers peptide nanotechnology and the fabrication process of peptide integrated optical circuits, basic studies of linear and nonlinear optical phenomena in biological and bioinspired nanostructures, and their passive and active optical waveguiding. It is shown that the optical properties of this generation of bio‐optical materials are governed by fundamental biological processes. Refolding the peptide secondary structure is followed by wideband optical absorption and visible tunable fluorescence. In peptide optical waveguides, such a bio‐optical effect leads to switching from passive waveguiding mode in native α‐helical phase to an active one in the β‐sheet phase. The found active waveguiding effect in β‐sheet fiber structures below optical diffraction limit opens an avenue for the future development of new bionanophotonics in ultrathin peptide/protein fibrillar structures toward advanced biomedical nanotechnology.     

基于串联质谱的快速肽段鉴定算法

在现有RT-PSM算法的基础上,完成蛋白质数据库酶切成肽段数据库的转换过程,提出有效峰提取的优化策略,设计一个肽段鉴定算法——FPI-PSM。对于没有翻译后修饰的情形,采用Keller数据集进行测试。与RT-PSM算法相比,FPI-PSM算法的灵敏度提高了5%,每个质谱的平均鉴定时间从13.6 ms下降到5.6 ms。     

基于RGD多肽掺杂聚吡咯-铟锡氧化物的仿生微电极构建及用于细胞生物学行为的电化学阻抗谱检测

构建一种基于RGD多肽分子掺杂聚吡咯膜修饰的铟锡氧化物微电极(PPy/RGD-ITO),并以此作为传感电极实现细胞生物学行为的电化学阻抗谱检测.采用光刻技术蚀刻感光干膜绝缘层制备ITO微电极;以含RGD模体的多肽分子作为吡咯电聚合唯一的掺杂阴离子,通过电化学共聚合方式在ITO微电极表面沉积PPy/RGD复合膜形成PPy/RGD-ITO微电极;原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别表征PPy/RGD复合膜的表面拓扑形貌、湿润性和组成成分;人肺癌细胞株A549铺展、粘附及增殖实验考察了PPy/RGD复合膜与细胞间的相互作用;以构建的PPy/RGD-ITO微电极作为传感电极,通过电化学阻抗谱技术对A549细胞粘附增殖行为及天然抗癌药物分子重楼皂苷I的细胞毒性进行了分析.结果显示,通过简单的电化学共聚合成功将RGD分子掺杂进PPy膜内,且PPy/RGD复合膜具有优异的表面物理性能;PPy基质膜内掺杂的RGD分子保留其生物活性,相比裸ITO电极和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的PPy膜,PPy/RGD复合膜能更好地促进A549细胞的铺展、粘附和增殖;由于PPy/RGD-ITO微电极表面A549细胞形态学变化可改变电极系统的阻抗谱特征,因此通过电化学阻抗谱技术可解析A549细胞粘附增殖行为学信息,同时可定量分析重楼皂苷I细胞毒性.因此,通过简单的电化学共聚合方法将生物活性RGD分子掺杂进PPy膜内制备出的PPy/RGD膜具有优良的生物相容性,可作为一种重要的仿生电极修饰材料用于构建电子系统和细胞生物学系统的耦合界面,未来可应用于细胞生物学行为及药物筛选研究.     

类弹性蛋白多肽的分子动力学研究

类弹性蛋白多肽因其具有特殊的相变性质,故而在重组蛋白纯化方面展现出良好的应用前景,对其发生相变的机理进行研究具有重要意义.本文利用同源建模的方法构建了类弹性蛋白多肽的三维结构并进行能量优化,之后采用分子动力学模拟手段,在300 K～400 K间5个不同温度下,对含有100个氨基酸残基的类弹性蛋白多肽[KV8F-20]各进行了6 ns的模拟.模拟过程中,类弹性蛋白多肽发生疏水缩聚,初始结构变得更加紧凑,且温度越高折叠程度越大.水分子在类弹性蛋白多肽的相变行为中起到关键作用.经分析,结果发现疏水作用与水的排出在类弹性蛋白多肽发生相变过程中起到关键作用,类弹性蛋白多肽随着温度的升高,在疏水作用驱动下,其构象折叠程度因疏水缩聚而变得更大.此外,比较不同温度下蛋白的缩聚程度,推断类弹性蛋白多肽在375 K左右发生相变,这与实验观测的结果基本吻合.据此,推测该类弹性蛋白多肽变温度范围约为95℃～102℃.这对后续调控类弹性蛋白多肽的相变具有指导作用.     

人类胞内蛋白半衰期与其亚细胞定位的相关性研究

胞内蛋白的稳定性直接影响着生命活动与细胞周期.蛋白的选择性降解是通过泛素-蛋白酶体途径实现的,它是蛋白消亡的主要方式之一,同时也是细胞主动调节自身状态的体现.蛋白的稳定性除了与自身序列和结构相关外,还和成熟蛋白所处的细胞内环境,即蛋白的亚细胞定位有关.本文主要从蛋白质在细胞中的区域化分布角度研究其与蛋白寿命的关系.结合大量的蛋白半衰期实验数据以及生物信息数据库,文章统计并分析了每个蛋白的定位信息,并进一步研究了与定位有关的信号肽情况,以及应用F检验筛选出了部分能够显著区分长短寿命蛋白的N端序列特征.结果表明胞内蛋白半衰期与其亚细胞定位之间存在一定的关联性.短寿命蛋白往往定位于细胞膜或者膜性囊泡结构上,大多由信号肽引导定位,作为细胞的分泌蛋白、信号转导蛋白或者功能性蛋白发挥作用并迅速降解;而长寿命蛋白多数属于持家蛋白,定位于细胞胞浆中或直接在胞浆中合成,作为细胞骨架或者发挥着支撑细胞的作用.另外,蛋白的区域化分布影响着蛋白质的折叠、聚合以及翻译后修饰,这些过程与蛋白的稳定性有着密切的联系.本研究为将来蛋白稳定性的深入研究提供了新的思路,同时也为生物信息学中开发蛋白质稳定性相关的预测工具提供了参考.     

干旱区滴灌核桃树根系空间分布特性研究

为了研究核桃树根系空间分布特性,本文使用分层分段挖掘法对干旱区滴灌方式下核桃树根系总根长、根重、有效吸收根根长的空间分布规律进行了研究。研究表明：核桃树根系总根长水平方向主要分布在0～120cm处,占其总分布的90．84％;垂直方向主要分布在0～90cm处,占其总分布的78．75％。根重水平方向主要分布在0～30cm处,占其总分布的52．49％;垂直方向主要分布在15～75em处,占其总分布的61．12％。有效吸水根根长在水平距离60cm和垂直深度60cm处为分布密集区。在距离树干水平距离60cm和垂直深度60cm附近的根区,应作为核桃树水肥管理的重点区域。