BioNavis生物大分子相互作用分析仪MP-SPR最新应用领域 传感器（MP-SPR) 生物传感器、气体传感器、食品安全、环境监测、免疫响应、实验开发 ◆应用BioNavis生物大分子相互作用分析仪MP-SPR技术测量气体导致的表面变化 BioNavis生物大分子相互作用分析仪-MP-SPR仪器用于表征由不同气体导致的聚合物薄膜变化。不同的湿度显示了与聚合物相互作用的浓度依赖性，并且乙醇蒸气看起来渗入了聚合物层。 ◆应用BioNavis生物大分子相互作用分析仪MP-SPR技术测定生物化功能层的结合能力： 临床诊断正在从中心实验室移近病人，进入医生的办公室，药房，千家万户。这一类临床检测设备（POC）的要求与中心实验室的要求大大地不同。POC设备应该为临床相关性分析物的快速分析提供低成本和易操作的工具。 许多纸制电子器件为制作便宜的、可丢弃的和可回收的应用电子平台打开了机会，可用于生物传感器或者医学诊断领域。 C-活性蛋白（CRP）是一种身体中常见的炎症标记物。监测CRP的水平可以用于跟踪疾病的过程或者治疗效果。
当发展一类新的生物传感器时，通常最主要的是评估此生物传感技术相对于已经建立的方法的性能。生物大分子相互作用分析仪-表面等离子共振技术SPR已经用于生物传感器领域的研究超过了20年的时间，并且是一个优秀的对照办法。 选择增强型SPR ◆选择增强型SPR-一种新的标记方法用于增强生物传感器性能 增强小分子模型系统的灵敏度和特异性。选择增强型SPR（SAMP-SPR）的使用大大增强了应用生物大分子相互作用分析仪SPR技术对小分子量复合物的分析。 改进包括： ·灵敏度增强：在信噪比上一般增强100倍或更多 ·特异性增强：只检测染料标签，将非特异性干扰降到最低 ◆选择增强型SPR（SAMP-SPR）-一种新颖的标记方法用于增强光学生物传感器性能 小分子模型系统的竞争性分析。使用生物大分子相互作用分析仪SAMP－SPR采用竞争分析的方式分析小分子，在没有大分子标记的情况下将SPR的灵敏度提升到以往不可企及的水平。竞争性分析小的染料标签有助于： ·测定平衡常数和亲和力排名 ·进行竞争动态分析
1.把各种能量转换为光能的过程主要有两种: 其一是热辐射，其二是发光。 2. 按照激发能的不同可以把发光分类为光致发光（紫外波段发光或真空紫外波段发光激发）、阴极射线发光（电子束流激发）、电离辐射发光（Ｘ射线、γ射线及高能离子激发）、电致发光（直流或交流电场激发）、化学发光（由化学反应能激发）、生物发光（由生物能激发）、摩擦发光（由机械应力激发）等。 3. 发光材料是由作为材料主体的化合物（基质）和选定掺入的少量以至微量的杂质离子（激活剂）所组成，有时还掺入另一种杂质离子作为敏化剂。 4. 荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。在日常生活中，人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光，而不去仔细追究和区分其发光原理。 5. 荧光淬灭（fluorescence quenching）又称荧光熄灭或萃灭：是指导致特定物质的荧光强度和寿命减少的所有现象。 6.荧光熄灭剂:引起荧光熄灭的物质称为荧光熄灭剂。如，卤素离子、重金属离子、氧分子以及硝基化合物、重氮化合物、羧基和羰基化合物均为常见的荧光熄灭剂。
7.荧光淬灭的原因很多，机理也很复杂，主要包括：①因荧光物质的分子和熄灭剂分子碰撞而损失能量；②荧光物质的分子与熄灭剂分子作用生成了本身不发光的的配位化合物；③溶解氧的存在，使得荧光物质氧化，或是由于氧分子的顺磁性，促进了体系间跨越，使得激发单重态的荧光分子生在荧光物质分子与猝灭剂分子之间 8.静态猝灭：当基态荧光分子与猝灭剂之间通过弱的结合生成复合物，且该复合物使荧光猝灭的现象称为静态猝灭。 动态猝灭：如果激发态荧光分子与猝灭剂碰撞使其荧光猝灭则称为动态猝灭。 动态猝灭：温度增高，猝灭增强； 静态猝灭：温度增高，猝灭降低。转变至三重态；④当荧光物质浓度过大时,会产生自淬灭现象。 9. 量子效率也称量子收率, 是指荧光物体分子发射的光量子数与吸收的光量子数之比。其大小是由分子结构决定的, 而与激发光源的能量无关。 10.拉曼散射光谱是指分子对入射光所产生使其频率发生较大改变的一种光散射现象。激光拉曼光谱主要的一些特点: (l)每种物质(分子)都有自己完全独立的特征谱线，因此每种物质的特征谱线可以表征这一物质。(2)拉曼谱线的线宽大多数较窄，并且往往都是成对出现的，也就是具有完全相同大小的正负频差。这两条谱线在短波一边的叫做反斯托克斯谱线，在长波一边的叫做斯托
卤代烃对 唑化合物荧光猝灭机理* 张文勤** 霍明亮 齐翠娥 (化学系) 摘要 测试了1×10-5mo l /L 5,5’-二苯基-2,2’-联唑(POO P )、反-1,2-双[2-(5-苯基唑 基)]乙烯(PO EO P )、4,4’-双[2-(5-苯基 唑基)]-1,1’-联苯(POBO P )在含不同浓度卤代烃的1, 4-二氧六环溶液中的荧光量子产率,讨论了荧光猝灭机理,计算出CH 3I 、Ph I 、PhBr 对PO EO P 、PO O P 、PO BO P 的荧光猝灭速率常数.研究发现,卤代烃分子越小,卤原子核电荷数越高,其猝灭荧光能力越强.关键词:荧光量子产率,唑化合物,荧光猝灭,重原子效应 分类号:O 644.1 STUDY ON THE MECHANISM OF FLUORESCENCE QUENCHI NG OF HALOHYDROCARBONS ON OXAZOLES Zhang Wenqin Huo Mingliang Qi C uie (Dept.of Chemist ry Tianjin U niv er sity ) Abstract The fluo resce nce quantum yields o f 5,5’-diphenyl-2,2’-biso x azo le (PO O P),tra ns -1,2-bis [2-(5-phenylox azolyl )]e th ene (PO EO P )a nd 4,4’-bis [2-(5-phenylox azolyl )]-1,1’-bipheny l (PO BO P)w er e dete rmined in 1,4-dio xa ne co ntaining halohy droca rbons.The fluo res-cence quenching mechanism w as discussed.T he fluo rescence quenching ra te co nsta nts o f these ha loh ydro ca rbons w ere calculated .It was found that the halohydr ocar bo n mo lecule with small v ol-ume a nd la rg e ha lo -ato mic num ber has a high fluor escence quenching ability. Key words :fluo rescence quantum yield,ox azo les,fluo rescence quenching ,heavy -a tom effect 高核电荷数原子(重原子)无论作为荧光分子的取代基还是溶剂分子的取代基,都可通过其自旋-轨道耦合作用显著增加荧光分子单重态—→三重态的系间窜跃速率,使荧光减弱或消失.对于重原子溶剂,当处于激发态的荧光分子和溶剂分子发生碰撞时,重原子的P 轨道通过自旋-轨道耦合作用对荧光分子的π轨道产生微扰,打破了不同多重态间跃迁禁阻的 1996年7月Jul.1996 天 津 大 学 学 报JOURNAL OF TIANJIN UNIVERSITY 第29卷 第4期 V o l.29 N o.4 本文1994年8月16日收到.1995年5月16日收到修改稿. * 天津大学青年人才启动基金资助项目. ** 1964年生,男,博士,副教授.Born in 1964,m ale ,Dr .,as sociate prof .
第一章生物与环境的相互作用 第一节环境对生物的作用 学习目标： 1、举例说明阳光、温度、空气、水等非生物因素以及生物因素对生物的作用。 2、尝试科学探究的一般过程和方法。 3、形成实事求是的科学态度，确立保护生物圈的意识。 学习重难点： 非生物因素以及生物因素对生物的作用。 学习过程： 一、非生物因素对生物的作用 1、生物圈中的非生物因素包括：、、、、等。 2、探究：光照对黄粉虫幼虫生活的影响（看课本P42内容，回答下列问题） ⑴实验装置中包含和两种实验环境，变量为。 ⑵黄粉虫幼虫选择什么样的个体？选择一条行吗？为什么？将幼虫放入实验装置中放入什么位置？ ⑶根据实验需求，设计记录实验结果的表格 【延伸探究】制定探究方案——水分对黄粉虫幼虫的生活有影响吗？ ●提出问题： ●作出假设： ●制定计划： ●得出结论： 3、非生物因素对生物的具体影响例子 ?水： ?温度： ?光照：
二、生物因素 1、生物因素是指。 同种生物之间： 不同种生物之间： 2、在自然界中，生物与生物之间以相互作用，这些错综复杂的关系使得各种生物之间 、，促进了生物界的共同发展。 课堂检测 1、对蛇、蜥蜴的冬眠起主导作用的环境因素是（）。 A、水分 B、温度 C、空气 D、阳光 2、热带雨林中植物繁多，而沙漠中植物却十分稀少，造成这种特点的环境因素主要是（） A、阳光 B、水分 C、温度 D、空气 3、下列叙述中，不属于非生物因素对生物影响的是（） A、春来江水绿如蓝 B、雨露滋润禾苗壮 C、草盛豆苗稀 4、在同一块菜地里同时栽培大蒜，若栽培在露天环境中，长出的叶片是绿色的；而在遮光条件下栽培，长出的叶片是黄色的。这说明影响叶绿素形成的非生物因素是（） A、水分 B、空气 C、无机盐 D、光 5、影响一只蜜蜂生存的非生物因素不包括（） A、阳光 B、空气 C、温度 D、其它蜜蜂 6、仙人掌的叶变成了刺是受哪种非生物因素的影（） A、温度 B光照 C、水分 D、土壤 7、一块田地，影响小麦生活的生物因素是（） A、温度 B、阳光 C、田间杂草 D、水分 8、柑橘在北方生长不好，影响柑橘分布的主要非生物因素是( )。 A、阳光 B、空气 C、水分 D、温度 9、同种生物之间( )。 A、有互助、有斗争 B、无互助、无斗争 C、只互助不斗争 D、只斗争不互助 10、生物与生物之间的相互作用有( )。 A、一种 B、二种 C、三种 D、多种
生物与环境的相互影响(第二课时)(附教学反思） 〖教学目标〗 1.知识： (1)尝试搜集和处理数据等多种方法； (2)能够选取多方面的事例来描述生物对环境的适应和影响； (3)认同生物的形态结构、生活方式与环境相适应的观点. 2.能力： (1)学会使用干湿温度计，学会测量方法，培养学生收集、处理数据的方法与能力； (2)初步学会科学探究的方法； (3)培养学生科学探究的合作能力和实践能力. 3.情感态度与价值观： (1)热爱大自然，提高环境保护意识； (2)初步形成实事求是的科学态度、探索精神和创新意识； (3)体验探究知识的乐趣. 〖教学重点〗 1.生物对环境的适应和影响；
2.活动“测量不同植被环境的空气温度和湿度”. 〖教学难点〗 活动“测量不同植被环境的空气温度和湿度”. 〖学校及学生状况分析〗 我校是河北省现代技术教育实验学校，电教设备齐全，有校园网、多媒体教室、电脑备课室，教学设施齐全. 每周两节生物课，每个年级都组织了生物兴趣小组，经常开展活动. 我校位于城乡结合部，学生来源比较杂，学习成绩参差不齐，但学生动手能力、组织纪律性比较强，对生物课感兴趣，只要老师认真指导，探究实验及结果处理是没有问题的. 〖设计思路〗 复习影响生物生活的环境因素有哪些. 教师启发学生用身边的实例来说明环境和生物之间的密切关系. 并让学生 谈出生物和环境是相互影响的，即生物能适应环境和影响环境. 创设情景，引入新课. 教师启发：在讨论了环境因素对生物生活影响的基础上，同学们自然会考虑生物对环境变化会产生什么反应，生物是如何面对环境变化的，引发学生思考，导出本节新课的内容――适应环境，在适应的过程中也影响着环境. 1.生物对环境的适应
1光致电子转移(PET) 光致电子转移是指电子给体或电子受体受光激发后，激发态的电子给体与电子受体之间发生电子转移从而导致荧光的淬灭过程。具体PET过程如下:在光激发下，具有电子给予能力的键合基团能够将其处于最高能级的电子转入激发态下荧光基团空出的电子轨道，使被光激发的电子无法直接跃迁到原基态轨道发射荧光，从而导致荧光的淬灭;当键合基团与底物结合后，降低了键合基团的给电子能力，抑制了PET过程，荧光基团中被光激发的电子可以直接跃迁回到原基态轨道，从而增强了的荧光基团的荧光发射。因此在未结合底物前，传感器分子表现为荧光淬灭，一旦键合基团与底物相结合，荧光基团就会发射荧光(见图) 由于与客底物结合前后的荧光强度差别很大，呈现明显的“关”、“开”状态，因此这类荧光化学传感器又被称为荧光分子开关。PET荧光分子传感器的作用机制可由前线轨道理论来进一步说明(见图1.5)。 2002年Nolan 小组合成了手性的二氮杂环-9-冠-3 衍生物化合物1，它是第一个用来检测Li+的PET 荧光探针[56]。在乙腈溶液中，相较于其它碱金属和碱土金属，能够高选择性的识别锂离子。用280 nm 光激发，不断向溶液中加入
LiClO4，化合物 1（Φ = 0.022）对Li+的滴定表现出 5 倍荧光信号增强效应，表明从胺的冠醚到荧光团的电子转移，荧光量子效率升高（Φ = 0.11），形成 1 : 1 的配合物，结合常数 log β = 5.4。 Gunnlaugsson, Bichell, Nolan, A Novel Fluorescent Photoinduced Electron Transfer (PET) Sensor for Lithium [J]. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 4989-4992. NH H 3C O HN CH 3 O N O N ×× PET PET Li + Bozdemir, Altan Sozmen, Fazli Buyukcakir, et al. Reaction-Based Sensing of Fluoride Ions Using Built-in Triggers for Intramolecular Charge Transfer and Photoinduced Electron Transfer[J]. Organic Letters, 2010, 12(7) : 1400-1403. 2010年Akkaya 等[18]通过在BODIPY 的中位引入一个含三异丙基硅烷的酚盐基团,已知酚盐是强的给电子基团,当被硅烧保护后,酚盐的强给电子能力被抑制,即PET 现象被抑制,所以探针2在与F 离子作用之前发出很强的荧光,当探针与F-离子作用之后,硅浣保护基团被去除,酚盐的强给电子能力恢复,发生PET 现象,荧光被淬灭。在F-离子的浓度达到0.5mM 时,探针的荧光被完全淬灭。
如果这种能量传递不有效的话，可能荧光就强。另外金的plasmon也会增强荧光材料的光吸收，可能会增强荧光总强度。这两个竞争过程除了与波长有关外，朱要与距离有关，一般 5纳米是界限，距离短被淬灭 荧光淬灭有以下几种说法: 1. 动态淬灭(碰撞淬灭,淬灭剂与发光物质的激发态分子之间的相互作用) 2. 静态淬灭(发光分子基态和淬灭剂形成不发光的基态络合物) 3. 转入三重态淬灭 4. 自吸淬灭(浓度高时，自淬灭) 首先确定荧光物质是否有电性，就是说荧光物质是否带有电荷，而且贵金属，例如纳米金，在 制作过程中，表面由于有柠檬酸根而带有负电荷，可以和带正电荷的荧光物质，如带正电荷水 溶性荧光共轭聚合物，通过静电作用，而使荧光猝灭；如果带相同电荷或者一方不带电荷，猝 灭是不怎么明显的。可以这样说，这种猝灭，是通过电荷作用相互吸附在一起，你可以让两者 相互作用后，做一个TEM，就可以判断了。 荧光淬灭有动态淬灭和静态淬灭两种，稳态的荧光强度都显示出荧光强度的衰减，无法分辨， 而动态淬灭至少分裂为2个荧光寿命，意味着能量转移的发生，而静态淬灭只是淬灭剂与荧光 物结合生成非荧光物质，荧光寿命并不发生变化。 Acrylamide和碘离子分别用于疏水淬灭或亲水淬灭，测量蛋白质中Trp残基荧光淬灭的寿命，能够轻易的得知Trp残基是位于蛋白质表面还是内部。 荧光淬灭多用于分析大分子或胶体的结构或构象，用淬灭的方法研究荧光基团在分子内还是分 子表面，有个淬灭的方程，一时写不出来，大概是淬灭剂浓度和荧光变化的关系，有个K常数，和淬灭效率和荧光寿命有关，如果分子构型改变，K会变化，这样就可以用来研究某些化合物 对大分子构型或构象的影响。 荧光漂白，就是用强光把荧光素的激发态全部给消除了，有可逆和不可逆两种，可逆的漂白相 当于清理出一个没有荧光的区域，相当于荧光清零，然后再观察测量某种特定的荧光的扩散、 产生或恢复。漂白是否可以恢复依赖于荧光素的种类和漂白光强，作为副作用，荧光素的漂白 常会发生。 磁性纳米粒子猝灭量子点的荧光很早就有人研究过。 具体原因： 处于导带的电子在回到价带的过程中，由于磁性纳米粒子的存在，发生了电子转移，量子点导带的电子转移到磁性纳米粒子上，结果荧光发生猝灭。因此，通常制备的磁性-荧光双功能纳 米材料都会在量子点表面修饰一层无机壳、聚合物等材料，降低这种电子转移。
第一节生物与环境的关系 知识目标： 1．举例说出水、温度、空气、光等是生物生活的环境条件。 2．举例说明生物和生物之间的亲密关系。 3．举例说出生物能适应和影响环境。 能力目标： 体验探究的一般过程，模仿控制实验变量和设计对照实验。 情感目标： 形成爱护实验动物的情感。能够认真观察、记录，并与小组其他同学合作和交流。 1．生物与环境的相互影响。 2．探究非生物因素对某种动物的影响。 1．探究实验设计要点。 2．探究活动的组织和实施。 教学设计(设计者：) 图中有两只狐，一只生活在北极，另一只生活在非洲沙漠。请你推测：哪一只是北极狐？哪一只是沙漠狐？为什么同是狐，它们的形态却不同呢？(PPT3) 1．教师明确任务，学生独立自主学习。 自主活动一：阅读分析教材P12～17内容，结合教材中图形，回答学生用书有关题目。 自主活动二：阅读分析教材P14～16的内容，回答学生用书有关题目。 2．教师巡回检查学生学习效果。学法指导：实验法、控制实验变量。 3．对学生学习的效果展示和交流。 4．学生自我矫正错误、增强对知识的认识与记忆。 1．两人合作探究 学生完成学生用书有关题目。 2．小组合作探究 问题(1) ①非生物因素有哪些？举例说明。 ②生物之间存在哪些关系？ ③生物和环境之间是什么样的关系？ 问题(2) ①科学探究的基本步骤有哪些？ ②如何来设置科学探究中的对照实验？ 完成“光对鼠妇生活的影响”探究活动。 通过探究活动，学生合作交流分析得到：(1)影响生物生活的环境因素可以分为二类：一类是光、温度、水、空气等非生物因素，一类是生物因素。在自然界中，各种因素影响着生物，生物在生存和发展中不断适应环境，同时也影响和改变环境。(2)对照实验中要保证变量是唯一的。 3．师生互动 问题：哪个鱼缸更适合鱼的生长？ (PPT4) 教师点拨、示例讲解问题：影响生物生活的环境因素可以分为二类：一类是光、温度、水、空气等非生物因素。(PPT5～7)
Biacore 生物大分子相互作用分析仪 BIA是英语"Biomolecular Interaction Analysis"的缩写，Biacore提供了实时观察生物分子间相互作用的技术。通过它您能观察两种分子结合的特异性，能知道两种分子的结合有多强，还能了解生物分子的结合过程共有多少个协同者和参与者。Biacore可以让您得到用其他技术方法难以得到的结果，因为它可以实时反映分子结合过程中每一秒变化的情况。无需借助标记物进行分析使Biacore 广泛应用于各类生物体系的测定，从各类小分子化合物、多肽、蛋白质、寡核苷酸和寡聚糖直至类脂、噬菌体、病毒和细胞。Biacore 是一个通用的仪器，因为您可以任意偶连如上所述任一种生物分子到传感片表面。因此要将Biacore应用在哪个领域，由您决定! Biacore 拥有20余年表面等离子共振（SPR）生物传感器的研发经验，是生物分子相互作用领域的技术引 领者和标准制定者。Biacore系统提供独到的洞察力来揭示蛋白质以及其他生物分子之间的相互作用，能够帮 助科学家们更深入的理解生物分子的功能、更好的作出决策和提高生产力。 Biacore是基于表面等离子共振(SPR)技术来实时跟踪生物分子间的相互作用，而不用任何标记物。实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液流过芯片表面。检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面的分子结合、解离整个过程的变化。 Biacore系统可以为很多领域提供有价值的信息包括：动力学、亲和力、特异性、热力学和浓度等，同时它所 能够研究的分子范围也十分广泛-大至细胞与病毒，小至100道尔顿以下的有机化合物。Biacore系统性能强大 的硬件、种类丰富的耗材和操控智能的软件适合各个领域对于各种高质量数据的需求：无论是基础研究，还 是药物开发，甚至是生产过程中的质量控制。您可以从Biacore官方网站（https://www.doczj.com/doc/6f3433030.html,）上查询到更多的 信息。 GE Biacore现有5个型号：Biacore 4000， Biacore 3000，Biacore T200， Biacore X100 及主要面对食品或维生素客户的Biacore Q 今天对生命科学奥秘的探索，已经不仅仅停留在是什么，而是要探询为什么。旨在揭示生命现象背后的机理研究，必然要理清生物分子间复杂的关系。只有Biacore能实时反映生物分子相互作用的整个过程，而不同于其他只能提供生物分子作用后的结果的方法，为您开辟一个崭新的研究角度。
荧光淬灭法测定Ni(II) 摘要： 目的运用荧光淬灭法检测工业废水①中的Ni(II)是否达标。 方法镍对邻二氮菲的荧光具有淬灭的特性，本文采取标准曲线法，首先测定一系列邻二氮菲的标准溶液的荧光强度，得到以荧光强度（F）与邻二氮菲浓度（c）的曲线，再测定用过量的邻二氮菲处理的Ni(II)试样的荧光强度，最后间接计算出Ni(II)试样的浓度。 通过标准曲线法课以有效地扣除背景，减小误差，结果相对准确，标准曲线的r2约为0.99925②，通过与环境监测部门给出的数据对比，相对误差较小，结果值得信赖。 关键词：镍邻二氮菲荧光淬灭法 Abstract: Purpose use the fluorescence quenching method to detect Ni (II) in the natural lake. Method this method is based on the quenching of fluorescence of phenanthroline due to the formation of complex Ni (II)-phen. Firstly, determine the fluorescence intensity of a series of o-phenanthroline standard solution, so we obtain a standard curve about fluorescence intensity(F) and o-phenanthroline concentration (c) . Then determine the fluorescence intensity of Ni (II) sample with excess o-phenanthroline treatment, and finally indirectly calculate the Ni (II) sample concentration. Through the standard curve method we can effectively deduct the background, reduce errors, the result is relatively accurate, the standard curve r2 is about 0.99925, and by the comparison of the data given by the environmental monitoring department, the relative error is small, the results reliable. Key words: nickel phenanthroline fluorescence quenching 引言：镍是人体必需的微量元素之一, 对体内某些酶有激活作用及刺激造血机能和促进红细胞再生的作用。但过量亦会中毒③。环境中镍的主要污染来源为：镍矿的开采和冶炼；合金钢的生产和加工过程；煤、石油燃烧时排放烟尘中；电镀、镀镍的生产过程④。测定镍的方法有原子吸收法和ICP-AES法、丁二酮肟分光光度法、极谱催化波等⑤。本文基于镍对邻菲罗啉自身荧光淬灭的作用，进行了痕量镍的测定。该方法具有操作简便，测定快速，重现性好，灵敏度高等特点。应用该方法测定了工业废水中的痕量镍，得到了满意的结果。 ①以某冶金厂的废水为测定样本； ②本文中的测定数据均属由在实验中的分子荧光法测定奎宁含量的实际数据类比之后虚拟而得； ③孙成均. 生物材料检验[M] . 北京: 人民卫生出版社, 2006. 49； ④镍有何毒性与危害?南宁环保局网络课堂2005-06-10； ⑤《PAN- Rh6G 能量转移荧光猝灭法测定痕量镍》，宁玲, 吕昌银, 陈云生, 范翔, 贺元文，2008.05
生物与环境的相互作用 生物无论生活在什么样的环境中，他们都会与周围环境产生相互作用。如草原上的跳鼠，既与草地和鹰等生物相互作用，由于非生物的土壤等产生相互作 图中植物形态的变化主要是受了环境中那些因素的影响？f 你能举些实例说明环境中的非生物因素对生物的影响吗？ 生活在自然界的生物会受到温度阳光水分食物等各种环境因素的影响，同时，生物的生命活动也会影响环境，例如，蚯蚓在土壤中活动，还可以使土壤疏松，蚯蚓的排出物还能增加土壤肥力。又如在沙地上栽种植物，能够能够防风固沙。 在生物与环境相互作用的过程中，生物也在不断的进化。以适应环境。生物只有适应环境才能生存。现存的每一
种生物，都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式。 生活在北极冰雪世界的动物，如北极熊，狐等的体色接近白色，既保护了自己不被敌人发现，又伪装了自己，更容易接近猎物。 一些昆虫的形态与树叶佷接近，使鸟儿不能轻易发现它。 哺乳动物具有发达的四肢。适于在陆地上行走或奔跑，以便于觅食或躲避敌害。 在群落中生存的生物个体都受到周围其他生物的影响。同种生物的个体之间常有互助现象，例如蚂蚁、蜜蜂等群体生活的昆虫往往是千千百只个体生活在一起在，在群体内部分工合作，同种生物个体之间也会发生争夺食物、空间或配偶等现象。例如，在农田里，相邻的同种作物的植株间会发生对阳光、水分和养料的争夺。 不同中的生物生活在一起，有的互利互助，如花为蝴蝶提供食物，蝴蝶为
花传授花粉····大自然中有很多这样的组合；也有的为生存而进行各种形式的的斗争。正是这些错中复杂的相互关系，蔡星辰了五彩缤纷的生命世界。 在自然界中有些生物以其他生物为食如虫吃草，鸟吃虫。生物界中寄生的现象非常普遍。例如，蛔虫、虱子和蚤是常见的寄生动物，他们寄生在其他动物和人的体内或体表，从动物或人体中吸收营养物质来维持生活。菟丝子是一种缠绕寄生的植物，他用吸盘附着在豆类等植物上，从植物体中吸取营养。 第2节生态系统 生态系统的多样性 每个生物群落都有一定的生活区域，每个区域都有它独特的非生物因素。生物群落和他所生活的群落中的非生物因素一起，组成了一个生态系统。 生态系统的范围有大有小。地球上最大的生态系统是生物圈，生物圈包括了地球上的全部生物以及他们所生活的环境中的非生物因素。它的范围，上线
荧光猝灭一般有静态猝灭和动态猝灭。可以通过测定猝灭常数与温度的关系来区分。静态猝灭是由于猝灭剂与荧光基团发生了结合生成不发荧光的物质，因而当温度升高的时候，体系紊流程度增加，导致猝灭常数减小；而动态猝灭是由于猝灭剂与荧光基团发生碰撞导致荧光强度减少，因而当温度升高，进而体系紊流增大是碰撞加剧，从而猝灭常数增大。你可以查找相关文献比如Y.-Q. Wang, H.-M. Zhang, G.-C. Zhang, W.-H. Tao, S.-H. Tang, Interaction of the flavonoid hesperidin with bovine serum albumin: A fluorescence quenching study, Journal of Luminescence, 126 (2007) 211-218. 无论是动态猝灭还是静态猝灭，F0/F与之间均存在着线性关系，单独通过测量荧光强度所得到的荧光猝灭数据而没有提供其他信息的情况下，是很难判断所发生的猝灭现象究竟属于动态猝灭还是静态猝灭。通常需要提供猝灭现象与寿命、温度和粘度的关系及吸收光谱的变化情况等信息。 (1) 变温实验动态猝灭由于与扩散有关，而温度升高时溶液的粘度下降，同时分子的运动加速，其结果将使分子的扩散系数增大，从而增大双分子猝灭常数。反之，温度升高可能引起配合物的稳定度下降，从而减小静态猝灭的程度。根据Stern-V olmer方程作图，如果高温的斜率大于低温的斜率，则为动态猝灭；反之，则为静态猝灭。 (2) 测量吸收光谱动态猝灭只影响到荧光分子的激发态，因而并不改变荧光物质的吸收光谱；而在静态猝灭中，基态配合物的生成往往
（一）荧光化合物 为了使用荧光检测器对化合物进行有效的检测，应当了解化合物的结构与发生荧光的关系。 具有对称共轭体系的分子能发射荧光。荧光通常发生在具有刚性结构和平面结构的π电子共轭体系的分子中，并且随π电子共轭度和分子平面度的增加，荧光效率增大，荧光光谱向长波方向移动。 具有芳香环并带有给电子取代基的化合物，或具有共轭不饱和体系的化合物都能发出荧光。在芳香烃上导入给电子基团，如—OH，—NH2，—OCH3，—NR3等均增强了荧光，主要是由于产生了p-π共轭作用，在不同程度上增强了π电子的共轭。而吸电子基团如—NO2、—COOH 等减弱了荧光。取代基位置对芳香烃荧光的影响通常为：邻位、对位取代增强荧光，间位取代抑制荧光。 （二）影响荧光强度的因素 pH 值对可离子化的某些荧光化合物的影响很大。例如未解离的苯酚和苯胺分子会产生荧光，但其离子却不产生荧光。苯酚在pH=1 , 的溶液中荧光最强，而在pH=13的溶液中无荧光；苯胺在pH为7-12的溶液中能产生荧光，而在pH<2和pH>13的溶液中都不产生荧光。 溶剂的极性和溶液的温度对荧光强度有明显的影响。增大溶剂的极性，导致荧光增强。通常荧光物质溶液的荧光效率和荧光强度，随着温度的升高而降低。液相色谱中，荧光检测器通常在室温下操作，可以保证足够的灵敏度。 当样品浓度较高时，荧光物质分子易与溶剂分子或其它溶质分子相互作用，引起溶液的荧光强度降低，荧光强度不再与浓度呈线性关系，这种现象称为荧光猝灭效应。其中，样品浓度过大时，荧光在样品池中分布不均匀，以及荧光在未射出样品池之前就被溶液中未被激发的荧光物质吸收的现象又称内滤效应。溶液浓度越大，该效应越显著。 除了荧光物质分子间碰撞及其与溶剂分子碰撞可能引起猝灭外，溶液中其它成分，特别是顺磁性物质的存在，将使猝灭效应加剧。因此，在进行荧光检测时，
荧光探针(fluorescent probe)在化学传感、光学材料及生物检测和识别等领域得到了广泛的应用，并成为实现上述功能的一种主要的技术手段。但以传统的有机荧光染料为主的荧光探针在应用中也存在一些难以克服的缺陷。最近，无机发光量子点、荧光聚合物纳米微球、复合荧光二氧化硅纳米粒子等荧光纳米探针的相继出现，在一定程度上克服了传统有机荧光试剂的缺陷，为生物分析提供了新的发展领域，成为了近年来研究的热点，在此我想作一简单介绍，希望能起到抛砖引玉的作用，如果大家觉得我有什么地方说错的话，欢迎批评指正！让我也从中受益！ 1、荧光纳米粒子的分类 荧光纳米粒子是指可以发荧光的半导体纳米微晶体（量子点）或将荧光团(Fluorophore)通过包埋、共价键连接以及超分子组装等方式引入有机或无机纳米粒子中，并让纳米粒子承担有机小分子荧光染料的检测、标记等功能。与传统的荧光染料相比，荧光纳米粒子具有更高的亮度和光稳定性，也能更加容易地实现水分散性和生物相容性。另外，随着纳米制备技术的进一步提高，对纳米粒子的尺度的精确控制及对粒子功能化手段的日臻完善，这在很大程度上使荧光纳米粒子满足了化学传感器、生物探针等领域的要求。目前荧光纳米粒子主要有无机发光量子点、荧光高分子纳米微球、复合荧光二氧化硅纳米粒子三大类。 1.1.量子点 量子点(quantum dot, QD)又可称为半导体纳米微晶体，是由数百到数千个原子组成的无机纳米粒子，是一种由II-VI 族或者III-V 族元素组成的纳米颗粒。目前研究较多的主要是CdX(X = S、Se、Te)。量子点粒径很小，它们的电子和空穴被量子限域，连续能带变成具有分子特性的分立能级结构，因此光学行为与一些大分子很相似，可以发射荧光。量子点的体积大小严格控制着它的光谱特征。量子点的晶体颗粒越小，比表面积越大，分布于表面的原子就越多，而表面的光激发的正电子或负电子受钝化表面的束缚作用就越大，其表面束缚能就越高，吸收的光能也越高，即存在量子尺寸效应，从而使其吸收带蓝移，荧光发射峰也相应蓝移。可见，相对于其他传统的荧光染料而言，量子点由于其量子尺寸效应，粒径不同或组成材料不同即可发射不同颜色的荧光。由于量子点潜在的应用前景，研究者在量子点的制备方面展开了一系列的研究。 目前，量子点的制备方法根据其所用材料的不同，有以下两种方法：一、在有机体系中采用胶体化学方法以金属有机化合物为前体制备量子点，二、在水溶液中直接合成。在有机体系采用胶体化学方法制备量子点的研究中，Bawendi等将金属有机化合物注射入热的有机溶剂中，在高温下制备出具有单分散性的CdSe量子点。后来，人们使用无机物来钝化颗粒表面，发展了核壳结构的量子点。peng等人以CdO或Cd(Ac)2为原料，在一定条件下与S、Se、Te的储备液混合，一步合成了性能良好的CdS、CdSe、CdTe量子点。Nie等以此法合成了CdSeTe量子点，其荧光发射最大的波长为850 nm，量子产率高达60%。该法不但克服了先前合成方法中需要采用(CH3)2Cd作为原料的缺点，而且所合成的量子点荧光量子产率高、尺寸分布窄、波长覆盖范围广。此外，Reiss等人在Peng的基础上以CdO为前体在HDA-TOPO混合体系中合成CdSe，然后以硬脂酸锌为锌源，在CdSe的表面包覆一层ZnSe，首次合成了CdSe/ZnSe核壳结构的量子点，荧光量子产率高达85%。另外，也有研究者采用在水溶液中进行量子点的合成，Weller等人以六偏磷酸钠及巯基乙酸、巯基乙胺等巯基化合物为稳定剂，以Cd(ClO4)2?6H2O为镉源合成了水溶性的CdS、CdSe、CdTe量子点。该法操作简单、可制备的量子点种类多、所用材料价格低、毒性小，且量子点表面修饰有可直接与生物分子偶连的羧基或氨基等官能团。然而，采用在水溶液中合成量子点的方法存在着量子产率不高、尺寸分布较宽等缺点。所以，目前人们仍较多的采用在有机体系中进行量子
生物与环境的关系说课教案
《生物与环境的关系》 说案 ●康定县第三中学曾祥明 各位老师，大家好！今天我说课的题目是《生物与环境的关系》。我将从以下八个方面来阐述本课的教学设计。 第一方面教材分析 （一）教学内容 “生物与环境的关系”选自人教版《生物学》七年级上册第一单元《生物和生物圈》第二章第一节的内容。 课标指出：任何环境中都有多种多样的生物，每种生物的生存都依赖一定的环境，同时又能适应、影响和改变环境。旨在引发学生关注和思考生物以其生存环境之间相互影响、相互依存的关系。教材以问题和图片的形式要求学生通过阅读资料、分析几种动植物的形态结构或生活方式以及它们与生活环境之间的关系。最终让学生形成以下核心概念：生物与环境相互作用、相互影响，是不可分割的整体；在生物与环境相互作用的漫长过程中，环境在不断改变，生物也在改变，而在特定环境下存活下来的生物均表现出与其生存环境相适应的特点。教学中，教师应创设情境让学生从生活中观察过的生物出发、或通过查阅资料的途径，关注和思考生物与环境的关系。此外，本节中关于环境对生物影响的探究活动是初中生物的第一个探究活动，目的是让学生了解探究的一般过程，并且体会控制实验变量和设置对照实验的重要性。在教学过程中，教师应根据学生的认知基础和生活经验侧重训练学生做出假设、设计实验和分析数据等方面的探究能力。不应局限于面面俱到地介绍探究实验的一般过程。 本节的主要内容是：环境和生物的关系：即非因素对生物的影响以及
生物因素对生物的影响；生物对环境的适应，生物对环境的影响。光对鼠妇生活影响的探究活动。 （二）地位和作用 本节站在生物圈的高度，论述了生物与环境之间是相互影响，相互依存的一个不可分割的整体。这是一个基本的生物学观点，也是理解人与生物圈应该和谐发展的理论基础，所以该节在本学期乃至本学科中占有非常重要的地位。 （过渡：依据课标和教材，我确立了以下教学目标） 第二方面目标分析 （一）知识目标 （1）理解非生物因素对生物的影响； （2）通过“光对鼠妇的影响”探究活动了解探究的一般过程，学习控制实验的变量和设计对照实验； （3）理解生物因素对生物的影响； （4）理解生物同环境相适应的特征。 （5）概述生物与环境的相互作用和影响，并阐述它们是一个不可分割的整体。 （二）能力目标 通过文字和图片资料来提高学生分析问题的能力以及合作交流，探究发现的能力，提高口头表达能力，养成倾听和思考的习惯. （三）情感、态度、价值观目标： 在情感态度价值观方面鼓励学生创新，培养学生团结协作、实事求是、锲而不舍的精神。 第三方面重难点分析
5.4 无辐射跃迁和荧光的温度猝灭 5.4.1 无辐射跃迁 绝热近似下局域中心的本征波函数X ψψ=包含两个因子，一个是依赖于原子实位形的电子波函数() ,R r ψ，另一个是描述原子实系统在绝热势中运动的波函数() X R 。一般来说，局域中心系统的总能量与电子-原子实相互作用有关，无法把相互作用能分割为电子的能量和原子实的能量。然而，在绝热近似下，原子实在绝热势中运动，相应的本征能量就很自然的被归之为晶格振动能，而绝热势的极小值，则通常被归之为电子能。在这样的绝热近似下，电子能与晶格振动能不能相互转换。 实际上，我们在作绝热近似时忽略了下面列出的项: 2 212I I I I I X X AX A m ψψψ?? -???+?≡=ψ ?? ?∑ （5.4-1） 其中的算符A 称之为非绝热算符。考虑到这一项的存在，状态X ψψ=不再是严格的定态。两个这种类型的状态，如果能量相同，就可能以一定几率从一个状态跃迁到另一个状态。也就是说，非绝热算符A 把电子和声子的 运动耦合在一起，正是由于这种电子-声子相互作用，会导致中心状态间的跃迁。跃 迁的结果，电子能和声子能都 变了，但跃迁前后二者之和不变。这种过程与辐射场无关，称之为非（无）辐射过程（nonradiative processes ）。 这种非辐射过程大多是由处在较高电子态（因而较低振动态）的中心能级跃迁到较低电子态的能级，两个态的电子能之差0ωp 全部变为晶格振动（声子）能 p ?ω，即 0p p =。 0ω 图5.4-1 无辐射跃迁的位形坐标图
图5.4-1中的箭头示出了一个非辐射跃迁的元过程 Vm Un →。跃迁初态的振动态是上电子态的低振动态，末态是下电子态的高振动态，跃迁前后状态的能量相同，但能量的组成变了，电子能之差变成了振动能 0()p n m p ωωω→-≡ 处在上电子态的中心，可能处在不同的振动态，从这些不同初态都可以通过无辐射跃迁到相应末态。在热平衡条件下，这些无辐射跃迁过程的统计平均就是总 的无辐射跃迁速率。仿照前面关于辐射跃迁的讨论，在热平衡条件下，这种总的无辐射跃迁的速率可表示为： 0002 ,0max(0,) (1),,m p NR p m p A NW N r r u p m v m ∞ =-==-+∑ （5.4-2） 其中，放出的声子数是恒定的， 0p p =，常数N 与跃迁涉及的两个电子 态及相应的电子-声子相互作用有关。通常，N 在1011 s -1到1014 s -1范围内。 或者，利用黄昆的解析表达式(,)p W S m ，该速率可写成： 0000012max(0,) 0120 0()(1)(,)e ()!!()(1)e ()!!p j j S m p NRp j p p j j S m j S m S m A NW S m N p j j S m S m N p j j +∞ -+=-+∞ -+=+==++=+∑∑ （5.4-3） 按照经典弗兰克-康顿原理，电子态间的跃迁最可能发生在上下电子态相应位形坐标曲线的交点所对应的位形。如图5.4-1 所示，上电子态的位形曲线在交点处的振动能量为?E ，在热平衡条件下，处在那样的振动状态的几率正比于玻尔兹曼因子B T e -?E 。因而可以认为无辐射跃迁 几率与之成比例。尽管从式（5.4-2）看这并不一定成立，黄昆讨论了高温强耦合 的情形，得出在这一近似下，无辐射跃迁速率的确满足关系 B k T NR A e -?E 。 （5.4-4）
生物与环境的相互作用 环境的概念： 生物的生活环境不仅是指生物的生存地点，还指存在于它周围的影响它生活的各种因素。 生态因素的概念： 环境中影响生物形态、生理、分布的因素称为生态因素，它包括非生物因素和生物因素两类。 混淆不同非生物因素对生物的影响： 影响生物生活的非生物因素主要有水分、空气、温度、光照、土壤等。如影响植物光合作用的主要是光照、温度和空气中二氧化碳的含量；造成仙人掌叶变为刺的主要是水分：在东北地区的林区。出现山脚下是落叶阔叶林、山腰处是红松林、山顶处是冷杉林的现象，影响这种分布的环境因素主要是温度。 混淆生物因素中的寄生关系、共生关系、捕食关系、竞争关系： 生物因素是指影响某种生物生活的其他生物。自然界中的每一种生物，都受到周围其他生物的影响，包括寄生，竞争，捕食、共生等关系。捕食指的是一种生物以另一种生物作为食物的现象。竞争指两种生物生活在一起，相互争夺资源和空间等。两种生物共同生活在一起，彼此有利，这种生
活关系称为共生关系。寄生指的是一种生物生活在另一种生物的体内或体表，并从这种生物的体内或体表摄取营养来维持生存的现象。 保护色，警戒色和拟态的辨析： 要区分保护色、警戒色和拟态．必须弄清它们的概念。保护色的概念有三个要点： (1)是为了适应柄息环境； (2)体色与环境色彩相似； (3)有助于逃避敌害和捕食。 警戒色的概念也有三个要点： (1)动物本身具自恶臭或毒刺，能对敌害构成威胁； (2)具有鲜艳的色彩或斑纹，易于被敌害识别； (3)是一种保护性适应。 拟态的概念有两个要点： (1)是在进化中形成的； (2)外表形状或色泽斑与其他生物或非生物异常相似。 在遇到具体问题时，要对照概念的要点进行印证、区别。例如，无毒蛇的鲜艳体色不会是保护色．但是不是警戒色呢?我们根据概念，具有警戒色的动物本身应具自“恶臭或毒刺”等对敌害构成伤害的能力，显然无毒蛇不具备。无毒蛇的这一体色与拟态的概念相符：无毒蛇的体色是一种“色泽斑”，