程岳从书包里掏出一只铅笔和一把三角尺,不紧不慢在这张主成分分析的图谱上面画了两条线。
他一边画一边说道:“这张图的左上角这个数据集,是我做的荧光剂对照,溶液里面只有已定浓度的荧光剂,而最右下角则是荧光剂和环糊精所形成的主客体包络物。”
“理论上讲,这两个的光学差距应该是最大的,加入的氨基酸只要能够把荧光剂置换出来,光学信号就会落入在这两个数据集中间,所以我把这两个数据集相连,得到了一个新的坐标,暂且称它为F1吧,与F1垂直的另外一条线,自然而然就是另外一个坐标,先叫它F2。”
刘启光点点头没说话,一旁的孙玉月听得认真,皱着眉头说:“不对啊,这三个怎么反而比包络物还靠右下呢?”
程岳摆摆手:“这就是我接下来要说的。”
他又掏出一张纸,上面画着二十个氨基酸的结构,他知道这些搞有机的,平常几乎用不到氨基酸,不太会记得他们的结构:“总体来说,疏水性强的氨基酸更容易钻进环糊精的内腔中,置换能力更强,所以所在的溶液光学信号,更类似于荧光剂本身的光学信号,所以数据集也更靠近荧光剂的数据集。”
“而亲水性强的氨基酸,置换能力差,所以光学信号更类似于包络物,所以他们的数据集更靠近包络物的数据集。”
“F1的左边,是疏水性强的氨基酸,而其中,带有共轭结构的氨基酸,例如色氨酸和苯丙氨酸,离F1的垂直距离,相比其他同侧的氨基酸来说,更大一些。”
“而F1的右侧,是亲水性强的氨基酸,如果含有苯环或者多个氨基这样的特殊结构,会离F1远一些,而普通只带一个羟基的氨基酸,则会离F1近一些。”
刘启光听着听着,脸上微微露出一些意外的表情。
他本来认为,能够把这么多个结构如此相似的氨基酸,使用光学手段,而不是常见的液相色谱或者质谱,来区分鉴别出来,已经很厉害了。但是,没想到程岳又能把氨基酸结构和对应数据集的位置解释清楚。
程岳继续讲着。
后世类似的分析方法,主要目的都是能够鉴别区分不同的结构类似物质,因为采集参数众多,非常复杂,通常在矩阵转换中,结构和对应的位置,已经失去了可比性。
这次他能够发现两者之间的关系,也算是意外之喜了。
“我的实验采用的系统,是模仿生物体内的pH,所以定在了pH=7.4,在这个pH的条件下,氨基酸除了亲水和疏水以外,还有带有正电荷的碱性氨基酸,以及带有负电荷的酸性氨基酸。”
“由于荧光剂大部分都是带有负电荷的,所以同样带有负电荷的氨基酸,就会与荧光剂相斥,本身水溶性又好,更难发生置换,所以这两个氨基酸,天冬氨酸和谷氨酸,离包络物的数据集是最近的,并且就在F1这条线上面。”
“而孙学姐刚刚提到的这三个更靠右下的氨基酸,是带有正电荷的氨基酸,”
程岳反手掏出最开始的滴定曲线,“通常,荧光剂形成主客体包络物后通常会发生猝灭,发出的荧光减弱,而随着荧光剂被越来越多加入的氨基酸置换后,荧光应该会增强。”
“但是,当加入正电荷氨基酸的时候,”
程岳又拿出一张核磁共振图谱,上面清楚地标化着每一个氢,“氨基酸会与带有负电荷的荧光剂相吸,反而不会积极地把荧光剂置换出来,所以就会形成了一个‘氨基酸-荧光剂-环糊精’这样一个三体结构。”
“荧光剂的荧光反而更加被抑制了。”
“原来是这样!”
听完他的讲述,首先惊呼出来的居然是听得入迷的崔齐。
其实,当时程岳在帮他写英文论文,是他参与做了这个滴定,还以为自己哪里出错了,怀疑了自己半天。
孙玉月也是不禁说道:“真是厉害!”
刘启光说实话,甚至有一种听得十分过瘾的感觉,他忍不住出声:“看到了吗?你们要多向程岳学习,做实验不是编故事,很多东西张口就来,你的每一个论点,都要像这样,有充足的数据支撑。”
“在你们开组会的时候,不要拿出一个什么结果来就跟我一顿乱讲,问什么都是推测的,如果有这种推测,就要拿出证据来,就像他的滴定曲线,还有核磁共振图谱。”
“不要我问一句才知道没做,还要浪费一周时间。”
刘启光大概是说出了很多教授的抱怨,好多学生拿着数据,随便猜测了一种可能性,组会上面就开始汇报了,可根本没有能够证明他们结论的数据,还要再花一周的时间补实验,甚至下周可能还是同样一种情况。
想得到一个实验结论,实在是太艰难了。
更别提还有一些学生,开组会就是实验结果往桌子上面一甩,等着教授帮他总结。
这样一气呵成的听下来,实验完整,条理清晰,真的比大夏天喝上一口冰啤酒还爽!
程岳停顿了一下,环视四周,看看大家会不会提出什么问题。
见没人说话了,他又开始说:“那么接下来,关于这两个未知物,我有两种猜测。”
“哦?”
孙玉月一下子来了精神,“是哪两种?”
“第一种,”程岳拿笔圈出了这两个未知氨基酸的数据集,“如果这两个未知氨基酸,并不是我做实验所用的二十种氨基酸,而是别的氨基酸,那么按照他们所在的位置来推断的话……”
“十一号应该是个亲水性强的氨基酸,并且很有可能带有负电荷,R基里面大概率没有苯环或者氨基;十二号应该是疏水性强的氨基酸,很可能带有苯环共轭结构。”
“不过对于非常见氨基酸以外的氨基酸,我了解的其实也不算多,所以也只能根据位置推测到这里。”
孙玉月的眼睛随着程岳的讲解越睁越大,听完程岳的讲解,有些呆呆地说:“那第二种猜测呢?”
“第二种猜测的话,”
程岳搓搓下巴,看到孙玉月的表情,他刚刚猜的应该是八九不离十,可还是继续把第二种猜测说了下去,“这个可能性小一点,不过十一号的位置正正好好是在丙氨酸和天冬氨酸的中间,我有些怀疑是两者的一比一混合物。”
“十二号的位置是在色氨酸和亮氨酸的正中间,怀疑是这两个的一比一混合物。”
“这不太可能吧……”
刘启光此时终于开口了,自从程岳提到过主成分分析法之后,他最近也在看一些之前不太熟悉的统计学和化学计量学的书,有了不少了解,“如果是一比一加入两种氨基酸,在溶液里面,并不是一半的主客体包络物与一种氨基酸反应,另外一半与另一种氨基酸反应,反而是更容易置换掉荧光剂的氨基酸占据了尽可能多的包络物。”
“这样的话,形成的数据集,并不能保证会落在两个分开的数据集中间。”
“我明白您的意思,”
程岳回答道,“所以我也说,可能性不大。”
虽然可能性不大,但他上辈子研究其他的化合物的时候,的确也碰到过这种情况,让当时的教授十分震惊,之后那篇文章发得还蛮好的。
刘启光转向了孙玉月:“小孙啊,到了你揭开谜底的时候啦。”
孙玉月的表情,似乎比刚刚更加的震惊了,她半晌才回过神来,说道:“对了,都对了……”
“第十一号,是丙氨酸和谷氨酸合成的二肽,因为有个羧酸所以带有负电荷,也没有苯环或者多余的氨基,”
她搓搓脸,一副不可置信的样子,“我去找殷秀茹教授借,看看有没有其他种类的不太常见的氨基酸,可她那边只有这一种二肽,我就借过来了。”
她是真没想到程岳能够猜出来,所以才想着早早揭开谜底,可没想到程岳一说一个准:“第十二号,就是色氨酸和亮氨酸的一比一混合物。”
“什么?”
刘启光一脸震惊。