目的 建立基于β-环糊精(β-CD)修饰碳量子点(CQDs)的D,L-色氨酸(D,L-Trp)手性药物识别荧光分析方法,并实现L-色氨酸(L-Trp)的定量分析.方法 以碳纤维为碳源,采用硝酸氧化法制备CQDs,利用EDC/NHS化学偶联法将乙二胺-β-CD修饰到CQDs表面,成功制备β-CD/CQDs复合物,构建D,L-Trp对映体手性识别荧光传感器.采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱及X射线电子能谱等技术评价CQDs及β-CD/CQDs复合物的理化性能,并进行合成与识别条件优化.结果 在pH值为5.5或6.0和反应温度为40 ℃的条件下,β-CD/CQDs复合物能够很好地识别D,L-Trp手性,且L-Trp在6～38 μmol/L与荧光强度呈良好线性关系(r=0.998),检测限为0.94 μmol/L.结论 建立的手性药物识别荧光方法具有良好的特异性,能够实现对D,L-Trp的识别以及对L-Trp的定量分析.

中草药碳点是以中草药为前驱体制成的碳点,其制备工艺与碳量子点相似,因而也称中草药衍生碳量子点.中草药碳点不仅有原料广泛、毒性低和生物相容性良好等优点,还有止血、消炎镇痛及抗肿瘤等多种生物学特性,可应用于生物成像,生物传感,大、小分子和离子的检测等领域.对中草药碳点的生物学特性及其在上述领域应用方面的最新进展进行系统概述,并对中草药碳点在后续研究中的应用前景与关键问题进行展望.

随着纳米技术的发展,研究人员开发了许多可应用于近红外(NIR)区域生物成像的多功能纳米复合材料.其中包括有机染料、量子点和碳纳米管等[1-2].然而,这些纳米复合材料存在一些不足,如稳定性差、生物安全性低等.稀土纳米晶因其优异的荧光性能、较窄的发射带、较长的荧光寿命和稳定的化学性质而受到广泛关注[3-4].

草地覆盖全球陆地面积的40％左右,在全球碳循环中发挥着重要作用.近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积.草地管理方式(如刈割)在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用.因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义.依托6种氮添加(NH4NO3)梯度和两种草原管理方式(刈割和不刈割)交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草(Leyznus chinensis)的光合作用-光响应过程.采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性.结果表明:指数模型对表观量子效率(a)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好.在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力.适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、Pnmax、α和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力.综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m-2 a-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施.探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据.

滨海湿地是高效的蓝碳碳汇系统,但气候变暖正在直接或间接地影响着滨海湿地植物的光合作用特征,从而影响湿地的碳汇功能.本研究在少雨的黄河三角洲(东营)和多雨的江苏盐城两地芦苇湿地建设增温观测站,采用Li-6800光合测量系统研究在东营和盐城两地芦苇的光合特征对模拟增温的响应机制,并对比了东营6月与8月两个生长季的差异.结果表明:与8月相比,6月芦苇光合作用能力更强,增温在2个生长季均提高了芦苇的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)和胞间CO2浓度(Ci),但在8月Pn的正响应波动较小;与东营相比,盐城湿地的芦苇具有更高的Pn和水分利用率(WUE),且盐城湿地芦苇的最大净光合速率(Pn max)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)和暗呼吸速率(Rd)对增温的正响应更为显著,其AQY、LSP和Pn max在增温样地分别提高了16.7％、53.6％和30.3％,表明在多雨湿润的条件下,增温可以提高植物的弱光利用效率、对强光的适应能力和光合作用潜力.本研究对于在气候变暖背景下准确量化滨海湿地在区域、季节尺度上的碳汇过程具有重要的参考价值.

目的 建立肺炎支原体(M p)抗原量子点免疫层析的检测方法 ,初步评价其在临床辅助诊断中的应用价值.方法在偶联剂碳二亚胺EDC和N-羟基琥珀酰亚胺(N HS)作用下,使鼠抗人M p单克隆抗体(针对P1蛋白)与羧基量子点(CdSe/ZnS)偶联,制备量子点标记抗体包被在玻璃纤维膜上,以另一株M p单抗(针对P1蛋白)作为捕获抗体包被在硝酸纤维素膜(N C膜)上,建立双抗体夹心量子点免疫层析法检测肺炎支原体抗原.该方法检测130份临床咽拭子标本,并与荧光聚合酶链反应方法相比较.结果 经过一系列的反应条件优化,确定偶联剂EDC用量为0.4 mg/mL,sulfo-N HS用量为0.58 mg/mL,标记抗体浓度1:100稀释,捕获抗体浓度为0.75 mg/mL,反应时间为10 min.量子点免疫层析法检测临床标本,阴性符合率为96.4％,阳性符合率为90.0％.结论 量子点(CdSe/ZnS)标记免疫层析法检测Mp与荧光聚合酶链反应法具有较好的符合性,该方法操作简便、检测快速、灵敏度高,适用于Mp感染的早期诊断.

目的 构建基于氨基硫脲修饰碳量子点测定生物样品中铜离子的荧光探针.方法 通过化学反应将氨基硫脲修饰到碳量子点表面,修饰后的碳量子点其荧光可以被铜离子猝灭,根据加入铜离子前后碳量子点荧光强度的变化可测定样品中的铜离子.结果 相对于其他金属离子,该探针对Cu2+有特殊选择性,Cu2+可使其荧光最大猝灭率达68.7％.且当Cu2+浓度在0～0.40μmol/L范围内时,浓度与荧光强度的变化值呈良好线性关系,检测限为3.47 nmol/L.将其用于人发及血液中铜离子检测,测定结果和原子吸收分光光度法结果差异无统计学意义.加标回收率为94.7％～ 103.7％,RSD ＜2.9％.结论 该方法具有绿色、操作简单、快速、特异性好、灵敏度高、无需大型仪器等优点,适用于生物样品中铜离子的测定.

以内陆高寒区盐碱地重要的经济树种枸杞2年生幼苗为研究对象,采用盆栽控制试验方法,设置50、100、200、300 mmol·L-1共4个盐和碱(NaC1和NaHCO3)胁迫浓度,研究盐、碱胁迫对枸杞苗木生长和光合的影响,以明确枸杞幼苗生长的耐盐、碱浓度范围,探讨土壤盐碱含量与土壤水分含量的关系,为不同类型盐碱条件下枸杞的种植和水分管理提供理论依据.结果表明:(1)随着盐碱胁迫浓度的增大,枸杞幼苗根茎叶生物量及叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合作用参数逐渐受到显著抑制,且碱胁迫的抑制作用更强烈;但低浓度(50 mmol/L) NaCl胁迫下,枸杞幼苗叶绿素含量和净光合速率并未受到显著影响.(2)在盐碱胁迫条件下,枸杞幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(RD)、初始量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)均低于对照,而光补偿点(LCP)高于对照,且随着胁迫浓度的增加,碱胁迫处理下的变幅大于盐胁迫.(3)随着胁迫浓度的增大,影响净光合速率的因素由气孔限制转向非气孔限制的临界值,在盐胁迫下的临界浓度约为200 mmol/L,在碱胁迫下的临界浓度约为100 mmol/L.(4)按照指标值超过对照组50％标准,经回归分析确定,枸杞耐盐和耐碱阈值分别为(246.3±2.1) mmol/L和(126.7±2.7) mmol/L;在此阈值的基础上,得到土壤含水量与土壤含盐量回归曲线方程.研究认为,枸杞幼苗具有一定的耐盐能力,但过高浓度的盐碱胁迫会损坏其光合结构,降低光环境适应能力和光合作用效率,从而影响其正常生长.

为探讨北京松山自然保护区油松固碳机制,对松山不同叶龄油松针叶的光合、蒸腾特性及其与环境因子的关系进行探究.结果显示:(1)油松当年生叶的最大净光合速率、暗呼吸速率及光补偿点均高于往年生叶,但表观量子效率却低于往年生叶;(2)油松当年生和往年生叶的净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰”曲线;当年生叶的净光合速率日均值显著高于往年生(P＜0.05);(3)气孔导度和光合有效辐射是影响油松当年生和往年生叶净光合速率的共同生态因子;同时气孔导度和光合有效辐射共同影响不同叶龄针叶的蒸腾速率.结果表明当年生叶光合潜力较大,而往年生叶利用弱光能力较强;当年生叶净光合速率降低主要为非气孔因素,而往年生叶则先后由气孔因素和非气孔因素引起;油松不同叶龄光合特性差异体现了油松不同的生理调节和环境适应策略.

目的 探讨应用碳点标记芥子碱硫氰酸盐,以明确其分子作用机制的可行性.方法 以碳点为分子标记物,对芥子碱硫氰酸盐标记,进行细胞培养实验.以激光共聚焦成像技术观察碳点标记后的芥子碱硫氰酸盐的细胞的成像效果,进而以CCK-8法检验碳点及标记后的芥子碱硫氰酸盐的细胞毒性.结果 采用共聚焦皿培养HaCaT细胞株.以空白碳点作为对照样,碳点标记的芥子碱硫氰酸盐作为实验样,激光共聚焦显微镜下观察,显绿光荧光.随着培养时间增加,荧光信号均逐渐增强,提示HaCaT细胞对芥子碱硫氰酸盐的摄入量越来越大.结论 碳量子点可以有效标记芥子碱硫氰酸盐,有助于揭示芥子碱硫氰酸盐的分子作用机制.