二萜类生物碱和环糊精复合物的“软电离”质谱研究

随着基质辅助激光解吸／离(MALDI)和电喷雾电离(ESI)技术的发展，“软电离”质谱在一些新领域正在发挥着越来越大的作用。本论文运用这些新技术对二萜类生物碱、环糊精与氨基酸复合物和环糊精与肽复合物进行了系统地研究。具体研究结果如下：一、附子中二萜类生物碱的质谱研究使用基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI-TOF/MS)研究了附子提取物中C-19二萜类生物碱。实验结果表明：MALDI适合同时检测粗提物中多种生物碱，并且在分析速度和灵敏度方面明显优于其它方法。在附子甲醇提取物中检测到三类14种已知生物碱（单双酯型生物碱、阿替生型生物碱和脂类生物碱）和三种未知生物碱。同时还进行了生物碱萃取方法优化实验研究，并探讨了复方煎煮过程中成分-成分之间的相互作用。研究发现：生物碱的极性、碱性和毒性与生物碱C-8取代基相关，而且该基团在电离过程中容易形成中性碎片；在煎煮过程中甘草促进附子中剧毒的双酯型生物碱水解为低毒性的单酯型生物碱，从而证实了复方解毒机理。把电喷雾质谱(ESI-MS)和多级串联质谱（MS~n，n = 2-10）结合用以分析附子中脂类生物碱的成分。ESI-MS能够依据分子量的不同实现脂类生物碱的有效分离，并且Ms~n可以提供有关分子结构的信息。这样，就在附子乙醚提取物中确认出了12种已知脂类生物碱，并发现四种新的脂类生物碱。二、环糊精／氨基酸和环糊精／肽两种复合物的气相行为在10mM醋酸铵缓冲的环糊精(CD)／氨基酸(AAs)溶液的ESI-MS谱中，分别观察到α、β-CD与9种氨基酸复合物的正负离子；结合碰撞诱导解离(CID)技术确定了气相复合物的价键性质和结构。溶液中CD和AAs之间的疏才斜目互作用由于ESI过程中溶剂化作用的减弱而减弱，甚至完全消失，而分子之间的静电作用和氢键可能因此被加强。去质子化复合物的CID实验显示：当CD复合物从溶液相转入气相时，分子之间的主要作用力发生变化，静电相互作用成为主要作用力。研究还发现：β-CD／芳香氨基酸复合物的稳定性与氨基酸侧链和cD空腔之间的尺寸适合有关。因为CD／芳香氨基酸复合物与CD／其它氨基酸复合物的解离途径是不同的。由于芳香侧链被包结在CD空腔内，当CD／芳香氨 基酸复合物解离时，CD发生“爆裂”。为了进一步解释气相中CD和氨基酸的复合形式，引入氨基酸侧链极性表面积以评价氨基酸侧链对复合物稳定性的贡献。结果显示：氨基酸侧链羟基对复合物稳定性没有明显影响，这更加证明了在气-液两相中CD／芳香氨基酸复合物的结构是一致的。用ESI-MS和MS~n对α、β-CD与谷胱甘肽(GSH)及其修饰物进行研究，实验结果表明：两种环糊精均能催化GSH氧化反应。1:1和1:2CD/GSH复合物的CID揭示了分子之间具有较强的氢键作用。与GSH二聚体相比，1:2复合物作为催化氧化反应的中间体能够提供双分子GSH氧化反应的空间条件。此外，在1:1CD/GSH复合物的CID谱中观察到了GSH的氧化产物，说明在cID的离子富集和活化过程中会发生复合物离子-复合物离子之间的相互作用。这一结果不仅解释了CD催化反应的机理，同时揭示了气相复合物的化学性质。

直接甲醇燃料电池阳极催化剂及甲醇氧化稀土助催化剂剂研究

燃料电池以其高效、环境友好的发电方式，被誉为21世纪的能源技术。其中，直接甲醇燃料电池（DMFC）更以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储存、携带方便而成为近年的研究热点。但是，DMFC在其实用化之前还需要解决一些重要问题，其中的关键之一就是高性能的贵金属催化剂的研究。我们知道，甲醇的电化学活性要低于氢气三个数量级；而且甲醇在R表面进行电化学氧化时，其中间解离吸附产物会造成贵金属催化剂中毒，显著降低了催化剂的活性。因此，要使DMFC具有相当高的电流密度和运行稳定性，就需要对贵金属催化剂制备进行不断的研究和改进。在本文的工作中，主要从Pt/C催化剂的制备方法、新型碳纳米管载体、稀土助催化剂等三个方面进行了研究和探索，取得的具体结果如下：1．Pt／C催化剂制备方法的研究与改进（1）在本组已有的研究结果基础上，对预沉积还原法进行了一些改进，采用原子吸收光谱（AAS）进行表征，发现Pt的利用率得到了明显的提高。采用X射线衍射。（RD）、透射电子显微镜（TEM）和BET表征铂的粒径、晶态结构和催化剂特性，分析表明，经过改进的预沉积还原法制备的催化剂仍然具有良好的分散性、较小的粒径、较低的晶态结构和良好的催化剂特性，电化学测试证明其性能要优于同等的E-TEK催化剂。（2）借鉴冶金学中的相关技术，提出了一种新的Pt/C催化剂制备方法一程序升温焙烧法。该方法的具体步骤增强了金属催化剂粒子和碳载体之间的相互作用力，提高了碳载体的导电性，并且形成了部分有利于催化反应进行的活性晶态结构。得到的R／C催化剂获得了近似E-TEK催化剂的催化活性，在具体方法上仍有改进的潜力。采用了同（1）的催化剂表征方法。2．甲醇电化学氧化稀土助催化剂研究在直接甲醇燃料电池Pt/C催化剂的研究过程中，一个重要的方面就是助催化剂的研究，并且已经得到了较好的结果。本工作选用了稀土元素为研究对象，因为稀土元素属于过渡金属，具有丰富的d电子轨道，易于和金属形成强的类化学键的吸附作用，并且能够和有机小分子形成多种配位化合物。经过初步的工作，发现了有些稀土离子如Sm3+能够在Pt表面吸附并且对甲醇电化学氧化具有较稳定的促进作用，采用循环伏安法，计时电流，交流阻抗等电化学方法进行了表征。根据实验结果，对其反应机理进行了初步的探讨。3．碳纳米管（CNTs）作为贵金属催化剂载体的研究碳纳米管（CNTs）由于其结构上的特殊性（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级）而表现出典型的一维量子材料，同时具有较高的机械强度和超常的电学性能，能够为化学反应提供纳米级的反应场所，因此受到了化学界包括电化学研究人员的极大关注。已经在作为贵金属催化剂载体方面进行了一些研究，本工作的主要内容就是针对Pt/CNTs催化剂对碳纳米管的要求，对其预处理方法进行了改进，采用了如（1）中的催化剂表征方法和（2）中的相关电化学方法进行测定，发现碳纳米管作为贵金属催化剂载体时，对它的纯化处理方法的不同明显地影响了其载体性质和催化剂的活性。

环境介质中硒的检测方法研究进展

结合国内外的研究进展,综述了环境介质中硒的各种检测方法。其中重点介绍了比较常用的测定方法,如原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)等,并展望了硒在检测方法上的发展趋势。

Analysis of nephroloxic and carcinogenic aristolochic acids in Aristolochia plants by capillary electrophoresis with electrochemical detection at a carbon fiber microdisk electrode

Aristolochic acids (AAs) are the main bioactive ingredients in the most of Aristolochia plants, which are used to make dietary supplements, slimming pills and Traditional Chinese Medicines (TCMs). Excessive ingestion of AAs can lead to serious nephropathy. Therefore, quantitative analysis and quality control for the plants containing AAs is of great importance. In this paper, capillary electrophoresis (CE) with electrochemical detection (ED) at a 33 mu m carbon fiber microdisk electrode (CFE) has been applied to detect AA-I and AA-II in Aristolochia plants. Under the optimum conditions: detection potential at 1.20 V, 2.0 x 10(-2) mol L-1 phosphate buffer solution (PBS) (pH 10.0), injection time 25 s at a height of 17 cm and separation voltage at 12.5 kV, the AA-I and AA-II were baseline separated within 5 min. Low detection limits for AA-I and AA-II were 4.0 x 10(-8) mol L-1 and 1.0 x 10(-7) mol L-1, respectively. Wide linear ranges were from 4.0 x 10(-8) mol L-1 to 1.9 x 10(-5) mol L-1 and 1.0 X 10(-7) mol L-1 to 5.0 x 10(-5) mol L-1 for AA-I and AA-II, respectively. The proposed method has been successfully applied to analyze AAs contents in plant extracts. The results indicated that the contents of AAs in each part of Aristolochia debilis Sieb. Et Zucc.

Electrospray ionization mass spectrometry of cyclodextrin complexes with amino acids in incubated solutions and in eluates of gel permeation chromatography

1:1 complexes of beta-cyclodextrin (CD) with three amino acids (Gly, Phe and Trp) have been detected as ions in the gas phase using infusion positive and negative ion electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). In contrast with the positive ion ESI mass spectra of simple aqueous solutions, the aggregates and adducts usually formed in the ESI process did not appear in the positive ion ESI spectra of solutions buffered with ammonium acetate (NH4Ac), even at higher analyte concentrations, These studies suggest that addition of buffer and/or use of a low analyte concentration should be used to overcome formation of aggregates and metal ion adducts in such mass spectrometry studies. Also, the deprotonated complexes are dissociated by collision induced dissociation (CID) to form an abundant product ion, the deprotonated CD, requiring transfer of a proton to the amino acid carboxyl group, To understand formation of complexes in the gas phase, gel permeation chromatography (GPC) was used to separate free amino acids (AAs) from complexes in an incubated solution. The ESI mass spectra of the GPC fractions show the presence of 1:1 complexes of both CD-aromatic amino acids and CD-aliphatic amino acids. Compared with CD-aliphatic amino acid complexes, CD-aromatic amino acid complexes appear to be destabilized in the gas phase, possibly because the hydrophobic interaction which binds the aromatic group of amino acids in the CD cavity in solution may become repulsive when solvent evaporates from the droplets during the electrospray process, whereas those complex ions formed as proton bound dimers are stabilized by electrostatic forces, the major binding force for such complexes in the gas phase. In addition, the GPC technique coupled with off-line ESI-MS can rapidly separate CD complexes by size, and provides some information on the character of the complexes in solution. (C) 1998 John Wiley & Sons, Ltd.

铬（VI）对海湾扇贝早期发育的影响

本文在23 ℃和31.6S条件下系统地研究了六价铬离子对海弯扇贝Argopecten irradians胚胎和不同发育阶段的幼虫的影响。海弯扇贝胚胎，早期D形幼早（刚孵化出的平均壳长为91μm的D形幼虫）和壳顶幼早对Cr~(8+)的敏感性各不相同。Cr~(6+)对胚胎孵化45hr的半数影响浓度EC_(50)为2614.57μg/L；对早期D形幼虫和壳顶幼虫48hr的半致死浓度LC_(50)分别为4343.26和2323.27μg/L。因此，其敏感性大小依次为：壳顶幼早 ＞ 胚胎 ＞ D形幼虫。眼点的幼虫在变态的过程中对Cr~(6+)的反应尤为敏感，低浓度（＜200μg/L）的Cr~(6+)对其变态则有很强的抑制作用，在831.19μg/L的Cr~(6+)作用下眼点幼虫的变态率仅为对照组的50％。Cr~(6+)对海湾贝D形幼虫的生长发育具有明显的抑制作用，随着Cr~(6+)浓度的升高，幼虫的生长速度逐渐减慢，死亡率逐渐升高，同一浓度的Cr~(6+)作用越长，毒性越大。Cr~(6+)对D形幼虫生长96hr和192hr的EC_(50)分别为1395.40和710.56μg/L。被Cr~(6+)污染的铒料（等鞭金藻Isochrysis galbana）亦可对海湾扇贝幼虫产生毒性影响，说明Cr~(6+)的性可通过铒料传递。AAS法分析表明Cr~(6+)在D形幼虫体内的累积随着外界Cr~(6+)浓度的升高而逐渐增多。根据海湾扇贝最敏感期－－壳顶幼虫期对Cr~(6+)的起始反应浓度，建议在海湾扇贝人工育苗过程中水质控制Cr~(6+)浓度应低于14μg/L。

刺参Apostichopus japonicus营养成分、食物来源及消化生理的季节变化

本文从消化生理学角度出发，研究了刺参营养成分、食物来源以及消化道结构与功能的季节变化，并对养殖水温对刺参消化道结构与功能的影响及与夏眠之间的关系进行了探讨。主要研究结果如下： 1.较为系统地评述了我国刺参增养殖业的现状及存在的问题；对海参的营养成分研究进行了综述和展望；对刺参的消化生理及其夏眠的研究进行了综述并提出了新见解和思路。 2.研究了刺参体壁营养成分的季节变化（2006年7月-2007年6月）。结果表明刺参体壁的基本营养成分及氨基酸、脂肪酸的含量具有显著的季节变化；氨基酸组成全面，平均氨基酸得分（AAS）在75.79-85.17之间，其中8月最高，1月最低；脂肪酸种类丰富，饱和脂肪酸（SFA）相对含量季节变化显著，8月份最高，1月份最低；单不饱和脂肪酸（MUFA）季节变化不显著；多不饱和脂肪酸（PUFA）相对含量具有明显的季节变化，其变化规律与SFA相反，8月份最低，1月份最高；综合分析表明刺参的营养价值在冬季的11月、1月最高。 3.用脂肪酸标志法分析了刺参食物来源组成情况及季节变化（2006年7月-2007年6月）。1月份刺参的主要食物来源是硅藻、鞭毛藻或原生动物、褐藻以及细菌（变形细菌和革兰氏阴性菌），3月份是硅藻、鞭毛藻或原生动物和大型绿藻。6月份大型绿藻在刺参的食物来源中占据较大比重。7月份细菌（噬纤维菌-黄杆菌类、革兰氏阳性菌）和大型绿藻的食物贡献较大。细菌（噬纤维菌-黄杆菌类、革兰氏阳性菌）在8、9月份的食物来源中占较大比重。褐藻和细菌（变形细菌和革兰氏阴性菌）在10、11月的食物贡献较大。 4.现场研究了刺参消化道和消化酶活性的季节变化（2006年6月到2007年6月）。结果表明：刺参的消化酶活性和消化道性状指标均有显著的季节变化。典型夏眠期的9月份，刺参的相对消化道重量（RGM）和Zihler’s 指数分别降低到全年最高值的8.2% 和28.0%。夏眠期间刺参的消化道指数与淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、纤维素酶、褐藻酸酶活性都很低，但胃蛋白酶活性很高，且远高于非夏眠期；分析表明Zihler’s指数可以反应刺参的食性，而相对RGM则可反应刺参的摄食状况。 5.研究了养殖水温（7°C、14°C、21°C、28°C，40天）对刺参消化道结构与功能的影响及与夏眠的关系。室内模拟研究结果表明7°C养殖水温下刺参的RGM最高；在7°C和14°C的养殖水温下，RGM没有显著变化。刺参在21°C下的第40天和28°C下的前20天进入夏眠前期，在28°C下的第30-40天进入夏眠期；在夏眠前期和夏眠期，刺参的RGM以及淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶活性下降，而胃蛋白酶活性显著升高；分析表明高温和积温是引发刺参夏眠不可或缺的外界因素。

青海湖区河谷灌丛主要植物微量元素含量特征

采集青海湖地区沙柳河河谷灌丛14种主要植物，采用AAS分析了其中7种微量元素含量。结果表明，元素Cu、Mn、Co含量有较大的植物种问差异，7种微量元素中Se含量最小，Fe含量最大。元素Mn和Fe、Co、Ni之间都具有极显著的正相关性，即相互之间具有协同性作用。

青海湖区沙柳河谷典型植物重金属含量特征

对青海湖地区沙柳河下游地区14种典型植物,采用 AAS 进行了 As、Sb、Pb、Cd、Ni、Co、Cr、Se 等8种重金属元素含量的分析.结果表明,元素 Cr 的平均含量最高,但含量范围变化不大,而 Co 和 As 的含量在不同植物中含量相差很大.

LC determination of amino acids in rat plasma with fluorescence detection: Application to exercise physiology

An LC method for the determination of 20 amino acids (AAs), using 1,2-Benzo-3,4-dihydrocarbazole-9-ethyl chloroformate (BCEOC) as fluorescent labeling reagent, has been validated and applied for the analysis of AAs in rat plasma at three different states concerning exercise physiology. Identification of AA derivatives was carried out by LC-MS with electrospray ion (ESI), and the MS-MS cleavage mode of the representative tyrosine (Tyr) derivative was analyzed. Gradient elution on a Hypersil BDS C-18 column gave good separation of the derivatives. Excellent linear responses were observed and good compositional data could be obtained from as little as 50-200 mu L of plasma samples. The contents of 20 AAs in rat plasma of three groups (24 rats, group A: quiet state, group B: at exercising exhaust, group C: 12 h after exercising exhaust) exhibited evident difference corresponding to the physiological states. Facile BCEOC derivatization coupled with LC-FLD-ESI-MS analysis allowed the development of a highly sensitive method for the quantitative analysis of trace level of AAs from plasma or other biochemical samples.

贵州万山汞矿区土壤汞污染现状的初步调查

运用AAS和GC-CVAFS法分别测定了贵州万山汞矿区表层土壤中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg),探讨了土壤中THg和MeHg的含量分布特征:矿区土壤THg和MeHg含量分别为1.1～790 mg/kg和0.13～15 μg/kg;对照区土壤THg和MeHg含量分别为0.10～1.2 mg/kg和0.10～0.28 μg/kg.矿区不同耕作类型土壤中,稻田和菜地土壤MeHg含量明显高于旱田土壤.

贵州汞矿矿区不同位置土壤中总汞和甲基汞污染特征的研究

为了深入理解汞矿矿区土壤中总汞和甲基汞的污染特征,应用AAS、GC-CVAFS方法,分别对贵州万山、务川和滥木厂汞矿矿区不同位置土壤以及对照区土壤中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg)进行了测定.结果表明,万山汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为1.1~790 mg.kg-1和0.19~15μg.kg-1,务川汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.33~317mg.kg-1和0.41~20μg.kg-1,滥木厂汞矿区土壤THg和MeHg含量范围分别为0.41~610 mg.kg-1和0.70~8.8μg