Determination of organophosphate and carbamate pesticides based on enzyme inhibition using a pH-sensitive fluorescence probe

A flow injection system for the determination of organophosphate and carbamate pesticides is described. A sensitive fluorescence probe was synthesized and used as the pH indicator to detect the inhibition of the enzyme acetylcholinesterase (ACNE). The percentage inhibition of enzyme activity is correlated to the pesticide concentration. Several parameters influencing the performance of the system are discussed. The detection limits of 3.5, 50, 12 and 25 mug/l for carbofuran, carbaryl, paraoxon and dichlorvos, in pure water, respectively were achieved with an incubation time of 10 min. A complete cycle of analysis, including incubation time, took 14 min. The detection system has been applied to the determination of carbofuran in spiked vegetable juices (Chinese cabbage and cole), achieving recovery values between 93.2 and 107% for Chinese cabbage juice and 108 and 118% for cole juice at the different concentration levels assayed. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Phenolphthalein immobilized membrane for an optical pH sensor

A phenolphthalein immobilized cellulose membrane for an optical pH sensor was described. The phenolphthalein was first reacted with the formaldehyde to produce a series of prepolymers with many hydroxymethyl groups. In this paper, the prepolymers was abbreviated to phenolphthalein-formaldehyde (PPF). Then the PPF was covalently immobilized to the diacetylcellulose membrane via hydroxymethyl groups. Finally the membrane was hydrolyzed in the 0.1 M NaOH solution for 24 h to reduce the response time. Advantageous features of the pH-sensitive membrane include (a) a large dynamic range from pH 8.0 to 12.50, or even broader, (b) rapid response time (2-30 s), (c) easy of fabrication, and (d) a promising material for determination of high pH values. The immobilized PPF has a broader dynamic range from 8.0 to 12.50 than the free phenolphthalein from pH 8.0 to 11.0, and this was due to the newly produced methylenes in our investigation.

Temperature measurement of reflected shock wave by using chemical indicator

This report describes a new method for measuring the temperature of the gas behind the reflected shock wave in shock tube, corresponding to the reservoir temperature of a shock tunnel, based on the chemical reaction of small amount of CF4 premixed in the test gas. The final product C2F4 is used as the temperature indicator, which is sampled and detected by a gas chromatography in the experiment. The detected concentration of C2F4 is correlated to the temperature of the reflected shock wave with the initial pressure P-1 and test time tau as parameters in the temperature range 3 300 K < T < 5 600 K, pressure range 5 kPa < P1 <12 kPa and tau similar or equal to 0.4 ms.

外来种紫茎泽兰对入侵地土壤动物群落及多样性的影响

在云南省澜沧县对草地、以紫茎泽兰群落以及次生林地中的土壤动物一步甲和蚯蚓群落进行动态取样调查，来探讨紫茎泽兰入侵后对群落结构、生物多样性的影响。 在紫茎泽兰和草地群落中共捕获2253头步甲，35个种，其中草地上捕获1574头步甲，28个种，紫茎泽兰样地中有679头步甲，34个种;紫茎泽兰群落中步甲个体数量少，但物种数多，多样性也比较高;草地中步甲优势物种为Harpalus indicus和Tetragonoderus arcuatus占总数的59％;而紫茎泽兰中的优势物种比较分散;紫茎泽兰群落中步甲个体体型较大，而草地中体型小的步甲所占比例较高;步甲分布与落叶层厚度、土壤全磷含量、植被高度、地上生物量及土壤pH和土壤全钾含量有一定的相关性;紫茎泽兰群落与草地中的指示物种也不同，Hyphaereon masumotoi和Cosmodiscus sp．是紫茎泽兰的指示物种，而草地的指示物种有Aephnidius adelioides，Tetragonoderus arcuatus，Harpalus indicus，Harpaliscus birmanicus，Chlaenius cambodiensi。 受紫茎泽兰入侵的林地边缘步甲群落的分布规律表明，步甲个体数量排序：林地内部>紫茎泽兰群落>林地边缘：三者步甲优势种的组成，既有交叉也有区别;三者的步甲物种数及多样性指数差异不显著，步甲群落的时间动态也相似;林地边缘、内部及紫茎泽兰群落在步甲个体体型结构上差异不大，具有指示作用的步甲种少。 在草地、紫茎泽兰及次生林地三种植被类型中，共采集到3546条蚯蚓，8个种。其中，紫茎泽兰群落有1663条蚯蚓，远高于次生林及草地。多裂远盲蚓和娇小远盲蚓是当地蚯蚓群落的优势种;紫茎泽兰入侵地的蚯蚓物种数、Shannon-Wiener多样性指数大于草地及次生林地;蚯蚓数量及生物量的时间动态受月份降雨量的影响很大，体型大小不同的蚯蚓受降雨变化影响的程度不同：蚯蚓的分布与落叶层厚度、土壤全氮含量、土壤pH及有机质含量相关性较强;蚯蚓群落中只有大唇远盲蚓是紫茎泽兰样地中的指示物种。 在紫茎泽兰控制实验样地内，步甲的数量及物种数的排序是原始紫茎泽兰>半密度紫茎泽兰>去除处理。优势物种都为Anisodactylus karennius，所占比例高，其在原始紫茎泽兰群落中的分布数量远高于半密度及去除样地;步甲群落多样性指数(H’)和物种数差异不显著;三种处理的步甲群落时间动态不同，表现出不同的高峰期;Galeritula feoe和Nanodiodes piceus是原始和半密度紫茎泽兰样地中的指示物种。 总之，紫茎泽兰入侵相对单一草地后，会引起步甲个体数量下降，物种数和多样性上升，群落结构发生很大变化;紫茎泽兰入侵的林地边缘及外部草地后，林地边缘的环境变化幅度减小，林地的边际效应趋于不明显;紫茎泽兰单优群落有利于蚯蚓生存于生活，与草地及林地相比，能增加蚯蚓鲜重及多样性水平。

蓝藻应答高 pH 胁迫的亚细胞蛋白质组学研究

蓝藻是迄今地球上发现的最古老、分布最广和最具多样性的光合自养原核生物，其细胞结构简单，具有类似于植物的光合作用，是研究光合作用及其它代谢过程重要的模式生物。由于这类生物起源于远古前寒武纪，但至今依然繁多，在极端寒冷的南北极冰湖和近于沸腾温度的温泉，以及高盐、强碱的极端环境中均有存在,它们在漫长的进化过程中如何应对灾难性环境、针对随时可能遭遇的不同胁迫环境因子形成了怎样的分子适应机制，是近年来倍受关注但仍未诠释的问题之一。由于蓝藻与高等植物叶绿体在进化上密切相关，搞清楚这类生物适应不同胁迫环境因子的分子基础及其作用机制，对从进化的角度理解光合生物与环境相互作用、通过同源性发现作物抗逆育种新靶标，有重要的理论和实践意义。 逆境应答蛋白的表达是细胞对逆境胁迫的主要适应机制之一。在特定的逆境条件下，细胞通常会表达一组蛋白质，用于识别与传递环境胁迫信号、稳定细胞内环境、消除并修复逆境造成的损伤等。因此，逆境应答蛋白的系统鉴定和功能确认，是揭示逆境条件下细胞代谢网络及抗逆性分子机制的关键。单细胞模式蓝藻基因组序列的确定，极大地推动了蓝藻细胞蛋白质组成模式研究，也为系统发掘蓝藻逆境应答蛋白、理解和揭示分子适应机制提供了新的切入点。Synechocystis 6803是第一个完成基因组测序的放氧光合模式生物。由于其具有易培养、可转化、对环境条件变化反应快等优点，以该藻种为材料所展开的逆境应答特别是盐胁迫蛋白质组研究方面已经取得了重要的进展，而对高pH胁迫的蛋白质组研究还鲜有报道。因此，本论文以Synechocystis 6803为材料，从分离纯化的亚细胞组分入手，采用蛋白质组学研究手段，对蓝藻细胞应答高pH胁迫的蛋白质代谢网络进行探讨。利用蔗糖密度离心和水溶性两相分离法相结合的方法，分别获得了对照（pH7.5）和处理（pH11）细胞的质膜、外膜和类囊体膜，并分别构建了包括可溶性蛋白和膜组分的一维和二维蛋白质凝胶电泳图谱。分析结果表明，高pH胁迫下质膜和可溶性蛋白蛋白组分的变化较外膜和类囊体膜蛋白组分更为明显。在考马斯亮兰染色胶上共发现有近110个蛋白点上调或下调表达，其中有82个蛋白点来源于质膜。对质膜蛋白进行的差异荧光标记双向电泳（2-D DIGE）分析结果与考马斯亮兰染色结果基本一致。对质膜上的82个蛋白点进行胶内消化和MALDI-TOF和MALDI-TOF/TOF质谱鉴定，得到了39个不同基因产物，其中25个是上调蛋白，14个是下调蛋白。在这些发生变化的蛋白中，近1/3是ABC型转运蛋白，如3个磷转运蛋白（Sll0679，Sll0683，Sll0684）均在高pH胁迫下明显上调。其它高pH响应蛋白包括参与光合作用（PsaF，Sll0819；CpcA，Sll1578）、呼吸作用（CoxB，Sll0813）以及细胞分裂过程的蛋白（MinD，Sll0289）。还有LexA repressor (Sll1626)和Guanylyl cyclase(Cya2，Sll0646)等起调控作用的蛋白质。此外发现8个高pH胁迫响应蛋白为功能未知的新蛋白。生物信息学预测结果显示，在已鉴定的质膜响应蛋白中有17个蛋白具有信号肽。6个蛋白为具有跨膜域的膜蛋白，其中的3个膜蛋白是首次被证明定位于质膜上，且其表达与高pH胁迫有关。这些研究结果对从分子水平理解蓝藻细胞主动应对高pH胁迫、维护细胞内pH相对稳定机制有重要启示。