菌紫质LB膜时空信号响应模型及方向检测效应的研究

在测量和分析了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应的基础上,提出了菌紫质ＬＢ膜的时空信号响应模型。并用菌紫质ＬＢ膜的这些特性设计了能检测“对比边”运动方向、角度和转速的方法。     

用菌紫质Langmuir—Blodgett膜模拟视网膜神经节细胞感受野的DOG滤波等特性

用菌紫质ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ—Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）膜以一维形式模拟了视网膜神经节细胞的ＯＮ－中心型感受野。实验表明菌紫质ＬＢ膜具有ＯＮ型和ＯＦＦ型微分响应特性。对运动狭缝,所模拟的人工视网膜感受野的周边区和中心区都具有类高斯函数形式的滤波特性,整个人工视网膜感受野具有与高等动物视网膜相似的ＤＯＧ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＧａｕｓｓｉａｎｓ）滤波运算功能。     

光电响应对紫膜外表面[k~+]依赖性与质子泵效率相关

本文研究发现,不锈钢／电沉积紫膜薄膜／含水胶（电介质）／铜型菌紫质光电池的光电响应对紫膜外表面的钾离子浓度的依赖性与质子泵效率的这种依赖性成相关性。这种相关性说明：１．膜中菌紫质的光电响应主要来自质子泵运而非钾离子直接的贡献;２．存在一合适的离子浓度使菌紫质的光电响应有极大值;３．作用在外表面的离子主要影响质子释放结构域     

用菌紫质Langmuir—Blodgett膜模拟视网膜神经节细胞感受野的DOG滤波等特性

用菌紫质膜以一维形式模拟了视网膜神经节细胞的ＯＮ－中心型感受野。实验表明菌紫质ＬＢ膜具有ＯＮ型和ＯＦＦ型微分响应特性,对运动狭缝,所模拟的人工视网膜感受野的周边区和中心区都具有类高斯函数形式的滤波特性,整个人工视网膜感受野具有与高等动物视网膜相似的ＤＯＧ滤波运算功能。     

付里叶变换偏振红外光谱法研究紫膜LB膜内菌紫质的取向

用付里叶变换偏振红外法测量了紫膜LB膜内菌紫质的酰胺Ⅰ、Ⅱ和A带的二色性,计算了菌紫质的α-螺旋取向.实验表明,紫膜内菌紫质的α-螺旋轴同膜法线的平均夹角为13°,即与膜平面的平均夹角为77°.     

紫膜菌紫质分子的光生物物理学研究

本文介绍了紫膜细菌视紫红质的微观结构,质子泵功能和光循环过程,及其菌紫质分子中发色团和蛋白质相互作用(结合位点)的几种光谱研究,最后讨论了菌紫质分子原初事件量子产率的双重性和相应的分子动力学模型。     

菌紫质人工膜的光电压与离子强度的非线性关系

本文研究了Ｋ＾＋,Ｍｇ＾２＋和Ｌａ＾３＋离子强度对菌紫质人工膜的光电压的影响。研究结果表明,在实验所测定的离子强度范围的内菌紫质人工沉淀膜的光电压与上述离子的离子强度间具有非线性关系,并随离子价数的提高其响应峰值的位置向低浓度发展。本文研究结果将对菌紫紫质光化学反应循环,质子迁移机制的研究,以及菌紫质光电池的设计,和以菌紫质为基础的视觉功能模拟和人工视觉研究提供有价值的数据。     

山莨菪碱对紫膜中菌紫质结构的影响及其与膜脂的关系

本文用吸收光谱和可见圆二色谱研究了不同浓度的山莨菪碱对紫膜中菌紫质结构的影响,并设计了用不同浓度的去垢剂Triton X-100作为脂环境的扰动剂,研究山莨菪碱对菌紫质的影响与膜脂关系的实验.结果表明山莨菪碱不仅影响菌紫质分子本身的构象变化而且扰动了菌紫质分子之间的激子偶联作用.通过吸收差光谱技术表明山莨菪碱对菌紫质结构的影响与膜脂密切相关并指出紫膜中菌紫质的三体结构对膜功能的贡献是不容忽视的.     

湿度和温度对酰化紫膜LB膜M衰减的影响

用闪光动力学光谱仪测量了酰化紫膜ＬＢ膜中Ｍ衰减速率的变化。酰化紫膜ＬＢ膜的衰减无论是悬浮液状态,还是ＬＢ膜中,均比未修饰的要慢。在温度为２０℃时,酰化紫膜ＬＢ随着相对湿度的增加,Ｍ衰减加快。在相对湿度较低时（ＲＨ３４—７５％）,变化较平缓,即Ｍ的衰减加快不明显;在相对湿度较高时（ＲＨ８４—９５％）,Ｍ衰减明显加快。温度的变化则随相对湿度不同而不同。相对湿度较低时,随着温度的升高,Ｍ衰减加快;相对湿度较高时,Ｍ衰减反而减慢。酰化紫膜悬浮液的Ｍ衰减随着温度的升高而明显加快．这说明酰化紫膜ＬＢ膜中ＢＲ水合程度可能是直接影响Ｍ衰减的因素之一。     

菌紫质人工膜的光电压与离子强度的非线性关系

本文研究了Ｋ＋、Ｍｇ２＋和Ｌａ３＋离子强度对菌紫质人工膜的光电压的影响。研究结果表明,在实验所测定的离子强度范围内菌紫质人工沉淀膜的光电压与上述离子的离子强度间具有非线性关系,并随离子价数的提高其响应峰值的位置向低浓度发展。本文研究结果将对菌紫质光化学反应循环、质子迁移机制的研究,以及菌紫质光电池的设计、和以菌紫质为基础的视觉功能模拟和人工视觉研究提供有价值的数据 。     

以菌紫质LB膜为基础的两种视觉感受野的某些特性的模拟

发展视觉模拟的新技术和新材料一直为人们所期待。本文用菌紫质ＬＢ膜模拟动物视皮层简单细胞的ＯＮ－中心条型感受野,又用此膜以一维形式模拟了视网膜ＯＮ－中心型神经节Ｘ型细胞感受野。在观察了它们的感受野地图后,用前一种感受野模拟了取向调谐曲线和长度调谐曲线,用后一种感受野模拟了“零位置”和马赫效应。所有的模拟结果与电生理实验的有关结果符合较好。说明以菌紫质为材料的视觉功能和特性模拟前景良好。     

付里叶自去卷积法及其应用于无水紫膜菌紫质的二级结构研究

本文扼要地介绍了付里叶自去卷积理论,用以处理红外谱图的方法及去卷积谱线与二级导数谱和原谱组分的关系.用去卷积和二级导数谱研究了无水紫膜内菌紫质的二级结构,与水合条件下菌紫质的红外谱图相比较,无水菌紫质显示出一些新的特征吸收组分,对此作了结构识别,并断定1640cm~(-1)组分为紫膜的特征吸收.     

温度对脂质囊泡中单体菌紫质分子结构和光电响应的影响

本实验用人工双分子平板膜系统(BLM)测量了紫膜碎片和在DMPC脂质襄泡膜中的单体菌紫质分子的光电响应以及与温度的关系(处理温度17℃至31℃).温度对紫膜碎片的光电响应影响不大,但对单体菌紫质分子的光电响应有明显影响.用园二色(CD)方法相应地观察了温度对紫膜碎片和单体菌紫质分子在可见波长范围内的CD谱的影响 同样观察到温度对单体菌紫质分子的CD谱有明显影响.两者的影响很可能与脂质襄泡中DMPC的相变温度有关.     

菌紫质膜对315nm辐照的光反应

利用仪器本身的测量光束３１５ｎｍ光照对紫膜薄膜中菌紫质的光反应的影响的ＣＤ谱研究说明：３１５ｎｍ的近紫外光可以激发薄膜中菌紫质的光反应,３１５ｎｍ与４０８ｎｍ、３３５ｎｍ光激发的光反应变化类型一致,但与５６８ｎｍ光激发的反应变化类型不一致;３１５ｎｍ光激发的光反应与菌紫质的初始样品状态有关,与菌紫质所处的分子状态的分布有关,而不是直接与初始样品状态存在的表现条件有关。结果认为利用包括近ＵＶ光在内的不同光照条件来调控ＢＲ的光反应是有可能的。     

基于光敏蛋白的猫视皮层细胞双眼汇聚功能的模拟

已知光敏蛋白菌紫质ＬＢ膜具有类似于视觉系统感受野的对光微分响应。利用这个特性,本文组装了一对人工视皮层条型简单细胞感受野,并测定了其朝向选择特性及ＯＮ－区闪光融合频率响应特性。在此基础上,用这一对人工感受野组成了猫视皮层细胞双眼汇聚功能模拟系统,并模拟了猫视皮层细胞双眼汇聚功能。     

蜂毒素与紫膜的相互作用机理研究──与三种表面活性剂的比较

用吸收光谱和圆二色谱的方法研究了蜂毒素与嗜血菌紫膜的相互作用机理．通过与三种在结构和电荷上不同的表面活性剂与紫膜的作用相比较,可以年出蜂毒作为带正电荷的分子与同样带正电的表面活性剂ＤＴＡＢ在引起紫膜凝聚方面表现相同;但在对紫膜可见光区的吸收光谱和圆二色谱的影响上却与具有刚性结构的ＣＨＡＰＳ相似,表明蜂毒可在紫膜表面以一种刚性较大的构象（如α螺旋）存在,不能进入膜蛋白流水区的深层．另外,从紫膜－Ｔｒｉｔｏｎ－蜂毒混合作用体系的研究中得到如下推测：蜂毒与Ｔｒｉｔｏｎ竞争菌紫质分子周围的结合位点,可排斥位于菌紫质周围的Ｔｒｉｔｏｎ分子．表明蜂毒具有比Ｔｒｉｔｏｎ更强的与菌紫质的亲和力,从而提供了支持蜂毒分子存在与膜蛋白－菌紫质的直接相互作用的有力证据．     

蜂毒突变体对紫膜质子泵功能的影响

具有光驱动质子泵功能的嗜盐菌紫膜是一种被广泛研究的生物膜系统。利用毫秒级闪光动力学谱仪研究蜂毒不同突变体对紫膜质子泵功能的影响。实验采用对硝基苯酚（ｐ－ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ）作为ＰＨ敏感染料来研究紫膜蛋白－菌紫质（Ｂａｃｔｅｒｉｏｒｈｏｄｏｐｓｉｎ,简称）的光反应和质子泵功能。在初步的实验中发现,在一定的温度范围内,光循环过程随着温度的升高而加快,质子泵功能却基本保持不变。另外,由于蜂毒突变体具有不同的插膜特性和不同的电荷量,通过比较它们对ＢＲ质子泵功能的影响,揭示了蜂毒小肽Ｃ端和Ｎ端的不同带电状态对质子泵功能所起的作用不同。实验结果有力地证实了蜂毒或其突变体与菌紫质蛋白具有直接的相互作用,这种相互作用的强弱与蜂毒突变体电荷的多少密切相关     

冷冻干燥对紫膜菌紫质圆二色性的影响

无论是先冷冻后干燥,还是先干燥后冷冻,或只冷冻处理,或只干燥处理的干湿紫膜样品,也无论是在处理后将其悬浮在水中,或在十六烷中,或在大豆磷脂正己烷液中,紫膜中的菌紫质分子均丧失了天然紫膜水悬浮液中的圆二色谱的双相性。然而,对于先冷冻后干燥,只干燥处理的紫膜水悬浮液,这种双相性可以缓慢地恢复。该现象提示,冷冻和/或干燥处理对紫膜菌紫质的圆二色性的影响,可能主要通过影响脂区间接实现的;用环三体激子理论难以圆满解释该现象。     

光电响应对紫膜外表面[k~ ]依赖性与质子泵效率相关

本文研究发现,不锈钢／电沉积紫膜薄膜／含水胶（电介质）／铜型菌紫质光电池的光电响应对紫膜外表面的钾离子浓度的依赖性与质子泵效率的这种依赖性成相关性。这种相关性说明：１．膜中菌紫质的光电响应主要来自质子泵运而非钾离子直接的贡献;２．存在一合适的离子浓度使菌紫质的光电响应有极大值;３．作用在外表面的离子主要影响质子释放结构域     

铁/紫膜/胶/铜光电池在光触发瞬时的界面电势研究

在分析菌紫质光驱质子泵过程的基础上 ,应用Hong的化学电容的概念 ,提出在菌紫质人工膜系统中等效存在C -电容和N -电容 ,并由此研究了铁/紫膜/胶/铜光电池在光触发瞬时的界面电势。结果可提供于以菌紫质为基础的分子电子器件 ,和菌紫质光驱质子泵机理的研究。