Rare earth dibenzoylmethane complexes for potential application as high-density recordable optical recording materials

Three kinds of rare earth complexes derived from dibenzoylmethane (DBM) ligand were synthesized by reacting free ligand and different rare earth ions(La (3+), Sm3+ and Gd3+). Their contents and structures were postulated based on elemental analysis, LDI-TOF-MS, FT-IR spectra and UV-Vis spectra. Smooth films on K9 glass substrates were prepared using the spin-coating method. Their solubility in organic solvents, absorption and reflection properties of thin film and thermal stability of these complexes were evaluated. These complexes would be a promising recording material for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

无根萍生物学特性研究

无根萍属（Wolffia ）隶属于浮萍科天南星目，是世界上最小的被子植物。该属植物繁殖速度快;易于培养;结构简单，只具有一个雄蕊和一个雌蕊;自然状态下通常为克隆繁殖，遗传结构高度一致，具备特定研究目的模式植物的特点，正在或已经成为一些实验室研究光合作用、生物反应器、毒理学、生态修复和环境监测等的重要模式生物材料;同时还被作为建造航天生活仓和地外生命支撑系统的首选植物。该属植物蛋白含量高且氨基酸组分平衡，营养价值可与大豆相媲美。但该属植物一直是分类学界的疑难类群，不同的学者对该属的分类处理比较混乱;其次，对该属的生物地理研究也很不够，尤其是对国产类群的研究;另外，W. globosa 作为该属中国分布的物种，其生理学特性和形态结构发育还缺乏研究。为此，本文通过mat K 基因测序、RAPD 标记等手段，结合野外和室内的长期观测，对其分类和中国的地理分布以及生理学特性进行了研究。针对浮萍科植物作为水生植物，其对重金属和芳香烃衍生物的耐受逆境能力大小，和对淡水水体环境生态的指示作用。本文研究了W. globosa 具解毒功能的谷胱甘肽转硫酶的活性;最后，探索了从黄鳝（Monpterus albus Zuiew ）中分离纯化GSTs 的技术与方法并对maGST 的部分特性进行了研究。主要研究结果如下： 1. Wolffia 系统分类学研究 前人认为，Wolffia 柱头的颜色是重要的分组、分种检索性状。我们对其长期、活体、原位、实时跟踪观测结果表明，柱头颜色是Wolffia 个体发育上的变化过程，不是一个稳定性状，用作Wolffia subgroup 内组的划分特征和种的鉴别特征是不适合的。在此基础上我们重新修定了该属的分种检索表。利用形态分类学性状——气孔、长/宽、高/宽以及最大宽度在水面上还是水面下等性状，认为中国分布的类群应是W. globosa，但亦有W. neglecta 存在的证据。mat K 基因片段结果支持形态学的结论。通过广泛的野外采集，在我国北京、河北和吉林发现Wolffia 的新分布。 2. 中国Wolffia 居群遗传学研究 以RAPD 分子标记对广泛分布的居群遗传多样性研究表明，无根萍属植物主要以无性繁殖方式繁育，居群主要由单一克隆后代组成，如海河流域以及松花江流域居群;但一些居群亦兼有性繁殖方式，并具较高的遗传多样性，如武汉、海南居群。利用MVSP, Popgene 和Ntsys 等分析方法探讨了中国产Wolffia 居群遗传多样性和地理分布格局间关系。 3. W. globosa 的生理学研究 建立了较为完善的W. globosa 的无菌培养和保存体系。W. globosa 在逆境中，会形成休眠体;同时，发现不同居群甚至不同克隆系之间其抗逆性和生长速度存在着显著差异，差异最大的如海南文昌居群的生长速率，是长春居群的4.19 倍;不同的时间统计生长周期存在着不同结果，生长节律每天有两个生长高峰呈双“S”型;W. globosa 的耐受温度范围和pH 范围广;低浓度的IAA，GA，6-BA， EDDHA-Fe 以及EDTA 等物质具有促进W. globosa 生长的特性;但是，所有这些处理均没能促使W. globosa 从营养生长转入生殖生长。 4. W. globosa 的解剖学研究 W. globosa 通常是进行克隆繁殖，通过组织切片发现无性分枝子体还未伸出母株之前就已经完成分化，与此同时分枝子体中又分化出新的子体，分枝呈聚伞状，子体生长方向彼此相对;另外，生殖生长结构的分化也是在母体中完成的;生殖生长点与营养生长点不是同一生长点。 5. 浮萍科植物的毒理学研究 以重金属Cr3+和芳香烃衍生物CDNB 溶液处理Wolffia，Spirodela 和Lemna， 三种水生生物，结果表明Wolffia 比Spirodela， Lemna 对重金属和芳香烃衍生物有更强的抗逆能力，如在同等条件下对于Cr3+Wolffia 的半致死剂量800GB(≈ 80mg/L)，而Spirodela 和Lemna 则分别为10mg/L;20mg/L;表明W. globosa 是一个优良的生态环境修复植物。与此同时，研究了W. globosa 中具有解毒功能的GSTs 粗酶液活力在不同浓度的重金属离子（Cu2+和Cd2+）以及芳香烃衍生物（CDNB 和NBD-Cl）随处理时间的变化情况。 6. 从水生生物黄鳝Monpterus albus Zuiew 中分离纯化GSTs 的研究GSTs 活性的变化是环境监测的一个Biomarker，为此研究从M. albus 中分离 纯化GSTs 的技术与方法。经GSH 亲和层析纯化的酶活力为粗酶液的207 倍，进而鉴定了maGST 的部分特性。SDS-PAGE 电泳和MALDI-TOF/MS 表明MaGST 为同源二聚体，分子量约为52kDa，单亚基分子量约为26 kDa。maGST 酶动力学表明对CDNB 为13.07 ± 0.37 微摩尔每分钟每毫克蛋白;对NBD-Cl 为5.54 ± 微摩尔每分钟每毫克蛋白;对ECA、4-NPA 几乎没有活性。在GSH 底物饱和，CDNB 的Km 值和Vmax 分别为0.32 mM 和16.19 微摩尔每分钟每毫克蛋白;CDNB 底物饱和，GSH 的Km 值和Vmax 分别为0.44 mM 和28.83 微摩尔每分钟每毫克蛋白。maGST 的酶活性pH 值较宽，温度范围广：在pH7.0-7.5 具有最大速度，在pH6.5 和pH8.5 时分别具有65%和72%的酶活力;在45℃时具有最大活性，30℃和55℃时为最大活力的80%，60℃几乎完全丧失酶活力。

水稻(Oryza sativa L. ssp japonica)幼苗根质膜蛋白质组分析

根质膜具有重要的生物学功能，它参与了根响应脱落酸（ABA）的一系列活动。尽管已经有很多有关ABA影响根的生长和发育的报道，但是在蛋白质组水平上研究参与ABA信号转导及相关活动的质膜蛋白质的报道还未见到。我们期望利用蛋白质组学技术平台研究外源ABA胁迫下水稻根质膜与ABA功能相关的蛋白质组的变化。 本论文通过双向电泳（2DE）结合质谱（MALDI-TOF MS 和 MALDI-TOF/TOF MS）分析的方法鉴定了102个质膜相关蛋白质。这些蛋白质功能涉及到跨膜运输（16.2%）、胁迫反应（14.3%）、物质运输（4.8%）、细胞骨架动态变化（5.7%）、细胞壁重建（3.8%）、碳代谢和能量循环（13.3%）、蛋白质代谢（14.3%）、信号转导（18.1%）和其他功能的蛋白质（4.8%），以及未知功能的蛋白质（2.9%）。其中大约30％的蛋白质以同工型的形式存在。在这些鉴定结果中，有10个斑点（代表10种蛋白质）已被报道为质膜特异的蛋白质;68个蛋白质斑点（代表58种蛋白质）是质膜相关蛋白质。其余54个蛋白质斑点（代表42种蛋白质）是首次在水稻根的质膜囊泡中被鉴定出来。 在ABA处理条件下，我们在2DE胶上发现了15个响应ABA调节的蛋白质斑点。9个上调的蛋白质斑点分别代表以下9种蛋白质：vacuolar proton-ATPase A subunit, vacuolar ATPase B subunit、patatin、 Salt-stress root protein RS1、谷氨酰氨合成酶（Glutamine synthetase，GS）、OSR40c1、H+-exporting ATPase （vacuolar ATPase E subunit）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶I型（glyceraldehyde-3- phosphate dehydrogenase, type I，GADPH）和醛缩酶C-1（aldolase C-1）。6个下调的蛋白质斑点分别代表4种蛋白质：endosperm lumenal binding protein、remorin protein、富含脯氨酸蛋白质（glycine-rich protein，GRP）和蔗糖合成酶（sucrose synthase, SuSy）。其中，OSR40c1和endosperm lumenal binding protein与蛋白质合成相关，从它们与ABA的关系中可以看出，ABA可能抑制了细胞的蛋白质合成。而vacuolar proton-ATPase A subunit、vacuolar ATPase B subunit和 H+-exporting ATPase参与了细胞质pH的调控，ABA致使了细胞质pH的上升。甘油醛-3-磷酸脱氢酶I型、醛缩酶C-1和蔗糖合酶参与了细胞壁的生长发育，ABA的作用可能导致了细胞壁生长发育的延迟。ABA促使Patatin上升，其作用可能与质膜膜脂的降解有关。而ABA的刺激也使谷氨酰氨合成酶的表达显著上升，谷氨酰氨合成酶可以去除细胞内有害的游离NH+4。同时还有未知功能的富含脯氨酸蛋白质（glycine-rich protein，GRP）同样受到ABA的诱导，但具体的功能及其与ABA的关系还要进一步的实验证据。

油菜内源和外源蛋白的表达及环境因素的影响

植物与昆虫的互作关系是个长期进化的过程，虫害给农业生产带来巨大损失。本研究以甘蓝型油菜（Brassica napus）为例，研究了不同环境条件和遗传背景下外源基因的表达与效用，同时利用蛋白质组技术，研究了虫害损伤模拟条件下植物可能存在的内源抗性机制。甘蓝型油菜中转入了人工合成的Bt（Bacillus thuringiensis）杀虫基因，能使植物产生抗虫蛋白抵御虫害。我们在湖北湖南两个实验点进行了大田实验，按植株生长发育的4个不同时期从转基因植株的叶片上采样，研究抗虫蛋白在植物体内的表达动态。植株顶部第三片展开叶的Bt毒蛋白浓度在结荚期前随植物生长而不断增加，而在结荚期出现或增或减的现象。采样叶片的可溶性总蛋白浓度含量一直呈增加的趋势，直到结荚以后出现含量的明显降低。同时，收集了转基因油菜与湘油15号在田间自然杂交形成的杂交后代种子用于栽培，用GFP仪检测杂交后代的绿色荧光蛋白（green fluorescent protein），并用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）检测并确认带有转基因的杂交植株。为了检测带有转基因的杂交后代油菜中Bt毒蛋白的杀虫效率，用对Bt毒蛋白敏感的试虫品系——初孵棉铃虫幼虫（Helicoverpa armigera）进行杀虫活性检测实验。结果表明，携带Bt基因的杂交湘油及其转基因亲本对试虫的体重增长量均产生了负面影响，可以推断在调查取样的植株生长发育阶段，转基因杂交后代与其转基因亲本植株的杀虫效率没有显著差异。转基因植物及其杂交后代中抗虫蛋白的持续表达及田间带有转基因的自播植物的出现会使害虫产生耐受抗性的潜在可能性增加。 相对于人为增加的抗虫基因，植物在长期对抗昆虫的过程中也进化形成了自我防御机制，能够产生特异的抗性蛋白来应对昆虫的取食。本研究用机械损伤模拟害虫取食，对比了油菜受到物理损伤前后可溶性总蛋白的含量变化并试图通过蛋白质组学技术来检测可能发生变化的蛋白质。Bradford定量测定发现，同一植株同一叶片损伤前后可溶性总蛋白含量差异显著，损伤后蛋白表达量显著增高。蛋白质组双向凝胶电泳及其差异分析显示，损伤前后有8个蛋白质点发生明显的上调或下调。选择其中2个差异蛋白点经过MALDI-TOF质谱鉴定，它们分别是Rubisco小亚基前体以及果糖－1，6－二磷酸醛缩酶和粪卟啉－3－氧化酶的混合物，这些蛋白质在其他植物的抗逆研究中也有报道，它们可能在油菜叶片应答机械损伤过程中对维持植物的生理功能也有重要作用。

水稻幼苗脱黄化过程以及灌浆期茎的蛋白质组学研究

水稻既是我国三大粮食作物之一，又是基因组学研究的模式材料，在生产实践和科学研究中都占有极其重要的地位。基因组学研究取得的巨大成就以前所未有的深度和广度推动了生命科学各个研究领域的飞速发展。水稻基因组的破译是水稻科学研究的重要里程碑，同时也宣告了功能基因组学时代的到来。蛋白质组学是研究细胞内全部蛋白质的动态表达及其相互关系的新兴学科，是功能基因组学研究的重要组成部分和战略制高点。 本论文采用高分辨率的蛋白质双向电泳分离技术和高通量的蛋白质质谱分析技术以及生物信息学等手段，开展水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻幼苗脱黄化过程的比较蛋白质组学研究，探讨茎生长发育规律和水稻应答光信号相关蛋白质及其网络调控机制，是学科前沿与实际应用的有机结合，在科研和生产实践中都具有重要的意义。 首先，分别构建了灌浆期水稻顶端茎段和水稻黄化幼苗的蛋白质组表达谱。并对其中185个目的蛋白点进行了MALDI-TOF/MS分析和数据库检索鉴定。共有149个蛋白质得到了鉴定，蛋白质鉴定的成功率为80.5％。这些被鉴定的蛋白质分属118个基因的表达产物，根据它们功能可以分为13种不同的类别，其中绝大多数为能量产生和代谢以及抗性相关的蛋白质。 在水稻灌浆期顶端茎段表达的蛋白质中，与能量和物质代谢相关的蛋白质例如ATPase、磷酸丙糖异构酶，6－磷酸葡萄糖异构酶等占有很高比例，说明茎段组织中具有很强的代谢活动。与生长发育相关的蛋白质包括beta-tubulins、无机焦磷酸酶（inorganic pyrophosphatase）、液泡质子ATP酶（vacuolar proton-ATPase）以及UDP葡萄糖焦磷酸酶等的大量累积，显示出顶端茎段细胞分裂和生长迅速;同时，贮存多糖和结构多糖也在旺盛合成。G蛋白、GDP释放抑制因子等信号传导蛋白以及苯丙氨酸氨解酶、谷胱苷肽S转移酶（glutathione S-transferase，GST）、抗坏血酸过氧化酶（ascorbate peroxidase，APX）以及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）等抗性相关蛋白质在该时期丰度表达，表明在灌浆期水稻顶端茎段能够迅速感受并传递外界信号，从而使得其在遭受胁迫时能够立刻启动抗逆防御系统，最大限度地降低不利环境对种子发育的影响。 在黑暗中萌发和生长的水稻黄化幼苗随着光照时间（0~24小时）的延长，能通过双向电泳后检测到的蛋白质逐渐变少，24小时后趋于稳定，相当于正常光照条件下生长的水稻幼苗蛋白质组表达谱。进一步分析表明，在黄化苗中，分解代谢及能量产生相关的蛋白如丙糖磷酸异构酶、琥珀酰辅酶A连接酶、异戊酰辅酶A脱氢酶与ATPase等的表达量比较丰富;另外，还可能启动了脂肪酸的α氧化分解途径，以供黑暗中生长所需的物质和能量。当黄化幼苗光照后，与光合作用及物质合成相关的一些蛋白质表达量增加，而那些分解代谢相关酶类则有所下降。同时，鸟核苷酸结合蛋白β亚基类似蛋白、20S proteasome以及Bowman Birk trypsin inhibitor等信号传递及抗性相关蛋白随着光照时间的延长而减少，说明黑暗胁迫条件下水稻幼苗启动了相关的抗逆途径。叶绿素合成途径中的蛋白酶胆色素原脱氨基酶和金属鳌合酶在脱黄化过程中表达量有所下降，可能是因为叶绿素合成产物具有反馈抑制作用。 本研究首次利用蛋白质组学方法来解析水稻灌浆期茎蛋白质组表达模式和水稻黄化幼苗响应光因子的蛋白质组变化情况，鉴定了一些有价值的蛋白质，并得到了它们的表达特点和相关数据，为更好地理解水稻顶端茎秆的生长特点和功效、水稻应答黑暗胁迫和光形态建成以及光合作用机理等提供了分子证据。

低温吸胀对大豆种子呼吸代谢影响的研究

大豆是重要的油料和蛋白植物。在生产实践中，在播种后达到早苗和齐苗是大豆丰收的前提。种子的吸胀冷害是农业生产的严重问题。吸胀冷害发生在种子开始吸水萌动的萌发初始阶段。吸胀冷害不仅发生在高寒地带和低温冷湿地区，尤其在我国东北地区，造成我国乃至全球大豆不同程度的减产。吸胀冷害的原初作用位点在生物膜上，本实验从呼吸代谢的角度研究吸胀冷害对种子活力的影响，探讨吸胀冷害的机制。 本实验选用由黑龙江省黑河农业科学院提供的对低温中度敏感的黑河13 号大豆种子为材料，分别经22°C、10°C 和4°C 恒温培养箱24 h 后，测定其生理指标，通过透射电镜观察细胞超微结构，利用蛋白质组技术研究低温吸胀与种子呼吸代谢的关系，得到的结果如下： 低温吸胀阻碍胚轴膜系统的修复。通过电解质渗漏率测定发现，4°C 到22°C 温度范围内，提高吸胀温度有助于保持细胞膜的完整性，显著降低吸胀后胚轴电解质渗漏。在低温下吸胀，胚轴活性氧清除酶的活性受到抑制，活性氧含量增加，增强了膜脂过氧化作用，进而导致种子活力下降。 通过透射电子显微镜观察，大豆种子在22°C 吸胀24 h 后，胚轴细胞液泡明显变大，在细胞中所占比例很高，并且细胞内膜系统比较发达，能清晰观察到细胞核，线粒体，质膜，内质网整齐有序的形状。胚轴的细胞含有其它结构正常的细胞器，包括细胞壁，胞间连丝，淀粉粒和油体等。线粒体的外膜、内膜、嵴发育较完善。10°C 和4°C 的吸胀严重损伤了胚轴中细胞器的修复，细胞膜不规则，没有发现内质网和胞间连丝，线粒体的体积较小以及膜系统不发达，尤其是4°C 吸胀的胚轴中细胞器的损伤更加严重，细胞膜系统紊乱。 低温吸胀抑制了线粒体从轻线粒体向重线粒体的修复，以及线粒体的耗氧能力。22°C 吸胀的线粒体的总体耗氧能力较高，电子传递主要是利用复合体I 的电子传递途径。10°C 吸胀的线粒体总体耗氧呼吸较低，且其线粒体的电子传递主要以复合体II 的途径。4°C 吸胀的线粒体的耗氧能力则更低。 将分离得到的线粒体进行的蛋白质组分析，共分离400 多个蛋白点，其中有20 个点有表达差异。经ESI-Q-TOF-MS/MS 鉴定，六个下调的蛋白质分别为ATP 合成酶的亚基 (线粒体的氧化磷酸化)，线粒体延长因子Tu（线粒体基因组转录）， 苹果酸脱氢酶（三羧酸循环），精氨酸酶（尿素循环）和2 个线粒体chaperonin-60 （热稳定蛋白）。这些蛋白在低温吸胀时下调表达，影响了线粒体的正常生理代谢，说明它们在维持线粒体正常代谢中起到了重要的作用。 综上所述，低温吸胀影响了线粒体的结构和生理功能的修复，减少了能量和中间物质供应给种子萌发，造成了种子活力的下降。

Comparative study of three short-chain neurotoxins from the venom of Naja kaouthia (Yunnan, China)

Three short-chain neurotoxins named NT-I, NT-II, and NT-III were purified from the venom of Naja kaouthia, a snake distributed throughout the south of Yunnan province, China, by a series of chromatographic steps, including an FPLC Resource S column. Their molecular weights, determined by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) MS, were 6952.19 Da, 6854.92 Da, and 6828.80 Da, respectively. NT-I consisted of 62 amino acid residues, and the other two consisted of 61 amino acid residues, including 8 cysteines. After hydrolysis by endoproteinase Glu-C, their primary sequences were determined. A test of their activities demonstrated that they effectively inhibited muscle contractions induced by electric stimulation. Furthermore, the extent of inhibition caused by NT-II and NT-III was less than that of NT-I. The IC(50)s were 0.04 mug/ml, 0.20 mug/ml, and 0.23 mug/ml for NT-I, NT-II, and NT-III, respectively. Compared with NT-II and NT-III, the higher activity of NT-I may be a result of the amino acid residue substitution Ile36 to Arg36.

A novel disintegrin, jerdonatin, inhibits platelet aggregation and sperm-egg binding

A novel disintegrin, jerdonatin, was purified to homogeneity from Trimeresurus jerdonii venom by gel filtration and reversed-phase high-pressure liquid chromatography. We isolated the cDNA encoding jerdonatin from the snake venom gland. Jerdonatin cDNA precursor,;encoded pre-peptide, metalloprotease and disintegrin domain. Jerdonatin is composed of 72 amino acid residues including 12 cysteines and the tripeptide sequence Arg-Gly-Asp (RGD), a well-known characteristic of the disintegrin family. Molecular mass of jerdonatin was determined to be 8011 Da by matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Jerdonatin inhibited ADP- and collagen-induced human platelet aggregation with IC50 of 123 and 135 nM, respectively. We also investigated the effect of jerdonatin on the binding of B6D2F1 hybrid mice spermatozoa to mice zona-free eggs and their subsequent fusion. Jerdonatin significantly inhibited sperm-egg binding in a concentration-dependent manner, but had no effect on the fusion of sperm-egg. These results indicate that integrins on the egg play a role in mammalian fertilization. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

鱼腥藻PCC7120受缺铁诱导的外膜蛋白

利用双相法结合蔗糖密度梯度超离心制备获得高纯度的鱼腥藻PCC7120(Anabaena sp.PCC7120)外膜,以双向凝胶电泳分析受缺铁诱导的外膜蛋白。发现缺铁导致5种外膜蛋白水平显著上调,经MALDI-TOF-MS鉴定都是类似siderophore受体的蛋白。通过细菌荧光素酶报告基因luxAB研究相应基因的转录调控,发现它们在转录水平受缺铁诱导,并且响应缺铁诱导的表达模式存在差异。利用luxAB检测其中一些启动子的表达有可能用于水体中可利用铁离子的生物监测。

Outer membrane proteins induced by iron deficiency in Anabaena sp PCC 7120

Iron deficiency can induce cyanobacteria to synthesize siderophore receptor proteins on the outer membrane to enhance the uptake of iron. In this study, an outer membrane of high purity was prepared from Anabaena sp. PCC 7120 based on aqueous polymer two-phase partitioning and discontinuous sucrose density ultra-centrifugation, and the induction of outer membrane proteins by iron deficiency was investigated using 2-D gel electrophoresis. At least. five outer membrane proteins were newly synthesized or significantly up-regulated in cells transferred to iron-deficient conditions, which were all identified to be siderophore receptor proteins according to MALDI-TOF-MS analyses. Bacterial luciferase reporter genes luxAB were employed to monitor the transcription of the encoding genes. The genes were induced by iron deficiency at the transcriptional level in different responsive modes. Luciferase activity expressed from an iron-regulated promoter may be used as a bioreporter for utilizable iron in natural water samples. (C) 2009 National Natural Science Foundation of China and Chinese Academy of Sciences. Published by Elsevier Limited and Science in China Press. All rights reserved.

Purification and characterization of hydrosoluble components from the sap of Chinese lacquer tree Rhus vernicifera

Continuous gradient elution chromatography (CGEC) was employed to purify and separate enzymes and polysaccharides from the sap of Rhus vernicifera Chinese lacquer tree. There are three different molecules with laccase enzyme activity. Two are enzymes of each other (L1, and L2), whereas the third (RL) is an entirely separate entity. Two polysaccharides (GP1 and GP2) were also found. The Rhus laccase (RL), and isoenzymes L1 and L2, have peak molecular masses of 109,100, 120,000, 103,000 respectively; each has four copper atoms per molecule, and the pI values were 8.2, 8.6, and 9.1, respectively. The structure of the laccases was studied by Fourier-transform infrared (FT-IR) and Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. The typical amide I (1646 cm(-1)) and amide II (1545 cm(-1)) bands were observed. The results from MALDI-TOF were similar to those from CGEC, but the molecular mass from the MALDI-TOF was significantly different from that obtained from sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

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。

高性能树脂环状预聚体和含官能团芳香环状低聚物的合成与表征

芳香环状低聚物的合成是应现代航天、航空、电子、机械等高技术领域对先进复合材料的需求而在八十年代末期发展起来的研究领域，其特有的结构和性能决定了芳香环状低聚物的广泛应用前景。芳香环状低聚物不仅在开环聚合制备先进树脂基复合材料方面具有重要的应用价值，而且在其侧链上引入各种官能团，开展其在功能材料方面的研究也具有十分重要的意义。本文以开拓这类新型芳香大环化合物的应用为目的，“假高稀”条件下，合成了22种新型结构的芳香大环化合物，并对它们进行了精确的结构表征。本文从开环聚合制备高性能树脂的思想出发，以6氟双酚A为单体合成了一系列的含氟聚芳醚环状预聚体，环状低聚物的产率达到74%，并在1 wt%的联苯二酚钾的引发下，进行快速地熔融开环聚合，得到了重均分子量约为6万，分子量分布约为2.6的线性含氟聚芳醚；本文设计了酮亚胺路线合成得到了聚醚醚酮(PEEK)环状预聚体。开创了由AA，BB型单体一步法合成PEEK环状中间体的新方法，这种合成方法具有反应时间短，所得环状低聚物的环尺寸较小，环张力较大，易于进行开环聚合的特点。PEEK环状预聚体成功地进行了阴离子开环聚合得到高分子量的线性聚合物，这一新方法的开拓将把PEEK在先进复合材料领域的实际应用向前推进一步。建立了一套先进的分析芳香环状低聚物的方法，结合质谱、核磁、GPC、单晶X．射线衍射和DSC等手段表征了各种环状低聚物并揭示了环状低聚物的组成。本文着重研究了激光质谱(MALDI-TOF MS)和电喷雾质谱(ESI MS)在芳香环状低聚物分析中的应用，特别在基质的选择上，经对比研究表明1,8,9-葸三酚是分析芳香环状低聚物的最为有效的基质，并已广泛地应用在我们的研究工作中，同时还发现了一种适用于芳香环状聚酯分析的新型基质，α-氰基-4-羟基肉桂酸。用软硬酸碱理论解释了芳香环状低聚物与不同阳离子的亲合选择性。本文首次运用电喷雾质谱来分析芳香环状低聚物，证明电喷雾质谱与激光质谱有明显的互补性，是继激光质谱之后新发现的表征芳香大环化合物的有效手段，特别适用于含极性基团的芳香大环化合物的表征，进一步完善了芳香大环化合物的表征体系。自从美国G.E.公司利用环状聚碳酸酯的开环聚合制备线性聚碳酸酯以来，大多数芳香环状低聚物的开环聚合是经阴离子途径进行的，聚合后部分引发剂的端基残存于聚合产物中，常用的阴离子引发剂含有无机盐和酚氧碱金属离子，这些基团的存在将对聚合物的加工和性能带来一定的影响，因而探索其它的开环聚合途径具有重要意义。本文在“假高稀”条件下，高选择性地合成CSA、CSK和CSS三种含硫醚键的芳香环状低聚物，通过四圆衍射首次对含硫醚键芳香环状二聚体的晶体结构进行了研究，结果表明这些含硫醚键的芳香环状低聚物为缺乏环张力的大环。自由基聚合反应是重要的聚合方法之一，本文通过CSA和CSK环状低聚物的开环聚合深入、细致地研究了通过硫醚交换反应进行的自由基开环聚合，并利用顺磁共振波谱证实了其自由基开环聚合的性质。本文合成了一系列含溴、硝基、羧基及磺酸钠基团的芳香环状低聚物，以期开拓非开环聚合用的芳香大环化合物的研究领域。另外在芳香环状聚醚的合成新方法上做出了创新性的工作，首次通过界面缩聚方法高产率地合成了含硝基的芳香环状聚醚砜，并对芳香大环化合物的化学反应，修饰改性及功能化研究进行了探索。

芳香环状聚膦酸酯齐聚物的合成以及开环聚合

芳香环状低聚物的合成是二十世纪八十年代末发展起来的，其特有的环状结构和性能决定了芳香环状低聚物具有广阔的应用前景。本文以开拓这类新型芳香大环化合物的种类及其应用为目的，“拟高稀”条件下，界面缩聚法首次合成了多种不同链结构的环状聚膦酸酯芳香齐聚物，并对它们结构进行了精确的表征。对其开环聚合反应得到的聚合产物用GPC进行了分析。成环缩聚反应是以苯基膦酰二氯为单体与不同结构的双酚合成一系列的芳香环状聚膦酸酯齐聚物，探讨了其成环反应条件，研究了影响环化反应的因素，比较了不同环化反应温度以及相转移催化剂条件下得到的芳香环状聚膦酸酯齐聚物的产率，找到了合成这类大环齐聚物的适宜反应条件为：反应温度为0 ℃以及有效的相转移催化剂十六-烷基-三甲基溴化铵，依此得到了环状低聚物的产率达80%以上的优异结果。比较不同结构的双酚与苯基膦酰二氯反应合成的聚膦酸酯环状齐聚物的环化产率，发现了单体结构对芳香环状聚膦酸酯齐聚物的合成有一定的影响。研究了激光质谱（MALDI-TOF-MS）在表征芳香环状聚膦酸酯低聚物中的特点及规律。首先，在基质的选择上，经过比较不同基质所得到的结果表明：在芳香环状聚膦酸酯环状齐聚物分析中，1，8，9-蒽三酚仅对含有羰基基团结构的有效，同时，发现了一种适用于这类芳香环状聚膦酸酯分析的新型基质-视黄酸，这种基质对所合成的几种芳香环状聚膦酸酯齐聚物具有普适性，这与视黄酸基质的极性有关。其次，在阳离子添加剂的选择上，比较了不同阳离子剂对激光质谱图的影响，发现了一种适用于分析芳香环状聚膦酸酯齐聚物的阳离子剂氯化锂。用软硬酸碱理论结合气相金属离子形成机理解释了芳香环状聚膦酸酯环状低聚物与阳离子的亲核选择性。合成的不同结构的芳香环状聚膦酸酯齐聚物进行了阴离子开环聚合，含有硫醚键特殊结构的环状齐聚物进行了自由基开环聚合。双酚A芳香环状聚膦酸酯齐聚物（CPBA）在4，4'-联苯双酚钾引发，280 ℃条件下成功地进行了阴离子开环聚合，获得了线性聚膦酸酯产物（Mw = 4.7 * 10~3, Mn = 1.3 * 10~3, Mw/Mn = 3.72）。硫醚双酚芳香环状聚膦酸酯齐聚物（CPE）在270 ℃，引发剂2,2'-过硫双苯并噻唑（DTB）引发下，得到了Mw = 7.8 * 10~3, Mn = 1.7 * 10~3以及Mw/Mn = 4.51的线性聚膦酸酯聚合物。芳香环状聚膦酸酯开环过程类似与其它芳香环状预聚体的开环过程，CPBA环状齐聚物与芳香环状聚膦酸酯可以进行开环聚合，得到无规共聚物。共聚物的平均分子量高于相应的均聚物，热稳定性好于相应的均聚物。芳香环状聚膦酸脂齐聚物有望作为芳香环状预聚体的开环聚合中的添加剂。

由二酐的异构体合成的聚酰亚胺

聚酰亚胺是一类综合性能优异的重要耐热高分子材料，它在航空，航天工业，微电子工业等诸多领域获得了广泛的应用。异构的聚酰亚胺是近几年新兴起的结构材料之一，与传统结构的聚酰亚胺比较，具有更高的玻璃化温度，良好的溶解性能，低的熔融粘度，宽的加工窗口，和相当的机械性能和热稳定性，是一种较有发展前景的结构材料；同时异构的二酐单体又可以用来合成芳香环状聚酰亚胺，对这些十分稳定又具有很好溶解性能的环状齐聚体的研究还刚刚开始。为此，本论文主要就以下方面开展研究工作：1，以环己烯为原料，经六步，高收率地合成了PMDA的异构体，MPDA。发现MPDA在室温下同甲醇和苯胺的开环选择反应分别得到了不对称的酷化产物和对称的酞化产物，这种开环选择的差别可归结于在酞化反应过程中形成了环状氢键中间体。通过MPDA和苯胺的亚胺化反应研究，发现在DMAc中热环化得到单亚胺化合物和双亚胺化合物的混合物，而在对氯酚中热环化或者在DMAc中化学环化均只得到唯一双亚胺化合物。单晶X-Ray衍射证实了单亚胺化合物的结构。发现在DMAc中热环化时单亚胺化合物和双亚胺化合物可以相互转化，而在氮气或者真空高温条件下单亚胺化合物不能转化成双亚胺化合物，从而提出了反应机制，即少量DMAc中的水分可以影响生成单亚胺化合物。发现MPDA和ODA或者MDA聚合时有很大的生成环状聚酰亚胺的倾向，它们的环状性质由IR，MALDI-TOF-MS，和NMR所证实。发现环状聚酰胺酸放置时，不同的环之间可以发生转换，从而可以提高受热力学控制的环的收率。用溶剂萃取和重结晶的方法分离得到了环状聚酰亚胺二聚体，用单晶X-Ray衍射的方法表征了二聚体包容不同溶剂时的分子结构，从分子水平的角度研究了环状聚酞亚胺的结构和性能的关系。除了MPDA得到的聚酞亚胺有较高的g值外，异构体聚酰亚胺的其它性能如力学性能、热稳定性能、溶解度性能、形态结构性能等差别不大。2．以2，3-二甲基苯胺为原料，经四步，高收率地得到了3,3'-BTDA。发现螺双内酚在乙酸配中回流可以直接有效地转化成二配3,3'-BTDA，并提出了转化机制。单晶X-Ray衍射表明3,3'-BTDA和3,4'-BTDA都有非共平面的分子结构。通过研究异构的BTDA得到的聚酞亚胺，发现并表征了3,3'-BTDA和ODA聚合时有很大的生成环状聚酞亚胺的倾向。异构化BTDA得到的聚酞亚胺的Tg值规律：3,3'-BTDA＞3,4'-BTDA＞4,4'-BTDA；溶解性能规律：3,3'-BTDA＞3,4'-BTDA＞4,4'-BTDAA；融体粘度规律：3,3'-BTDA＞4,4'-BTDAA3,4'-BTDA；热机械性能规律：4,4'-BTDA澎3,4'-BTDA＞3,3'-BTDA。可以看出3,4'-BTDAA得到的聚酰亚胺既有良好的加工性能，又能保持材料的热机械性能。由DSC测得的异构模型化合物的Tm，△Hm，和△Sm数据可以有效地解释异构聚酰亚胺的Tg规律。3．合成了cis-1,2,3,4-CHDA，发现在一定条件下可以转化成它的异构体trans-1,2,3,4-CHDA，1HNMR直接跟踪热异构化反应的进程，并提出了转化机制。单晶X-Ray衍射确定了两个二配异构体的绝对构型。发现在用trans-1,2,3,4-CHDA制备聚酞亚胺时无论用两步法或者一步法，均能很容易地得到高分子量的聚合物。而它的异构体cig-1,2,3,4-CHDA在制备聚酞亚胺时，由于形成环状聚酞亚胺，用传统的方法得不到高分子量的聚合物，增加单体的浓度可以有效制得高分子量的聚合物。发现顺式聚合物的溶解性能比反式异构体的好，Tg值比相应反式异构体的高，其它如热氧化稳定性，机械性能，光学性能，异构体间没有明显的差别。但是，两个异构体都可以制得坚韧的透明薄膜。