激光拉曼光谱在蛋白质构象研究中的应用和进展

激光拉曼光谱法被公认为是研究生物大分子的结构、动力学和功能的有效方法。近年来拉曼光谱在蛋白质构象研究中的最新进展,涉及到拉曼光谱在非折叠蛋白质、蛋白质装配的特征描述,拉曼晶体学在实时监控蛋白质单晶中化学变化等方面的应用。另外,介绍了蛋白质拉曼光谱分析在生物技术中的应用现状。并对拉曼光谱技术在蛋白质等生物大分子领域中的研究前景做了进一步的展望。     

皮肤组织显微共聚焦拉曼光谱成像研究

显微共聚焦拉曼光谱成像技术(Confocal Raman Microspectroscopy Imaging,CRMI)能够对样品微区进行精确无损的拉曼光谱分析和光谱图像扫描,提供生物样品的无损高分辨光学信息。本项研究工作,利用CRMI技术实验获取了正常人体离体皮肤组织的拉曼光谱特征,并结合典型特征峰的扫描图像,探讨了脂类、蛋白质等成分在皮肤真皮层的分布特点。实验发现皮肤组织真皮层内胶原蛋白的拉曼特征峰1 248 cm-1强度及其空间分布尤为突出,这一实验结果与组织学中胶原纤维占真皮结缔组织95%的事实相符。实验结果显示,CRMI技术能够全面诠释生物组织内部生化组成与分布信息,在实验描述皮肤组织病理变化的分子生物学机制方面具有广阔的应用前景。     

基于拉曼光谱的鼻咽癌细胞株总蛋白放射敏感性研究

本文以鼻咽癌细胞株CNE2为放射敏感性的研究对象,经不同剂量X射线照射及不同时间培养后分别提取总蛋白,用共聚焦显微拉曼光谱仪检测其拉曼光谱。统计分析表明:被测样品的拉曼光谱中观察到一些可以归属于蛋白质物质的较为明显的基团频率振动峰;不同剂量的X射线照射后,总蛋白质的平均拉曼光谱与对照组谱形基本一致,但与对照组间的光谱存在着对应峰信号强度的不同。实验提示:照射后谱峰强度的增大或减小,提示着相关物质含量有所改变。分析照射后癌细胞总蛋白拉曼光谱的变化情况,结合数学统计方法,以探寻放射敏感性的特征拉曼标志,可以作为研究肿瘤放射敏感性的手段之一。     

卵巢癌患者血清的拉曼光谱研究初探

目的:探究拉曼光谱技术应用于卵巢癌研究的可能性。方法:收集卵巢癌患者血清及健康人血清各20例,用激光共聚焦显微拉曼光谱仪进行检测。结果:两组血清的平均拉曼光谱形态和谱峰基本相似,但在约1010、1158、1283、1520、1646、2307和2661cm-17个拉曼频移附近,卵巢癌患者血清的拉曼光谱谱峰强度明显低于健康对照组,而在其余大部分波段,卵巢癌患者血清的拉曼光谱强度均高于健康对照组。结论:拉曼光谱技术可以初步区分卵巢癌及健康人血清,值得进一步研究和探讨其临床应用价值。     

拉曼光谱单细胞分选技术研究进展

拉曼激活细胞分选(Raman-activated cell sorting,RACS)作为一种无标记、无损、高通量的单细胞分选技术,对于原位研究复杂细胞群体中单个细胞的个体性和异质性意义重大。本文对四种不同RACS集成技术的原理、工作方式、发展现状进行了阐述,分析基于拉曼光谱单细胞分选技术的应用前景,探讨提高单细胞分选速率的研究方向。     

聚赖氨酸溴化氢结合物的表面增强拉曼光谱

银溶胶对聚赖氨酸溴化氢结合物(PLys—HBr)表现出极大表面增强拉曼(SER)效应。同PLyS—HBr的普通拉曼光谱相比,表面增强因子提高达6个数量级。实验表明,NH_3~+基是银表面增强效应的强活性基团。但是在相同条件下,聚谷氨酸钠(PGA—Na)在银溶胶中不能获得SER光谱,这可能是由于空间障碍或者COO~-基的活性不如NH_3~+基。     

拉曼光谱技术在微生物学中的应用

拉曼光谱具有快速、灵敏、无损、实时监测等显著特点,在微生物学领域得到广泛应用。分别介绍共焦显微拉曼光谱、共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、拉曼成像、相干反斯托克斯拉曼光谱、激光镊子拉曼光谱和Raman-FISH的原理和特点,并重点总结和分析不同拉曼光谱技术在微生物的结构、化学组成,以及代谢过程等相关研究中的应用优势。合理利用这些技术在基础微生物、发酵微生物和微生物诊断等方面具有潜在的应用价值。     

褪黑素对癫痫病作用的激光拉曼光谱研究

分别对正常状态,癫痫状态以及癫痫状态注射褪黑素后的Wistar大鼠的大脑皮质上清液样品进行了拉曼光谱分析.研究表明三种样品的拉曼特征峰分别为波数1 654 cm-1、1 623 cm-1及1 632 cm-1.它们有明显的区别.癫痫状态样品光谱在波数1 654 cm-1位置幅值有所减小;注射褪黑素样品光谱在波数1 654 cm-1位置幅值有所增加,证明褪黑素对癫痫病有抑制作用.     

拉曼光谱在生物学领域的应用

随着人们对拉曼光谱技术研究的深入,拉曼光谱在生物学领域中得到越来越多的应用.综述了国内外拉曼光谱在生物学领域的应用进展,同时对其应用前景做出了展望.     

单细胞拉曼光谱在微生物研究中的应用

拉曼显微光谱是一种能够提供0.5–1.0μm空间分辨率的单个微生物细胞内化学结构信息的研究技术。近几年来,拉曼显微光谱被越来越多地应用于微生物单细胞的研究中,它可以快速无损地检测微生物细胞内的特征化学组分。典型的单个微生物细胞的拉曼光谱包含核酸、蛋白质、碳水化合物、脂质和色素(例如类胡萝卜素)等信息,这些信息能够表征微生物细胞的基因型、表型和生理状态。所以单细胞拉曼显微光谱是一种可用于区分微生物样品的"全生物指纹"技术,它可用于研究单个微生物细胞生命阶段的转变、鉴定微生物单细胞中的色素及其他化合物的含量变化等。本文综述了目前拉曼显微光谱在微生物单细胞研究上的应用,主要包括与稳定同位素标记(stable isotope probing,SIP)、拉曼成像、光谱分类和细胞分选技术结合来探究微生物单细胞对物质吸收后特征峰的变化、推导物质循环过程、进行微生物分类鉴定和探索基因型与表型的关系。拉曼显微光谱作为微生物单细胞研究的手段之一,在代谢过程的研究、活细胞分选和细胞对物质的利用上具有广泛的应用前景。     

节瓜蓟马空间分布图式研究

对节瓜蓟马在节瓜上的空间分布状况进行了调查和分析,结果表明,该虫的空间分布型前期符合奈曼分布,后期符合负二项分布;其空间图式是聚集的,分布的基本成分是个体群;在节瓜不同叶位上分布差异显著。明显向心叶聚集,在瓜栅向光面与背光面虫口比例方面,均以向光面较多。     

二甲基亚砜对离体猪皮肤组织的拉曼光谱的影响

拉曼光谱技术作为鉴定生物分子种类最有力的分析工具之一,具有快速、简单、无损、准确等优点.目前,拉曼光谱已被国内外学者广泛开展了在人体组织的应用研究,但由于生物组织具有高散射性,因此限制了拉曼光谱对其的检测深度.本文主要采用光透明剂--二甲基亚砜对组织拉曼光谱的影响进行研究,对离体猪皮组织的不同深度（100 μm,200 μm,300 μm,400 μm）拉曼光谱强度随处理前、后不同时间（0 min,10 min,20 min,30 min,60 min）的变化进行对比.结果发现,不管是经二甲基亚砜处理前还是后,都出现随着距猪皮组织表面的深度加深,其拉曼光谱强度都不断减少;同时发现各层猪皮组织随着处理后时间的加长,其特征峰的强度不断加强,信噪比逐渐提高,在处理后的60 min效果最好;而且出现了在经二甲亚砜处理前看不见的峰（1 126 cm-1和1 426 cm-1）.结果表明：5%DMSO对组织的处理能增强其拉曼光谱的强度,同时也能使拉曼光谱仪的信噪比提高,并且使组织谱图中特征峰也得到相应的增加.     

基于密度泛函理论方法的核酸碱基拉曼光谱研究

核酸碱基是核酸的重要组成部分,而拉曼光谱是研究分子结构的一种重要技术,利用拉曼光谱对核酸碱基分子进行研究对于研究核酸大分子的结构变化,以及核酸分子与小分子之间的作用具有重要的意义.本研究以表征核酸碱基的拉曼光谱为目的,利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)的方法优化腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶的分子结构,对这5种核酸碱基的分子内化学键振动进行了量化计算并获得了理论拉曼光谱结果.利用计算结果对实验获得的碱基的固体拉曼光谱进行了表征,并且结合前人的研究结果对每种碱基的一些重要特征拉曼谱峰进行了细致的阐释,为进一步利用拉曼光谱研究核酸分子的结构信息奠定了理论基础.     

子午岭油松林灌木层主要树种的空间分布格局和种间关联性研究

对子午岭油松林的主要物种进行实地调查,并根据林下灌木层各物种的重要值确定主要树种,然后用聚集强度指数、x2值和关联度指数对林下灌木层主要树种的空间分布格局和种间关联性进行分析.结果显示:(1)13个主要树种中除辽东栎的K值和CA值小于0外,其余种群皆表现为K>0,C>1,CA>0,I>0,m*/m>0;(2)x2检验显示,大多数树种种间关联性不显著;(3)种间关联度分析显示,树种呈正联结的共计36对,呈负联结的也有36对,有6对是关联强度低的种对.结果表明,在子午岭油松林中辽东栎与其它树种相比,具有广泛均匀分布的倾向,与其它树种之间存在强烈的竞争关系,辽东栎树种具有一定的种间竞争扩张优势.     

中国鼠李科植物属的空间分布特点研究

在ArcGIS软件中,以中国鼠李科植物物种分布数据为基础,以县为基本单元,制作属的空间分布数据,从空间分布图中提取各属的斑块面积、周长、数目,计算属的Simpson均匀度指数、形状指数及最大斑块指数,分析中国鼠李科植物属的空间分布特点,为确定其空间分布最小范围、定量研究及植物的保护、利用、资源的开发和恢复提供依据。结果表明:①麦珠子属、对刺藤属、苞叶木属、小勾儿茶属、蛇藤属、咀签属和翼核果属为狭域属,马甲子属、猫乳属、雀梅藤属、枳椇属、勾儿茶属、枣属和鼠李属为广域属,狭域属和广域属均占中国鼠李科植物总属数的50%。狭域属的总面积小于30×10⁴km²,其中小勾儿茶属主要分布在我国亚热带中部,其他狭域属主要分布在北回归线附近及其以南地区;广域属的总面积大于40×10⁴km²,分布在我国大部分地区,西北地区呈零星分布。②中国鼠李科植物中,鼠李属的分布范围和总面积最大,几乎涵盖所有属的分布范围,它能体现出鼠李科植物在中国的空间分布及其特点。③麦珠子属是中国鼠李科植物中唯一呈连续分布且分布最狭窄的属,其他属均为间断分布。苞叶木属、咀签属、勾儿茶属和鼠李属呈现只有主分布区,对刺藤属、雀梅藤属和枳椇属呈主次分布区,小勾儿茶属、蛇藤属、翼核果属、马甲子属、猫乳属和枣属均呈星散分布。     

Measurement by HPLC of Desferrioxamine-Available Iron in Rabbit Kidneys to Assess the Effect of Ischaemia on the Distribution of Iron Within the Total Pool

A method for the determination of desferrioxamine-available iron in tissue fractions is described which involves incubation with desferrioxamine, extraction of desferrioxamine and its iron-bound form, ferrioxamine, and quantitation of these two forms of the drug by reversed-phase hplc analysis. Chelatable iron levels in the 1‐10µMolar region could be accurately and reproducibly measured using this technique.

The desferrioxamine-available iron levels in both the cortex and medulla of rabbit kidneys were significantly elevated (up to 2-fold) after the organs had been subjected to 2 hours warm ischaemia or 24 hours cold storage at 0°C In hypertonic citrate solution. There was no change in the total iron content of the tissues under these circumstances and thus a redistribution of intracellular iron to more available pools had presumably taken place as a result of ischaemia. This redistribution of iron may be an important factor in the initiation of peroxidative damage to cell membranes upon reperfusion of the organ with oxygen.     

Measurement by HPLC of Desferrioxamine-Available Iron in Rabbit Kidneys to Assess the Effect of Ischaemia on the Distribution of Iron Within the Total Pool

A method for the determination of desferrioxamine-available iron in tissue fractions is described which involves incubation with desferrioxamine, extraction of desferrioxamine and its iron-bound form, ferrioxamine, and quantitation of these two forms of the drug by reversed-phase hplc analysis. Chelatable iron levels in the 1-10µMolar region could be accurately and reproducibly measured using this technique.

The desferrioxamine-available iron levels in both the cortex and medulla of rabbit kidneys were significantly elevated (up to 2-fold) after the organs had been subjected to 2 hours warm ischaemia or 24 hours cold storage at 0°C In hypertonic citrate solution. There was no change in the total iron content of the tissues under these circumstances and thus a redistribution of intracellular iron to more available pools had presumably taken place as a result of ischaemia. This redistribution of iron may be an important factor in the initiation of peroxidative damage to cell membranes upon reperfusion of the organ with oxygen.