模拟和光谱相互验证2'-OH-BDE-28对HSA构象的影响

利用分子对接、分子动力学模拟(molecular dynamics simulation,MD)和光谱法研究2'-羟基-2,4,4'-三溴二苯醚(2'-OHBDE-28)与人血清白蛋白(HSA)的作用机制。MD模拟研究表明2'-OH-BDE-28诱导HSA的内部疏水性增强,结构松散膨胀,致使其二级结构发生改变;圆二色光谱实验与MD模拟结果相吻合,验证2'-OH-BDE-28可诱导HSA的构象变化。荧光光谱实验表明,2'-OH-BDE-28能通过静态猝灭和非辐射能量转移机制引起HSA荧光猝灭。分子对接推断2'-OH-BDE-28以氢键和疏水作用力键合在HSA的位点I处;热力学分析和竞争实验结果一致验证分子对接结果。本文将计算模拟和光谱实验相结合,从模拟和实验2个角度共同探讨2'-OH-BDE-28与HSA的作用机制,结果高度吻合。     

对特辛基苯酚干扰雌激素受体作用的分子基础及其对ERβ亚型选择性结合的理论研究

对特辛基苯酚(4-tert-octylphenol,PTOP)是一种环境内分泌干扰物。已有研究发现虽然其能够直接与雌激素受体(estrogen receptor,ER)的两种亚型(ERα,ERβ)结合并产生干扰效应,但其结合能力却各不相同,PTOP对ERβ表现出更强的结合活性。为了探究PTOP与ER结合的分子机制及其对ER两种亚型的选择性机制,本文采用分子动力学模拟对PTOP-ER复合物进行了研究,并利用MM-GBSA方法计算了结合自由能。结果表明,范德华作用是维持PTOP与ER结合的主要驱动力;而极性相互作用的差异是导致PTOP对ERα和ERβ产生选择性结合的重要因素,PTOP与ERα之间的极性溶剂化作用阻碍了两者的结合。将PTOP与ER的天然底物雌二醇进行比较,发现PTOP与ER口袋之间缺乏氢键稳定二者结合,因此PTOP的结合活性较低。计算模拟亦指出了PTOP结合过程中发挥重要作用的关键氨基酸。以上计算结果将有助于我们进一步理解PTOP影响ER介导生理过程的干扰机制。     

2-巯基噻唑啉与过氧化氢酶的相互作用机理研究

2-巯基噻唑啉是一种被广泛应用的抗腐蚀剂和光亮剂,然而它的一些残留物会对环境造成损坏,为探究2-巯基噻唑啉的毒性作用,采用光谱学技术和分子对接技术来考察2-巯基噻唑啉和过氧化氢酶的相互作用影响,其中酶活性实验表明2-巯基噻唑啉会抑制过氧化氢酶的活性,分子对接结果显示2-巯基噻唑啉会结合在过氧化氢酶的活性位点处,并最终导致过氧化氢酶空间结构和微环境的变化,根据荧光测试结果,表明2-巯基噻唑啉和过氧化氢酶之间的猝灭方式为静态猝灭。通过测量不同温度下的结合位点数、结合常数以及热力学常数,显示2-巯基噻唑啉与过氧化氢酶主要通过氢键和范德华力相结合。该研究从分子水平上考察了2-巯基噻唑啉对蛋白质的毒性作用,对于阐明污染物的毒性机理具有重要意义。     

污水厂二级出水溶解性有机物臭氧化特性研究

采用液相色谱荧光检测器将三维荧光图谱与凝胶色谱分子量分布相结合,对污水处理厂二级出水溶解性有机物(EfOM)的臭氧化反应特性进行了研究.结果表明臭氧会使得二级出水溶解性有机物三维荧光强度明显降低.HPLC-SEC的结果表明臭氧不会改变腐殖质类物质的分子量分布,但臭氧会与小分子蛋白类物质发生反应.根据制备液相的分析结果,小分子蛋白类物质中含有大量苯环及其他共轭结果物质,因此臭氧会优先与小分子蛋白类物质发生反应.同时,XPS分析结果表明臭氧在低投加量下就会与苯环结构反应,提高脂肪类饱和有机物含量,随着投加量进一步升高,含氧官能团(羰基,羧基)数量有所升高.     

TiO2/ZSM-5m光催化耦合过硫酸盐降解焦化尾水的研究

以具有介孔结构的沸石分子筛ZSM-5m负载纳米TiO2制备出复合型光催化剂,用扫描电镜、比表面及孔径分析仪和X射线衍射对形貌和结构进行表征,通过序批试验考察了TiO2/ZSM-5m/过硫酸盐体系深度降解焦化生化处理出水中残余有机污染物(ROPs)的效果和机理.结果表明,在COD初始平均浓度为352mg/L,TiO2/ ZSM-5m投加量为1.6g/L,pH值为3.0,C(Na2S2O8)为0.8g/L,常温下反应180min,COD出水平均浓度为76.3mg/L,去除率达到78.2 %,在上述优化条件下可达到现行污染物排放标准.ROPs光催化符合Langmuir-Hinshelwood模型,推测具有微介双孔结构的催化剂表面电子易被S2O82-俘获,降低空穴与电子的复合率,促进了·OH 和SO4-·形成,对ROPs的吸附和光降解有较大的强化作用.用GC-MS对处理前后废水中的污染物进行测定以揭示降解与转化规律,发现苯类特征污染物能有效降解,但产生的中间产物明显增多.     

产乙烯脱卤拟球菌195脱卤反应途径的理论探针

运用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平下对多氯二苯并-对-二 (PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)和氯苯分子进行计算,找到了一个可指示产乙烯脱卤拟球菌(Dehalococcoides ethenogenes)195降解转化这些芳香卤化物脱卤反应途径和中间产物的参数—结构上可能的脱卤产物的分子总能量(ET).以ET作为理论探针可指示PCDD/Fs、PCBs、PBDEs和氯苯被菌株195转化的主要脱卤中间产物,脱卤反应倾向于生成具有较低ET值的中间产物.另外可以利用结构上可能的脱卤中间产物与具有最低ET值脱卤中间产物间的分子总能量差(?ET)作为理论探针,推断存在第2种脱卤中间产物的可能性,?ET越小,则同时存在多种脱卤中间产物的可能性越大.     

两种介孔分子筛动态吸附VOCs的研究

采用模板剂法制备了孔道规整、大比表面积的2种介孔分子筛MCM-41和SBA-15,并以甲苯、二甲苯、三甲苯为吸附对象,考察了介孔分子筛动态吸附VOCs的性能.结果表明,增加VOCs分子尺寸和浓度,降低床层温度可大幅提高介孔分子筛吸附性能.SBA-15由于介孔壁上的微孔结构适合吸附低浓度、小分子VOCs;MCM-41更适合吸附高浓度、大分子VOCs.TPD脱附试验表明,VOCs在介孔材料表面150℃下就能基本脱附完全.     

CO在烟煤中吸附与扩散的分子模拟研究

为揭示CO在烟煤中的微观吸附和扩散机理,利用Wiser烟煤分子模型,通过巨正则蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学方法,研究5种不同温度(293.15,303.15,313.15,323.15,333.15 K)下,压力为0.1～3.0 MPa时CO吸附量、吸附热的变化,采用能量分布分析CO在烟煤中的吸附行为,利用扩散系数和扩散活化能研究CO在烟煤中的扩散特性。研究结果表明：CO在烟煤分子中的模拟结果符合朗格缪尔(Langmuir)吸附规律,随着温度的升高,Langmuir参数a和b减小,CO在烟煤分子中饱和吸附量和吸附能力降低。温度越高,烟煤分子的等量吸附热越低,烟煤分子吸附CO分子的平均等量吸附热为21.20～23.11 kJ/mol,小于42 kJ/mol,属于物理吸附;随着压力的升高,CO分子由能量较高的优势吸附位点逐渐向相对较弱的吸附位点移动;在模拟的温度和压力条件下,CO在烟煤分子模型中的扩散系数随温度和压力的升高而增加,扩散活化能随压力的升高而减小。研究结果为揭示CO在烟煤分子中微观吸附与扩散规律,准确预测采空区封闭火区煤自燃情况具有重要意义。     

碱性过硫酸钾氧化-气相分子吸收光谱法测定水中总氮

采用碱性过硫酸钾氧化-气相分子吸收光谱法测定水中总氮,用螺纹盖聚四氟乙烯消化管代替比色管,称重法校正体积,加大NaOH用量,讨论了干扰及消除办法。方法在0μg~20.0μg范围内线性良好,检出限为0.016 mg/L,标准溶液平行测定的RSD≤1.5%,实际水样加标回收率为99.2%~102%,测量结果的扩展不确定度为3.3%。     

石墨烯复合物在痕量气体分子检测中的应用

综述了石墨烯复合物的种类、性能与制备方法,以及在痕量气体分子检测中的应用。石墨烯具有大的比表面积和独特的电学性质,对一些气体分子有很强的吸附能力,制作的传感器用于气体分子检测时灵敏度较高,但选择性较差。氧化石墨烯巨大的比表面积和表面丰富的官能团赋予的优异的复合性能,可提高传感器的检测灵敏度和选择性。