天然无结构蛋白α-synuclein(α-syn)的纤维化聚集是帕金森病的特征表现.静电相互作用已被证明会显著影响α-syn的聚集.该文通过简单的赖氨酸乙酰化修饰改变蛋白的净电荷,研究静电效应对于α-syn的构象和纤维化聚集的影响.核磁共振(NMR)实验结果表明乙酰化后的α-syn仍然是无序结构,而且展现出比野生型更加伸展的构象.由于N端和C端都高度带负电荷,结构打开会更加暴露NAC区域,静电排斥和疏水作用共同存在,但ThT荧光实验发现乙酰化修饰抑制了它的纤维化聚集,因此我们认为这里静电排斥占据主导作用.这种依赖电荷的作用机理会帮助我们更好地理解α-syn的纤维化聚集,而乙酰化修饰也提供了一种抑制聚集的新方法.

聚合物共混物中链段的慢取向运动与其玻璃化转变行为和宏观力学性质密切关联,而基于化学位移各向异性重聚的¹³C CODEX(centerband-only detection of exchange)固体核磁共振(SSNMR)技术能够有效表征共混物中链段的慢取向运动.该文利用¹³C CODEXNMR技术详细研究了相容性聚合物共混物聚乙烯基苯酚/聚氧乙烯(PVPh/PEO)中的刚性组分PVPh在较宽温度范围内的慢取向运动特性与玻璃化转变过程的关联.研究表明,在玻璃化转变起始温度以下,PVPh主链的分子运动被冻结,而侧基存在β-松弛的慢取向运动;在玻璃化转变起始温度附近,PVPh主链具有明显的慢取向运动,而且主链和侧基是一种协同的分子运动.该文利用NMR技术揭示了共混物中的玻璃化转变起止温度分别对应于高分子主链慢取向运动CODEX信号的开始和极大值处的温度.

油性圆珠笔文书书写时间的鉴定是司法鉴定工作中的热点.该文采用核磁共振氢谱法(¹H NMR)对所购6种不同型号油性圆珠笔的油墨进行了表征,研究了圆珠笔油墨中的溶剂——苯氧基乙醇在文书老化过程中的变化,并建立了MG-115书写文书的自然老化标准曲线.该标准曲线能够准确鉴定MG-115圆珠笔4个月内的文书书写时间,重现性良好;同时,该文探究了人工老化与自然老化的关系,为文书书写时间的鉴定提供了依据.

棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)在机体的能量代谢中起着极其重要的作用,且被认为是治疗肥胖的潜在靶点之一,然而目前对于BAT功能的代谢基础并不清楚.该文使用了基于核磁共振(NMR)和气相色谱(GC)技术的代谢组学方法,描述和比较了BAT与白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)的水溶性代谢物和脂肪酸组成的差异.研究结果表明,两种脂肪组织在糖代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、核苷酸代谢、胆碱代谢等多种代谢通路上均具有显著性差异,且这些差异与两种组织不同的生物学作用密切相关.以上研究结果将为解析BAT功能分子机制提供了线索和基础数据.

结核病(tuberculosis, TB)是第二大由单一病原菌感染引起的致死性疾病,致死率仅次于艾滋病.与疾病进展相关的代谢标志物的发现有利于病情的防治,而代谢组学研究则是发现代谢标志物的重要手段之一.目前与TB病人相关的代谢组学研究还不多.该文利用基于核磁共振氢谱(¹H NMR)的代谢组学技术,对不同病情程度TB患者的血浆代谢组进行了研究.正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)结果显示TB各组与健康对照组均可明显分离.统计分析发现,缬氨酸、丙氨酸、肌酸和3-羟基丁酸等代谢物在TB各组含量普遍高于对照组;乳酸、丙酮酸、N-乙酰糖蛋白、亮氨酸和谷氨酸等代谢物在疾病进展过程中呈逐渐增加的趋势,而三羧酸(tricartexylic acid, TCA)循环的中间产物——柠檬酸则呈逐渐降低的趋势,表明了代谢紊乱随疾病的逐渐变化过程.这些差异代谢物的变化表明TB患者体内能量代谢与糖酵解增强、脂肪酸生酮作用增强、TCA循环受阻、氨基酸代谢紊乱.

随着人口老龄化的不断加剧,衰老相关疾病已成为全球关注的问题.神经系统功能的退行性改变居于衰老相关疾病的首位,其机制尚不明了.该文旨在通过核磁共振磷谱(³¹P NMR)检测不同月龄大鼠脑组织中小分子物质的改变,明确能量相关的含磷化合物随大鼠年龄增长的变化,从而揭示脑组织中年龄相关代谢物的变化规律.该研究萃取了不同年龄(幼年、中年及老年)Sprague-Dawley(SD)大鼠脑组织中的小分子物质,进行了³¹P NMR检测分析.结果显示:老年大鼠脑组织中能量代谢相关物质——磷酸肌酸的含量显著升高,而磷脂酰胆碱及磷酸肌醇含量显著降低,并且出现了磷酸化葡萄糖.这一发现有助于理解衰老相关的脑结构和功能下调,为神经退行性疾病的发生提供依据.

发展高灵敏检测方法是分析化学的永恒主题之一,提高信号强度和降低噪声水平是增强灵敏度的根本途径.在核磁共振波谱(NMR)分析中,通常采用高磁场强度的谱仪或复杂的脉冲实验方法来提高信号强度,或通过使用超低温探头来降低噪声水平,但这无疑会提高实验成本或增加实验难度.相较而言,利用数据后处理方法辨识和抑制噪声,是更为经济的提高信噪比(SNR)的途径.因此,该文在前期研究中发展的基于统计学中重采样原理的数据后处理方法(NASR)的基础上,通过引入压缩感知(CS)技术,对重采样方法进行了优化改进,所发展的NMR数据处理新方法(CS_NASR)可有效排除主观因素影响,提高处理结果的鲁棒性.

压缩感知(compressed sensing,CS)-磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术使用随机欠采样的k空间数据来重建图像,大大提高了成像速度.但典型的CS重建很费时,这也是CS-MRI临床应用的主要障碍之一.针对这一问题,该文提出了在扫描时同步进行CS图像重建的方案.在同步重建的过程中,可以实时显示重建图像的结果,用户可以根据图像质量来决定何时终止扫描,这样可以在节约扫描和重建时间的同时,更好地控制图像质量.由于预先无法确定最终的采样率,因此传统的变密度随机采样方法并不完全适用.该文设计了适用于同步重建过程的采样模式生成方案,同时提出了分段采样方法,把采样过程分为两个阶段,不同阶段使用不同的概率密度函数(probability densityfunction, PDF)确定待采样的相位编码行.模拟实验的结果表明,与使用单一密度函数的采样方案相比,分段采样方案能够在整个同步扫描重建过程中始终获得更好的图像.

通过限制球形卷积(constrained spherical deconvolution,CSD)和神经纤维追踪技术(tractography),以了解大脑左右半球的弓状束(arcuate fasciculus,AF)神经结构完整性与语言理解能力的相关性.该文使用磁共振成像(MRI)仪对14例大脑左半球罹患肿瘤的右利手患者进行了术前术后扫描(每次扫描均伴随一次波士顿失语症测试),并用分析软件DSI Studio计算术前术后左右半球弓状束的四项扩散指标,并进行了比较.结果发现左脑弓状束有两项指标在术前术后有非常显著的差异(p<0.01),而右脑四项指标均无显著改变(p>0.05).另外,该文还将扩散指标与患者相对应的语言测试所反映的语言理解能力进行了相关性分析,发现无论术前术后,左半球弓状束与语言理解能力相关系数r介于0.6~0.8之间,而右半球则仅介于0.3~0.4之间.上述结果表明,语言理解能力与左侧弓状束密切相关(p<0.01),而与右侧弓状束相关性不大,此结果与以往研究者对大脑侧化的认知相符.

含有羧酸或碱性基团的药物成盐后具有药物水溶性提高、易于结晶纯化、稳定性增强等优点.胞苷类药物具有碱性中心,成盐后的质子化位置是在N-3还是NH₂的研究还未见报道.X-射线单晶衍射因不能够对质子位置进行测定而无法对胞苷盐的质子化位置进行确定.该文利用核磁共振氢谱(¹H NMR)、碳谱(¹³C NMR)研究了胞苷成盐前后的化学位移变化,推断出胞苷成盐位置在N-3而非NH₂,此外胞嘧啶碱基C-4和NH₂之间的键在成盐后具有部分双键性质.

由自吸收导致的铷光谱灯超精细光谱轮廓变形,对铷原子频标的频率稳定度有不利影响.用F-P干涉仪测量了三种常用铷光谱灯的超精细光谱轮廓,研究了启辉气体种类、压力、谱灯工作温度和激励功率对自吸收的影响.结果表明,充Ar和充Kr谱灯自吸收效应比较显著,充Xe谱灯自吸收不明显;适当增大气体压力、降低灯泡工作温度、增大射频激励功率,可以减小光谱灯的自吸收效应.

木材吸湿会对其力学性能和尺寸稳定性产生影响,深入了解木材吸湿过程中水分状态的变化有重要意义.利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,以美国黄杨木和红橡木作为研究对象,对木材吸湿过程中水分状态和弛豫特性进行研究.结果显示:吸湿过程的前4h,两种木材试件结合水峰面积迅速增大,自由水峰面积无明显增长,说明在吸湿初期,增加的水分主要以结合水为主;在达到吸湿平衡后,红橡木试件内自由水峰面积约为黄杨木试件内自由水峰面积的2倍,这是由于与黄杨木相比,红橡木管孔孔径较大,因此在吸湿过程中,红橡木的自由水吸湿速度较快,吸湿量大于黄杨木.

全开放式单边核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)系统具有成本低、易便携、可实时无损检测等特点.该文介绍了单边NMR探测器的发展,重点以德国亚琛工业大学Blumich教授团队研发的NMR-MOUSE(NMR mobile universal surface explorer)探测器为例,详细讨论了其硬件结构,探讨了单边NMR的测量方法,最后介绍了单边NMR探测器在波谱分析和生物医学等领域中的应用.

在超声波辅助下,以大豆苷元、正丁胺和37%的甲醛水溶液为原料,通过一锅煮的方法区域选择性合成了2种新型1,3-大豆苷元并噁嗪衍生物.通过DEPT、¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HSQC、¹H-¹³C HMBC等二维核磁共振(2D NMR)技术,分别对二种新化合物的¹H和¹³C NMR信号进行了全归属.化合物的波谱学分析确证了大豆苷元特定的反应位点.

多肽RGD是一类含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp)序列的短肽,该文对新型环状拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(FT-IR)进行了分析,并利用核磁共振(NMR)波谱(包括¹H NMR、¹H-¹H COSY、¹³C NMR、DEPT、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC)对其¹H和¹³C NMR信号进行了全归属.

C₆₀与脱氢枞胺发生环加成反应可生成多种功能性富勒烯衍生物.该论文测定了目标化合物N,N-四氯邻苯二甲酰基-13-硝基-7,7-C₆₀-脱异丙基脱氢枞胺的¹H NMR和¹³C NMR谱图,并利用¹H-¹H COSY、¹H-¹H ROESY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC等2D NMR技术,对其¹H和¹³C NMR信号进行了归属,为表征类似化合物的结构提供了参考.

应用¹H NMR、¹³C NMR、DEPT135、¹H-¹³C HMBC、¹H-¹³C HSQC、¹H-¹H COSY和¹H-¹H NOESY等多种NMR技术,对文献报道的洛莫司汀(Lomustine)¹H和¹³C NMR数据进行了修正与补充;特别是应用2D NMR对重叠程度较高的环己烷区进行了指认归属,并确定了其空间构型.