温度影响集胞蓝藻PCC 6803叶绿素荧光在作用光关闭后短期上升的机制探讨

许多研究认为光系统I(PSI)循环电子传递的功能是提供ATP和产生质子动力势保护反应中心免受多余光能的破坏等,然而由于测定其反应较困难,人们对PSⅠ循环电子传递在活体内运转的机理尚欠了解.近年来,在C_4植物、C_3植物以及蓝藻中发现了作用光关闭后荧光短期上升现象(Post-illumination transient increase in chlorophyll fluorescence),认为这是由于NADPH等光下积累的还原产物还原质醌(PQ)所致,因而可以间接地反映PSⅠ循环电子传递,这就为活体内研究PSⅠ循环电子传递提供了简捷的研究手段.过去的工作已表明,单细胞集胞蓝藻(Synechocystis)PCC 6803在作用光关闭后荧光短期上升现象与类囊体膜上的NAD(P)H脱氢酶介导的PSⅠ循环电子传递有关,其显著程度受温度影响,但是温度影响的机制尚不清楚.Murata等的研究表明,光合放氧等光合电子传递等的Arrhenius图的活化能改变折点可以作为膜脂物理相变温度的指示.本文测定集胞蓝藻PCC 6803中反映PSⅠ循环电子传递速度的作用光关闭后荧光上升速度的Arrhenius图,比较和分析它与光合放氧的关系以及能增加膜脂流动性的乙醇的影响,我们的结果表明,PSⅠ循环电子传递与类囊体膜脂状态有着密切的关系.     

紫膜微分响应特性的理论和实验研究

自60年代美国科学家Stoeckenius等人在嗜盐菌中发现紫膜(Purple membrane,PM)和细菌视紫红质(Baeteriorhodopsin,BR)以来,对这种光能转换蛋白膜的研究迅速增长。人们对紫膜和BR的组成、结构及其功能进行了广泛的研究。近年来的研究表明,紫膜是一种大有前途的生物分子光电功能和光存储材料,由于它具有稳定性好、重复使用次数高、空间分辨率高、响应速度快及可修饰等优点,在人工神经网络元件、视觉模拟和三维光信息存储等方面有很大的应用潜力。     

温度影响集胞蓝藻PCC 6803叶绿素荧光在作用光关闭后短期上升的机制探讨

<正>许多研究认为光系统I(PSI)循环电子传递的功能是提供ATP和产生质子动力势保护反应中心免受多余光能的破坏等,然而由于测定其反应较困难,人们对PSⅠ循环电子传递在活体内运转的机理尚欠了解.近年来,在C₄植物、C₃植物以及蓝藻中发现了作用光关闭后荧光短期上升现象(Post-illumination transient increase in chlorophyll fluorescence),认为这是由于NADPH等光下积累的还原产物还原质醌(PQ)所致,因而可以间接地反映PSⅠ循环电子传递,这就为活体内研究PSⅠ循环电子传递提供了简捷的研究手段.过去的工作已表明,单细胞集胞蓝藻(Synechocystis)PCC 6803在作用光关闭后荧光短期上升现象与类囊体膜上的NAD(P)H脱氢酶介导的PSⅠ循环电子传递有关,其显著程度受温度影响,但是温度影响的机制尚不清楚.Murata等的研究表明,光合放氧等光合电子传递等的Arrhenius图的活化能改变折点可以作为膜脂物理相变温度的指示.本文测定集胞蓝藻PCC 6803中反映PSⅠ循环电子传递速度的作用光关闭后荧光上升速度的Arrhenius图,比较和分析它与光合放氧的关系以及能增加膜脂流动性的乙醇的影响,我们的结果表明,PSⅠ循环电子传递与类囊体膜脂状态有着密切的关系.     

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.     

2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基探针进入脂质体和生物膜的电子自旋共振波谱研究

类脂是细胞膜的主要成分。根据Singer等人的关于细胞膜结构的流动镶嵌模型学说,在正常温度下,膜类脂双分子层是严格有序的,并且有一定的流动性。X光衍射、顺磁和核磁共振研究表明,生物膜内的脂肪酸链在正常生理条件下处于流动的状态,在某些外来因素作用下可发生相的转变。经荧光探针检测发现,当细胞发生癌变时,其膜类脂的流动性比在正常细     

菠菜类囊体中的作用光关闭后荧光短时上升

循环光合电子传递不仅可偶联形成ATP,而且在调节ATP和NADPH形成的比例,防止多余光能对光合机构的破坏等方面也起着重要作用.然而,围绕PSI的循环电子传递,有哪些电子递体参与以及通过怎样的传递途径,至今仍不甚清楚.由于循环电子传递是一个闭合回路,难以直接测量,因此探索各种观测研究手段是很重要的问题.最近有报道,利用调制荧光测量方法,在叶片、完整叶绿体或蓝藻中观察到当作用光停止以后,会出现照光后荧光短时间上升(transient post-illumination increase in chlorophyll fluorescence)的现象.此现象被认为反映了围绕PSI的循环电子传递,并且可能在植物中普遍存在.如果在离体类囊体膜系统中观测并研究这种现象,将有利于对它的深入研究.我们发现,在提取的菠菜类囊体膜中,作用光关闭后的荧光上升现象消失,但是如果将铁氧还蛋白和NADP~ 加入到类囊体膜系统中,就可以再现出叶片中观测到的荧光上升现象.我们对这一现象的机理进行了研究.     

阳离子表面活性剂与偶氮苯构筑的光响应流体的流变行为

通过流变学的方法研究了十六烷基三甲基水杨酸铵(C_(16)TASal)与偶氮苯(AZB)构筑的光响应流体的流变特性.结果表明,在一般条件下,由于拟网络结构的形成,C_(16)TASal体系形成高黏弹性的胶束溶液.当体系中加入偶氮苯后,溶液的黏度大大降低.由于偶氮苯的顺-反光异构化性能,在紫外-可见光照射下,C_(16)TASal/AZB混合体系的黏弹性能被可逆地调控.与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/NaSal/AZB混合体系的对比实验发现,后者在紫外光照射下所有溶液黏度均降低,当用可见光照射时,体系的黏度未发现可逆性能.用紫外、红外、核磁共振光谱以及透射电子显微镜等技术辅助研究混合体系的光敏特性及微观结构.     

光照可以调节生物钟

在未来的某一天,乘飞机旅行的人也许能够利用精确的光照疗法来调节他们的体内生物钟,以避免在跨时区高速飞行后产生生理节奏紊乱。目前,科学家们刚开始解开复杂的昼夜节律之迷。3年前,美国的研究人员在一位具有快速生物钟的女子身上发现,仅仅一次光照射便使其昼夜节律循环的许多方面起了变化。     

SERS在光合作用光破坏机理中的应用

利用检测灵敏度较高的ＳＥＲＳ技术,对浓度较低的纯化的Ｐｄ ＯＥＣＣ吸附在银表面上的薄层进行了ＳＥＲＳ测试,得到了室温下的Ｐｄ ＯＥＣＣ及强光破坏后的Ｐｄ ＯＥＣＣ的ＳＥＲＳ光谱。在强光照射下,β－胡萝卜素分子的ＳＥＲＳ光谱的散射强度明显降低,其线宽增加,这说明哟光照射不但改变了β－胡萝卜素分子的构象,而且也改变了β－胡萝卜素分子的微环境。     

离子型胶束中分子内扭转电荷转移的盐效应

分子内扭转电荷转移(TICT)是目前凝聚态光化学领域中的前沿课题之一,这是因为TICT除具有特别的光物理化学性质外,在光合作用原初过程模拟以及非线性光学材料的研究中亦具诱人的前景.胶束被认为是一种膜模拟体系,因此研究胶束中的TICT不仅可在更近层次上模拟叶绿体光合作用的原初过程,而且对于研究其它有序组织体(如LB膜,合成双分子膜以及真正的生物膜等)中的TICT和利用TICT特殊的光物理化学性质了解有序组织     

热变性处理后蛋白质的电子自旋共振波谱

等曾对正常和变性蛋白质受电离辐射作用后的电子自旋共振波谱进行了观察;发现经热变性处理的蛋白质在照射后具有较宽的双峯超精细结构的波谱,自由基总量可增到100—500倍,而未经热变性处理的蛋白质受照射后的波谱是较窄的单峯。W.Gordy等对照射的正常和变性蛋白质都得到双峯波谱,没有观察到上述现象。等根据实验结果作出了结论,     

光致变色

有些物质在一定波长的光照射下,能改变颜色,而在暗处或在波长较长的光照射下或受热,又恢复原色,这类可逆现象就是光致变色(光色互变过程)。     

影子的贡献

影子,是物体挡住光线后,映在地面或其它物体上的形象,或因反射而显示的虚象。影子虽是一种简单的物理光学现象,但科学家们抓住"影子"这一现象研制出了许多特殊仪器设备,在工农业生产、人民生活、医疗卫生、文化艺术等方面发挥了极大作用。教师离不开"幻灯机"这一教学设备,幻灯机实际上就是把幻灯片经光照射后形成的影子,投射到屏幕上,从而提高了教学效果。儿童们观看的皮影戏,黑白、彩色相片的形成等等,都是影子的功劳。在医学上,影子更是显示了巨大作用,1895年,德国科学家伦琴发现了 X 射线,它可以透过     

纳秒激光激发的紫膜K,L过程寿命的测量

紫膜是嗜盐菌在特定条件下在其部分细胞膜上合成的,膜上仅有一种蛋白质——菌紫质(BR),它由248残基组成,分子量为26ku,7次跨膜.在光照下BR分子会经过一系列物化变化形成一系列中间体K,L,M,N,O,最后又恢复至原始状态.紫膜是理想的生物光能转换材料,并成为多种学科的研究对象,由于紫膜的光循环过程与质子泵功能以及光电响应相关联,BR的光化学循环过程的测定和研究在紫膜及其应用中有重要的作用.光动力学过程的参数是一个主要的物理参数.国外文献中有关报道不少,国内在毫秒级的动力学过程的测量已有成熟的装置和应用.但仅能测量M中间体以后的衰减过程,为了研究M以前的K,L等动力学过程,必须用纳秒激光分析研究微秒量级的过程.我们采用7ns的激光作为激发光源,同时测量到K,L等中间产物的形成和衰减过程,这对利用K过程研究BR双稳态和深入了解紫膜的光动力学过程都有重要作用.     

Co/C,CoN/CN软X射线多层膜的周期结构热稳定性研究

软X射线多层膜经常在强光束的照射下,做为反射镜使用。由于同步辐射等强光束携带很高的能量,使软X射线多层膜镜在工作时的温升可达几百度。软X射线多层膜为亚稳结构,周期仅为纳米量级,如此高的温升会对其周期结构造成不同程度的破坏,从而使反射率降低,反射率峰值位置漂移。因此,研究软X射线多层膜的结构热稳定性,对寻求软X射线多层膜的结构稳定性的改善方法具有重要意义。本文通过对Co/C,CoN/CN软X射线多层膜的周期结构热稳定性的对比研究,发现掺杂N可以十分有效地改善Co/C软X射线多层膜的周期结构热稳定性。     

仿生生物自发光纳米材料用于肿瘤光动力治疗

光动力疗法(PDT)具有高效的肿瘤细胞杀伤能力,因此被用于多种肿瘤的治疗,但是光在组织中穿透性较差,限制了光动力疗法的进一步发展.为解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的问题,本文仿生萤火虫生物发光特性,构建了可在组织内部进行生物自发光的纳米材料.选择ZIF-8对生物发光系统进行封装,并选择Mn O2对ZIF-8进行包裹以此来减少纳米粒子的毒性.该纳米粒子能够实现发光系统在肿瘤部位响应释放.同时,选择激发波长与生物发光波长重叠的光敏剂直接与发光系统相连,保证了高效的生物发光共振能量转移.本文研究证实了该纳米材料具有层次分明的核壳结构,以及良好的细胞生物相容性,可被肿瘤细胞大量摄取.进一步研究证明该纳米材料可在肿瘤细胞高谷胱甘肽的微环境中降解,释放催化酶及发光底物,并在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的作用下进行生物自发光.同时,细胞实验证实了发光底物可通过生物发光共振能量转移效应激发光敏剂产生活性氧,进行光动力治疗,对耐药肿瘤细胞具有良好的细胞杀伤效果.本文构建的生物自发光纳米材料具有在生物深层组织进行生物自发光激活光敏剂光动力的潜力,有望解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的缺...     

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     

新型的太阳能制氢电池

1972年日本的Fujishima和Honda以半导体二氧化钛作光电极的光电化学电池分解水制氢,开创了太阳能制氢的研究工作。但效率和成本是太阳能制氢的两个制约因素,Honda的制氢电池其能量转换效率不到1%,离实用要求相差甚远。我们在过去的十几年里,根据对在绿色植物光合作用里光致电子传递的研究,构筑一个完全人工的系统来利用太阳能分解水制氢。在自然界的光合作用里,有两个光系统(即光系统工和光系统Ⅱ),它们处在叫做类囊体膜的光合作用膜里,在吸收太阳光的能量后从水分子里夺取电子;电子通过这两个光系统传递到膜的另一侧去还原电子受体。由于膜很薄(厚度小     

长期白天驾车增加患皮肤癌风险

美国圣路易斯大学医学院的科研人员发现,长期白天驾车的人患皮肤癌的风险较大,因为他们的脸和手经常暴露在阳光下。目前多数汽车玻璃可以阻挡一般性紫外线,但是无法阻挡超强紫外线和其他太阳光照射,因此,那些长期在阳光下驾车的人,特别是经常开窗驾车的人,很容易暴露在紫外线的照射之下。科研人员在对898名美国皮肤癌患者进行分析后发现,53%的人是身体左侧患皮肤癌,因为这部分身体在驾车时经常被阳光照射。     

光响应聚倍半硅氧烷纳米载体及其光控药物释放性能

设计并合成了氨基甲酸-N,N-双[3-(三甲氧基硅基)丙基]-(2-硝基苯基)甲酯(BS)光响应性桥联硅烷单体,采用~1H NMR、~(13)C NMR、~(29)Si NMR和质谱对其进行了表征,硅烷的邻硝基苄基桥联结构单元具有光响应性能,在254 nm光照射下会发生光致断裂.通过溶胶-凝胶过程,利用BS桥联硅烷制备了具有光响应性能的聚倍半硅氧烷纳米粒子(BPS),其平均直径为127 nm,粒径分布窄(PDI=0.167).在254 nm光照射下BPS有机桥联结构发生光致断裂反应,表面电荷性质发生由负(–28.20 mV)到正(+22.86 m V)的翻转, BPS纳米粒子通过静电相互作用能够高效装载阿霉素药物,并具有光控药物释放行为.体外释放实验表明,在254 nm光照射下药物的释放率与光照强度和光照时间正相关,可对药物实现定时、定位和定量地精确控制释放,最高药物释放率达到82.9%,该研究为目标分子的控制释放提供了一种新的聚倍半硅氧烷可控释放体系,具有重要应用价值.