滁州学院生物与食品工程学院, 安徽 滁州 239000
目前传统氧化稳定性评价方法无法提供油脂氧化历程和不同产物变化动态信息等特点, 因而不能成为理想评价方法。 同步荧光光谱技术具有一定灵敏度和准确度, 且适合较长时间的固定检测。 以不同工艺花生油作为研究对象, 采用OXITEST油脂氧化稳定性仪进行加速氧化试验, 获取氧化诱导曲线, 同时采集氧化期间油脂三维同步荧光光谱数据与理化指标, 通过同步荧光光谱结合平行因子法(PARAFAC)和人工神经网络(ANN)等化学计量学快速分析油脂氧化进程。 结果表明, 以诱导期作为油脂稳定性评价指标, 冷榨花生油氧化稳定性较热榨花生油差, 主要原因在于热榨方式的高温焙炒, 使得其具有抗氧化物质, 进而提高了油脂的氧化稳定性。 氧化曲线清晰地表明氧化进程存在诱导期(IP)、 氧化期和静止期三个阶段, 结合三维荧光光谱图, 明显得出在氧化过程中花生油原油激发波长在300~400 nm的荧光峰强度在进入诱导期后, 荧光强度减弱, 荧光波长出现红移现象; 进入氧化期后, 在400~450 nm之间有新的荧光峰生成, 然后荧光峰强度呈现增强状态, 直至静止期。 现象的产生主要是由于油脂氧化过程中生成的小分子氧化产物, 致使荧光光谱产生斯托克位移(Stocks shift)。 运用PARAFAC法对同步荧光光谱数据进行降维处理, 显示当组分数为6, Δλ为70 nm时载荷值最大, 不同样品间差异最显著。 选定该波段二维荧光光谱数据作为ANN模型输入值, 分别以酸价和过氧化值作为模型输出值, 对不同工艺花生油的氧化过程数据进行建模训练。 结果显示训练集、 测试集模型相关系数R均接近1.0, 均方根误差均较小, 说明该模型能较好地反映油脂氧化过程状态。 本研究结果表明同步荧光光谱结合化学计量学能快速实时监控食用油在氧气影响下贮藏过程中的氧化历程, 为油质控制提供理论依据。
同步荧光 花生油 氧化稳定 化学计量学 Synchronous fluorescence spectroscopy Peanut oil Oxidative stability Chemometrics 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3113
1 沈阳师范大学化学化工学院, 辽宁 沈阳 110034
2 沈阳师范大学实验中心, 辽宁 沈阳 110034
金雀花碱（Cy）是一种生物碱, 主要存在于豆科毒豆属植物种子中。 Cy具有较强的生物活性, 特别是作为戒烟药物已得到广泛应用。 在模拟生理条件下, 应用荧光光谱法研究了Cy同牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用以及Cy猝灭BSA荧光发射的机理。 详细考查了水浴温度、 水浴时间以及溶液pH等因素对荧光猝灭的影响, 并且通过Stem-Volmer方程计算了Cy与BSA间的结合类型、 结合位点数目以及结合常数。 结果表明, Cy与BSA可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物, 其结合常数为5.6×103, 其猝灭类型为静态猝灭。 同步荧光光谱研究结果表明, Cy的结合主要影响BSA 的Trp残基的荧光发射。 进一步应用分子对接研究表明, 氢键与疏水作用是Cy与BSA形成复合物的主要推动力。 Cy与BSA中Trp213及其周围的氨基酸残基间存在氢键与疏水作用, 这种作用将改变Trp213所处微环境的疏水情况, 从而导致BSA的荧光发生猝灭。
金雀花碱 牛血清白蛋白 荧光猝灭 同步荧光光谱法 分子对接 Cytisine Bovine serum albumin Synchronous fluorescence spectroscopy Fluorescence quenching Molecular docking
河北大学化学与环境科学学院 河北省分析科学技术重点实验室, 河北 保定 071002
在模拟人体生理环境下, 利用荧光猝灭法(FQS)、同步荧光法(SYS)、共振光散射法(RLS)及紫外吸收光谱法(UV)分别研究了298 K下牛血清白蛋白与硫酸粘杆菌素、硫酸头孢匹罗、头孢匹胺钠3种药物间的相互作用机理。结果表明: 对于相同的体系, 利用4种方法计算得到的结合常数在同一数量级, 猝灭方式均为生成新物质的静态猝灭, 药物与蛋白作用时均以1∶1的比例结合, Hill系数近似。但对4种方法所得实验数据的综合比较表明, FQS、SYS更适合用于研究蛋白与药物的反应机理。
牛血清白蛋白 荧光猝灭法 同步荧光法 共振光散射法 紫外吸收光谱法 bovine serum albumin fluorescence quenching spectroscopy synchronous fluorescence spectroscopy resonance light scattering spectroscopy UV-Vis absorption spectroscopy
1 四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室, 四川 成都 610065
2 安庆师范学院生命科学学院, 安徽 安庆 246011
基于胶原基表面活性剂(collagen-based surfactant, CBS)中酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的荧光特性, 应用恒波长差(Δλ)为15 nm的同步荧光光谱技术研究CBS浓度、 溶液pH值、 NaCl浓度和温度对其在水溶液中分子的聚集行为的影响, 并以温度为外扰, 利用二维同步荧光相关分析研究CBS分子中Tyr残基和Phe残基随温度变化的响应顺序。 结果表明, CBS分子在261和282 nm处出现了分别归属于Phe和Tyr的特征吸收峰。 随着CBS浓度的升高, CBS分子中Phe残基和Tyr残基数量逐渐增多使CBS分子聚集程度增加, 并导致荧光强度增强; CBS溶液pH值(pH 5.0)在等电点附近时, 由于CBS分子的疏水作用和氢键形成能力加强, 导致CBS分子聚集程度增强; CBS溶液中NaCl浓度的升高, 则使CBS分子间排斥力减弱, 从而导致CBS分子的聚集; 然而温度升高, CBS由聚集状态逐渐变为单分子状态, 因猝灭、 变性以及氢键形成能力降低, 荧光强度逐渐降低。 以温度为外扰的二维同步荧光相关光谱分析可知: 低温下(10～40 ℃ ), CBS聚集体随温度升高逐渐松散, 位于聚集体内部的Phe残基比Tyr残基优先响应; 而在45～70 ℃时, CBS由单分子状态逐步水解为无规卷曲构造, Tyr残基的间距变大, 氢键形成能力大大降低, Tyr残基比Phe残基优先响应。
胶原 表面活性剂 同步荧光光谱 二维相关光谱 聚集行为 Collagen Surfactant Synchronous fluorescence spectroscopy Two-dimensional correlation spectroscopy Aggregation behavior
河北大学化学与环境科学学院 河北省分析科学技术重点实验室， 河北 保定 071002
分别在298，310，318 K温度下，利用荧光光谱法研究了pH=7.40生理条件下硝基羟乙唑(TRI)与溶菌酶(LYSO)的相互作用机理。结果表明，TRI与LYSO间通过静态猝灭方式相互作用。测定了LYSO与TRI反应的结合常数、结合位点数。利用反应过程的热力学参数，确定了LYSO-TRI体系的作用力类型；由Hill系数得出了LYSO或TRI的协同性;根据非辐射能量转移理论，确定了TRI到LYSO的结合距离，同时采用同步光谱法考察了TRI对LYSO构象的影响。
荧光光谱法 同步光谱法 溶菌酶 硝基羟乙唑 反应机理 fluorescence spectroscopy synchronous fluorescence spectroscopy lysozyme trichazol interaction mechanism
河北大学化学与环境科学学院 河北省分析科学技术重点实验室, 河北 保定 071002
利用荧光猝灭法和同步荧光法进行了盐酸吡格列酮(PGH)与牛血清白蛋白(BSA)之间反应机理的比较研究.结果表明：两种方法在研究PGH-BSA体系的猝灭类型、结合常数、结合位置、作用力类型、协同性及能量转移距离等方面,得到了相同的结果,表明同步荧光光谱法可以用于药物与蛋白反应机理的研究.
荧光猝灭法 同步荧光法 盐酸吡格列酮 牛血清白蛋白 反应机理 fluorescence spectroscopy synchronous fluorescence spectroscopy pioglitazone hydrochloride bovine serum albumin reaction mechanism
1 四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室, 四川 成都 610065
2 四川大学制革清洁技术国家工程实验室, 四川 成都 610065
采用恒波长同步荧光法和二维相关分析技术研究了不同浓度Ⅰ型胶原溶液中胶原分子聚集行为随温度升高(10~70 ℃)的变化规律。选取0.2, 0.4, 1.6 mg·mL-1的胶原溶液, 在初始温度下各浓度溶液中胶原分子分别处于单分子状态、较低程度和较高程度的聚集态。研究表明: 波长差为9 nm的同步荧光光谱中, 激发波长282和292 nm处荧光峰分别归属于未参与形成氢键的Tyr(酪氨酸)残基和参与形成氢键的Tyr残基。对升温过程同步荧光数据进行二维相关分析, 得两荧光值对温度的响应顺序, 进而推测得到: 当温度低于30 ℃时, 0.2 mg·mL-1溶液中出现了胶原分子间形成Tyr残基参与的氢键的趋势。0.4和1.6 mg·mL-1的溶液中原有聚集体可能发生进一步聚集, 形成疏水微区。当逐步接近胶原变性温度(36~38 ℃)时, 推测0.4和1.6 mg·mL-1胶原溶液中的疏水微区和聚集体有被破坏的趋势, 而0.2 mg·mL-1胶原溶液保持分子间形成氢键的趋势。超过胶原变性温度时, 各浓度溶液中胶原分子三股螺旋结构发生松散。当超过45 ℃时, 胶原分子三股螺旋结构松散的趋势更为明显。
Ⅰ型胶原溶液 温度 同步荧光光谱 二维相关光谱 聚集行为 Type I collagen Temperature Synchronous fluorescence spectroscopy Two-dimensional correlation spectroscopy Aggregation behavior
中国农业大学食品科学与营养工程学院, 教育部功能乳品重点实验室, 北京100083
槲皮素与牛血清白蛋白的相互作用机理以及影响因素的研究对于生物活性小分子与生物大分子的相互作用方式及其功能改变具有一定理论和实际意义。 运用荧光光谱、 紫外可见光谱、 同步荧光光谱、 自由基清除方法（DPPH和ABTS自由基清除率）, 研究了牛血清白蛋白与槲皮素在水、 二甲基亚砜和乙醇三种不同溶剂中的相互作用方式及其对槲皮素抗氧化性的影响。 结果表明: 槲皮素对牛血清白蛋白有较强的荧光猝灭作用, 且为静态与动态并存的复合猝灭方式, 相互作用力为疏水作用力。 三种溶剂中, 牛血清白蛋白与槲皮素的结合常数和结合位点数由大到小依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇, 结合距离由大到小依次为: 乙醇＞二甲基亚砜＞水。 根据结合距离的大小可知, 结合作用由强到弱依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇。 在三种溶剂中牛血清白蛋白的酪氨酸和色氨酸残基同时参与与槲皮素的相互作用。 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与DPPH自由基清除率均为30%, 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与ABTS自由基清除率相比, 由80%显著降低到70%。 三种溶剂对未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素的自由基清除能力无显著性影响。
牛血清白蛋白 槲皮素 荧光光谱 紫外可见光谱 同步荧光光谱 抗氧化 Bovine serum albumin Quercetin Fluorescence spectroscopy UV-Vis spectroscopy Synchronous fluorescence spectroscopy Antioxidant activity
江西农业大学 工学院/生物光电及应用重点实验室,江西 南昌 330045
为快速检测猪肉中的四环素残留含量，采用同步荧光法结合竞争适应重加权采样(CARS)变量优选法建立了预测猪肉中四环素残留含量的支持向量回归(SVR)模型。从样本的三维同步荧光光谱中确定了最佳波长差为65 nm，采用CARS方法从中挑选出与四环素相关的特征波长变量，并与连续投影算法(SPA)及遗传算法(GA)进行比较。最后，应用SVR算法对优选出的16个波长变量建立猪肉中四环素含量的预测模型。分析发现，多元散射校正(MSC)光谱预处理后的CARS方法优于SPA及GA变量选择方法，可以有效地筛选出全光谱中的特征波长变量。CARS-SVR建立的四环素预测模型优于原始光谱的SVR模型，其预测集的决定系数(R2)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.961 2和10.94 mg/kg。研究结果表明，采用同步荧光法结合CARS-SVR模型可以预测猪肉中的四环素残留含量，且CARS-SVR能有效地简化模型并提高预测精度。
同步荧光光谱 竞争适应重加权采样(CARS） 支持向量回归 四环素 猪肉 synchronous fluorescence spectroscopy Competitive Adaptive Reweighted Sampling(CARS) Support Vector Regression(SVR) tetracycline pork 光学 精密工程
2013, 21(10): 2513
中国科学院环境光学与技术重点实验室, 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥230031
采用三维荧光光谱和Δλ=20 nm同步扫描荧光光谱技术研究Hg2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+胁迫作用下蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)荧光光谱的变化情况, 两种光谱技术得到了较为一致的结论: 即胁迫作用96 h后, 蛋白核小球藻荧光中心处的荧光值显著降低, 四种重金属离子对藻细胞光合系统的叶绿素a和叶绿素b造成了严重的破坏。 进一步分析四种重金属离子浓度与由同步扫描荧光光谱得到的藻荧光猝灭效率I0/I的相关性可知: 重金属离子的毒性与荧光猝灭效率I0/I呈正相关关系, 均随重金属离子浓度和胁迫时间的增加而增强。 对某一种重金属而言, 同步扫描荧光光谱可实现藻细胞对该重金属毒性的评价。 与三维荧光光谱相比, 同步扫描荧光光谱具有耗时少、 对特定荧光中心选择性高等优点, 是研究水体有毒污染物毒性的有利工具。
蛋白核小球藻 同步扫描荧光光谱 重金属胁迫 Chlorella pyrenoidosa Synchronous fluorescence spectroscopy Heavy metals 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1262
