Mg2+/Ca2+与DNA碱基和水相互作用的量子化学研究

采用高水平量子化学方法,MP2/6-311G(d,p),对气相中的Mg2+/Ca2+与DNA碱基和水的相互作用进行了研究,优化base-M-(H2O)n(M=Mg2+/Ca2+,n=1~2)的几何结构,计算其结合能和电荷分布等性质.结果表明,Mg2+与配体碱基及水的距离要比Ca2+与其配体距离更近,Mg2+与其配体的平均距离要比Ca2+小0.03nm左右.Mg2+与其配体的结合能要比Ca2+的大60~70kcal/mol左右,随着水数目的增加,离子与配体的结合能力逐渐减弱,Mg2+/Ca2+到水和碱基的平均距离越来越大,但变化幅度较小.金属离子的电荷主要转移到水中.     

基于手性金纳米粒子圆二色光谱法识别与检测银离子

采用液相制备方法获得具有光学活性的手性金纳米粒子,通过吸收光谱和圆二色光谱及高分辨透射电镜对手性金纳米粒子进行表征.利用圆二色光谱法建立手性金纳米粒子对Ag~+选择性识别方法,结果表明手性金纳米粒子对Ag~+响应时间仅需12min,手性金纳米粒子能够从13种常见金属离子中选择性识别Ag~+,并对多种常见金属离子具有较好的抗干扰能力,检测灵敏度高并且具有良好的重现性.所建立标准曲线线性范围为0.2~30μmol/L,线性相关系数R~2=0.995(n=15),Ag+的检测限为0.2μmol/L;为环境水样中Ag~+的识别和检测提供了一种简单、精确、快速、环境友好的新方法.     

Li~+离子掺杂TiO_2纳米粒子的表面光电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和掺Li+的TiO2纳米粒子,利用XRD、XPS、UV-Vis和表面光电压谱(SPS)测试技术对样品结构进行了表征.分析了不同退火温度及不同Li+掺杂量对TiO2纳米粒子表面光电性能的影响,讨论了Li+掺杂对TiO2纳米粒子表面光电性能影响的机制.实验结果表明:Li+掺杂TiO2在退火温度600℃时已完全转化为金红石相,相对于纯TiO2而言,Li+掺杂降低了相转化温度;退火温度为500℃,Li+掺杂量为1%的TiO2纳米粒子的表面光电压显著增强,这可能与Li+掺杂所引起的光吸收能力的提高以及缺陷有关.     

聚阴离子电解质纳米粒子的制备及其表征

探索了一种新的聚阴离子电解质基(海藻酸钠、果胶和羧甲基壳聚糖)的纳米粒子的制备方法.该方法不涉及任何有机溶剂和表面活性剂,并且能够很好的控制聚阴离子电解质基纳米粒子的形貌及粒径.应用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测了干态纳米粒子的形貌;采用扫描电镜在低真空下以环境扫描模式(ESEM)表征了湿态纳米粒子的形貌,利用纳米粒度仪测定了纳米粒子的粒径及其分布.结果表明,在含有Ca2+和CO32-的水溶液中,聚阴离子电解质可以自组装成形状规整且分散性好的纳米粒子.     

PdNPs/MWNTs修饰玻碳电极的制备及其对六价铬的电化学测定

用钯纳米粒子多壁碳纳米管修饰玻碳电极,并用于对六价铬(Cr(VI))的电化学测定.采用场发射扫描电子显微镜、循环伏安法、交流阻抗法、差分脉冲伏安法等方法对修饰电极进行了表征.研究发现多种其他金属离子如Cr3+、Pd2+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Al3+、Ba2+、Ca2+、Mg2+等对六价铬离子的测定没有明显干扰,且六价铬的还原峰电流与Cr(VI)的浓度在8×10-7~5×10-8mol/L范围内呈良好线性关系,检测限达2.7×10-8mol/L.该法具有简便快速,选择性好,灵敏度高等特点.     

不同理化因子对分离于荒漠生物结皮中念珠藻生长的影响

通过对分离于生物结皮中的念珠藻(Nostoc sp.)进行室内培养,研究了K+浓度、Ca2+浓度、Mg2+浓度、pH值、温度、光照等理化因子对其生长的影响,初步探讨了念珠藻生长所需的最适生理条件.研究结果表明,K+浓度、Ca2+浓度对念珠藻生长的影响为显著水平,pH值、Mg2+浓度对念珠藻生长的影响为极显著水平,温度和光照强度对念珠藻的影响不显著.多因素方差分析结果进一步表明,pH值、Ca2+浓度、Mg2+浓度对念珠藻生长的影响呈极显著水平,K+浓度对念珠藻生长的影响不显著.念珠藻的最适生长条件为温度25℃,光照强度66μmol·m-2·s-1,pH＝11,K+浓度为5.38×10-5mol/L,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为1.02×10-4mol/L.     

两种金属离子[Ca~(2+),Mg~(2+)]——螯合剂缓冲体系中自由[Ca~(2+)]的计算

在一种金属离子[Ca2+ ]及两种金属离子[Ca2+ ,Mg2+ ]螯合剂缓冲体系中总[Ca2+ ]t 的计算工作基础上,进行了含有两种金属离子[Ca2+ ,Mg2+ ]——螯合剂缓冲体系中自由钙[Ca2+ ]的计算研究.特别是利用微机给出了简单计算公式,编制了计算程序;并给出部分常用数据.只要在所需pH 值、温度、[EDTA]t 或[EGTA]t 浓度条件下,根据实验要求,由[Ca2+ ]t 和[Mg2+ ]t 就可以求出自由[Ca2+ ].     

Mg2+影响方解石晶体生长机制的分子动力学研究

采用分子动力学(MD)方法模拟计算了方解石(110)、(104)晶面分别与Mg2+、Ca2+的相互作用.结果表明,在相同的外界条件下,方解石两个晶面与Mg2+的结合能均大于它们与Ca2+的结合能,说明这两个晶面易对Mg2+形成优先吸附.(110)晶面上的结合能远大于(104)面上的结合能,说明前者比后者更活跃.由于Mg2+的优先吸附占据了原本属于Ca2+的晶格点,因此引起方解石晶体发生形变进而达到了阻止方解石晶体生长的结果.通过对体系的对关联函数g(r)的分析,证明方解石晶面与Mg2+和Ca2+均形成了化学键,但前者更强一些,进一步说明了Mg2+的阻垢作用.     

镁离子与蛋清蛋白协同调控下文石亚微米束的仿生合成

以蛋清蛋白作为有机基质,Mg2+作为无机离子,研究了蛋清蛋白和Mg2+对碳酸钙仿生矿化过程的协同诱导作用,并对矿化产物进行了XRD,FT-IR和SEM表征。结果表明,在两者的共同作用下,通过控制实验参数,采用直接沉淀和气体扩散两种矿化方法均可获得纯文石相Ca CO3亚微米束,但两种方法的制备条件和亚微米束的致密度存在一定的差异。分析了蛋清蛋白和Mg2+对碳酸钙仿生矿化过程的调控机制:在亚微米束形成过程中,镁离子的作用是促进文石相Ca CO3的成核与生长,而蛋清蛋白分子主要功能是对镁离子诱导形成的文石型Ca CO3粒子进行组装并最终得到亚微米束。     

Au@P4VP纳米复合粒子的制备与性能

本文首先采用RAFT聚合法合成了端基为双硫酯的聚-4-乙烯基吡啶(P4VP),进一步使用NaBH4还原得到端基为巯基的P4VP,最后通过原位还原法在HAuCl4水溶液中合成了Au@P4VP纳米复合粒子(Au@P4VP NPs).通过UV-vis、FT-IR、XRD、SEM、DLS及TEM等手段表征其结构,证明成功合成了金纳米复合粒子.研究表明:金纳米复合粒子的粒径和形貌与P4VP的浓度及溶液的pH值有关.当P4VP和HAuCl4的物质的量之比为2时,得到的金纳米粒子的形貌和粒径最好;在P4VP的物质的量很小时,得到了三角形和不规则形状的金纳米粒子.当金纳米复合粒子溶液的pH3.2时,得到的纳米粒子具有很好的分散性且粒径较小;若溶液的pH3.2,得到的纳米粒子粒径较大,且发生一定程度的团聚.     

Regions of the skeletal muscle dihydropyridine receptor critical for excitation-contraction coupling

It is thought that in skeletal muscle excitation-contraction (EC) coupling, the release of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum is controlled by the dihydropyridine (DHP) receptor in the transverse tubular membrane, where it serves as the voltage sensor. We have shown previously that injection of an expression plasmid carrying the skeletal muscle DHP receptor complementary DNA restores EC coupling and L-type calcium current that are missing in skeletal muscle myotubes from mutant mice with muscular dysgenesis. This restored coupling resembles normal skeletal muscle EC coupling, which does not require entry of extracellular Ca2+. By contrast, injection into dysgenic myotubes of an expression plasmid carrying the cardiac DHP receptor cDNA produces L-type calcium current and cardiac-type EC coupling, which does require entry of extracellular Ca2+. To identify the regions responsible for this important functional difference between the two structurally similar DHP receptors, we have expressed various chimaeric DHP receptor cDNAs in dysgenic myotubes. The results obtained indicate that the putative cytoplasmic region between repeats II and III of the skeletal muscle DHP receptor is an important determinant of skeletal-type EC coupling.     

Primary structure and functional expression of the cardiac dihydropyridine-sensitive calcium channel

In cardiac muscle, where Ca2+ influx across the sarcolemma is essential for contraction, the dihydropyridine (DHP)-sensitive L-type calcium channel represents the major entry pathway of extracellular Ca2+. We have previously elucidated the primary structure of the rabbit skeletal muscle DHP receptor by cloning and sequencing the complementary DNA. An expression plasmid carrying this cDNA, microinjected into cultured skeletal muscle cells from mice with muscular dysgenesis, has been shown to restore both excitation-contraction coupling and slow calcium current missing from these cells, so that a dual role for the DHP receptor in skeletal muscle transverse tubules is suggested. We report here the complete amino-acid sequence of the rabbit cardiac DHP receptor, deduced from the cDNA sequence. We also show that messenger RNA derived from the cardiac DHP receptor cDNA is sufficient to direct the formation of a functional DHP-sensitive calcium channel in Xenopus oocytes. Furthermore, higher calcium-channel activity is observed when mRNA specific for the polypeptide of relative molecular mass approximately 140,000 (alpha 2-subunit) associated with skeletal muscle DHP receptor is co-injected.     

Induction of calcium currents by the expression of the alpha 1-subunit of the dihydropyridine receptor from skeletal muscle

The dihydropyridine (DHP) receptor purified from skeletal muscle comprises five protein subunits (alpha 1, alpha 2, beta, gamma and delta) and produces Ca2+ currents that are blocked by DHPs. Cloning of the alpha 1- and alpha 2-subunits, the former affinity-labelled by DHP, has shown that the alpha 1-subunit is expressed in skeletal muscle alone, whereas the alpha 2- and delta- subunits are also expressed in other tissues. Although the transient expression of the alpha 1-subunit in myoblasts from dysgenic mice (but not in oocytes) has been demonstrated, the use of these expression systems to determine the function of the alpha 1- subunit is complicated by the presence of endogenous Ca2+ currents, which may reflect the constitutive expression of proteins similar to the alpha 2-, beta-, gamma- and/or delta-subunits. We therefore selected a cell line which has no Ca2+ currents or alpha 2- subunit, and probably no delta-subunit for stable transformation with complementary DNA of the alpha 1- subunit. The transformed cells express DHP-sensitive, voltage-gated Ca2+ channels, indicating that the minimum structure of these channels is at most an alpha 1 beta gamma complex and possibly an alpha 1- subunit alone.     

镁的引入对微生物加固砂土试验影响

微生物沉积碳酸盐技术（MICP）是土木工程领域中一种新型的地基处理技术,该技术主要通过微生物诱导产生的碳酸盐沉淀胶结砂土颗粒,从而提高其力学性能。目前,MICP加固过程中Ca2+作为生成CaCO3沉淀的主要来源,但是对其他金属离子和矿化产物以及矿化产物之间结合作用的相关研究较少。本文选取了6种不同的Mg2+/Ca2+摩尔比工况,通过碳酸盐沉淀试验和无侧限抗压强度试验,分析了MICP技术处理砂土影响的效果。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,初步探讨了微生物固化砂土的机理。结果表明,随着Mg2+/Ca2+摩尔比的增加,固化后砂样的碳酸盐含量降低;较低Mg2+/Ca2+的摩尔比提高了其无侧限抗压强度;在Mg2+/Ca2+=0.1/0.4时,砂样的强度获得最大值;但较高Mg2+/Ca2+的摩尔比抑制了碳酸盐的析出,降低了其强度;随着镁/钙摩尔比的增大,矿物成分含有方解石、球霰石和镁方解石等各种混合物,矿物成分发生了变化。     

Mg2Ca相对镁合金形变和失效机理的影响

采用分子动力学(MD)模拟方法,在分析Mg-Ca合金中Mg基质和Mg_2Ca稳定相机械性能基础上,对比揭示了Mg_2Ca对多晶镁合金形变和失效机理的影响.特定方向的单轴载荷下,单晶Mg伴随着活跃的锥面c+a和柱面a位错,有显著塑性形变.单晶Mg_2Ca无明显塑性形变,高刚度且脆性强烈.对比多晶Mg/Mg_2Ca复合材料的微观结构,在塑性形变过程中,Mg_2Ca晶粒因其高刚度能减少合金位错并阻断相邻Mg基质中活跃的基面a和锥面c+a位错的传播,从而锚定周围原子.而较弱的Mg/Mg_2Ca界面容易产生裂缝,引起晶间断裂,最终使多晶镁合金失效.     

溶胶-凝胶法制备的偏钛酸型锂离子吸附剂模拟从盐湖卤水中吸附Li+研究

本文以钛酸丁酯和乙酸锂为钛源和锂源,采用溶胶-凝胶法制备了钛酸锂（Li2TiO3）纳米粒子,用盐酸对其进行处理得到偏钛酸型锂离子吸附剂（钛锂离子筛）。配制了盐湖卤水模拟液,在吸附之前向模拟液中加入氢氧化钠除去Mg2+和Ca2+,并用所制备的吸附剂进行了模拟从盐湖卤水中吸附锂离子的研究。结果表明偏钛酸型锂离子吸附剂对锂离子的吸附容量为8.25 mg·g-1,Li+的分配系数(Kd)为24.54 mL·g-1,其数值远大于Na+ (0.52 mL·g-1)和K+ (0.97 mL·g-1)的分配系数。Li+对Na+的分离因素()为47.2,Li+对K+的分离因素()为25.3,表明所制备的吸附剂对Li+具有很好的选择吸附性。     

腐殖质与Ca~(2+)、Mg~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)的络合作用及其在农业中的应用

用电位滴定法研究腐殖酸FA和HA与金属离子(Ca2+、Mg2+、Co2+、Ni2+)的络合作用,发现它们与金属离子形成的络合物比较稳定,在溶液中的络合形成常数可通过作图法获得 随着溶液中金属离子浓度的增大,络合形成常数减小,同时发现FA与金属离子的络合形成常数比HA的大 腐殖酸是土壤肥力高低的一个重要标志,在农业应用中具有重要作用     

有机重金属复合污染对香樟吸收营养离子的影响

采用土培试验研究了聚已戊二酯重金属复合污染处理对香樟吸收营养元素的影响。研究结果表明:高浓度重金属可以增加根部对Ca2+、Fe2+吸收,增加叶片对Ca2+、Mg2+的吸收,但降低了香樟根部对Mg2+及叶片对Fe2+的吸收。与有机浓度100mg/kg处理相比,根和叶在有机浓度为50mg/kg对Ca2+、Mg2+的吸收能力有所增强,但对Fe2+的吸收能力有所减弱。根部吸收重金属离子与吸收营养元素离子间呈现显著的相关性,但叶中重金属吸收和营养元素吸收之间没有明显的相关关系。     

大孔树脂对食品糖液中Ca2+、Mg2+离子的吸附特性研究

研究了A252大孔树脂对糖液中Ca 、Mg2 的吸附效果.结果表明,该树脂对Ca2 、Mg2 的交换能力大,吸附效果好,且该树脂的交换容量与糖液的pH值和流速相关.