Triton X-100对紫膜类脂的流动性及光循环中间产物M_(412)的影响

细菌视紫红质(bacteriorhodopsin简称bR)是嗜盐菌紫膜中唯一的蛋白质,具有光驱动质子泵的功能.bR对可见光的吸收是由于视黄醛生色团的存在.bR经橙色光照射后进行一个从微微秒级到毫秒级的光循环,其中间产物M_(412)的生成和衰减与质子泵功能密切相关.然而,仅有bR的光异构化是不够的,还与紧密结合在bR分子周围的类脂分子的辅助     

酰化菌紫质动力学光谱的pH和离子强度依赖性

嗜盐菌紫膜(PM)上的菌紫质(bR)具有光驱动质子泵功能.它的7个跨膜螺旋形成一个内质子通道.全反视黄醛生色团通过质子化的希夫碱结合在通道中部的K216上.光照后,生色团C_(13)=C_(14)光异构化驱动质子从胞质一边由通道泵到膜外,并伴有一系列光循环中间态.其中关键的中间态是M412.它的希夫碱是去质子化的.它的形成和衰减涉及质子泵功能.M412由快组分(M~f)和慢组分(M~s)组成.一般认为M~s的衰减与希夫碱的重质子化有关.M~3的半衰期实际上间接反映了希夫碱重质子化速率.     

聚对苯二甲酸乙二酯激基缔合物的荧光光谱

带有生色团的高聚物不管生色团在侧链上如聚苯乙烯、聚乙烯萘,或是在主链上,如聚2,6萘二甲酸乙二酯,它们在溶液中的荧光光谱,都呈现单分子荧光谱带和激基缔合物谱带,而在固体膜中,仅出现激基缔合物荧光。对此现象还没有合理的解释。在聚2,6萘二甲酸乙二酯的研究中,作者等指出不可能存在分子链内相邻生色团之间的激基缔合物,在溶液中出     

以环外双键体系为桥的低偶极大β 生色团

利用AM1／FF和ZINDO／S－CI方法分别以环外双键体系为桥的电光生色团的电子性质和二阶非线性光学特性进行了理论研究。表明表明，利用环外双键在激发态会出现偶极反转的特殊性质，通过对其取代方式的优化，可以设计出低μ大β生色团。通过延长共轭长度及优化给、受体强度，可以进一步提高贡献于分子非线性之跃迁的振子强度而得到品质因数超过DANS，偶极矩小于5deb的高性能电光生色团。     

聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯与苯的激基复合物的形成

生色团的激发态在溶液中与苯分子相互作用形成激基复合物;同样,对苯二甲酸二甲酯(以下简称DMTP)分子的激发态也能在溶液中与苯分子形成激基复合物。图1中(a)(b)分别为DMTP和PTMGT的乙酸溶液加入不同量的苯后的荧光光谱图     

侧基对极化聚合物薄膜倍频效率的影响

具有A-π-D结构的分子(其中A表示拉电子基,D表示给电子基,π为连接A,D的电子通道),具有较大的超极化率β,可以制成二阶非线性光学系数较大的极化聚合物薄膜。极化聚合物方法最早是由Meredith等人报道的,其基本思想主要是利用外电场使聚合物薄膜中的生色团分子取向,形成有序排列,以破坏宏观对称性。     

菌紫质光循环中间体O的动力学光谱及蜂毒素的影响

菌紫质光循环后牛程除M之外另一个重要的中间体是O_(640)。O在循环的最后阶段,其生色团构型与基态BR相同。O向BR的转变被认为是蛋白构象松弛的过程。关于O的形成,目前有两种主要的看法:一种认为O是N的直接产物,另一种认为M,直接生成O。考虑到蜂毒素及其突变体对M的快慢衰减成分的作用截然不同,我们发展了分析中间体O的闪光动力学光谱的实验方法,初步分析了与BR作用最强的蜂毒素突变体1对O的生成和衰减成分的影响,并分析了中间体O的生成和衰减成分的来源,提出光循环可能存在分支途径。     

有机二阶非线性光学材料综合性能的优化策略

二阶非线性光学材料在激光技术中发挥着非常重要的作用,寻找综合性能优良的有机二阶非线性光学材料一直是材料和光学领域的前沿方向.目前的研究重点主要在于合成具有高二阶非线性光学效应和取向稳定性以及低光学损耗的非线性光学高分子材料,以更好满足高性能光学器件的制作要求.近几十年来,在多种分子模型及理论计算的支持下,科学家相继开发出许多行之有效的策略和方法,在这一领域取得了多方面重要的开拓性研究进展.本文首先介绍有机二阶非线性光学材料的核心构筑单元——生色团的设计与优化,阐述了共轭桥和电子给受体的结构对其微观二阶非线性光学性质的影响;然后结合“位分离”原理和“合适间隔基团”概念,总结了有效转换生色团的微观二阶非线性光学性质到材料宏观二阶非线性光学性能的策略和方法.在此基础上,围绕此类材料中存在的“非线性-稳定性”矛盾以及“非线性-透光性”矛盾探讨了综合性能优化的策略,从多角度归纳了分子设计的基本原则与改进方案以及分子聚集结构调控的有效途径.最后,针对该材料体系在实际应用中面临的关键挑战,对该领域未来的研究发展方向进行了讨论与展望.     

高效负β薁类视黄醛质子化Schiff碱生色团

利用半经验量子化学方法对薁类视黄醛及其衍生物的电子性质和二阶非线性光学特性进行了理论研究. 结果表明, 2位取代薁类视黄醛质子化Schiff碱具有极大的负一阶分子超极化率(β)值和良好的透明性, 其｜μβ｜ 值已达10?44 esu, 接近文献报道的合成生色团的最大值. 对其电子性质的分析表明, 其非线性源于分子中极大的基态偶极矩与激发态偶极矩之差, 由此带来的负溶剂化变色效应很好地解释了其在极性溶剂中吸收蓝移的特性.     

2,6-萘二甲酸二甲酯与β-乙基萘形成的激基复合物的光物理过程

过去文献上报道的激基复合物,多数是由电离能比较小的电子给体和电子亲和力比较大的电子受体所组成。但是我们实验室研究了一系列电离能和电子亲合力都比较接近的“给体”和“受体”,它们也能形成激基复合物。因此我们曾经指出激基复合物应分为两类,在电离能和电子亲合力都比较接近的体系中,与生色团相连的侧基的亲电子能力的大小,对激基复     

细菌视紫红质LB膜光电器件三态光电响应特性的表征与应用

存在于嗜盐菌紫膜中的唯一蛋白质——细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,bR)具有奇特的功能:受可见光照射时,能发生光致变色并具有质子泵功能.在生物体外,bR的稳定性极好.可以利用Langmuir-Blodgett制膜技术或其它方法,在透光的载体(如导电玻璃)上形成单层和多层的bR-LB膜或化学增强膜.这种薄膜具有独特的双稳态光色互变特性、非线性光学特性和微分光电响应特性,已被用来研究构造生物分子型的光-光和光-电器件.近年来的研究结果表明,基于bR-LB膜制作的光电器件在信息传感领域有着潜在的应用前景.这方面的研究工作已经引起人们的极大关注.     

超分子体系中的分子识别研究——Ⅷ.几种环糊精衍生物对金刚烷醇包结配位作用的荧光光谱研究

用荧光光谱滴定法在室温下 pH =7 2的磷酸缓冲溶液中测定了一系列拥有芳香基团的化学修饰 β 环糊精与金刚烷醇形成超分子配合物的稳定常数 .从几种结构因素 ,包括取代基的电子效应和生色团的尺寸以及链长等方面讨论了化学修饰环糊精对金刚烷醇的分子识别机理 .结果表明 :载有正电荷吡啶基的环糊精衍生物能够通过主体环糊精与客体金刚烷醇间的静电相互作用来增强配位稳定常数 ,环糊精的微环境变化对于包结配位反应起着重要作用     

超分子体系中的分子识别研究——Ⅷ.几种环糊精衍生物对金刚烷醇包结配位作用的荧光光谱研究

用荧光光谱滴定法在室温下 pH =7 2的磷酸缓冲溶液中测定了一系列拥有芳香基团的化学修饰 β 环糊精与金刚烷醇形成超分子配合物的稳定常数 .从几种结构因素 ,包括取代基的电子效应和生色团的尺寸以及链长等方面讨论了化学修饰环糊精对金刚烷醇的分子识别机理 .结果表明 :载有正电荷吡啶基的环糊精衍生物能够通过主体环糊精与客体金刚烷醇间的静电相互作用来增强配位稳定常数 ,环糊精的微环境变化对于包结配位反应起着重要作用     

同步极化聚合的耐高温非线性光学聚酰亚胺

用同步极化聚合方法制备了以2－[5-4-硝基苯乙烯基）噻吩基]－4，5－二（4－氨基苯基）咪唑（NSTDAPI）为生色团的高Tg给体嵌入型聚酰亚胺，其Tg达到304℃，Td达330℃，用原位二次谐波产生（in-situ SHG)技术测得极化膜的二阶非线性光学系数d33为32．2pm/V，并研究了其极化动力学和取向稳定性。极化膜的SHG信号在200℃左右才开始出现衰减，220℃以上衰减加快，半衰减温度为250℃。     

高效负 β 薁类视黄醛质子化Schiff碱生色团

利用半经验量子化学方法对Yu类视黄醛及其衍生物的电子性质和二阶非线光学特性进行了理论研究，结果表明，2位取代Yu类视黄醛质子化Schiff碱具有极大的负一阶分子超级化率（β）值和良好的透明性，其│uB│值已达10^-44esu，接近文献报道的合成生色团的最大值，对其电子性质的分析表明，其非性源于分子中极大的基态偶极矩与激发态偶极左之差，由此带来的负溶剂化变色效应很好地解释了其在极性溶剂中吸收蓝移的特性。     

菌紫质光循环中间体M的双相衰减:蜂毒素及其定点突变体的影响

菌紫质(bacteriorhodopsin,BR)是嗜盐菌(H.halobium)紫膜(purple membrane)中唯一的蛋白成分,能将光能转换成电化学能.明适应的BR受光激发,约500fs(10~(-15)s)后生成过渡态J,约3ps(10~(-12)s)之后转变成含13-顺生色团的中间态K,然后历经L,M,N,O等中间态在10～20ms内回到BR.随着循环的进行,质子从细胞质侧转运到细胞外侧,产生跨膜质子梯度.BR的光循环中间体M的生成和衰减与质子转运密切相关.快速动力学分析表明M的衰减过程至少可以分出快(M_(412f))、慢(M_(412s))两种成分.关于两种M衰减成分产生于BR光循环的哪个步骤,已经提出了多种看法.但目前仍没有一个广为认同的解释.     

非晶硫熔化过程中的链环转变

熔化通常表现为吸热和体积膨胀,对放热或体积收缩的反常熔化现象的研究在凝聚态物理中具有重要的科学意义.本文研究了非晶硫反常放热熔化的机理,进行了加热过程中特别是放热熔化前后非晶硫的拉曼光谱分析,表明熔化前的非晶硫中含有大量聚合链结构的团簇,熔化后的液态硫则主要为S8环团簇结构,非晶硫放热熔化过程中应该伴随着链环转变.分子动力学模拟的结果表明链环转变过程是放热的.文中提出非晶硫的反常放热熔化过程是链环转变和熔化过程的耦合,还进一步讨论了非晶硫反常熔化过程中的链环转变与非晶硫晶化过程中链环转变的不同.     

聚集诱导发光分子在生物检测领域的应用

聚集诱导发光(AIE)是指一类荧光生色团在溶液状态下微弱发光甚至不发光,而在固态或聚集状态下荧光显著增强的一种光物理现象.具有AIE特性的分子作为荧光探针在生物检测领域有着传统荧光探针分子不能比拟的优点.一方面可以使更多的AIE探针分子结合到生物大分子上获得高亮度的荧光,而不必担心像传统的荧光分子那样发生聚集导致的荧光猝灭,这为荧光检测提供了便利.另一方面,在聚集后发生的荧光急剧变亮的特性可以作为荧光放大检测的定量依据.本文展示一些有代表性的具有AIE特性的分子,重点介绍其在蛋白质、DNA、G4、手性有机胺等生物分子检测中的应用,阐明AIE荧光探针的工作原理和特点,并对AIE荧光探针的设计与应用给予展望.     

含苯基吡啶和吩嗪类配体的铱-稀土异金属配合物的合成及作为近红外发光DNA探针

设计合成了一系列含苯基吡啶和吩嗪类配体的铱-稀土异金属配合物[Ir(ppy)2(tpphz)Ln(TTA)3]Cl(Ln=Nd(III),Yb(III),Er(III),Gd(III);ppy=苯基吡啶,tpphz=四吡啶并[3,2-a:2′,3′-c:3″,2″-h:3″′,4″′-j]吩嗪,TTA=2-噻吩甲酰三氟丙酮),运用红外光谱、质谱、元素分析等手段对其进行了表征,并研究了其光物理性能.用可见光激发目标配合物Ir-Ln(Ln=Nd,Yb),无论在固体状态、CH2Cl2溶液、或是Tris-HCl(pH 7.2)溶液中都能在近红外光区发现敏化的稀土离子的特征发射峰,说明铱生色团成功敏化了稀土离子近红外发光.通过考察稀土配合物与小牛胸腺DNA之间的作用,建立了测定小牛胸腺DNA的近红外发光新方法,为配合物作为生物探针提供前期实验基础.     

膜脂与紫膜蛋白相互作用

天然紫膜中的菌紫质（BR）分别重组到不同膜脂环境的脂质囊泡中，通过冰冻蚀刻电子显微镜观察、菌紫质在囊泡中旋转扩散和吸收光谱的 及吸收随时间的变化，研究了3种不同膜脂环境对脂质囊泡中BR分子结构和功能的影响，实验结果表明：在目前的脂质囊泡制备过程得到的样吕中，二豆蔻酰磷酯酰胆碱（dimyristoylphosphatidylcholine,DMPC）是BR分子的稳定脂环境，卵－磷脂酰胆碱（egg-phosphatidylcholine,卵－PC）会使BR脱生色团视黄醛，产生了不可逆的变化，胆固醇可以稳定脂环境中的BR分子，但会使BR分子产生凝聚作用。