沼气渣养殖蚯蚓的试验研究

本试验结果表明:(1)沼气渣可以用来养殖蚯蚓，但必须冲洗、凉干，排除过多的有毒气体.用醋酸调节PH值，用稻谷糠改变C/N和增加通气性.(2)不同配比的沼气渣对蚯蚓的增长速度、繁殖倍数的影响有所不同，其中B组最好，A组次之，C组最差，这是因为各组的C/N不同，B组的C/N最适于蚯蚓的生长繁殖之故.本试验研究提出了一个以稻草为原料，沼气发酵为基础，蚯蚓为中心环节的良性生态循环.这种循环不但能提高稻草的经济效益，而且是消除环境污染，解决农村能源的一个简便实惠、行之有效的办法.

土壤扩蓄增容肥对土壤养分含量及小麦产量影响的试验研究

本研究采用大田试验,分析了秸秆配方和废料配方两种土壤扩蓄增容肥对冬小麦生育期土壤有机质、主要速效养分和产量的影响。试验采用4因素(品种A、秸秆配方B、建筑垃圾配方C、灌水D)3水平正交试验设计。结果表明:施加土壤扩蓄增容肥可以有效提高土壤有机质含量达3.84g/kg;在节水条件下,能明显提高土壤速效养分的含量,增加了小麦对养分的吸收量,并优化了小麦对氮、磷、钾养分的吸收比例;并且施加土壤扩蓄增容肥较对照产量提高15%,且秸秆配方在各方面的效果均优于废料配方。

聚芳醚酮及聚谷氨酸苄酯的亚稳性研究

人类对凝聚态物质的亚稳性的认识已经有了相当长的时间。常温常压下，热力学上更不稳定的、而实际上存在的相，都可称之为亚稳相。由于聚合物分子尺寸很大，分子运动的时间尺度具有很宽的范围，因此，在极大多数情况下，聚合物都处于亚稳态下。研究聚合物相行为和相变中的亚稳性，了解并认识亚稳态的存在、演变和终结，对于充分理解高分子凝聚态物理学的基本问题具有极其重要的科学意义，将为高分子材料的加工和功能开发提供新的途径和理论基础。本文正是基于这样一种广义的亚稳性概念，分别研究了聚芳醚酮系列聚合物的形态多样性、物理老化现象和双熔融峰行为以及聚谷氨酸苄酯的超分子组装和构象转变。首先实现了聚醚酮酮的溶液结晶，获得了单晶状片晶，揭示了聚醚酮酮结晶时优先生成片晶的特征。研究了聚醚醚酮酮的物理老化现象，提出了“亚稳刚性非晶相”概念，指出了刚性非晶相中的局部有序性。进一步探索了聚醚醚酮的双熔融峰行为，首次引入“亚稳熔体”概念，解释了亚稳晶体向更稳定晶体的转化。首次应用AFM技术观察到聚谷氨酸苄酯的高有序化组装特征，发现其中存在着侧链苯环间的亚稳性超分子组装结构。应用高分辨核磁共振技术深入研究了聚谷氨酸苄酯在二氯乙烷／二氯乙酸混合溶剂中的构象稳定性，阐明了聚谷氨酸苄酯的构象转变是受慢反应机理控制的，其中质子对分子内氢键的破坏是一个热力学平衡过程，进而揭示了聚谷氨酸苄酯／二氯乙烷／二氯乙酸三元体系的相态稳定性与高分子链构象稳定性的密切相关性，指出聚谷氨酸苄酯存在两种亚稳构象，即无规线团构象和螺旋链构象，这两种亚稳构象的存在决定了聚谷氨酸苄酯／二氯乙烷／二氯乙酸三元体系相态的亚稳性。主要结论如下：1．PEKK(T/I)结晶时优先生成片晶织构。a轴和b轴位于晶片平面内，c轴则垂直于晶片平面；b轴方向为片晶的优先生长方向。从熔融状态等温结晶时，平躺和侧放的片晶相互交错生长构成了辐射状的球晶。从溶液中结晶时既生成“初生态”球晶，也生成单晶状片晶。利用高分辨电镜技术研究了PEKK(T/I)晶体的微区结构。发现PEKK(T/I)晶体中存在许多缺陷，这些缺陷使得品格弯折。2．淬火的PEEKK玻璃态试样处于非平衡状态下，物理老化可引起亚稳玻璃体分子链的局部调整，形成刚性非晶相(Rigid Amorphous Phase)。物理老化时间越长，PEEKK玻璃体中生成的刚性非晶相越多。刚性非晶相中分子链间存在一定的有序性，可以在随后的PEEKK的结晶中起初级晶核的作用，从而降低PEEKK的结晶活化能。3．等温结晶处理的PEEK中分布着两种不同厚度的片晶。这些片晶相互堆砌在一起形成球晶结构。从热力学稳定性和动力学稳定性两方面考虑，这些片晶是亚稳片晶。其中，厚片晶比较稳定，因而在加热至通常的熔融温度前，可稳定存在。但是薄片晶则更不稳定，在加热过程中它要转变成为亚稳熔体；亚稳熔体只能短时存在，它很快就发生重结晶转变为更稳定的晶片。亚稳熔体的结晶过程非常快，它借助样品中已有的厚晶片作为晶核，从厚晶片表面直接向外生长。4．首次应用AFM技术观察到PBLG和PBDG分子的左、右手螺旋结构。揭示了PBLG或PBDG在云母表面上的高度有序化组装。发现PBLG或PBDG分子在云母表面上通过侧向和端基间的相互作用沿着云母表面[100]方向作有组装，进而形成向列相织构。在消旋的PBG共混物中，PBLG侧链上的苯环与PBDG侧链上的苯环之间可以形成规则堆砌结构。这种有序的苯环堆砌结构的形成促成了PBLG与PBDG螺旋分子间的超分子组装。当它们从溶液中析出时可形成纳米级的超分子纤维。5．应用NMR技术研究了PBLG／DCE／DCA三组分体系中PBLG构象的相互转变。在不同的温度下，PBLG可以以无规线团构象或α-螺旋构象存在。无规线团构象和α-螺旋构象在一定的温度范围内可发生相互转变：这种转变并不是受快速的反应过程控制的，而是由非常慢的成核机理控制的一个动力学平衡过程。NMR谱中碳共振双峰和质子共振双峰的出现正是这种动力学平衡的结果。PBLG／DCE／DCA三组分体系从低温到高温分别表现出各相同性态、各相同性与胆甾液晶共存态、胆甾液晶态和高温各相同性态等不同的相态织构。这些相态织构的出现是受PBLG分子的构象决定的。PBLG分子构象表现出强烈的温度依赖性，进而使得PBLG／DCE／DCA三组分体系的相态稳定性也表现出强烈的温度依赖性。

杂多酸浓溶液催化性能的研究

本文将杂多酸醋酸溶液应用于异丁烷丁烯烷基化反应，研究了该反应过程中催化活性相的形成条件及其催化性能，确定了催化活性相的基本组成，并提出了反应机理，同时对该催化体系进行了进一步的修饰，并探讨了将该催化体系应用于其它反应的可能性。将杂多酸醋酸溶液用于异丁烷丁烯烷基化反应中发现a醋酸具有增强杂多酸的酸强度和提高其稳定性的作用（共协效应）。b反应有一定的诱导期，而且与溶剂用量，杂多酸中结晶水含量有关。杂多酸中的结晶水含量对这个体系的酸强度和催化活性有显著影响。c杂多酸仅仅是烷基化催化剂的前身，只有当杂多酸与醋酸、反应物（或产物）相互作用形成具有催化性能的活性相（真正的烷基化催化剂）时，才具有较高的催化活性。对由杂多酸-醋酸组成的异丁烷/丁烯烷基化新型液体催化剂的活性相的研究。a初步确定催化活性相是由杂多酸，溶剂和少量烃类化合物或某些它们相互作用的产物及少量水（来自杂多酸的结晶水）所组成。b提出了形成质子化杂多酸为起始步骤的杂多酸-醋酸浓溶液催化异丁烷/丁烯烷基化反应机理。SbCl_5对杂多酸催化异丁烷/丁烯烷基化反应的作用：SbCl_5对无水杂多酸（PW_(12)，SiW(12)）和不同的固载杂多酸具有提高其酸强度的作用，进而提高了烷基化油收率，但对异辛烷选择性无明显作用。杂多酸醋酸浓溶液用于a杂多酸醋酸浓溶液可以使丁烯-2，2-甲基丁烯-2，已烯-1在温和条件下生成酯；b环已烯可与乙酸，丙烯酸，甲基丙烯酸在温和条件下进行酯化；c催化苯甲醚与醋酸酐的酰化反应。

稀土芳香性羧酸类配合物的光致和电致发光研究

自八十年代末以来，电致发光日益成为人们研究的热点，在短短十年中，人们取得了一系列的突破，如器件的亮度、寿命等，可以说有些材料已基本实现商业化，但如果要实现高纯色度显示，那么稀土有机电致发光材料具有不可代替的地位，因此我们较系统地研究了稀土芳香性羟酸类有机配合物的溶解性，然后根据这些规律设计、合成了系列芳香性羧酸类有机配体，并在其光致发光的基础上研究了其电致发光特征，为开发新型稀土电致发光材料以及拓宽稀土材料研究范围提供基础性数据。1）为了获得溶解性优良的稀土芳香性羧酸配合物，我们系统地研究了其溶解性特征，发现了以下几个规律：a）溶解性与配位方式的关系。一般说来，芳香性羧酸类配合物以四元环配位具有较高的溶解度。b）溶解性分子结构的关系。具有柔性长链且含有亲水基团的芳香性羧酸类配合物一般具有较好的溶解性。c）溶解性与配位过程的关系。利用官能基团保护，在均相溶解中制备的芳香性羧酸配合物具有较强的溶解性。2）合成了几种新型且溶解性优良的芳香性羧酸类有机配体及其稀土配合物。3）稀土芳香性羧酸类配合物的光致发光和电致发光研究。我们研究了其光致发光的相对荧光强度以及其各种状态下的荧光寿命，并测定了部分有机配体的三重态能级，从而引入第二配体，优化了稀土离子与有机配本的能级匹配，提高了稀土芳香性羧酸类配合物的光致发光效率。在电致光发研究中，我们首次以稀土芳香性羧酸类配合物为电致发光材料，成功的制备出发高纯红、绿光的电致发光器件。我们采用ITO/PVK/PVK：PBD：complexes/PBD/AL（Al:Mg）这种器件结构，以稀土配合物掺杂于电子传输材料PBD和成膜性优良的空穴传输材料PVK作为发光层，克服了芳香性羧酸类配合物本身成膜性和载流子传输性能差的缺陷。采用多层器件结构增强了电子和空穴的传输以及其复合平衡，提高了器件的亮度和寿命。首次研究表明对于稀土芳香性羧酸类配合物，以PBD代替Alq_3作为电子传输材料更易实现稀土离子的特征光谱。通过第二配体的引入以及利用掺杂高聚物PBD向稀土配合物的传能作用，首次实现了以稀土芳香性羧酸类配合物为电致发光材料的红色电致发光，也表明了对同一芳香性羧酸类配体，铽、铕离子均能与之形成很好的能级匹配。

多相多组分高分子体系相行为的Monte Carlo模拟

多相多组分高分子体系的相行为和形态结构一直是高分子科学研究的前沿领域。在这一领域的理论研究中，由于高分子间和高分子链段间相互作用的复杂性，理论结果往往是在一定的近似条件下得到的；另一方面，可用于实验研究的样品总是有限的，而改变体系中分子间的相互作用对实验来说又是极其困难的工作。而计算机模拟却可以避开这些条件的限制。目前计算机模拟不仅仅是实验和理论的补充，人们已经把它看成是"实验"和"理论"以外的第三个分支；由于Monte Carlo模拟能够在分子水平描述模型体系的信息、，进而对高分子体系的相行为和微观结构给出一些符合实际的预测，因而被广泛地应用于物理、数学、化学等一泊一二多领域中。本一沦文主要对二维的多相多组分高分子体系的相行为、形态结构等进行了Monte Carlo模拟研究。我们首先对刀B共聚物和均聚物C的共混体．系相行为进行了研究，其中链节B与C之间存在吸引的特殊相互作用。我们的模拟结果表明特殊相互作用的引入可以改善体系的共混相容性。在链二佩声B含量较低时，A/B无规共聚物和均聚物C的共混体系是相分离的，而在链节B的含量高于80％时，此共混体系是相容的；当链节B的含量较低时，链节B倾向于分布在共聚物相的界面上；另一方面，链节B的含量在O％到80%之间时共聚物的平均末端距小于均聚物的；并且，给出了温度一定时，B含量随均聚物组成变化关系的相图。在研究链结构对体系相形态的影响时，我们考虑了A/B交替共聚物、无规共聚物和嵌段共聚物分别与均聚物C的混合体系，其中，交替共聚物的链节B全部集中在均聚物相的界面上；无规共聚物的链节B大部分聚集在均聚物相的界面上；而嵌段共聚物更倾向于钻进均聚物聚集的区域。此外，我们研究了A/B二嵌段共聚物与均聚物C共混体系，在均聚物为连续相的体系中，出现了链段A聚集形成核链段B为壳的核壳结构。当链段B的含量较低时，共聚物的浓度越高，形成的核越大，核尺寸的分布也越来越宽，当链段B的含量很高时，核凡乎不随共聚物浓度的变化而变化。我们还研究了链节A、B和C之间是都是排斥作用的A／B共聚物和均聚物C共混体系的形态结构，并考虑了链结构对体系共混相容佩生佩狗影响（我们研究了交替共聚物、无规共聚物和嵌段共聚物三种链结构的共聚物）。随着共聚物分子内的链节A和B之间相互作用能的增加，共聚物和均聚物的共混相容性越好；当存在较强的分子内排斥作用时，共聚物的链结构强烈地影响此共混体系的相容性和均聚物的链构象。对于较强的分子内排斥作用的体系，交替共聚物与均聚物的共混相容性最好，并月＿形成了相容的体系，其次是无规共聚物和均聚物的共混体系，而嵌段共聚物与均聚物的共混相容性最差；当分子内的相互作用很弱时，共聚物的结构对共聚物与均聚物的共混相容性和均聚物的构象的影响均很刁、。此外，我们对高分子溶液的自组装进行了Monte Car to模拟。在我们的模拟中发现了：州B二嵌段共聚物在选择性溶剂中（溶剂是链段B的良溶剂）自组装成核壳结构的胶束，且随着高分子溶液浓度的增加，核不断增大。在A一B一A三嵌段共聚物溶液体系中，溶剂是链段B的良溶剂，是链段A的不良溶剂，此时我们得到了花型结构的胶束，其中花心是由链段A聚集而成，花瓣是由链段B形成的，而且在体系中也发现了有些胶束间存在着桥，并且在浓度很高时，体系出现了凝胶现象。此外，我们还研究了由特殊相互作用引起的结构变化。选取A／B嵌段共聚物和A／C无规共聚物的溶液体系，其中链节B和链节C之间存在吸引的特殊相互作用，而链节A与链节B和C之间都是排斥的，选择性溶剂是链节A的良溶剂，对于链节B和C是不良溶剂。在此条件刁（，体系形成了核壳结构，其中核主要由链节B和C以及少量的无规共聚物中的链节A组成。当链节C的含量较低时，壳由A／B嵌段共聚物的链段A和A/C无规共聚物的部分链节组成，当链节C的含量很高时，壳就几乎完全由A／B嵌段共聚物的链段A组成。此外，链节C在无规共聚物中的含量强烈影响核的密度极其分布。最后我们对一硬段一软段二嵌段共聚物进行了研究，发现随着硬段在共聚物中含量的增加和硬段的刚性程度的增加，嵌段共聚物更易形成有序结构。本论文中，我们充分考虑了高分子链结构及其分子内和分子间的相互作用对体系形态结构的影响，并且建立了核尺寸、核尺寸'分布、核密度、核密度分布以及平均末端距和平均木端距分布等计算机统计方法。所得到的结果将为高分子多相多组．分体系的相行为和形态结构以及高分子自组装超分子结构材料的研究和设计提供充分依据。

模拟生物膜的电化学研究

介绍了生物膜的组成、结构和一些基本性质，详细描述了各种生物膜模型（支撑磷脂双层膜、非支撑磷脂双层膜、泡囊等等）的制备方法。概要地总结了模拟生物膜的各个领域的研究情况，着重评述了模拟生物膜在电化学、生物传感器、膜片钳、图案化领域的研究进展。采用电化学、各种谱学以及扫描探针显微镜等方法对支撑双层磷脂膜、磷脂浇铸膜等不同的模拟生物膜体系进行了研究。同时还应用分子生物学的方法进行了基因的克隆及其融合蛋白的表达和纯化；另外对生物分子相互结合的动力学问题做了有意义的探索。主要结果如下：1两性霉素在支撑双层磷脂膜上的离子通道行为两性霉素是一种治疗系统性真菌感染的有效药物。通过在电极表面构筑双层磷脂膜作为两性霉素的人工靶向性，用通道离子作为探针分子，检测在两性霉素存在下通道的关闭与打开，建立了两性霉素与支撑双层磷脂膜的相互作用模型。2基于磷脂膜包被的活性肤一微过氧化物酶11的过氧化氢生物传感器首次将活性肤一微过氧化物酶11包被于磷脂膜内制成过氧化氢生物传感器。这一方法使过氧化氢的检侧限大大降低，同时也提高了检测灵敏度。磷脂膜为生物活性分子提供了一个天然的生物相容性的环境，为生物活性分子的有效固定和行使功能提供了良好的场所。3树枝状大分子诱导支撑双层磷脂膜表面的缺陷形成用电化学的方法研究了一系列的不同大小的树枝状大分子与支撑双层磷脂膜的相互作用。研究发现只有较大的分子才能在磷脂膜表面产生缺陷，而且这种诱导产生缺陷的能力还依赖于枝状大分子的结构和表面的电荷密度。4乳链菌肤与支撑双层磷脂膜的相互作用乳链菌肤是一种带正电荷的抗菌肤，它作用于带相反电荷的革兰氏阳性菌的细胞膜表面。通过在电极表面构筑双层磷脂膜来模拟细胞膜表面，使这一复杂的相互作用变得易于用电化学的手段来研究。实验结果表明，乳链菌肤在膜表面形成孔洞是其在膜表面的富集过程，随着乳链菌肤在膜中的浓度的增加，其协同性导致膜表面的孔洞增大，从而最终导致膜的完全被破坏。5电化学结合光谱的方法研究微过氧化物酶11与磷脂膜的相互作用用电化学和光谱的方法研究微过氧化物酶11与阳离子泡囊的相互作用。阳离子泡囊的引入使微过氧化物酶11由在溶液中的无规卷曲向有序的alpha-螺旋转变。这种构型的转变大部分是依靠于短肤分子与膜表面的静电相互作用。6用分子探针指示脂质体诱导的DNA的构型转变用甲基绿分子作为探针分子来检钡（脂质体诱导的DNA分子构型的转变。通过引入探针分子，检测到脂质体诱导DNA分子构型由B到C构型转变。探针分子的引入使DNA分子与脂质体这一复杂的相互作用变得简化。7果蝇热休克蛋白22基因的克隆及其融和蛋白的表达、纯化用PCR方法以果蝇的cDNA为模板扩增出热休克蛋白22基因（hsp22）片段，将其插入原核载体pUCm一T中在大肠杆菌中扩增，再将基因切下插入到原核表达载体pET（28a夕中在大肠杆菌中表达出hsp22:6*His融合蛋白，融合蛋白大小约23KDa，可以用Ni2＋-NTA亲合层析纯化。该蛋白可用来获得hsp22蛋白特异性抗体，从而为检测其在体内的表达以及研究hsp22的功能奠定基础。通过一系列的分子生物学技术获得了融合蛋白，为下一步进行定点突变认为设计所需要的蛋白质序列奠定了基础，为蛋白质折叠和分子识别提供了上游的研究对象和体系。8整体联系的生物分子结合的动力学研究我们讨论了在全局联系的情况下讨论了生物分子表面结合的动力学。对于配体和受体之间相对快速的与没有活化的过程的结合的动力学，具有很好的近似性。当动力学上的驱动力很大的时候，全局联系的观点具有很恰当的适应性。结合的动力学时间常数与温度之间呈“U”字型曲线。在高温的时候时间常数增加是由于在高温下结合变得非常不稳定；而在低温的时候，时间常数随着温度的下降而增加，这是由于陷入了局域的最小值状态。结合的能量地形面的波动也导致动力学随温度的变化而变化。

四氟乙烯等离子体聚合反应的基础研究

[I] 等离子体聚四氟乙烯的ESCA表征 本研究采用外部电容耦合式聚合装置，频率为13.56MHz，合成了等离子体聚四氟乙烯（PPTFE）。应用ESCA表征了辉光压和非辉光压产物的结构，同时应用CNDO进到了理论计算。结果表明，在辉光压上非辉光压中制得的PPTFE结构差别很大。非辉光内淀积物结构亦现差异。辉光压内的PPTFE是高度支化交联的，在本实验的典型反应条件下，PPTFE的F/C比为1.42，Gs区五个峰确定归属后，各主要对应基团的相对组成约为：CF_3－21%、CF_2－32%、CF－22%、－C from | to | of — 20%，其余为少量的CFH、CH_2（II）、CH_2（I）。在非辉光压内可得到近於线线型的PPTFE，其F/C为2.08，端基CF_3约占15%，CF_2占78%，代表支化交联的基团CF、－C from | to | of －皆为零，另外应用X射线衍射法证实，在非辉光压中形成的PPTFE具有类似于聚四氟乙烯的（PTFE）结晶，这一实验结果至今未见文献报导。深入分析这一结果，并运用ESR、MS、~(19)F－NMR等表征手段，进一步提出四氟乙烯等离子体聚合反应机理。这方面在[II]中论述。本工作提出五类十三种模型化合物，并运用Siegbahn的电荷电位模型同时结合使用CNDO/2电子计算机程序；还运用Pauling价键模型，分别应用这两种理论方法，计算了PPTFE中ClS结合能位移（ΔEi），所得结果相近，从而为ClS区五个峰的归属提供理论依据。五个峰归属为：(1) 284.7(ev) － CH_2(I)，(2) 287.0(ev) － －C from | to | of －、CH_2(II)，(3) 289.0(ev) －CF、CFH，(4) 291.5(ev) － CF_2，(5) 293.6(ev) － CF_3。通过对模型化合物中ClS的ΔEi计算结果，推导出F作为α、β、γ位碳上的取代基对α位碳上IS电子结合能位移影响所产生的效应值，并初步总结出表达这种效应的经验式：ΔEi ＝ aα ＋ bβ ＋ cγ式中α、β、γ分别为2.23 ± 0.08(ev)、0.27 ± 0.02(ev)、0.20 ± 0.02(ev)，a、b、c为取代基F的个数。实验结果还证明，淀积位置、功率、压力、等离子气体如Ar、He、N_2等反应条件对PPTFE膜结构有影响，并应用能量梯度解释这种影响；另外发现，同功率、同压力但不同淀积位置上以及同淀积位置但不同功率或不同压力时的PPTFE膜结构所受能量梯度的影响。本工作根据等离子体聚四氟工烯结构的表征结果，并结合ESR、MS等有关分析数据，提出了PPTFE的结构模型。[II] 等郭子体聚四氟乙烯的反应机理 鉴于等离子体聚合反应的复杂性，目前对等离子体聚合反应机理争论较大，其焦点是：反应的活性中心是离子还是自由基；反应地点是在气相还是在反应体系的固体表面。本工作通过对等离子体聚四氟乙烯气相产物的研究证实：等离子体聚合反就是通过自由基历程，引发和初级链增长主要在气相，脱F和支化交联反应在表面上进行。聚合反应装置同[I]中所述，聚合条件是功率60瓦，压力1 * 10~(-1)乇。通过液氟冷阱收集气相生成物，然后制备成有机溶液和本体溶液。气相生成物的ESR分析结果表明，PPTFE膜中存在自由基浓度约在10~(18)自旋数／克，峰形为一条反对称吸收线，宽为175G，g值是2.005。气相生成物的丙酮、苯、环已烷、已烷等有机溶液的ESR谱相同，皆为20条精细结构分裂谱线。另外，通过一系列实验，检测了桔黄色本体溶液的ESR谱，终于得到具有160条超精细结构的分裂谱线，自由基浓度高达10~(20)自旋数／克。初步认为是几种自由基的混合物，固谱图十分复杂，目前解谱尚有困难，需进一步研究。等高子体气相生成物中有大量自由基并且得到其精细和超精细分裂谱线，这一实验结果至今未见文献报导。这个结果进一步证实了聚合反应的活性中心主要是自由基。考察了PPTFE膜的自由基在90 ℃时随时间变化的ESR谱，发现一开始衰减很快；研究了PPTFE膜的自由基在不同气氛下常温衰减情况，结果指出：辉光压和非辉光压的PPTFE膜中自由基在空气中衰减快，辉光压的PPTFE膜中自由基在真空中及单体气氛中衰减缓慢。气相生成物的有机溶液在90 ℃时随时间变化的ESR谱表明，各峰衰减速率不同，证实并非一种自由基，溶液的自由基能与吡啶反应生成棕红色物质，可能是吡啶盐。本实验用GC－MS联用对气相冷凝物本体溶液进行了分析，比文献上只用MS与聚合反应体系联用分析气相混合物的方法，对分析反应机理提供更为有说服力的实验结果。结果表明，四氟乙烯等离子体聚合的气相生成物是直链的全氟烷烃（分子中碳原子数为C_3－C_8），还有含碳原子数为C_4、C_5、C_6、C_8全氟环烷烃，也可能是括分子链两端是自由基的直链全氟烷烃，还有二氟卡宾。从TFE等离子体聚合的气相中产生齐聚物及其结构特征，可以推断气相中发生了链引发反应和初级增长反应，引发反应的历程首先是TFE单体分子中π键断裂，其次是C~σ-C的σ键均裂，然后通过自由基的复合或诱导反应进行链的初级增长反应。还进行了气相生成物有机溶液的~(19)F－NMR分析，其结果初步看来与GC－MS的结果相一致。还探索了不同条件下在非辉光压内得到的PPTFE膜，进一步表明，在顺着气流方向的淀积位置上的膜结构是接近线型的。这个结果与用质谱、核磁的表征结果相符：从不用方面证实了上述反应历程。此外，通过对PPTFE及PTFE在Ar等离子体系中的刻蚀实验，表明了聚合膜上发生六量脱F反应。由这个结果并结合PPTFE膜及气相产物的结构表征，可以推测到PPTFE膜的支化，交联是通过表面反应进行的。综合四氟乙烯等离子体聚合反应机理的讨论，本论文建议了TFE的等离子体聚合反应历程模型。

在辉光放电中八氟环丁烷聚合的研究

I 理论部分：对未知结构聚合物的ESCA谱进行表征，一是利用已知结构小分子化合物的ESCA谱中结合能值进行标定，二是运用电荷电位模型经量子化学计算对谱峰进行归属。由于所处化学环境不同，用小分子化合物的ESCA谱峰位对象合物标定不够准确，量子化学计算又太复杂。本工作提出了电负性经验公式，可计算ESCA谱中C_(1S)结合能位移值，与实测值作对照即可判断聚合物结构，方法简便，准确可靠。电负性经验公式表达如下：聚合物分子链上某碳原子1S电子结合能位移ΔEc可看作该碳原子与相邻基团间电负性差值和的函数，即ΔEc = K_c ∑ from i=1 to 4 1/(n_i) (X_i - 2.5) + b。聚合物分子链上各碳原子的实际电负性为X_c = (∑ form j=1 to 4 1/(n_j) X_j/∑ form j=1 to 4 1/(n_j) + 2.5)/2运用电负性经验公式计算了九个模型化合物中C_(1S)的ΔEc，推导出F作为α、β、γ位碳上的取代基的对α位碳上1s电子结合能位移影响产生的效应值，即，对于ΔEc = aα + bβ + cγ，有α = 3.018 (±0.007)，β = 0.2513 (±0.0007) γ = 0.0176 (±0.003)。此结果与ESCA谱实测值相符。本工作设计了十六种化合物模型，模型中具有含氟等离子体聚合物中可能存在的大部分基团，通过电负性经验公式计算求得化学环境不同的C_(1S)结合能位移值，把ESCA谱的实测值和计算值进行对照，可对象合物的求知结构作出大致判断。II 在辉光放电中八氟环丁烷的聚合与刻蚀反应：在碳氧化合物的辉光放电中同时存在聚合与刻蚀两种相反的过程，聚合与刻蚀竞争的结果对聚合速率，产物结构都有很大影响。本工作通过测定聚合速率、IR谱、ESCA谱研究了反应条件对八氟环丁烷等离子体聚合与刻蚀的影响，得到了一致的和半定量的结果。实验证实，随着功率的增大或压力的减小，刻蚀有增强的趋势，不同的等离子气体对聚合与刻蚀的竞争过程有不同的影响，刻蚀强弱的顺序为Ar>N_2>H_2>He，增加等离子气体对单体的比率，引起刻蚀增加。聚合速率不随功率的改变而变化的状态是由聚合与刻蚀间的平衡引起的。随着功率增大或压力减少，聚合产物支化程度增加，线性程度减小，F/C比相应减小。同样随等离子气体种类不同，聚合物支化程度大小的顺序是Ar>N_2>H_2>He，F/C比相应变化。总之，聚合产物支化程度的变化和聚合与刻蚀的竞争结果相一致。对等离子体聚合与刻蚀竞争过程的定量描述未见文献报导。III 八氟环丁烷等离子体聚合物的结构和表征：用IR和ESR谱测得OFCB等离子体聚合物中存在五种元素：C、F、O、N、Si，并对可能存在于结构中的基因作了分析。通过NaHSO_3的亲核双键加成反应，用IR和ESR谱证实了等离子体聚合物中存在的双键及其类型。类似工作未见文献报导。用CuSO_4·5H_2作标样，测出PPOFCB中的自由基浓度为10~(19)自旋数/克。在80、100、120、140 ℃考察PPOFCB中俘获自由基的衰减过程，证实此过程涉及两类不同的反应，一是自由基的复合反应，二是自由基的氧气的终止反应。对上述两类反应进行动力学处理，求出了自由基复合反应在不同温度时的速度常数，并得到反应治化能为374焦耳/摩尔或8.869千卡/摩尔。氧和自由基的终止反应中，氧气的扩散过程是决定反应速度的步骤，反应速度常数就是扩散速度常数，K = 5.3 * 10~(-23)自旋数~(-1)、克分~(-1)。根据VPO测出的PPOFCB的分子量和自由基浓度，算出每4.5个分子中有一个自由基。类似工作未见文献报导。PPOFCB的分子量随反应条件不同而变化，用VPO测出，在80W和40W功率，在Ar存在下制备的OFCB等离子体聚合物的分子量分别为2736和2003。用~(19)F-NMR谱对PPOFCB中的基团进行定量计算，得出在一个90W，He气中制备的聚合物分子中，CF_3-CF_2为6.1，CF_2为13.5，CF_3-CF为7.9，CF为17.5，CF_3-C为6.1，C为13.5。在用上述方法进行结构表征的基础上，提出了OFCB等离子体聚合物的结构模型。IV 八氟环丁烷等离子体聚合的反应历程：以Ar、N_2、H_2、He为等离子气体，分别对OFCB等离子体聚合的气体冷凝物进行GC-Mg、~(19)F-NMR和ESR测试，观察到在气相中，OFCB经历了等离子态反应。单体被打断的程度，和高能电子浓度有关。体系中电子浓度依赖于气体的第一电离势和气相内的化学反应类型。初级粒子二氟卡宾：CF_2和中间体六氟丙烯是气相中的主要产物。~(19)F-NMR证实气相中存在支化产物，表明聚合物在气相中发生了重排。ESR谱测得，在气相产物中存在高浓度的由二种以上组分混合而成的自由基，自由基间的复合反应是生成聚合物的主要增长过程，气相产物的分子量随放电功率的升高而增大。根据聚合物中存在的高含量CF_3基团，分析了CF_3基团对聚合过程的影响。CF_3基团产生了屏蔽效应，它既保护了聚合物不致被降解，也限制了生成高分子量产物。实验证实，CF_3基团的生长来自F的重排，同时未自支化气相产物的非均相增长。OFCB等离子体聚合物中俘获自由基主要是由高能电子轰击聚合物表面产生的，同时来自被固相吸附的带有自由基的气相产物。在碳氟化合物的等离子体聚合中，吸附是和聚合同样重要的过程，气相产物被吸附后，可继续再引发、增长、刻蚀等反应过程、直到成为固相内层分子为止。ESR谱证实，高能粒子的轰击在辉光放电中起主导作用，紫外辐射对含氟聚合物引发和脱氟作用微弱。在气相和表面反应历程讨论的基础上，提出了OFCB等离子体聚合的反应历程模型，解释了碳氢和碳氟两个等离子体象合体系遵循不同反应历程的原因。本部分工作的实验和反应历程解释基本未见文献报导。

P_(507)萃取分离Gd、Tb、Dy三出口工艺及多元稀土萃取分离数学模拟的研究

溶剂分馏萃取是分离、提纯、富集物质的有效方法之一，由于它具有分离效果好，易于操作等优点。因此，在稀土萃取分离工艺中得到了广泛的应用。但是，每个分馏萃取工艺只能分离两个组份，若要分离所有稀土元素，流程较长。为改进生产，本工作提出了一种三出口萃取分离工艺流程。这种工艺流程可视为由两个萃取段和两个洗涤段组成，由于在两个洗涤段中，两相稀土浓度较高、稀土交换量较大，故可使级数减少。采用此工艺流程进行了P_(507)萃取分离Gd、Tb、Dy三组元素的串级模拟实验，得到了纯度大于99.99％的La－Gd，纯度大于99.8％的Dy－Lu和含量高于65％的Tb_4O_2富集物。Tb的收率大于95％。串级总级数为38级。通过对P_(507)萃取实际体系中稀土元素行为的研究，建立了多元体系中稀土在两相分配的经验模型。Z＝C_1H~(C2)×T~(C_3)e~(c_4X(Tb)+C_5X(Dy))和具有一定物理意义的半热力学半经验模型。YT=(Z/H)~3[Σ from i=1 to m of CiXi + Co]根据氨化P_(507)萃取工艺中稀土总浓度在两相的分布规律，提出了一种适合氨化P_(507)萃取分离多元混合稀土工艺的串级计算方法，并用FORTRAN语言编写 了计算程序。使用自编的计算程序进行了氨化P_(507)萃取分离Gd、Tb、Dy三出口工艺的串级模拟计算，计算结果与实验值基本一致。同时，对文献中报导的中间某级开设出口的一分三工艺也进行了串级计算，根据计算结果讨论了两种工艺的优缺点。对恒定混合萃取比的多元稀土萃取分离工艺，进行了在不同串级条件下分界元素在各级的积累及易萃组份和难萃取份的有效分离系数在各级变化规律的计算。结果表明，有效分离系数在级体中出现一极小值β~*，并且β~*值的大小与其出现在级体中的位置随条件不同而改变。对同一萃取体系，当出口产品较纯时，用线性回归分析法关联计算数据得到了β~*与出口产品组成和总萃取比的经验关系式，在萃取段有（A、B与C分离的工艺）β~*/β_B~C=C1+C2EM+C_3ln (A1)/(B1)引入有效分离系数后，进行了环烷酸萃取分离钇与镧系元素的串级模拟计算，计算结果与实验值基本吻合。

大豆超氧岐化酶和品质因素相关性研究

本文进行了大豆种子超氧岐化酶和大豆品质因素（脂肪酸）之间的相关性研究。在这一研究中，我们使用了三种方法：1、HPLC分离测定脂肪酸的组成。2、用聚丙烯酰胺凝胶电泳研究同功酶。3、建立了自旋捕捉方法分析超氧岐化酶的活性。我们对二十四种大豆进行了研究：虎林野生大豆、公主岭野生大豆、秣食豆、黑豆、金元1号、满仓金、小金黄、东农4号、大白眉、早丰1号、十胜长叶、阿姆索、九农9号、黑河3号、绥农4号、黑农26号、吉林3号、合丰23号、哈76-6296、辽宁3号、吉林20、铁丰18、长农4号和EVANS、结果表明大豆种子SOD的比活力和其油脂含量呈极显著负相关；和亚麻酸含量呈极显著正相关；和油酸含量呈极显著负相关；和棕榈酸含量呈显著正相关；和亚油酸含量基本无关；和不饱和脂肪酸和为负相关。其直线回归方程分别为：Yoil = 27.72270-193.04800X比活力 Y18:3 = 3.64289 + 86.69367X比活力 Y18:1 = 31.42366 - 206.61395X比活力 Y16:0 = 9.03986 + 73.46336X比活力 只考虑栽培大豆，它们均未达到5％的显著水平。同功酶的研究结果表明，同功酶可分三个谱带区：A、B和C区，A区为MN-SOO、B、C区均为Cu、Zn-SOD。其中：虎林野生大豆、公主岭野生大豆，秣食豆、黑豆均有两条Mn-SOD同功酶谱带，其余二十个品种栽培大豆均有一条。吉林3号、吉林20的B区只有一条Cu、Zn-SOD同功酶谱带，其余二十二种大豆均有三条。C区都为三条Cu、Zn-SOD同功酶谱带。A、B和C区的百分量和大豆含油量、脂肪酸进行相关分析。结果表明，只有栽培大豆的A区和亚麻含量为显著负相关，其它均没达到5％的显著水平。其直线回归方程为：YA = 43.3277 - 2.5481 X18:3对用HPLC分离脂肪酸的文献方法进行了改进，由文献的1小时改进到每个样品十八分钟。并对二十四种大豆的脂肪酸组成进行了分离测定，结果发现，野生大豆、半栽培大豆和黑豆的亚麻酸含量高于栽培大豆。对光照核黄素体系，DMPO捕捉O_2:的机理进行了探讨。通过SOD抑制O_2~-的DMPO捕捉加合物DMPO－OOH的生成，建立了用自旋捕捉方法分析SOD的活性，并对二十四种大豆种子SOD的活性进行了分析，结果发现，野生大豆，半栽培大豆和黑豆的SOD比活力偏高。

内标法提高ICP-AES法测定精度和准确度-铜合金分析

电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）已有20多年的历史，经过20年来的发展，ICP-AES已成为世界各地分析化学实验室制备的分析手段之一。目前ICP-AES已经应用于生物样品、地质样品，合金等各种样品的分析中。虽然ICP-AES已成为溶液分析最理想、最有效的方法之一，但由于样品组成的复杂性，也使分析化学工作者面临着许多困难。如在钢铁及合金分析中，样品主成份的分析需准确度要好于1%，精密度≤0.3%，采用ICP-AES法的非内标法通常是达不到要求的。对于一些较纯的水溶液样品，一般可以采用简单的水样标准化，而含有复杂的、可变的基体成份就不适合于基体匹配。为了使冶金样品主成份分析的精度小于0.3%，准确度好于1%，我们将ICP摄谱法广泛应用的内标法应用到光电直读光谱仪中。内标法的作用达到了这一目的。使用内标法，就是要使内标元素能起到在等离子体激发过程中变动的补偿作用同时，还能起到在样品引入过程中，对样品喷雾量和提升率变动的补偿作用以提高分析方法精度和准确度。在初步的试验中，我们考察了28种元素谱线强度随等离子体操作参数变化的情况。（a）谱线强度与正向功率的关系；（b）谱线强度与观察高度的关系；（c）谱线强度与载气流速的关系。这样各元素在等离子体中的行为就因所给定的条件不同而异。根据上述28种元素在等离子体中的行为进行分类，为选择合适的内标元素奠定了基础。我们还对等离子体的正向功率、载气流量、观察高度、酸度等实验条件做了研究。发现，当各操作参数等主要条件改变时，谱线强度往往改变较大，但选择的内标元素谱线亦有类似的变化。因此，在采用内标法后，可以使这种变动得到一定的补偿，从而提高了分析结果的精度。本工作选用的折衷工作条件为：正向功率：1.30KW；载气流量：0.75 l/min; 观察高度：17 mm; 酸度：10% HNO_3(v/v)。研究了单一酸对分析元素谱线强度的影响。结果表明，单一酸的酸度在20%（v/v）以内，对分析元素与内标元素的谱线净强度的比值无影响。在折衷工作条件下，我们用合成水溶液体系研究了共存元素引起的物理干扰对分析元素谱线强度的影响。实验结果表明，随着试液中共存元素（Cu）浓度的增加，粘度明显增加，并导致提升量的急剧降低，谱线强度相应下降。但是当气溶胶导入量发生变化的时候，同时也引起内标元素和分析元素的原子或离子在等离子体中浓度分布的发迹内标元素与分析元素严格一致，可以较正共存元素引起的物理干扰。当共存元素达到一定的浓度时，由于内标元素与分析元素不严格一致，内标法失去作用。我们又考察了内标元素的浓度对分析元素的影响，内标元素的加入量从5～500μg/ml变化。当内标元素的浓度为200μg/ml时，对Mo, Ni, Pb, Ti及Mg略有影响，对其它元素无影响。我们选定内标元素的浓度为10 PPm。在折衷工作条件下，我们绘制了含有Y作内标的一套工作曲线及相应的不含Y的工作曲线，并分析了BMn40-1.5锰白铜样品。结果表明，当含量大于0.3%时，测定精度均低于0.3%，并得出以下结论：（1）各种元素在等离子体中的行为依测定条件而异，因此内标元素的选择最好是从在等离子体中行为相似的一组内选择。（2）在光电直流光谱仪中动用内标法可以提高样品中主成份元素的精度和准确度。（3）内标法在SBR较高的情况下可以起到较好的效果，但当SBR较小时，内标法就会失去作用。样品分解是样品分析的关键步骤。在现有的分解方法中，常用的有干灰化法和湿灰化法等。然而这些方法各有其缺点。因此，我们试图寻找一种快速的湿法消解技术，微波炉快速样品溶解似乎很具有吸引力。我们利用国产微波炉和全聚器氟乙烯密封溶器结合，系统地考查了微波炉溶解茶叶及茶树叶，利用ICP-AES测定的可行性，并与湿式消解法，加压密封法等进行了比较，获得满意结果。首先，我们选择了微波炉消化处理的最佳条件，确定了最佳溶解方案，已证明HNO_3-HF(5:1)混合酸溶解样品是令人满意的。又研究了微波炉加热对分析无素挥发性的影响。结果表明，微波炉加热与不经微波炉加热样品的浓度没有明显差异。按上述确定的工作条件，我们分析茶叶及茶树叶样品，并与不同的处理方法进行了比较。采用干灰化法处理茶叶（茶树叶）至少需8小时，而且还极易损失和沾污，但干灰化法用的酸量较少，空白较低，对Cr等的测定有利。湿法消解由于使用HClO_4-HF混酸，B大部分损失或完全挥发挥失。然而采用微波炉完全溶解样品只需19分钟即可，而且由于未使用HClO_4，样品溶液最后只需蒸至近干，有效地防止了易挥发元素的损失及某些不溶性高氯酸盐的生成。微波炉混合酸消酸系统是一种合适的溶解各种各样样品的技术，它为分解各种各样样品以进行多元素测定提供了一种快速、准确、经济的方法。该方法对于通常在敞口溶器中分解易于损失的挥发性元素特别有用，而且还特别适用于样品个数多，量少的生物样品等的微量元素的分析测定。

长链单不饱和脂肪醇乙酸酯红外和拉曼光谱的研究

长链脂肪酸、醇及其酯与多种功能材料密切相关，如表面活性剂、生物膜、昆虫激素、储能材料等。链结构的变化对材料性能的影响，引起化学家的广泛兴趣。弄清链结构变化与光谱之间的关系，对探讨材料结构与性能的关系、异构体的鉴别有着重要的理论意义和实际用途。长链单不饱和脂肪醇乙酸酯作为鳞翅目昆虫的性外激素，有着重要的实用价值。有关该类化和物的红外光谱和拉曼光谱以及简正坐标分析在国内外尚未见报导。我们详细探讨了该类系列化和物共11个的红外光谱和拉曼光谱振动频率及其强度与结构的变化关系，并以顺－3－已烯－1－醇乙酸酯为模形进行了简正坐标分析。第一部分研究了系列化合物的红外和拉曼光谱对11个化合物在室温（液态）和低温（固态）的红外光谱及室温时拉曼光谱进行了观测和研究。一、谱带归属参考有观文献及我们所作的简正作标分析，将本系列化合物振动光谱谱带进行归属。C＝O为极性基团，其伸缩振动在红外光谱中呈现强吸收带。双键C＝C伸缩和和甲基、亚甲基中C－H伸缩、亚甲基变形在拉曼光谱中为强散射带。因此红外与拉曼光谱相配和有助于区分这类化和物。二、系列化合物的光谱差异在室温下，各异构体的红外和拉曼光谱都相似，难以区分不同的异构体。但低温固态的红外光谱则有明显差别，可用于异构体的结构判别。低温红外光谱中1500～1300cm~(-1)甲基、亚甲基的变角振动区，1050cm~(-1)附近的C－O伸缩振动区1000cm~(-1)以下亚甲基平面摇摆振动及C＝O面外变形振动有差别，这些差别不仅表现为谱带分裂数目不同，而且相对强度也不同。三、谱带位移双键插入分子链中引起某些红外特征频率移动。在室温下，亚甲基平面摇摆振动720cm~(-1)区随亚甲基链-(-CH_2-)-_m、-(-CH_2-)-_nm，n的增加向低频方向移动。而在低温固态时，除亚甲基平面摇摆振动频移外，C－O－C反对称伸缩振动1250cm~(-1)区随m，n的增大移向高频，与饱和脂肪酸酯中该频率位移方向相反。＝C－C反对称伸缩970cm~(-1)区也随n的增加移向高频，与m的增加无关。四、红外光谱强度双键的存在也影响了亚甲基伸缩振动的红外吸收强度。双键的嵌入破坏了亚甲基链的连续性，亚甲基对称伸缩的相对强度I_(2857)/I_(2957)与亚甲基链长总数无直接关系，而与连续亚甲基链长m，n有线性关系。m，n之一增大时，相对强度增强，当链长一定，双键位置在链中移动时，双键位于碳链中间时，相对强度最低。因此亚甲基对称伸缩红外吸收相对强度由连续亚甲基链-(-CH_2-)-_m -(-CH_2-)-_n中m、n的大小和双键所在位置决定。五、拉曼光谱强度系列化合物碳链长度及双键位置对拉曼光谱散射强度也有规律性影响。双键的存在使亚甲基的振动模式的散射强度不是单个亚甲基的简单加和，而与m，n有关。m，n之一增大时，亚甲基对称伸缩相对强度I_(2851)/I_(2871)增强。m，n的增大对相对强度的影响程度不同，m增大时所引起的相对强度增强速度更快，是n的1.7倍左右。因此，利用这些工作曲线，接合某些物性资料，可以估计该类未知化合物的双键位置和链长。第二部分对该类化合物进行了简正坐标分析。我们以顺－3－已烯醇－1－乙酸酯为模型，对长链单不饱和脂肪醇乙酸酯进行了简正坐标分析，选取局部对称的U－B力场，应用NRCC程序，得到一套使分子中各特征基团的计算频率与观测值同时符合得很好的力常数和相互作用力常数。顺-3-已烯-1-醇乙酸酯的结构式：CH_3CH_2HC=CHCH_2CH_2-O-C = O 模型化合物分子含有三种基团：C = C、 -C = O、CH_3-CH_2-。无整体对称性。将它们进行了局部对称化，胺局部对称的U-B力场选取了相应的初始力常数。C－H伸缩振动，计算计算频率与观测值符合的非常好，势能分布很集中。各振动模式间偶合作用很小。甲基的两种简并伸缩模式，Takehike等认为不能区分，只给出一个力常数。实际上这是两种不同的振动模式。我们给出了各自的力常数。振动频率分别为2952cm~(-1)、2930cm~(-1)。甲基和亚甲基各振动模式，计算结果与实验值吻合的很好。应用局部对称坐标组合后，各振动模式之间相互作用较小，势能分部较集中。甲基变形振动与伸缩振动一样，Takahiko对两种简并的弯曲和摇摆振动只分别给出了一个力常数，指认其振动频率为1460cm~(-1)、1150cm~(-1)。我们的结果区分了这四种不同的振动模式，相应得到四个力常数和各自的振动频率14680cm~(-1)、1460cm~(-1)及1088cm~(-1)、1026cm~(-1)。亚甲基的剪式变形，面内摇摆及面外摇摆分别为1439cm~(-1)、1302cm~(-1)、726cm~(-1)。其扭曲变形和弯曲变形不是强峰，不作为鉴别亚甲基的特征峰。饱和烷烃中C－C伸缩模式，指认很不统一，Snyder等认为在1060cm~(-1)左右；Takehiko等认为在830cm~(-1)附近。我们的结果为901cm~(-1)，红外和拉曼光谱峰都很弱，不宜作为特征基团频率使用 。双键部分的振动，计算频率与观测值符合的很好。我们给出了双键部分与对称与反对称振动的力常数。＝C－H面内对称与反对称变形振动频率分别为1263cm~(-1)、1397cm~(-1)。面外对称与反对称变形分别是784cm~(-1)、887cm~(-1)。它们的势能分布较低。＝C－C对称与反对称伸缩分别为859cm~(-1)、975cm~(-1)。势能分布较文献的结果高得多。有关C＝O部分观测频率数目较少，计算值与实验值符合得很好。但其中一个C－O伸缩模式相差较大，且势能分布很低。

哺乳动物适应性进化的分子机制探讨——若味受体基因和犁鼻器受体1基因的研究

动物的适应进化是生物学研究的最基本的问题之一。虽然，人们早从形态学上研究了动物的适应现象，但是对适应的遗传学机制知之甚少。动物感觉系统对周围环境的适应是动物适应进化中的一个关键问题。因此，我们选取了动物感觉系统中苦味受体基因家族（T2R）和犁鼻器受体1基因家族（VIR）为研究对象，对哺乳动物适应性进化的分子机制进行探讨。通过生物信息学和分子生物学手段相结合，我们在哺乳动物6个目共16个物种中获得了157个的苦味味觉受体基因，并对这些TZR基因的系统发育关系进行分析，结果显示哺乳动物的TZR基因家族经历了"生一和一灭"的进化模式，即频繁的基因重复和假基因化。另外，结果还显示这些基因可以被分为3个主要类群，分别命名为A，B和C。有趣的是，B和C类群的基因在所研究的物种间普遍是一对一的直系同源的，而A类群基因则显示了种属或世系特异性。有可能B和C类群的基因是识别哺乳动物共同的苦味物质所必需的，而A类群基因则是用于识别具有种属特异性的苦味物质。这个分析还揭示了在系统发育关系上近相关的基因在它们的染色体位置上也是靠近的，这证明了串联重复是新的TZR基因产生的主要方式。此外，通过核昔酸的异义替换数和同义替换数的比较显示不同物种新近产生的基因所编码的受体蛋白在膜外区的异义替换数显著地大于同义替换数，提示着这些通过基因重复产生的新基因受到了正选择的作用。在自然界中，许多的天然有毒物质一般都是苦的，因此，我们推测哺乳动物TZR基因的分"化选择是为了使其在探索新的生活环境和寻找新食物时能够辨别出更多不同的有毒物质，更好地适应新环境。此外，我们还研究了苦味受体基因和甜味／鲜味受体基因的进化途径。结果显示苦味受体基因和甜味／鲜味受体基因在进化上具有远相关，并具有不同的进化途径，提示着这可能是导致了这些受体基因具有不同功能，传导不同味觉的原因。犁鼻受体噬因家族（VIR）是哺乳动物的信息素受体。应用生物信息学手，我们从大鼠和小鼠的基因组中分别得到了152和115个VIR基因。大鼠VIR基因家族包含11个亚家族，其中10个是与小鼠共享的，而M家族是大鼠特有的；另夕卜大鼠缺少了H和I亚家族，而这两个亚家族存在于小鼠的基因组中。系统发育关系分析发现，"生一和一灭"进化模式也在V1R基因的进化过程中占了主导地位。所有检测到的亚家族都出现于啮齿目和灵长目分歧之后，这说明V1R基因的多样性反映了这一基因家族在啮齿目内基因重复、丢失，基因漂变及自然选择等作用的动态过程。我们的分析还表明大部分不同亚家族下的基因簇爆发的时间接近于大、小鼠分歧的时间。此外，用最大似然法分析的结果表明在这些基因簇中异义替换和同义替换的比值远大于1，揭示了正选择在这些基因的分化过程的作用。一般认为V1R在动物识别信息素过程中起重要的作用，因此我们推测V1R基因的适应性进化是为了使不同的哺乳动物能够识别不同的、复杂的信息素。

抗顶体反应人精子单克隆抗体的制备和鉴定

精子从男性生殖道释放后必须经过获能和顶体反应，才能与卵子结合。获能和顶体反应后，精子细胞内和精子表面的许多大分子都会发生改变。利用这些变化，可探索新的避孕方法和男性不育诊断及治疗的新途径。本文将正常人精子于体外在BWW－BSA培养基中获能，用钙离子载体A23187诱导人精子进行顶体反应，以三染和金霉素荧光染色两种方法检测这些精子的顶体反应率为50％左右，然后用这些经顶体反应处理的新鲜人精子（AR sperm）作为抗复，腹腔免疫Balb/C���鼠，利用最近发展起来的半固体培养及普通的液体培养方法制备单抗。分别用未经任何处理的人精子（NT sperm）及上述顶体反应的人精子包被酶标板，用ELISA法检测所得杂交瘤细胞分泌的抗体，得到了近百株阳性杂交瘤，其中已克隆并得到腹水的有23株，并对这些单抗进行了以下鉴定：腹水滴度测定；抗体分类；与人白细胞系U937，Raji和Jurkat的交叉反应；在NT和AR人精子、树（左鼠右句）和小鼠精子上的荧光定位；单抗对人精子的凝集（SA）和制动（SI）试验；免疫印迹测定单抗相应抗原的分子量。主要结果如下：1.单抗与NT和AR精子反应的ELISA结果表明，有12个单抗主要与AR精子抗原发生反应（A组抗体），6个单抗主要与NT精子抗原反应（B组抗体），而另外5个则与这两种精子抗原都呈阳性反应（C组抗体）。2.在得到的23个单抗中，绝大多数（21个）为IgM，只有两个分别是IgC_1和IgG_(2a)。3.23个单抗与白细胞系的交叉反应强度不同。A组单抗的交叉反应有的较强，有的较弱，有的居中；B组单抗的交叉反应为弱阳性或阴性；C组单抗则呈现要么很强、要么很弱的交叉反应。4.所得单抗的荧光定位主要在赤道板和中段，未发现定位于顶体及顶体后的单抗，而国内外其他实验室已获得的单抗，主要定位在顶体。某些单抗在两种不同精子（NT sperm, AR sperm）上有不同的荧光定位。这些结果表明，AR精子的免疫原性是十分特殊的，它明显不同于NT精子。5.有9个单抗显示较强的精子凝集作用，另有9个单抗的凝集作用稍弱，未发现有精子制动效应的单抗。6.免疫印迹结果表明，有9个单抗的靶抗原是蛋白质类物质，其分子量为16－146kDa，其余14个单抗的免疫印迹呈阴性反应。有关这些单抗及其抗原的鉴定仍在进行中。其中10个单抗已送世界卫生组织（WHO），参与WHO的抗人精子抗原的单克隆抗体的研究计划。