吴晓苹[1]2002年在《褪黑素及其重要衍生物的电化学研究》文中研究表明褪黑素(MT)及其重要衍生物[N-乙酰5羟色胺(NAHT),6-羟基褪黑素(HMT),5-甲氧基吲哚乙酸(MIAA),5羟色胺(HT),5羟基吲哚乙酸(HIAA)及5-甲氧基色胺(5-MT)等](总称为MTS)的研究是神经生理学、药理学和临床医学领域的前沿课题,MTS常常被作为临床实验室检测诊断相关疾病与评价药物治疗状况的指标,开展MTS相关生理研究,寻找灵敏、高效简便的分析方法具有重要意义。 本论文共分四部分,第一部分对MTS的生理功能、应用与分析研究现状与进展进行详细综述。第二部分研究了MTS的电化学行为与分析分离方法,主要成果包括:(1)基于伏安法或化学修饰电极技术建立了MT、HIAA和HMT等典型检验指标的快速分析体系,检测限接近nM级,并应用于药物与临床生物样品(脑脊液、尿液或血清)检测以及药物代谢研究。(2)应用伏安法、计时电量法和表面活性剂实验等手段探讨MTS的电化学特性与氧化还原机理,指出MTS在水溶液中的电极过程均表现为有质子参与的不可逆或者准可逆氧化过程,主要受吸附速率控制,提出了具体的电化学氧化机制。(3)基于SDS胶束体系,成功进行了MTS的胶束毛细管电色谱分离-柱端安培检测(MEKC-AD),15分钟内完全分离,检测限达到nM级,已应用于大鼠松果体腺和人体尿液中MTS分析。本部分工作为神经科学和临床检验领域提供了某些重要的信息并为实际应用打下良好基础。 论文第叁部分重点进行褪黑素的电化学聚合、表征与应用研究。主要成果:(1)采用电化学氧化聚合法在水溶液中制备了聚褪黑素膜修饰玻碳电极(PMT-GCE),通过伏安法、计时库仑法、扫描电镜及FT-IR光谱实验表明,玻碳电极表面形成以MT二聚体和多聚体为主要组成的导电聚合薄膜,膜结构稳定,以C_2,C_4-取代为主要特征,电极过程为2n电子2n质子参与的准可逆氧化还原过程。(2)研究发现,Ca~(2+)在PMT-GCE上能产生明显的络合吸附波,以电化学和扫描电镜等手段表征反应形态,结果表明,膜结构具有微孔特性,二聚体可与Ca~(2+)发生相互络合作用使之嵌入。基于该络合性质建立了Ca~(2+)传感分析体系,检测限为4.5×10~(-7)mol/L,应用于体液中离子Ca~(2+)含量测定。本部分工作可作为离子传感器研究基础,也能应用于体内生物功能元素研究。 论文第四部分对MTS的电致化学发光(ECL)行为进行研究,主要成果:(1)通过循环伏安法、荧光光谱和电致化学发光光谱实验,研究了MTS在Ru(bpy)_3~(2+)存在下的ECL行为与发光机制,指出MTS在一定的电位激发下,极易产生自由基或自由基阳离子,使Ru(bpy)_3~(3+)反应形成Ru(bpy)_3~(2+)而发光。吲哚环上含羟基的化合物与含甲氧基的化合物的反应历程不同,引起发光效率差异。(2)基于MT对Ru(bpy)_3~(2+)的ECL的增强作用,建立一种十分灵敏简便的褪黑素ECL快速检测体系,最低检测限达到1.0×10~(-10)mol/L,应用于保健药品分析。本部分工作丰富了杂环含氮化合物的ECL理论与分析应用研究。
黄福新[2]2001年在《褪黑素及其重要衍生物的化学发光和电致化学发光行为的研究》文中研究表明本论文共分叁章,包括文献综述、褪黑素及其重要衍生物的化学发光行为的研究、以及褪黑素及其重要衍生物的电致化学发光行为的研究。 第一章是文献综述部分,首先介绍褪黑素及其重要衍生物的概况,包括褪黑素的发现、褪黑素的生物合成和人工合成、褪黑素在机体内的生理代谢过程、褪黑素及其重要衍生物的生物学机能及其开发研究意义、以及褪黑素及其重要衍生物的测定方法的评述。然后分别阐述化学发光和电致化学发光的原理以及它们在某些吲哚类衍生物中的研究和应用。 第二章是以酸性高锰酸钾-甲醛的化学发光体系为基础,采用流动注射系统,详细研究了褪黑素及其重要衍生物(N-乙酰-5-羟色胺、5-甲氧基色胺、5-甲氧基吲哚-3-乙酸和6-羟基褪黑素)的化学发光行为。实验结果表明,褪黑素及其重要衍生物的化学发光行为与酸介质、pH值、流速、高锰酸钾浓度和甲醛浓度等因素有关,其中,甲醛是对褪黑素及其重要衍生物和酸性高锰酸钾的化学发光起明显的增强作用,由此分别建立了褪黑素及其重要衍生物的化学发光强度与浓度之间的线性关系。鉴于褪黑素在自然界、生物界中广泛存在和它在临床上的重要作用,本章建立了一种简便、快速测定实际样品中低含量褪黑素的新方法,该方法的特点是灵敏度较高、线性范围较宽、检测限较低。鉴于褪黑素及其重要衍生物的结构相似性,本章重点研究了褪黑素的化学发光光谱、荧光光谱和紫外吸收光谱来分别讨论褪黑素及其重要衍生物在酸性高锰酸钾和甲醛体系中的可能的化学发光反应机理。 第叁章首次利用Ru(bpy)_3~(2+)化合物对褪黑素及其重要衍生物的ECL行为进行研究。实验结果表明,在碱性的BR缓冲液中,褪黑素及其重要衍生物都有明显地增强Ru(bpy)_3~(2+)的ECL,其增强的发光强度与施加的电位扫描方式和速度、缓冲液的类型、体系的pH值、Ru(bpy)_3~(2+)的浓度等因素有关。经过条件的优化选择,褪黑素及其重要衍生物分别在不同的浓度范围内,发光强度与浓度成良好的线性关系或对数线性关系。鉴于褪黑素的独特的生物学机能和它在临床上的广泛应用,我们建立了一种测定实际商品药品中的低浓度褪黑素含量的方法,该方法的特点是容易实现、操作简便、仪器简单、体系稳定、结果可靠。鉴于褪黑素及其重要衍生物的分子结构的相似性,本文重点研究了在碱性BR缓冲体系中的R3比py)3*一褪黑素的循环伏安特性、荧光光谱和电致化学发光光谱,首次提出褪黑素及其重要衍生物增强Ru比py)5h化合物ECL可能的电致化学发光反应机理。
崔运梅[3]2004年在《苯二酚类物质和生物活性物质褪黑素的电化学及现场红外光谱电化学研究》文中研究指明本论文首先综述了现场红外光谱电化学的方法、研究进展以及红外光谱电化学池的发展,研制了一种性能良好的双光窗夹套式红外反射薄层电化学池,开展了苯二酚类物质和生物活性物质褪黑素的电化学和现场红外光谱电化学研究,主要包括:邻苯二酚和对苯二酚的电化学氧化还原过程机理的研究以及生物活性物质褪黑素在水体系和非水体系中电化学氧化过程机理的研究等,为了解这些重要物质的反应路径提供了分子水平的有用信息,对环境科学和生命科学的研究:具有重要的意义。 1,首先,研制了一种双光窗夹套式红外反射薄层电化学池。该电化学池除了用于常温实验外,在夹套中通循环的致热剂或致冷剂,可使该电化学池用于控温实验,双光窗的设计更使其可用于低温实验。对该电化学池进行了电化学和现场红:外光谱电化学表征,结果表明它具有良好的性能,可成功地用于光谱电化学研究。 2,运用循环伏安法和现场红外光谱电化学法研究了邻苯二酚和对苯二酚在有机溶剂乙腈中电化学氧化还原过程的机理。常温下,邻苯二酚和对苯二酚在铂电极上的电化学氧化还原过程都是EC过程。氧化时,苯二酚先失去两个电子,然后再失去两个质子生成苯醌。相应的苯醌还原时,也先得到两个电子,然后再得到两个质子而生成苯二酚。同时,利用液氮挥发的冷氮气作为致冷剂,在零下40℃研究了对苯二酚在低温下的电化学反应机理,结果表明,其反应机理与常温下的反应机理一致,也是EC过程。 3,运用循环伏安法对褪黑素在不同pH值的磷酸缓冲溶液中的电化学氧化反应机理以及褪黑素与微量元素硒的相互作用进行了研究。褪黑素在磷酸缓冲溶液中的氧化是一个脱质子的过程,首先失去一个电子生成阳离子自由基,然后再进一步氧化,失去一个电子和一个质子生成非常活泼,容易受到亲核试剂进攻的醌亚胺。醌亚胺在溶液中受到水亲核试剂的进攻而生成4,5-二羟基吲哚衍安徽大学硕一士学位论文摘要生物,该衍生物进一步失去两个电子和两个质子,生成醒类物质。同时,在溶液中还存在着4,5一二轻基叫噪衍生物与其对应氧化物酮的平衡。首次运用现场红外光谱电化学法并结合循环伏安法和差分脉冲法对褪黑素在有机溶剂乙睛中的电化学氧.化机理进行了研究,并提出了反应机理。褪黑素的电化学氧化包含两个单电子的氧化过程,首先,褪黑素失去一个电子生成阳离子自由基,并与褪黑素分子结合,失去一个质子生成二聚体阳离子自由基,该二聚体阳离子自由基在更高的电位下发生氧化,失去一个电子和一个质子,最终生成二聚体形式的产物。褪黑素与微量元素硒的相互作用实验由于实验条件和其他方面的原因,没有取得预想的实验结果,需要进一步探索条件进行研究。
刘继龙[4]2013年在《吲哚衍生物分子的电致化学发光性质研究》文中研究指明本文研究了部分杂环有机小分子的电化学发光现象,并详细探讨了部分吲哚羧酸及5-位吸电子基取代的吲哚有机小分子单体的电致化学发光,并优化了其最佳电化学发光条件,讨论了取代基对吲哚本体的电化学发光造成的影响,提出了可能的ECL反应方式及机理。另外,还合成了核壳型结构的磁性介孔二氧化硅材料,利用适体-靶细胞之间的特异性识别作用,设计了基于适体为“孔帽”封闭的磁性介孔硅应激释放药物输送载体,研究了其在体外细胞靶向药物释放中的应用。具体内容包括:1.部分N杂环类有机小分子的电致化学发光研究本章对部分含氮杂环有机小分子的电化学发光进行了研究,并对其电化学发光数据进行了对比讨论,筛选出几种具有强而稳定电化学发光信号的杂环小分子单体。通过对其结构的分析,发现所选出的电致化学发光效果较好的杂环小分子都具备吲哚杂环结构,包括吲哚、吲哚-3-羧酸、吲哚-5-羧酸、吲哚-5-甲醛、吲哚-5-羧酸甲酯。因此对它们的本体结构的电致化学发光条件进行了优化。吲哚在乙腈体系中优化后的发光条件:支持电解质选用四丁基六氟磷酸铵,其最适浓度为0.05mol/L,循环伏安扫描电位为-2.2-0.2V,扫描速率为0.2V/s,此时吲哚的最大发光电位为-0.2V。2.吲哚羧酸类有机小分子的电致化学发光研究本章研究了吲哚羧酸类有机小分子的电化学发光,优化了吲哚-3-羧酸和吲哚-5-羧酸的电致化学发光条件,在优化条件下测定了最大发光波长。吲哚-3-羧酸的最优化条件是:在0.05mol/L Bu4NFP6乙腈溶液中,扫描电位-2.2-0.1V,扫速0.2V/s电致发光比较强,优化条件下最大发光电位为-0.25V;吲哚-5-羧酸的最优化条件是:在0.05mol/L Bu4NFP6乙腈溶液中,扫描电位-2.2-0.2V,扫速0.3V/s电致发光较稳定,优化条件下最大发光电位为-0.18V。通过其它表征手段及对分子结构能级进行分析,并提出了3-位吸电子基取代的吲哚-3-羧酸可能的电化学发光反应机理。3.5-位取代吲哚类有机小分子的电致化学发光研究本章研究了几种5-位吸电子基取代的吲哚类有机小分子的电致化学发光,优化了吲哚-5-甲醛和吲哚-5-羧酸甲酯的电致化学发光条件,在优化条件下测定了最大发光波长。吲哚-5-甲醛的最优化条件是:在0.1mol/L Bu4NFP6乙腈溶液中,扫描电位-2.2-0.2V,扫速0.2V/s电致发光效果较好,优化条件下最大发光电位为0.11V;吲哚-5-羧酸甲酯的最优化条件是:在0.05mol/L Bu4NFP6乙腈溶液中,扫描电位-2.2-0.2V,扫速0.2V/s电致发光效果较好,优化条件下最大发光电位为0.01V。并提出了5-位吸电子基取代吲哚可能的电化学发光反应机理及与电聚合反应的关系,总结了取代基对吲哚ECL反应机制的影响。4.基于磁性介孔二氧化硅的细胞靶向控释系统研究本章制备了核壳型磁性纳米介孔二氧化硅复合微球,利用APTS对介孔进行功能化。负载联吡啶钌荧光染料,依靠Ramos适体与介孔表面修饰氨基的静电吸附形成“孔帽”封闭介孔孔口防止客体分子释放,利用适体与靶细胞的特异性结合靶向Ramos细胞,诱导细胞内吞,竞争掉适体打开孔道,释放负载的客体分子。借助共聚焦荧光成像研究了这种细胞靶向应激控释体系在体外细胞靶向应激控制释放的效果,结果表明,这种控释体系基本具有良好的“零过早释放”和“可控制释放”特征,而且具有磁性适体双重靶向作用,可应用于肿瘤靶向和药物输送。
王爱国[5]2011年在《基于纳米介孔二氧化硅可控制系统电致化学发光检测生物分子》文中认为纳米介孔二氧化硅具有孔径分布均匀且窄,较高的比表面积,较高的孔隙率,表面富含活性羟基,可以在孔内和孔外实现多种多样的官能团化,以及可以任意调节二氧化硅粒子的形貌和良好的生物兼容性等特点,在药物可控释放方面有着广泛的应用前景。本文以纳米介孔硅为主体,电致化学发光底物为客体负载于介孔硅孔道,生物适体分子为“孔帽”结合在介孔硅孔口,利用适体-蛋白质分子之间的特异性识别,采用与适体分子相对应的蛋白质分子为外界生物刺激条件,建立了两种新型的可控制释放系统。并对有机小分子吲哚羧酸的电致化学发光性质进行了初步探讨。主要内容包括:1.基于适体分子为“孔帽”的纳米介孔二氧化硅可控制释放系统的研究以1,3,5-叁甲苯为扩孔剂,采用嫁接法合成了尺寸均匀、高容量、表面官能团化的纳米介孔二氧化硅球。选用两条碱基序列不同的短链DNA为联结剂固定于介孔硅孔口,采用适体DNA与联结剂形成的双螺旋结构构成“孔帽”,将客体分子Ru(bpy)32+负载于介孔孔道内,然后加入蛋白质分子凝血酶,由于适体-蛋白质分子的特异性识别,导致适体与其互补链形成的DNA双链解旋,“孔帽”移走,实现了对蛋白质分子凝血酶生物响应的可控制释放客体分子,以此系统为基础建立了电致化学发光免标记性检测凝血酶的新方法。此方法测定凝血酶的线性范围为5.0×10?16 mol/L - 8.0×10?14 mol/L,检测限为4.0×10-16 mol/L。该方法具有较高的灵敏度,良好的特异性识别能力,检测过程中基本不受其他蛋白质的干扰。2.基于适体分子为“孔帽”的磁性纳米介孔硅可控制释放系统的研究采用化学共沉淀法制备了Fe3O4磁性纳米粒子,并以磁性Fe3O4纳米粒子为核,介孔硅为壳制备了表面官能团化的磁性纳米介孔二氧化硅球。利用适体DNA的磷酸基团与磁性介孔硅表面的氨基之间的静电作用,将适体DNA静电吸附在介孔表面以形成“孔帽”,加入蛋白质分子凝血酶后,由于适体-蛋白质分子的特异性识别,导致适体分子的构型发生转变,由任意伸展的状态转变为四面体构型,从介孔表面脱离,使孔道内的客体分子释放出来,构建了以蛋白质分子凝血酶生物刺激响应的磁性介孔硅可控制释放系统。以此系统为基础,建立了一种简单易操作的电致化学发光免标记检测凝血酶的新方法。此方法检测凝血酶的线性范围为6.0×10-13 mol/L - 1.0×10-9 mol/L,对2.0×10-12 mol/L平行测定7次的相对标准偏差为4.9 %。结果表明此方法具有很好的检测灵敏度,特异性,和选择性。3.吲哚-3-羧酸电致化学发光性质的初步研究本文对有机小分子吲哚-3-羧酸的电致化学发光行为进行了初步探讨。结果表明,吲哚-3-羧酸在0.5 mol/L Bu4NFP6的乙腈溶液中,扫描电位为-2.0-2.0 V,扫速为0.2 V/s时其电致化学发光较强;在乙腈:水(4:6,体积比)的混合溶液中,2.0 mol/L KCl,0.05 mol/L K2S2O8的电致化学发光行为比较强且重现性好,工作电极表面能够形成一层金黄色导电层,扫描电镜显示可以该导电层是不连续的球形聚合物。
王金英[6]2009年在《叁种粮食作物高MT含量的种质资源及外源诱导研究》文中提出MT(melatonin,中文译为褪黑素)是一种吲哚类色胺(N-乙酰-5-甲氧基色胺),最早是从牛的松果体中发现的。褪黑素是一种生物进化保留分子,广泛存在于包括人类在内的动物、植物和原核生物中。MT是目前已知的抗氧化作用最强的内源性自由基清除剂,而且通过食用含有褪黑素的食物,可使其进入动物和人体中,起到清除体内自由基、提高机体免疫功能、延缓衰老和改善睡眠等功效。以玉米(Zea mays L.)、水稻(Oryza sativa L.)、燕麦(Avena sativa L.)作为试验材料,研究内容和目的是:研究探索出一种农作物籽粒中褪黑素的有效分离、提取方法和建立测定作物籽粒中有效成分褪黑素的高效液相色谱法分析方法;分析测定玉米、水稻、燕麦叁种作物种间、品种间籽粒中褪黑素含量及其差异;研究在不同种植环境下作物籽粒中褪黑素含量的变化,研究筛选出褪黑素含量高而且稳定的作物种质资源;研究提高玉米籽粒褪黑素含量的外源调控诱导配套技术。主要研究结果如下:1.建立测定作物籽粒中褪黑素的高效液相色谱法-荧光检测(HPLC-FD)分析方法,结果表明,褪黑素在0.01~1.20 mg/kg浓度范围内,线性关系良好,其标准曲线的回归方程为Y=643436X-2446.1,R2=0.9998,平均回收率达94.11%。所需测定条件:Alltima C18, 4.6mm×250mm不锈钢柱为色谱柱,50mM Na2HPO4 /H 3PO4缓冲液(PH4.5):甲醇=50:50为流动相,流速为1ml/min,进样量10μL,激发光波长为280nm,发射光波长为348 nm。研究出玉米籽粒中褪黑素分离、提取效率较高的方法,超声功率为800W左右,超声时间30-60min的破碎籽粒处理,可使籽粒细胞中的褪黑素有效成份得到较为充分释放并溶于甲醇溶剂中。2.研究测定132份玉米品种的籽粒、145份水稻品种的糙米和35份燕麦品种的籽粒中褪黑素含量。结果表明,玉米品种平均含量为96.5 ng/g,变幅为0~2034 ng/g,MT最高玉米品种YM056,为2034 ng/g,是玉米平均MT水平的21.08倍;燕麦平均为98.7 ng/g,变幅为0~568 ng/g,含量最高的燕麦品种是OAT07,为568 ng/g,是燕麦平均MT水平的5.75倍;水稻平均为16.0 ng/g,变幅为0~264 ng/g,MT最高水稻品种SD001,为264 ng/g,是水稻平均MT水平的16.5倍。表现出不同作物种间、同一种作物不同品种间MT含量都存在很大的差异。3.分析了小米(Setaria italica)、荞麦(Fagopyrum esculentum)、黄豆(Glycine mdx Merrill)、绿心豆(Glycine max var)、莲子(Nelumro nucifera)等10种杂粮和豆类作物籽粒的褪黑素含量,其中,绿心豆含褪黑素302 ng/g,莲子为67 ng/g、小米为25 ng/g,其它七种作物褪黑素含量都低于20 ng/g。4.水稻糙米种皮颜色与MT含量具有相关性,即红色米的糙米和黑色米的糙米中MT含量显着高于白色米的糙米中的MT含量。测试的红色米和黑色米的糙米品种共22份,其中11份(占50%)糙米品种含有MT,平均含量为134.18 ng/g;测试白色米糙米品种123份,其中14份(占11.34%)白色米糙米品种含有MT,平均含量为60.50 ng/g。5.研究筛选出MT含量高且叁年重复种植含量稳定的玉米品种叁份:YM115(906.0 ng/g)、YM046(792.0 ng/g)和YM-N01(644.0 ng/g);水稻品种中MT含量高且在叁季种植下含量稳定的有八份:SD001(249.67 ng/g)、SD075(249.33 ng/g)、SD103(190.33 ng/g)、SD093(197.00 ng/g)、SD025(189.33 ng/g)、SD067(170.00 ng/g)、SD125(157.00 ng/g)、SD119(142.67 ng/g)。6.选取经测定含有MT的水稻品种15份分别于早季和晚季种植,结果得出,早、晚季种植的糙米中平均MT含量分别为132.3 ng/g和144.2 ng/g,经显着性比较,晚稻糙米平均MT含量显着高于早稻。7.玉米苗期(六叶一心)进行外源诱导处理,诱导5d后分别取玉米叶片测定MT含量,结果表明,用3号配方(诱导物ID01、浓度为150mg/kg)和4号配方(诱导物ID01、浓度为300mg/kg),对供试6个玉米品种的诱导效果均较佳,平均提高玉米叶片MT含量分别达50.59%和69.05%。而其它配方诱导效果只对特定的品种有显着效果,如1号配方(诱导物ID01、浓度为5mg/kg)和2号配方(诱导物ID01、浓度为50mg/kg)对玉米品种YM148、YM115和YM139效果显着;5号配方(诱导物ID02、浓度166.7 mg/kg)对玉米品种YM056提高23.08%;6号配方(诱导物ID02、浓度1667 mg/kg)和7号配方(诱导物ID02、浓度10000mg/kg)对玉米品种YM056、YM049和YM115有显着效果,而对其它品种效果并不显着。玉米苗期进行外源诱导处理,成熟时玉米籽粒中MT含量与对照差异均不显着。8.玉米灌浆期进行外源诱导处理,于成熟期时(诱导处理15d后)分别测定玉米籽粒、玉米苞叶和叶片中的MT含量,结果表明:(1)不同配方对玉米籽粒MT含量的影响:7号配方(诱导物ID02,浓度10000 mg/kg)、8号配方(诱导物ID02,浓度25000 mg/kg)、6号配方(诱导物ID02,浓度1667 mg/kg)可使4份玉米品种籽粒平均MT含量分别提高15.43%、10.21%和9.86%;不同配方对不同玉米品种的诱导效果不同,玉米品种YM139用10号配方、11号配方、9号配方、4号配方、3号配方、7号配方、6号配方诱导处理效果显着,分别提高25.20%、24.28%、22.06%、16.48%、13.01%、12.29%、10.74%;YM115用11号配方、10号配方、7号配方诱导后,分别提高12.44%、11.77%和11.08%;YM056用7号配方和6号配方诱导分别提高13.57%和12.05%;YM049用7号配方和6号配方诱导分别提高20.27%和10.75%。(2)不同配方对玉米苞叶MT含量的影响:3号配方(诱导物ID01,浓度150mg/kg)、4号配方(诱导物ID01,浓度300mg/kg)可使玉米苞叶MT平均含量分别提高15.44%和10.70%。其中,3号配方对玉米品种YM115、YM139、YM056和YM049苞叶MT含量分别提高19.89%、17.73%、17.11%和11.28%;2号配方(诱导物ID01,浓度50 mg/kg)使玉米品种YM115和YM139苞叶MT含量分别提高15.94%和13.01%;4号配方使YM056苞叶MT含量提高16.08%;8号配方使YM139苞叶MT含量提高10.33%。(3)不同配方对玉米叶片MT含量的影响:4号配方、3号配方和2号配方均能提高玉米叶片MT含量,平均含量分别提高18.71%、18.48%和9.63%。9.玉米不同器官,MT含量相差很大,含量高低顺序:籽粒>苞叶>叶片>根。其中,籽粒含量大大高于苞叶和叶片,苞叶和叶片含量相差不大,根部MT含量很低,用HPLC检测不到。
李超[7]2016年在《外源褪黑素和多巴胺对苹果抗旱耐盐性的调控功能研究》文中指出干旱和盐渍是世界范围内减少作物产量的两大主要胁迫因子。西北黄土高原产区是我国苹果的最佳产区也是最大产区,但该产区年降水量少且年周期内分布极不平衡,干旱缺水成为限制这一地区苹果产业发展的主要因子。另外,部分苹果产区土壤盐渍化严重。次生代谢是植物代谢的重要方面,近年来发现许多次生代谢物质如甜菜碱、水杨酸、褪黑素等能提高植物的抗逆能力。但目前关于多巴胺和褪黑素与苹果抗逆关系的研究鲜见报道。本论文以苹果砧木平邑甜茶(Malus hupehensis)、富平楸子(M.prunifolia)和苹果品种‘长富-2’(M.domestica)为试材,研究了褪黑素和多巴胺对苹果抗旱和耐盐的调控功能,并探讨了其作用机理。研究结果为苹果的抗逆改良和调控提供了理论和技术依据,对我国干旱地区苹果产业的发展具有重要的意义。主要研究结果如下:1.外源褪黑素对苹果耐盐性的调控。以苹果砧木平邑甜茶一年生幼苗为材料,利用水培系统研究了外源褪黑素对盐胁迫诱导的氧化损伤的缓解效应,同时,研究了褪黑素与离子平衡和离子通道之间的关系,探讨了外源褪黑素缓解苹果盐胁迫的作用机理。研究结果表明:外源施加0.1μM褪黑素能缓解盐胁迫对平邑甜茶生长及光合速率的抑制作用,并抑制叶绿素的降解。同时,褪黑素能减轻盐胁迫下的膜损伤。外源褪黑素提高平邑甜茶幼苗的耐盐性与其作为抗氧化剂的功能有关,表现在褪黑素处理减少了H2O2的积累,增加了抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。另外,外源褪黑素能促进盐胁迫下根系的生长,影响矿质元素的吸收,并调控离子转运蛋白基因MdNHX1和MdHKT1的表达,调控离子平衡。2.外源褪黑素对苹果抗旱性的调控。以两年生平邑甜茶和富平楸子两种抗旱性差异明显的苹果砧木盆栽苗为材料,向植株根部定期施用100μM褪黑素溶液,研究了褪黑素对苹果自然干旱胁迫的调控作用及其可能的机理。研究结果表明:外源褪黑素处理能显着增加苹果砧木的抗旱性,且对干旱敏感砧木平邑甜茶的缓解作用大于抗旱砧木富平楸子。主要表现在:在干旱下,外源褪黑素处理能维持叶片的保水力、降低电解质外渗率、抑制叶绿素的降解并维持较强的光合能力。外源褪黑素能降低ABA合成基因MdNCED3的表达,增加ABA代谢基因MdCYP707A1和MdCYP707A1的表达,从而降低干旱植株中ABA的含量。另外,外源褪黑素通过提高抗氧化酶的活性抑制H2O2的产生,使气孔重新开放。植株可以通过上调褪黑素合成酶基因MdTDC1,MdAANAT2,MdT5H4和MdASMT1的表达来有效维持干旱条件下的水分平衡。因此,诱导褪黑素的产生是植物抵御非生物胁迫的一个重要机制。3.外源多巴胺对苹果砧木平邑甜茶耐盐性的调控。以平邑甜茶一年生幼苗为试材,采用水培和盆栽两种方式进行盐胁迫处理。植株受到盐胁迫后,生长量、净光合速率、FV/FM和叶绿素含量均显着下降。用100μM和200μM多巴胺对植株进行预处理以后,显着的缓解了此抑制作用并使植株维持了更好的光合能力。外源多巴胺除了能改变气孔行为外,还能促进K、N、P、S、Cu和Mn离子的吸收,而Na和Cl离子的吸收被显着抑制,说明外源多巴胺能使植物更好的适应盐胁迫。外源多巴胺处理显着地增加了抗氧化酶的活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环中抗氧化物质的含量,抑制了活性氧的产生。进一步还研究了多巴胺对盐胁迫下SOS途径基因表达的影响,结果表明,外源多巴胺处理显着上调了平邑甜茶根系和叶片中MdHKT1、MdNHX1和MdSOS1的表达,有利于调节离子平衡,使植株具有更好的耐盐性。表明多巴胺不仅能在抗氧化防御的水平而且通过离子平衡调控等机制缓解苹果盐胁迫。4.外源多巴胺对苹果抗旱性的调控。以‘长富-2’苹果两年生盆栽苗为材料,在短期自然干旱胁迫下,向植株根部定期施用100μM多巴胺溶液。研究结果表明:外源多巴胺处理能显着提高苹果的抗旱性。主要表现在:在干旱条件下维持叶片的保水力、降低电解质外渗、保持叶绿素的稳定和维持更好的光合能力。干旱胁迫能增加多巴胺合成基因MdTyDc的表达。另外,外源多巴胺能通过提高抗氧化酶的活性,减少H2O2的产生。5.外源多巴胺调控苹果抗旱的转录组分析。以‘长富-2’苹果两年生盆栽苗为材料,短期自然干旱处理十天,以干旱第3天样本进行转录组测序分析。本测序共检测到48845条基因,占参考基因组的85.04%,检测到新基因3481条。外源多巴胺处理后的干旱植株与未施加多巴胺的干旱植株相比,检测到差异基因1052条,其中上调基因643条,下调基因409条,这些差异基因在KEGG pathway分类上主要为氮代谢、植物与病原菌互作和光合作用等作用通路。GO注释的生物进程中主要调控转录因子、渗透胁迫和氧化胁迫、碳水化合物代谢、H2O2代谢过程和细胞程序性死亡。
储海虹[8]2011年在《基于鲁米诺电化学发光的生物传感技术研究》文中指出电化学发光或电致化学发光分析方法(Electrochemiluminescence,ECL)是指直接利用电化学反应形成激发态发光体而发光或通过电解产物之间、电解产物与体系中某组分之间进行化学反应产生光辐射而实现分析物测定的发光分析技术,是电化学与化学发光分析相结合的产物。与传统的化学发光分析法相比,ECL分析法不仅具有化学发光分析法的灵敏度高和线性范围宽等优点,而且在许多方面优于化学发光分析,包括如:第一,不稳定的化学试剂和中间体在电极表面定量生成,且迅速进行化学发光反应;第二,电化学反应可以通过改变所施加的电位加以控制,所以可以有选择地控制化学反应而不需要采取额外的分离手段;第叁,电化学氧化能力是连续的,在同一化学条件下可以通过控制电位加以改变电化学氧化能力。本论文在全面总结和论述ECL分析的基本原理、常见ECL体系反应机理以及生物传感器的基本原理、分类、应用等方面的研究等基础上,进行了以下叁方面的研究工作:一、鲁米诺电化学发光体系是基于电化学氧化鲁米诺生成自由基,所生成的自由基不稳定,再进一步被一些氧化剂氧化产生化学发光。虽然ECL分析法具有灵敏度高、线性范围宽和仪器设备简单等优点,但是在中性、弱碱性介质这样有利于生物分子保持活性的环境中,鲁米诺的ECL发光极弱,传统的鲁米诺ECL应用多在强碱性介质中进行。为保持生物分子的活性,考虑利用合理的措施来有效实现鲁米诺在中性、弱碱性介质环境中的ECL增敏,对其发展和应用都有很高的学术和实用价值。在已经建立的ECL分析体系的基础上,探讨了纳米材料如金溶胶(Au sol)和铂溶胶(Pt sol)、有机分子如氯霉素(Chloramphenicol,CAP)和半胱氨酸(Cysteine)、以及介质体系如微乳液(Microemulsion)和离子液体(Ion Liquid)在中性、弱碱性介质中对鲁米诺ECL的增敏作用,研究中发现ECL信号与增敏剂之间均存在可以被实际应用的确定的定量关系,并探讨了各体系的增敏机理。在此基础上,采用吸附、自组装等手段制备了相关的修饰电极,而且可以有效实现ECL物质鲁米诺的固定化,在成功提高检测灵敏度的前提下,实现微量、痕量生物分子(如维生素C、褪黑素、超氧化物歧化酶等)的检测。二、在中性或弱碱性介质中,对溶解氧、过氧化氢(H_2O_2)、辣根过氧化氢酶(HRP)/ H_2O_2、黄嘌呤氧化酶(XOD)/次黄嘌呤(Xanthine)、尿酸酶(Uricase)/尿酸(UA)以及谷丙转氨酶(ALT)等对鲁米诺电化学发光的增敏(或猝灭)行为进行了研究,进而对机理进行了探讨。研究结果表明,O_2、H_2O_2及其氧化还原过程中生成的具有更强氧化性的活性氧(Reactive oxygen species,ROSs)对鲁米诺的电化学发光具有显着的增敏效果,促进鲁米诺中间态自由基激发,导致ECL信号增强,在生物反应适合的酸度范围内,对鲁米诺ECL的增敏作用尤其显着,为研究生物ECL传感器奠定了良好的基础。由于辣根过氧化氢酶(HRP)催化H_2O_2的分解,故猝灭H_2O_2增敏的鲁米诺ECL。其他酶催化反应均可在电极表面产生活性氧物质,从而增敏鲁米诺的ECL,并可建立与相关底物浓度间的定量关系。研究中,结合循环伏安(Cyclic Voltammetry, CV)法,紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet-Visible Absorption Spectrometry, UV-Vis)法等方法探讨了有关机理。在此基础上,采用能较好保持生物分子活性的固定化方法和材料,将生物活性物质修饰于电极表面,制备了响应性能优良的ECL生物传感器,稳定性好,灵敏度高。将制备的ECL生物传感器应用到一些生物分子(如超氧化物歧化酶、ALT、尿酸等)的检测中,均获得满意的结果。这些ECL生物传感器在保持生物分子活性的前提下,兼具了ECL的高灵敏度以及酶的高选择性,对于相关物质的检测的灵敏度高、检测限低、具有很强的实用性。叁、DNA是生物体的基本遗传物质,是遗传信息的载体,它在生物的生长、发育和繁殖等生命活动中起着非常重要的作用。建立简单、敏感、特异和快速的病源、基因和药物检测方法,对疾病的预防、诊断和治疗具有重要的意义。论文研究了DNA在弱碱性介质中对鲁米诺ECL的猝灭作用,并用循环伏安法、紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法等讨论了其猝灭机理。采用金纳米粒子(Au NPs)和碳纳米管(CNTs)的复合纳米材料作为DNA的固定载体,应用鲁米诺的ECL作为对DNA响应的信号输出,制备了一种检测限低,灵敏度高、重现性好的DNA生物传感器。对应用ECL技术于不同互补状态的寡聚核苷酸杂交的表征进行了研究,结果表明ECL技术可以作为一种可靠的免标记表征杂交状态的手段。而药物与DNA相互作用的研究是认识某些疾病的致病机制和药物的治疗机制的基础,在阐明DNA结构和功能方面也具有重要意义。研究中探讨了利用ECL信号研究药物小分子如氯霉素(CAP)对DNA的损伤行为,并对其作用机理进行了探讨,为药物小分子损伤DNA的研究提供了一种可靠灵敏的检测模型。该研究对开发具有新颖特性的电化学发光探针和传感界面构造的新原理和新方法、以及设计和研制适用于检测蛋白质、基因或小分子药物的高灵敏度、高选择性、可重复使用的电化学发光DNA传感器具有很大的指导意义。
王芳[9]2002年在《影响褪黑素催眠作用的诸因素分析》文中研究说明褪黑素(Melatonin,MT)是主要由松果腺分泌的吲哚类激素。它具有多种生理功能和药理活性。其中,褪黑素作为内源性催眠物质诱导生理性睡眠和调节睡眠-觉醒节律的作用尤其引人注目。为进一步阐明褪黑素催眠作用机制,本文重点研究了昼夜节律系统和GABA能神经系统对褪黑素催眠作用的影响,并将褪黑素与其它催眠物质配伍,以求开发出药效更好、副作用更小的褪黑素复方。 本文的研究发现灌胃给予褪黑素能够明显抑制小鼠自主活动,促进戊巴比妥钠阈下剂量25mg/kg的小鼠入睡率,延长小鼠戊巴比妥钠40 mg/kg睡眠时间。大鼠脑电图分析也表明腹腔注射褪黑素能够明显增加大鼠慢波睡眠、快波睡眠和总睡眠时间,缩短睡眠潜伏期和觉醒时间。褪黑素具有明显的镇静催眠作用。当机体昼夜节律系统功能正常时,在六个昼夜不同时间点给予12小时光照/12小时黑暗下生活的小鼠褪黑素后,延长小鼠睡眠时间的峰值出现在光照期开始,谷值出现在光照末期。对大鼠脑电图的分析也得出类似结果:光照期开始时褪黑素具有明显的催眠作用,而黑暗期开始时的作用较弱。提示褪黑素的催眠作用具有昼夜节律性。长期光照和松果腺摘除能破坏昼夜节律系统的正常功能。褪黑素延长长期光照和松果腺摘除组小鼠睡眠时间的作用明显强于正常小鼠。尽管晚8点时褪黑素对正常大鼠的催眠作用较弱,但给予长期光照大鼠褪黑素后则表现出明显的催眠效果,其作用程度与早8点对正常光照大鼠的催眠效果相当。提示当昼夜节律系统功能紊乱时,褪黑素能表现出更强的催眠作用。 褪黑素3(MT3)受体拮抗剂盐酸哌唑嗪1 mg/kg虽能增强褪黑素延长小鼠睡眠时间的作用,但两者之间无交互作用。提示褪黑素催眠作用可能是通过MT3受体以外机制实现。给予GABA合成酶抑制剂-盐酸氨基脲或L-苹果酸对睡眠无明显影响,但能明显抑制褪黑素的催眠作用。提示褪黑素催眠作用可能与激活GABA合成酶进而增加GABA的含量有关。GABA受体内源性激动剂GABA与褪黑素联合应用后,褪黑素的催眠作用明显增强,提示褪黑素的催眠作用可能有GABA受体的参与。进一步的研究发现,苯二氮革(艹卓)位点拮抗剂氟马西尼和氯离子通道阻断剂印防己毒素能明显拮抗褪黑素的催眠作用。GABA_A受体上GABA识别位点的特异性拮抗剂荷包牡丹碱与褪黑素合用后, 沈阳药科大学博士学位论文 摘要一褪黑素增加大鼠慢波睡眠、快波睡眠和总睡眠时间及减少觉醒时间的作用消失,但两者之间仅对快波睡眠有明显的交互作用。提示褪黑素的催眠作用可能由BZP识别位点和印防己毒素识别位点共同介导,GABA识别位点部分参与了褪黑素的催眠作用。本文应用纸电泳.双波长扫描法还进一步考察了褪黑素对小鼠不同脑区GABA含量的影响。结果发现催眠剂量的褪黑素能增加小鼠下丘脑中GABA的含量,而对脑干、大脑皮层、小脑中GABA的含量无明显影响。应用脑微透析技术结合高效液相色谱电化学检测发现褪黑素能明显增加大鼠下丘脑中GABA的释放。提示下规翩黑素发挥催眠作用的重要部位。以上结果提示,GABA能神经系统参与了褪黑素的催眠作用,褪黑素可通过激活GABA ~---ri而增力0下丘脑GABA的含量,促进下丘脑中GABA的释放,并通过GABAA gWI的不同拥u位点发挥催g即用。 本文还研究了褪黑素与另一个同样具有诱导生理性睡眠作用的内源性催眠物质油酚胶联合应用对睡眠的影响。两者联合应用对睡眠的影响较为复杂。低剂量褪黑素2.5 mg/kg和低剂量油酸胺 25 mg/kg单独使用都无明显的催眠作用,合用后催眠效果明显增强但无交互作用。提示,两者在此剂量下可能是通过不同的受体或识别位点发挥作用。当剂量增加时,合用后的催眠效果明显下降,高剂量褪黑素 10 wb和高剂量油酸胺 50mg/kg合用后催眠效果虽未达到统计意义的降低,但两者之间有明显的交互作用。推测剂量升高时,褪黑素和油酚胺可能共同作用于某一位点,但作用机制较为复杂,导致合用后催眠作用降低。 为了研制催眠效果更好,副作用更小的催眠药物,我们从中国传统中药中选择了具有镇静安神作用的酸枣仁和补肾壮阳功效的淫羊蕾与褪黑素进行配伍,结果发现此复方不仅增强了褪黑素的催眠效果,又弥补了其对生殖系统功能的抑制性影响。具有良好的应用前景。
李建军[10]2005年在《季节气候对人体生理病理影响的文献与实验研究》文中研究指明“四时五脏阴阳”理论是在“天人相应”思想指导下形成的藏象研究的命题,该理论指出人体是以五脏为中心的外应四时阴阳、内合六腑、五官、五体、五华等组织器官的五大功能系统组成的有机整体。心、肝、脾、肺、肾各脏系统分别与四时相应,主导着相应季节时令中五脏系统之间的协调与控制,维持着人体生命活动。本课题组在程士德教授和郭霞珍教授指导下,进行了深入的探讨,并结合松果腺、褪黑素等现代科学成果,展开了一系列文献与实验研究,取得了阶段性成果。鉴于动物实验研究的局限性,拟开展季节气候对人体生理病理影响的文献与实验研究,为“四时五脏阴阳”理论研究成果与临床结合开拓思路。1 目的与方法运用文献学方法,分析中医理论中最能体现季节气候对人体生理病理影响的五运六气学说为研究切入点。五运六气学说是《内经》运用天人相应理论的典范,其把自然现象与生物的生命现象统一起来,把自然气候变化和人体发病规律统一起来,从宇宙的节律上探讨了气候变化对人体健康与疾病发生的对应关系。因而,运用运气学说研究季节气候对人体生理病理影响很有意义。由于在 SARS 诊疗过程中,中医运气学说发挥了重要作用,运气学说已成为当前研究的热点。但是运气学说理论艰深,历代学者对其科学性评说不一,故而,梳理古代五运六气学专着和相关着作运气部分的着述阐明其科学内涵,是首先开展的基本工作。“四时五脏阴阳”课题组在“肾应冬”的研究中最为深入,为了展开以人作为对象的研究,克服动物实验研究的局限性,因而,我们结合运气学说和医学气象学有关内容,从分析冬季气象入手,探讨季节气候对人体生理病理的影响,为“四时五脏阴阳”理论研究成果与临床结合开拓思路。有关“四时五脏阴阳”理论的动物实验研究居多,而以人作为研究对象的研究较少且薄弱,由于实验动物大鼠或小鼠具夜行性,昼伏夜出,与人的生活习性不同,因而,在动物体上观测到的褪黑素节律变化的研究结果尚不能最终确定它是人体“天人相应”的物质基础。虽然有文献报道人体褪黑素夏低冬高的节律改变,但未见在节气的“四立、二分、二至”(立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至)等时间点人体褪黑素含量变化的报道,在这些特殊的时间点,人体脏腑功能的反映形式是不同的。本课题组前期工作在“肾应冬”、“肝应春”、“肺应秋”的实验中,主要进行了“冬至”与“夏至”、“秋分”与“春分”的有关褪黑素的对比研究,尚未涉及“四立、二分、二至”多个节气间的比较研究,如果将动物体上观测到的褪黑素节律变化与人体研究结合起来,将进一步推动本研究方向的深化,因而我们选择“四立、二分、二至”等多个节气测定正常人血清、唾液褪黑素含量的变化,观察天时节气变化对人体生理的影响。实验研究中,褪黑素的准确、快速、大样本的检测是必须的。可同时定量检测褪黑素及其相关吲哚化合物的主要方法是气相色谱-质谱联检(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)和放射免疫测定(RIA)。GC-MS 是最受欢迎的用于确证其他方法可靠2 季节气候对人体生理病理影响的文献与实验研究性的技术,HPLC 最大的优点在于对同一样品中极其相似的吲哚化合物也能分离测定。但同 GC-MS 一样,HPLC 系统造价高,维修费用大,而且不易稳定的进行大批量检测,而放射免疫分析法(RIA)在大量分析样品时成为最佳选择。目前,褪黑素检测试剂盒主要由 CIDtech Research Inc.(加拿大)、Buhlmann Laboratories(瑞士)、America Laboratory Products Company(ALPO,美国)以及 IBL 公司(德国)等提供出售,而国内在褪黑素的检测方面主要应用高效液相色谱分析法与反向高效液相法,多用于检测褪黑素制剂中褪黑素的含量,并用于质量控制检测,其灵敏度较低;而在人血清检测方面主要购买国外褪黑素放免或酶联检测试剂盒(主要购自德国 IBL 公司生产的检测试剂盒)。鉴于国外试剂盒昂贵,国内尚无褪黑素放免测定试剂盒,在课题组的研究中,需要测定褪黑素含量,因而我们联合海军总医院放免实验中心开发了褪黑素放免测定试剂盒。在试剂盒组分中,褪黑素抗血清的制备是解决试剂盒长期稳定使用的关键,我们也进行了褪黑素抗血清的制备。由于血液取材不便,我们又摸索了唾液中褪黑素含量的变化,以期以唾液样品取代血清样品进行测定。2.结果2.1 文献研究2.1.1 在对古代运气学专着与相关着作运气部分叙录的基础上,分析研究了对运气学说所持有的不同观点,从而肯定了其科学价值。2.1.2 运气学说是科学假说,换言之,运气学说是在实践基础上产生的,但还不是经过实践充分验证的科学理论,它的提出是一种假说的形成。运气学说具有推测性、科学性和可变性叁大特点。其在医学上的运用,主要是推测每年气候变化和疾病流行的大致情况,为预防疾病及临床诊断、治疗提供重要参考。2.1.3 运气学说对季节气候影响人体的预测性研究,是运用其切入的方式。因此,运用运气学说预测疫病的流行与治疗具有一定的研究价值。2.1.4 运气学说中有关气象的描述还十分简约,难以掌握应用,因而梳理运气学说中的气象内容,采用现代气象学方法及多学科、多手段是研究运气学说的医学气象学内涵的必由之路。而选择从一个?
参考文献:
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[8]. 基于鲁米诺电化学发光的生物传感技术研究[D]. 储海虹. 苏州大学. 2011
[9]. 影响褪黑素催眠作用的诸因素分析[D]. 王芳. 沈阳药科大学. 2002
[10]. 季节气候对人体生理病理影响的文献与实验研究[D]. 李建军. 北京中医药大学. 2005