石楠和蜡梅茎结冰动力学过程的差热扫描分析

在（0.66 ±0.2）℃/min（0℃~-20℃）的降温速度下,采用高分辨率差热分析法分别对石楠（Photinia serrulata Lindl.）和蜡梅（Chimonanthus praecox（L.）Link）活体幼茎和经过10 min高温煮沸的幼茎在结冰过程中的热力学行为进行分析,并根据茎的形态解剖结构对他们的结冰特征进行研究。结果显示：石楠和蜡梅的活体幼茎在结冰过程中的差热扫描曲线均出现3个放热峰;而经过高温杀死后的茎仅出现1个单放热峰。分析结果表明,2种植物活体幼茎的3个放热峰可能与其木质部、质外体、韧皮部、形成层的结冰、脱水以及髓组织的结冰、脱水过程有关。进一步采用生理盐水浸湿的滤纸进行模拟实验,结果发现差热扫描曲线出现与高温杀死的茎类似的放热峰。实验结果表明,采用高分辨率差热分析法可以探测植物组织结冰过程中的放热强度、结冰温度及其与结冰动力学过程相关的大量细节,适用于植物的结冰动力学分析。     

女贞和冬青卫矛叶片低温下胞外结冰模式的热力学新证据

低温条件下植物组织的结冰模式, 即胞外或胞内结冰, 直接决定着细胞的生死。目前胞外结冰的直接证据很少, 尤其缺乏热力学证据。用高分辨率差热扫描结合显微观察分析了女贞(Ligustrum lucidum)和冬青卫矛(Euonymus japonicus)叶片在降温过程中的结冰放热现象, 发现2种植物胞外结冰的热力学和组织结构变化的新证据。2种植物的活叶片在冷却过程中均呈现双放热峰, 即双相结冰的特征; 而预先冰冻杀死的叶片和叶片组织提取液浸润的滤纸片在同样冷却过程中仅有1个快速的大单放热峰, 即单相结冰的特征。显微观察也显示, 结冰过程中活组织细胞间隙中形成大量的白色冰晶, 且细胞虽然脱水收缩但细胞内的有色溶液没有流失, 表现出胞外结冰的特征。实验结果为深入揭示植物的冰冻伤害机制提供了新证据和研究方法。     

农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的热解变化特征

用热分析法研究了农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的热解变化特征 ,并探讨了腐解物中不同组分对腐解物热解特征的影响。结果表明 ,腐解物 DTA曲线的 2 80℃、3 3 0℃、4 50℃放热峰 ,DTG曲线的第二失重峰和 h330℃ /h4 50℃ 值可作为表征腐解进程的特征峰和特征值。由腐解物 DTA、DTG所得能量各参数 ( ΔH,E)与文献 [3 ]所述腐解物能态 ( Qv)呈现波动起伏 ,趋于稳定 2个阶段相符 ,二者相互印证 ,显示热分析方法用于植物残体腐解进程研究的可行性。 DTA的2 80℃放热峰主要由苯 -醇溶性物、水溶性物引起。苯 -醇溶性物、水溶性物和纤维素、半纤维素是影响腐解物热解及其能态变化特征的主要物质组分。木质素组分对腐解后期腐解物的热解及其能态特征趋于稳定具有重要作用     

雷公藤甲素和雷公藤内酯酮热稳定性与分解动力学

研究雷公藤甲素和雷公藤内酯酮的热稳定性与分解动力学。利用热重—微商热重(TG-DTG)和差热—微商差热(DTA-DDTA)分析技术测得这两种活性成分在氮气气氛中不同升温速率(β)下的热分解曲线,结合使用Kissinger法、Ozawa法、Coats-Redfern法和Achar法进行动力学处理,根据热分解的表观活化能(Ea)和指前因子(A)计算推断这两种活性成分的贮存期。结果表明,除脱水峰外,雷公藤甲素和雷公藤内酯酮热分解行为相似,失重均分为两步:第一步分别从200℃到340℃,200℃到290℃;第二步分别从340℃到440℃,290℃到490℃。雷公藤甲素和雷公藤内酯酮的两步热分解严重重叠,总失重率分别为85.5%和64.4%。DTA-DDTA曲线分别出现232℃和252℃吸热峰以及298℃和280℃放热峰。雷公藤甲素的第一步热分解的机制是Chemical reaction控制,对应的函数为Reaction order方程。测得平均表观活化能Ea为136.66 k J/mol,指前因子ln A为26.47;雷公藤内酯酮的第一步热分解的机制是Chemical reaction控制,对应的函数为二级反应方程。测得平均表观活化能Ea为127.19 k J/mol,指前因子ln A为25.23。根据第一步热分解的Ea和A推断,在室温(25℃)下,雷公藤甲素和雷公藤内酯酮的理论贮存期均为4~5年。研究结果可为含雷公藤甲素和雷公藤内酯酮药品的质量控制和制剂工艺、雷公藤的炮制减毒以及热分解产物研究提供参考。     

基于MAXENT模型和Arc GIS预测蜡梅适生域在中国的潜在分布

蜡梅(Chimonanthus praecox)是我国二级濒危珍稀植物,是重要的冬季传统观花植物。利用已报道的246个分布点和worldclim中提取的19个气候因子,基于最大熵(Maxent)模型和地理信息系统(Arc Gis)对蜡梅在中国的潜在适生区分布进行预测分析,采用受试者工作特征(ROC)曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明蜡梅的潜在适生范围相对集中,主要集中在西南的四川盆地、华中、华东及华北的中南部地区,其他地区则适应性较低。温度是影响蜡梅分布的决定性因子,其中,当最冷季度平均温度接近0℃,等温性范围为0—10℃,降雨量变异系数约为45时,蜡梅的分布概率最大。与原分布区相比较,蜡梅的适生区范围正向中国东部地区和北部地区迁移。ROC曲线检验评价结果表明,Maxent模型的ROC曲线分析法的面积(AUC)值为0.986,预测结果达到了极高精度。     

用差示扫描量热计对低水含量蛋白质热变性前峰的研究

本文用P/EDSC-2型差示扫描量热计检测了11个具低水含量的高纯蛋白质的DSC曲线.发现它们无一例外地在变性峰前都具有小的吸热峰,即热变性前峰.实验表明变性峰和前峰的峰温、峰面积都强烈现依赖于蛋白质的含水量,而且样品被第一次扫描后在室温放置一定时间后前峰仍可以再现,再现前峰的峰温和峰面积取决于样品的水合度、第一次被扫描的终止温度以及第一次扫描后在室温放置的时间.本文还检测了一些多聚物、氨基酸、多肽以及热变性后蛋白质的DSC曲线.发现热变性后的蛋白质仍可出现前峰,但变性峰不再出现,显然两个峰的出现机制不同.本文并就前峰出现的可性能机制进行了初步讨论.     

农田生态条件下玉米秸秆腐解过程腐解物的热解变化特征

用热分析法研究了农田生态条件下玉米秸杆腐解过程腐解物的热解变化特征,并探讨了腐解物中不同组分对腐解物热解特征的影响。结果表明,腐解物ＤＴＡ曲线的２８０℃、３３０℃、４５０℃放热峰,ＤＴＧ曲线的第二失重峰和ｈ３３０℃／ｈ４５０℃值可作为表征腐解进程的特征峰和特征值。由腐解特ＤＴＡ、ＤＴＧ所得能量各参数（△Ｈ,Ｅ）与文献「３」所述腐解物能态（Ｑｖ）呈现波动起伏,趋于稳定２个阶段相符,二者相互印证,显示     

黑果腺肋花楸枝条的深超冷与抗寒性

差热分析法测得黑果腺肋花楸枝条有深超冷。黑果腺肋花楸低温放热峰的起始温度和组织褐变法测得的致死温度相吻合。以黑果腺肋花楸低温放热峰的起始温度作为枝条的抗寒性指标,抗寒性的季节变化表现为：晚秋至１２月上旬为抗寒性驯化阶段,１２月上旬至次年２月上旬为最强抗寒性维持阶段,２月上旬以后开始脱锻炼。初冬后的锻炼过程和早春的脱锻炼过程十分迅速并与环境温度密切相关。     

高温胁迫下苋菜的叶绿素荧光特性

为了探明高温胁迫对苋菜(Amaranthus tricolor L.)光合过程的影响,用不同温度(25、30、35、40、45℃)处理苋菜植株1h后,随即测定了其叶绿素荧光动力学参数和快速光响应曲线特征参数的变化.结果表明:40℃以上高温胁迫下,苋菜叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)下降;最大荧光(Fm)、光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学淬灭系数(qP)也均有所下降;而初始荧光(F.)和非光化学淬灭系数(NPQ)在40℃以上高温胁迫下显著上升.叶绿素荧光快速光响应曲线测定结果表明,初始斜率α、最大相对电子传递速率ETRmax和半饱和光强Ik在40℃以上高温胁迫下有所下降.研究表明,40℃以上高温胁迫对苋菜的光能的吸收、转换、光合电子传递和强光耐受能力等均有一定的影响.     

组织培养和HPLC法研究红豆杉生物合成紫杉醇的组织化学定位

为了探索用组织培养法和高效液相色谱(HPLC)法研究红豆杉植物生物合成紫杉醇的组织化学定位,对南方红豆杉[Taxuschinensis(Pilger)Rehd.var.mairei(LemeeetL啨vl.)ChengetL.K.Fu]和曼地亚红豆杉(Taxusmediacv.Hicksii)各种组织进行了愈伤组织诱导培养,用HPLC法(检测条件:色谱柱为DiamonsilTMC18,5μm,4.60×250mm柱,检测波长为227nm,流动相为甲醇∶水∶乙腈=1∶2∶2,流速为1.2mlmin,柱温为35℃,灵敏度为0.16AuFs,进样量10μL)对组织培养物中紫杉醇含量进行检测,结果显示:红豆杉幼茎、幼茎皮、茎形成层、幼叶和顶端分生组织的组织培养物中紫杉醇含多以由分生组织细胞诱导培养所形成的愈伤组织为高。南方红豆杉以幼茎皮和茎形成层愈伤组织培养物中为高,分别为0.0409%(干重)和0.0407%(干重),曼地亚红豆杉则以茎形成层和顶端分生组织的愈伤组织培养物中为高,分别为0.025%(干重)和0.016%(干重),均是它们天然材料中含量的2.3～8倍。     

差示扫描量热法在红细胞研究中的应用

差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下,测量试样和参比物能量差随温度(时间)的变化关系的一种技术。它通过捕捉细胞升降温过程中的吸放热现象,利用热学参数(焓变、比热、相变温度)来表征其间细胞结构的变化情况。量热学方法与结构分析方法相结合,有助于深入剖析细胞的生理变化。本文从预测低温保存过程中最佳降温速度及分析细胞膜损伤机理两方面探讨差示扫描量热法在红细胞研究中的应用。     

大黄酸和大黄素的热分析及其动力学研究

本文采用热重法(TG)和差热分析法(DTA)测定了大黄酸和大黄素的DTA,TG-DTG曲线。两者的DTA曲线中皆有两个较为明显的吸热峰,第一个在熔化过程中出现,第二个发生在热分解过程中并伴随有明显的失重现象。TG曲线均有一个失重平台,失重率在90%以上。用TG-DTG法对两者在非等温条件下进行热分解动力学研究,把从TG-DTG曲线中取得的数据和31个不同的方程采用Achar微分法和Madhusudanan-Krishnan-Ni-nan(MKN)积分法对其进行非等温分解动力学研究,得到动力学参数活化能(E和指前因子A)和分解动力学机理及方程。得出结论:大黄酸和大黄素的动力学方程为dα/dt=Aexp(-E/RT)3/2(1-α)4/3[1/(1-α)1/3-1]-1和dα/dt=Aexp(-E/RT)3/2(1-α)2/3[1/(1-α)1/3]-1,其分解等合3D抗理。二者的活化能E(kJ/mol)分别为117.6和86.79,lnA/s-1分别是36.72和27.44。     

蜡梅光合与蒸腾速率日变化的初步研究

对野生蜡梅在不同天气中的净光合速率 (Pn)和蒸腾速率 (Tr)日变化及其与环境因子的关系进行了初步研究 ,结果如下 :(1)蜡梅在晴天和阴天的 Pn日进程均呈一双峰型曲线。但晴天的两个峰值比在阴天出现要早 ,Pn的总体水平要高于阴天 ,且在午后发生明显的光合“午休”现象。 (2 )Tr在晴天的日变化呈单峰型曲线 ,在午后强光和高温条件下 ,Tr可高达 10 mmol H2 O m-2 s-1以上。在阴天 ,Tr日进程波动很小 ,且蒸腾作用微弱 ,全天大多保持在 0 .8mmol H2 O m-2 s-1以下的水平。(3)在光合有效辐射 (PAR)为 80 0～ 90 0 μmol m-2 s-1、大气温度 (TA) 2 8℃左右、相对湿度 (RH)约75%的条件下 ,野生蜡梅的 Pn可高达 2 3.6 μmol CO2 m-2 s-1。但蜡梅的光饱和点与光补偿点均较低 ,分别约为 90 0μmol m-2 s-1和 2 0μmol m-2 s-1。 (4 ) PAR和 TA是影响蜡梅光合与蒸腾速率日进程的主导生态因子。蜡梅对强光和高温反应敏感 ,在超过光饱和点且气温高达 4 2℃以上时 ,其蒸腾作用强烈 ,能量转换与水分利用效率 (WUE)大大降低 ,光合能力减弱 ,导致 Pn急剧下降     

小牛胸腺脱氧核糖核酸内水的量热研究——Ⅰ.水的热力学状态

在0.40-4.35g(water)/g(DNA)范围内用差示扫描量热法(DSC)研究了DNA内水的热力学状态与水合度R的关系.实验中观察到突出的冻结/熔融滞后.在R≤0.70g/g时无冻结放热峰可见,然而在218K下恒温15min于0.49g/g时即测到吸热峰.在R≥0.95和0.60-0.95g/g范围,积分熔融热Q_f-R分别呈线性和接近线性关系,表观微分熔融热分别为72.29和47.73cal/g.R≤0.60g/g时Q_f-R呈非线性关系.在0.49g/g时,Q_f随恒温时间t_k指数增加.实验表明,水的状态参数是依赖于t_k等动力学因素而随R连续变化的热力学量.由此我们提出了有关大分子内不冻水的两个概念.     

短时间热胁迫对疏叶骆驼刺光系统II、Rubisco活性和活性氧化剂的影响

生长在温带沙漠地区的植物在夏季时常遭受正午短时间的高温胁迫, 频繁和骤然的热胁迫在很大程度上限制了荒漠植物的光合作用。以塔克拉玛干沙漠南缘防风固沙的优势植物疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为材料, 分别用叶绿素荧光诱导动力学和CO₂响应方法分析热胁迫后光系统II (PSII)和RuBP羧化酶的热稳定性。结果表明: (1)在叶片温度超过43 ℃后PSII最大光化学量子产量、有活性反应中心数目、活力指数均出现明显的降低; 中高温度下PSII的电子供体侧比电子受体侧组分更容易受到热胁迫的伤害; 在58 ℃出现明显的K点(300 μs), 说明放氧复合体放氧结构受到破坏而失去活性。(2)随着叶片温度的上升, Rubisco活性先升高后降低, 在34 ℃时具有最高的活性水平。(3)叶片受到高温胁迫时, 细胞内氨态氮和活性氧分子等大量积累。(4)疏叶骆驼刺叶片处于短时间的高温环境时, 光合作用的光反应和暗反应阶段均表现出功能的不稳定性, 其中PSII和Rubisco是主要的热敏感位点。     

差示扫描量热法直接测定沙冬青抗冻蛋白的热滞效应

用差示扫描量热法直接测定了从沙冬青中提取的一种抗冻蛋白（ＡＦＰ）组分的低温热行为。结果表明,该组分的低温热行为远较文献报道的各种抗冻蛋白复杂。在降、升温过程中,在低和高温侧都给出两个放或吸热峰,两个峰表现出相互独立而又相互依存的热滞行为。低温峰的热滞活性远高于高温岭。我们认为,这种ＡＦＰ分子对水及冰晶很可能有两种不同的相互作用和影响。     

虾青素的热稳定性及分解动力学

用热重/差热分析研究了虾青素的热稳定性,其开始分解温度为250℃左右。通过动力学分析确定其活化能为EA=121.14kJ/mol,指前因子k0=3.25×108/min。对比在有氧和无氧条件下虾青素的热重/差热曲线发现,氧对于虾青素的热分解温度影响不大,但在高温下会生成耐热的降解残余物。     

稳恒磁场对两种不同构象状态的离体牛肝过氧化氢酶的生物学效应研究

通过活力测定,紫外差光谱,多维荧光光谱及差示扫描量热分析,研究了0.23～0.61T稳恒磁场对两种不同构象状态的离体牛肝过氧化氢酶的生物学效应,被选择用于研究的酶的构象状态分别为4℃的钝化状态和25℃的活化状态,二者具有明显不同的构象,4℃时,酚分子处于钝化状态,经0.23～0.61T稳恒磁场处理不同的时间后,几乎不表现出任何磁生物学效应;25℃时,酶分子处于活化状态,经磁场处理后,表现出明显的磁生物学效应;酶活力增加,同时构象发生变化。构象变化导致λ210～310nm紫外差光谱的出现,荧光偏振度的增加,在λ330nm荧光发射峰发射强度的改变及差示扫描量热曲线的产生,研究结果表明：不同的初始构象状态可能是产生不同磁效应的根本原因。     

四棱豆(Psophocarpus tetragonolobus)酰脲相对丰度与固氮酶活力的关系

四棱豆根瘤固氮酶活力日变化呈双峰曲线,两个峰分别出现在14:30和20:00;其固氮酶活力日变化与叶片酰脲含量变化的相关系数为0.67,且与根、茎、叶的酰脲相对丰度(URA)相关系数分别为0.59,0.61,0.76。在个体发育过程中,根瘤固氮酶活力与叶片酰脲含量以及酰脲相对丰度之间呈极显著相关。贮存在30℃条件下5 h不影响植物材料的酰脲相对丰度。四棱豆叶片酰脲相对丰度可作为估价根瘤固氮酶活力的一个指标。     

持续脱水下海藻叶绿素瞬变荧光模式的三阶段转换及临界水量的发现

在自然干燥条件下,跟踪研究了海洋红藻带形蜈蚣藻（Grateloupia turuturu Yamada),绿藻石莼（Ulva pertusa Kjellm)和褐藻海带（Laminaria japonica Aresch)的叶绿素荧光动力学曲线的变化,并用脉冲调制荧光仪分析了藻体脱水过程中的各个荧光参数。结果表明,在持续脱水过程中,3类海藻的荧光动力学曲线都显示出3个阶段的变化,即：1）在脱水开始时正常的峰形曲线;2）荧光上升至最高时持平、形成了高原型曲线;3）荧光跌落变成平台型曲线,发现荧光跌落前藻体的含水百分数是一个重要的生理指标,称为临界水量（CWC）。一旦藻体失水至低于此临界水量时,即便复水也不能使原来的峰形曲线得以恢复,说明脱水可能引起了叶绿体类囊体膜的不可逆损伤。临界水量可以用来衡量不同海藻的耐旱力,其数值高低随不同海藻而不同,并与其耐旱力成负相关。如在上述3大类海藻中,海带的CWC值最高（约90％）,但其耐旱性最差。此外,在红藻（只有红藻）经受干燥后作复水处理时,观察到有荧光急剧上升（爆发）的现象。对海膜脱水前后的几个荧光参数（F0、Fv、Fv/Fm)作了测定和比较,发现F0和Fv在脱水的第一阶段都上升,而v/Fm值维持基本不变。因此可以得出结论,活体叶绿素荧光对干旱的最初响应是立即增强,当继续失水时,F0保持上升而Fv却下降并越来越低,故此时总荧光的变化（包括荧光的跌落和爆发）主要是由F0的变化所引起的,因而进一步研究F0与脱水时类囊体膜状态变化的关系具有重要意义。