Synthesis and characterization of an active styrlthiophene monomer and its polyurethane with second-order optical nonlinearity

A novel monomer, (trans)-7-[4-N,N-(di-beta-hydroxyethyl) amino-benzene]-ethenyl-3,5-dinitrothiophene (HBDT), and the corresponding prepolymer, polyurethane were synthesized and characterized. The details of synthesis of the monomer and its further polymerization were presented. The prepolymer and polyurethane exhibited good thermal stability and good solubility in common organic solvents. The d(33) coefficient of the poled films was determined to be 40.3 pm/V. (C) 2000 Kluwer Academic Publishers.

Production of biodiesel from soapstock using an ion-exchange resin catalyst

The feasibility of biodiesel production from soapstock containing high water content and fatty matters by a solid acid catalyst was investigated. Soapstock was converted to high-acid acid oil (HAAO) by the hydrolysis by KOH and the acidulation by sulfuric acid. The acid value of soapstock-HAAO increased to 199.1 mg KOH/g but a large amount of potassium sulfate was produced. To resolve the formation of potassium sulfate, acid oil was extracted from soapstock and was converted to HAAO by using sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS). The maximum acid value of acid oil-HAAO was 194.2 mg KOH/g when the mass ratio of acid oil, sulfuric acid, and water was 10:4:10 at 2% of SDBS. In the esterification of HAAO using Amberylst-15, fatty acid methyl ester (FAME) concentration was 91.7 and 81.3% for soapstock and acid oil, respectively. After the distillation, FAME concentration became 98.1% and 96.7% for soapstock and acid oil. The distillation process decreased the total glycerin and the acid value of FAME produced a little.

软电离质谱在蛋白质组分析和生物活性分子表征中的应用

随着软电离技术的发展，特别是基质辅助激光解析（MALDI）和电喷雾（ESI）两种软电离技术的出现，使质谱分析生物大分子成为可能，将质谱的应用范围迅速扩展到生命科学的诸多研究领域，特别是成为了蛋白质组分析，医学诊断，药物分析等领域不可替代的新工具。首先，采用凝胶电泳与傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）的高分辨率和高质量精确度性能相结合的新方法，对不同肺病患者的支气管肺泡灌洗液进行了快速直接的蛋白质组分析，为肺疾病诊断学、肺病相关机理的研究以及高分辨质谱在蛋白质组分析中的应用奠定了基础。一维（1-D）和二维（2-D）凝胶电泳与高分辨FT-ICR MS相结合，对慢性支气管炎（cblonic broncnitis，CB）和囊泡纤维化（cystic fibrosis，CF）患者的支气管肺泡灌洗液（BALF）中表面蛋白A和D进行了鉴定；并对表面蛋白的翻译后修饰（hydroxy-prollne）进行了直接的确定；对来自于不同肺泡蛋白沉积症（PAP）患者的BALF中的特异性蛋白进行了鉴定，鉴定出表面蛋白A的两个降解片段，为研究与肺病相关的SP-A降解产物的可能降解途径提供了初步的信息。证实了FT-ICR MS的高分辨率和高质量精确度在蛋白质的鉴定过程中的突出作用：（i）利用单个多肤的精确质量，可以避免依赖离子的串联质谱数据进行蛋白质鉴定，即无需对谱图中的离子进行串联质谱分析，就可实现蛋白质或蛋白质混合物的快速、确切的鉴定；（ii）在数据库检索中应用很小的误差范围可以大大提高蛋白质鉴定时的选择性；（iii）通过来自于微量蛋白质的少量肤峰就可以进行蛋白质的准确鉴定。通过MALDI/EST FT-ICR MS、园二色谱（CD）和H／D交换实验（hydrogedeuteriuln exchange）对一系列人SP-C及其类似物进行了表征。证实了溶液相中FFI-SP-C和rh-SP-C的非共价二聚体的存在；研究了人SP-C在有机溶剂中的构象变化和聚集行为，为探讨肺病相关机理奠定了基础。其次，以电喷雾多级串联质谱为研究手段，对部分生物类黄酮及其络合物进行系统的质谱研究，发现二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物在电喷雾条件负离子模式下具有不同的特征质谱行为，为质谱区分这两类化合物提供了重要的依据；黄酮金属络合物的研究中，四种二价过渡金属（Cu（II），Zn，Mn（II）和Fe（II））与芸香普均可以形成络合物，探讨了芸香普一铜络合物软电离条件下的碎裂机理，并利用多级串联质谱数据探讨了络合物C和D的结构，为质谱方法探讨金属清除疾病相关自由基的机理以及提高金属的生物利用度奠定了基础。

香蕉型分子的真空气相沉积薄膜研究

非手性的香蕉型分子因为独特的形状和极性自组装性能，能形成具有手性结构和特殊光电性能（如铁电性、反铁电性，二次谐波产生效应）的液晶，是近年来有机光电领域中一类非常令人感兴趣的材料。本论文以三环弯核分子间一二（对辛烷氧基苯乙烯基）苯［m-bis（4-p-octoxysryrenyl）benzene，m-OSB］为模型化合物，探索香蕉型分子真空气相沉积薄膜的生长行为。首先，采用示差扫描量热法（DSC）、偏光显微镜、X一射线衍射、透射电子显微镜以及分子模拟等手段表征了m一OSB的体相结构。m-OSB存在两个晶相：相I（T＜66℃）和相11（66oC＜T＜157℃），157oC以上为各向同性态。确定相I为正交晶系，PZI2121空间群，晶胞参数为a＝7．43A，b：6．34A，c＝72．07A，α=β=γ=90°；分子模拟结果显示m一OSB排列成反铁电的层状结构，分子的长轴方向与c轴平行。相n的结构与相I非常相似。这些表征结果为薄膜形态结构的解释提供了依据。然后，采用真空蒸镀的方法制备m-OSB的单层和多层薄膜，用原子力显微镜、透射电子显微镜以及X-射线薄膜反射等手段研究了薄膜形态、结构和薄膜对温度的稳定性。由于香蕉型分子的特殊形状，m-OSB的气相沉积薄膜表现出了特殊的形貌、生长机理和相行为。在单层薄膜生长中，二维岛在40℃以下为圆形或椭圆形的滴状岛，在60℃以上为枝晶状岛，该生长形貌随基底温度的演变与传统的扩散受限凝聚（DLA）理论所预言的结果相反，AFM观察发现滴状岛是从最初沉积的无序膜分解得来的，类似"去润湿"现象；枝晶状岛是从无序膜中成核再通过分子的扩散生长形成的；单层薄膜无论是滴状岛还是枝晶状岛都不稳定，在室温下放置一段时间后均转化为双层的晶体；在多层膜的生长中，观察到了m-OSB形成了高有序、大尺寸的准外延膜。这些在有机气相沉积薄膜生长中都是第一次报道，论文对所观察到的生长现象和相变现象给予了合理的解释。通过对m-OSB气相沉积薄膜的成核和生长过程的系统研究，获得了薄膜形态结构与分子形状和制备参数的关系，对进一步理解有机分子气相沉积薄膜的生长规律和制备高有序的连续薄膜具有重要意义。

特异性干扰肽对海马突触可塑性的影响及其功能研究

在哺乳动物复杂的神经网络中，突触是信息传递的枢纽，其突触传递效能的持续性变化被称为突触可塑性（synaptic plasticity）。长时程增强（long-term potentiation，LTP）和长时程抑制（long-term depression，LTD）现象是两种经典的突触可塑性形式，被视作学习和记忆可能的物质基础，得到了广泛地关注。其中，海马CA1区谷氨酸能突触处的LTP和LTD目前研究得最为广泛。 α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid（AMPA）受体作为介导兴奋性谷氨酸能突触基础传递的主要受体，是海马CA1区LTP和LTD正常表达的必要条件。近期的研究表明，AMPA受体通过胞吞、胞吐及侧向移动等方式在细胞膜和细胞内进行着持续地循环。因此，通过调节AMPA受体的上、下膜，进而影响突触后膜上AMPA受体的数量，便能对LTP和LTD产生影响。在本研究中，我们利用生物信息学的手段，以AMPA受体为靶点，设计出了旨在特异阻断LTP或LTD的多肽。运用离体脑片全细胞记录方式，在海马CA1区证明了干扰肽Pep-A2能够特异地阻断LTP而不影响LTD，Pep-A3能够特异地阻断LTD而不影响LTP。并初步探究了其关键的作用位点，为进一步理解LTP和LTD具体的分子机理打下了基础。成瘾作为异常的学习记忆过程，势必涉及到突触可塑性的变化。而特异性地阻断LTP和LTD，对药物成瘾效果的影响却鲜有报道（Wang YT，2007）。在另一部分工作中，我们采用穿膜肽Tat-A2和Tat-A3，在吗啡条件化位置偏爱（morphine conditioned place preference，morphine CPP）模型小鼠的测试前进行系统给药，结果发现两种干扰肽均能阻断或损伤其CPP的表达过程。这一现象，提示我们LTP和LTD在条件化位置偏爱的表达过程中都是不可或缺的，同时也为人们更好地理解成瘾过程的机理，及开发专一有效的治疗药物提供了新的思路。

杉木人工林土壤中毒性化感物质的鉴定与来源

针对杉木化感物质种类的争论，我们以生测活性做导向，对杉木人工林土壤中毒性化感物质进行了分离，并通过质谱、核磁共振等仪器对化感物质的化学结构进行了鉴定，然后研究了其活性和来源，同时从土壤养分和化感作用两个方面对杉木火力楠混交林解决杉木连栽障碍的作用机制进行了研究。结果表明： (1) 虽然不同连栽代数土壤养分与杉木幼苗苗高存在正相关关系，即随着杉木连栽代数的增加，土壤养分含量逐渐降低，土壤处理的杉木幼苗苗高也逐渐降低，但是同一林分中，距杉木根系不同距离的土壤养分含量与杉木幼苗根长存在负相关关系。在一代和二代杉木林中，与杉木林地土相比，杉木根际土能够显著地抑制杉木幼苗根生长。单用土壤养分匮缺来解释连栽杉木生产力下降是不充分的，杉木化感作用也是连栽障碍的重要原因之一。 (2) 从杉木人工林土壤中检测到8种酚酸类物质：对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、苯甲酸、肉桂酸、香草醛、异香草醛和香豆素。自然浓度的酚类物质没有抑制杉木幼苗的生长，反而促进了杉木幼苗的生长。从连栽杉木林土壤分离到一种新环二肽(6-hydroxy-1,3-dimethyl-8-nonadecyl-[1,4]-diazocane-2,5-diketone)，它在自然浓度条件下能够显著地抑制杉木幼苗的生长。而且当浓度达到40nmol•ml-1时，环二肽对杉木幼苗根生长的抑制率接近50%，显示其具有较高的化感活性。因此，引起连栽杉木生产力下降的化感物质不是对羟基苯甲酸等酚酸类物质，而是从杉木林土壤中分离得到的环二肽。 (3) 杉木各组织中环二肽含量最多的为叶凋落物，而且用杉木叶凋落物处理的土壤中环二肽含量显著增加，这说明杉木叶凋落物是环二肽的重要来源之一。杉木根系分泌物中含有环二肽，而且随着连栽代数的增加，杉木根系分泌环二肽的速率也增加，这说明杉木根系分泌物也是环二肽的重要来源之一。杉木成熟林每年每公顷凋落的叶凋落物中含有约0.173~0.418 mol的环二肽，而每年每公顷杉木根系分泌的环二肽可达1.289~1.362 mol，显著高于前者。因此，杉木根系分泌物是杉木化感物质环二肽最重要的来源。 (4) 杉木火力楠混交林能够提高土壤有机质、全氮等养分含量，增加土壤微生物数量及土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶等土壤酶活性，从而提高了混交林土壤熟化程度，加速了土壤有机质的转化速率，增强了土壤养分的供应能力，改善了土壤养分匮缺的状况。与二代杉木林相比，杉木火力楠混交林中杉木根系分泌环二肽的速率降低了33.2%，杉木火力楠混交林能减少环二肽的释放量，从而降低土壤中化感物质的含量，减弱林地土壤对杉木幼苗生长的抑制作用，缓解了连栽杉木自毒作用。因此，杉木火力楠混交林是一种高生产力和生态协调的造林模式。