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分析化学 2020年第48卷第7期 封面及目次
2020, 48(7): 0-0
[摘要]  (64) [HTML全文] (64) [PDF 7546KB] (6)
摘要:
特约来稿
主客体作用在生化分析中的应用研究进展
崔琳, 赵敏惠, 张春阳
2020, 48(7): 817-826  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201090
[摘要]  (75) [HTML全文] (75) [PDF 2071KB] (1)
摘要:
主客体作用是主体和客体在满足结构互补和能量匹配的条件下,通过非共价相互作用选择性结合,形成具有特定功能的超分子的过程。生物体系中的抗原-抗体、DNA-蛋白质、酶-底物等生物分子之间的识别都建立在非共价作用识别的基础上。主客体识别反应具有反应条件温和、反应过程动态可逆等特点,不仅可有效克服共价结合的局限性,而且能在分子水平上模拟生物功能。本文综述了主客体作用在生化分析中的应用的最新研究进展,并对基于主客体作用的传感器的发展趋势做了展望。
评述与进展
组织样品大气压质谱分析研究
王雨芬, 卢海艳, 张华, 陈焕文
2020, 48(7): 827-837  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191704
[摘要]  (39) [HTML全文] (39) [PDF 2728KB] (0)
摘要:
组织样品中含有丰富的生物分子信息,是代谢组学、脂质组学、蛋白质组学等研究的物质基础。近年来,大气压质谱分析(AMS)技术因具有无需样品预处理即可直接获取组织样品中生物分子种类及含量信息的能力,在组织样品分析中突显了高通量、高灵敏度、高准确性、低样品耗量的特点,已逐渐成为分析组织样品不可或缺的手段。本文以常见的植物、动物和临床术后组织样品为代表,介绍了近年来AMS技术在组织样品分析中的应用进展,结合成像技术,讨论了组织样品AMS的发展趋势。
仪器装置与实验技术
高灵敏、宽动态范围纳米流式检测装置的研制及应用
毛翠萍, 林垚, 牛倩, 薛乘风, 颜晓梅
2020, 48(7): 838-846  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201227
[摘要]  (53) [HTML全文] (53) [PDF 2735KB] (3)
摘要:
基于纳米颗粒固有的多分散性,对其粒径及分布快速地进行高分辨表征是纳米颗粒相关研究和产品开发所面临的重大挑战。与电子显微镜、原子力显微镜、动态光散射、纳米颗粒追踪分析等常规使用的纳米颗粒表征技术相比,流式细胞术具有可单颗粒检测、快速、多参数、统计精确性高等优势。然而,由于检测灵敏度的局限性,商品化流式细胞仪难以检测粒径小于200 nm的聚苯乙烯纳米颗粒。结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,本研究组研制了纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer,nFCM),采用单光子计数雪崩光电二极管(Single photon counting avalanche photodiode,APD)作为检测器,低折射率二氧化硅纳米颗粒(SiO2 NPs)的检测下限可达到24 nm,可基线分辨47、59、74、94和123 nm的SiO2 NPs混合样本。由于nFCM散射光检测动态范围受限于单光子探测器的最大光子计数值,而纳米颗粒的散射光强度随粒径的增大呈指数上升,为实现纳米颗粒更全面的粒径分布检测,仪器的检测动态范围有待提升。本研究采用激光光束整形、双光阑降低背景信号、高量子效率光电倍增管检测器等策略对仪器进行多方位改进,以研制高灵敏、宽动态范围的nFCM。改进后的nFCM可实现直径59 nm SiO2 NPs的高信噪比检测(S/N=119),可基线分辨59、74、94、123、160、180和222 nm的SiO2 NPs混合样本,相比以APD为检测器的nFCM,粒径检测范围扩展约100 nm,并成功用于鼠伤寒沙门氏菌外膜囊泡(Outer membrane vesicles,OMVs)粒径分布的快速测定。
研究报告
细胞迁移介导的金纳米颗粒外排作用成像研究
谢晓冬, 殷敏, 李茜, 陈楠
2020, 48(7): 847-854  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201109
[摘要]  (44) [HTML全文] (44) [PDF 1949KB] (1)
摘要:
阐明纳米材料的细胞外排途径对于其在临床医疗方面的应用转化至关重要。然而,对于纳米材料是否会在细胞迁移的过程中被清除,还缺乏直接的证据和结论。本研究以金纳米颗粒(AuNPs)作为成像探针,利用暗场显微镜实时地观察和分析了细胞迁移过程中,AuNPs在收缩丝内的运动和外排过程。结果表明,部分被细胞摄取的AuNPs存在于收缩丝内,且颗粒的运动速率随着其与胞体距离的增大而减小,当收缩丝与胞体断开联系后,AuNPs被遗留在胞外。研究结果表明,外源性的纳米材料可以在细胞迁移过程中被外排。此研究结果有助于设计更安全高效的纳米材料,并应用于诊断和治疗。
微流控芯片液滴数字化分析用于快速定量检测细菌
何浩延, 黄恩奇, 黎柱均, 舒博文, 徐邦牢, 刘大渔
2020, 48(7): 855-862  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201022
[摘要]  (43) [HTML全文] (43) [PDF 3231KB] (0)
摘要:
现有细菌定量检测多依赖专业实验室,检测周期较长。针对此问题,本研究基于微流控芯片液滴数字化分析,建立了一种细菌定量检测方法。采用具有平行液滴分析单元的微流控芯片,其特点在于使用了注射器真空驱动液滴产生方法。借助刃天青显色反应引起的荧光强度改变,可指示液滴内活性细菌的存在。通过计算细菌阳性液滴的比例,采用泊松分布算法,计算出原始样品中的细菌密度。实验结果表明,本方法可在3.5 h内完成细菌定量分析,动态检测范围为105~108 CFU/mL,相对标准偏差(RSD)低于5%。本方法具有操作简便和分析速度快的优势,有望广泛用于细菌快速定量检测。
基于不同链长DNA-金纳米粒子的阵列比色传感器对多种重金属离子的鉴别
边孟孟, 徐梦, 袁亚利, 聂瑾芳
2020, 48(7): 863-870  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191325
[摘要]  (46) [HTML全文] (46) [PDF 1817KB] (2)
摘要:
构建了一种基于DNA-金纳米粒子(DNA-AuNPs)的无标记比色阵列传感器,用于多种金属离子的鉴别。以不同长度单链DNA(ssDNA)链(15A、30A和45AT)作为非特异性受体,分别与AuNPs结合,构成3个复合体系(15A DNA-AuNPs、30A DNA-AuNPs、45AT DNA-AuNPs),作为此传感器的3个阵列传感元件。在高浓度盐的存在下,不同的金属离子可触发DNA保护的AuNPs显示出不同的聚集行为并呈现各种颜色变化。以紫外-可见吸收光谱作为传感器的响应信号,通过主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)对此比色传感器的响应信号进行分析。实验结果表明,11种不同重金属离子(Ag+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Hg2+、Bi3+、Cr3+)在0.5 μmol/L水平下,通过LDA可得到很好的区分。
自催化型石墨烯-金纳米探针的制备及用于非小细胞肺癌CYFRA21-1电化学检测
李瑞怡, 储红霞, 余敏仪, 李姝晗, 李在均
2020, 48(7): 871-880  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191453
[摘要]  (43) [HTML全文] (43) [PDF 2923KB] (0)
摘要:
早期诊断对提高肺癌患者生活质量和延长生存期至关重要。本研究通过热解柠檬酸与谷氨酰胺的混合物得到谷氨酰胺功能化石墨烯量子点(Gln-GQD),所制备的Gln-GQD与HAuCI4反应形成Gln-GQD/Au复合物。Gln-GQD作为还原剂将Au3+转化为Au0,最终形成Au纳米晶体。Gln-GQD还作为稳定剂被固定于Au纳米晶体的表面,从而实现Gln-GQD与Au的杂交。扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射和红外光谱分析表明,Gln-GQD/Au平均粒径为(31.2±0.15) nm,具有立方金的晶体结构,Au和N元素均匀分布于球形粒子表面,含有丰富的OH、-NH、-COOH等功能基团。将发夹DNA 2(H2)通过Au-S键连接到Au纳米粒子表面,再利用EDC/NHS活化实现Gln-GQD的-COOH与硫堇(Thi)的氨基缩合,得到H2-Gln-GQD/Au-Thi氧化还原探针,基于此构建了无酶放大电化学传感平台。在CYFRA21-1存在下,此传感平台的H2可与预先修饰在金电极表面的发夹DNA 1(H1)杂交,释放出一个CYFRA21-1分子,所释放的CYFRA21-1可直接用于下一次靶DNA循环。通过靶诱导的DNA自组装链式反应,一个CYFRA21-1靶分子可将多个氧化还原探针固定在金电极表面,从而产生显著的电化学信号放大效应。H2与H1的杂交实现对靶DNA的特异性响应,Thi在电极表面发生可逆性氧化还原反应,对靶DNA的响应产生电化学信号,而Gln-GQD/Au原位催化Thi的氧化还原反应将进一步放大检测信号。CYFRA21-1浓度在2~100000 fmol/L之间,其差分脉冲伏安峰电流随CYFRA21-1浓度增加而线性增大。本方法检出限为0.67 fmol/L(S/N=3),灵敏度明显优于文献报道的方法。本方法成功用于人血清中CYFRA21-1的电化学检测。
基质辅助激光解析质谱成像可视化分析三七皂苷空间分布
刘芳, 赵瀚森, 孙公伟, 宋哲, 徐富建, 马明英, 张四纯
2020, 48(7): 881-888  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201066
[摘要]  (45) [HTML全文] (45) [PDF 1963KB] (0)
摘要:
根据2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)、石墨烯(GR)、氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)5种基质混合人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1以及三七皂苷R1 3种标准品得到的质谱信号,选取DHB为基质。将20 μm厚度的三七根茎冷冻切片真空干燥40 min后,在循环60次、喷雾强度30%、喷雾时间1 s、孵育时间40 s、干燥时间60 s的条件下,将DHB均匀覆盖于切面。质谱数据采集质量范围为m/z 0-1500 Da,使用PEG-600进行质荷比校准,以1000 Hz频率的正离子反射模式进行基质辅助激光解吸质谱成像(MALDI-MSI),观察到10种皂苷在三七根茎木栓层、韧皮部、木质部以及髓部的3种空间分布情况,同时对质谱数据进行t-分布领域嵌入算法分析(t-SNE),实现了2年生和3年生三七根茎的区分。本研究为三七根茎组织中代谢物的表征提供了原位、可视化的方法,也为三七根茎的特异性提取提供了有价值的信息。
基于对半胱胺保护的金纳米粒子催化活性的抑制检测氰根离子
赵丹, 李娜, 许艳杰, 黄晶晶, 陈传霞
2020, 48(7): 889-895  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201051
[摘要]  (44) [HTML全文] (44) [PDF 1651KB] (0)
摘要:
利用氰根离子(CN-)对带正电荷的半胱胺保护的金纳米粒子(cyst-AuNPs)过氧化物模拟酶催化活性的抑制,建立了一种简单、灵敏测定CN-的比色传感方法。Cyst-AuNPs可催化过氧化氢(H2O2)氧化四甲基联苯胺(TMB),生成蓝色的oxTMB,最大吸收波长为652 nm。由于CN-对cyst-AuNPs的蚀刻作用,cyst-AuNPs的催化活性减弱,导致生成的oxTMB量变少,溶液颜色变浅,652 nm处的吸光度下降,而颜色变浅和吸光度下降的程度与CN-的浓度直接相关。基于催化体系的放大效应,此比色方法的灵敏度高,在最佳条件下,检测CN-的线性范围为2~10 μmol/L和10~140 μmol/L,检出限为0.33 μmol/L(S/N=3)。本方法不需要对金纳米粒子表面进行修饰,具有操作简单、成本低、结果可视化等优点,具有潜在的实际应用价值。
土壤埋藏对常见彩绘文物蛋白胶料形貌和结构的影响
马珍珍, 王丽琴, 张亚旭, 由蕊, 郭芷彤, 杨璐
2020, 48(7): 896-902  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191620
[摘要]  (47) [HTML全文] (47) [PDF 1910KB] (0)
摘要:
利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射法(XRD)和红外光谱法(FTIR)对猪皮胶、全蛋、蛋清、蛋黄、牛奶5种常见彩绘文物蛋白胶料老化前后的形貌、结晶度、红外光谱吸收特征和蛋白质二级结构含量进行了对比研究。结果表明,5种胶料老化后,表面规则的结构和纹理遭到破坏,整体变得松散;结晶度降低,尤以牛奶最显著;老化后,5种蛋白胶酰胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ带红外吸收的阶梯状特征仍然明显,但螺旋结构已经解离,且均呈现α-螺旋含量降低、β-折叠和无规则卷曲含量增高的趋势,说明分子结构从有序趋于无序状态。
超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间高分辨质谱用于太平洋鳕鱼脂质轮廓分析
蓝皓慧, 王昕岑, 张晓梅, 张鸿伟, 丛培旭, 徐杰, 薛长湖
2020, 48(7): 903-911  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191595
[摘要]  (50) [HTML全文] (50) [PDF 1394KB] (1)
摘要:
建立了超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间高分辨质谱(UPLC-Triple TOF-MS/MS)分析脂质轮廓的方法。色谱柱选用ACQUITY UPLC CSH C18柱(150 mm×2.1 mm,1.7 μm),流动相A为乙腈-水(65:35,V/V),流动相B为异丙醇-乙腈(85:15,V/V),两者均含5 mmol/L甲酸铵和0.1%甲酸;质谱采用IDA自动二级扫描模式。13类脂质标准品在一定浓度范围内具有良好的线性关系,线性相关系数(R2)均大于0.995,检出限(LOD)为0.001~0.25 μmol/L,定量限(LOQ)为0.0025~0.2 μmol/L,相对标准偏差(RSD)均小于10%,大部分标准品的回收率大于80%。采用氯仿-甲醇(2:1,V/V)提取太平洋鳕鱼肌肉组织中的脂质,共鉴定出498个脂质分子种类,包括255个磷脂、52个鞘脂、191个甘油酯,主要亚类分别为磷脂酰乙醇胺、鞘磷脂、甘油二酯。本方法具有高灵敏、高分辨和高通量等优点,可用于太平洋鳕鱼脂质轮廓的分析,为脂质组学在水产品领域中的应用奠定了方法学基础。
银基负载的氧化石墨烯磁性纳米复合材料的合成、表征及其对2,4-二氯酚的吸附
陈素清, 沈茂, 梁华定, 鲍明辉
2020, 48(7): 912-920  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191723
[摘要]  (39) [HTML全文] (39) [PDF 2410KB] (0)
摘要:
以溶剂热法制备得到磁性Ag/AgCl@Fe3O4@GO纳米复合材料,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDX)和N2吸附-脱附对样品的结构和形貌进行测试表征,研究了材料对水溶液中2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附性能。此纳米复合材料由具有介孔结构的球形磁性纳米颗粒Ag/AgCl@Fe3O4负载在一层带褶皱的氧化石墨烯表面制备而成,平均孔径Sp为13.98 nm,比表面积为46.91 m2/g,孔体积为0.1791 cm3/g。Ag/AgCl@Fe3O4@GO复合材料对2,4-DCP的吸附实验表明,对于20 mg/L 2,4-DCP溶液,20 min基本达到吸附平衡,吸附量为13.74 mg/g;吸附以拟二级动力学模型为主导,相关系数为0.9995;吸附符合Langmuir模型,相关系数为0.9841~0.9972,为单分子层吸附;吸附热力学参数ΔG分别为-5.0462 kJ/mol(293 K)、-4.4076 kJ/mol(303 K)、-3.7522 kJ/mol(313 K)、-3.4358 kJ/mol(323 K),ΔH为-17.1653 kJ/mol,ΔS为-42.2158 J/(mol·K)。吸附过程为放热熵减小的自发过程,温度越低,越利于吸附,具有物理吸附特征。此复合材料具有较好的吸附活性,还可通过外加磁场的方式实现回收再利用。
金黄色葡萄球菌候选特征肽的靶向分析
赵宏, 王玉迎, 赵良娟, 宓捷波, 赵化冰, 张峰, 冯峰, 曾静, 王洪彬, 董志珍
2020, 48(7): 921-927  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191703
[摘要]  (46) [HTML全文] (46) [PDF 1216KB] (0)
摘要:
采用液相色谱-串联质谱联用的靶向分析技术,通过检测食源性致病菌金黄色葡萄球菌水解生成的特征肽,实现食品中致病菌的高效检测。针对文献报道的金黄色葡萄球菌的9种候选特征肽,验证了这些特征肽的靶向分析方法,考察和比较了分析效能。结果表明,基于多反应监测模式的靶向分析方法灵敏度高,更适于特征肽的检测;确定了每个特征肽最佳的碎片离子质量,进一步的生物样品分析结果表明,I1(AYLAVPAAPK)、I2(DYNSPTLIGWVK)、I5(AGYTVNNTPK)和I6(SISSGYTSGR)更适合作为金黄色葡萄球菌的候选特征肽。本研究为大规模验证候选特征肽的鉴定效果奠定了基础,为特征肽检测策略在食源性致病菌检测中的应用提供了参考。
QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法同时测定芝麻油中7种农药残留
徐芷怡, 陈梦婷, 侯锡爱, 刘丹
2020, 48(7): 928-936  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191644
[摘要]  (63) [HTML全文] (63) [PDF 2336KB] (6)
摘要:
采用分散固相萃取QuEChERS前处理方法,结合高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS),建立了精甲霜灵、丁草胺、乙草胺、异丙甲草胺、氟环唑、嘧菌酯、高效氟吡甲禾灵7种常用于油料作物的农药在芝麻油中的多残留分析方法。针对芝麻油基质的复杂性,对目标农药在芝麻油基质中的提取溶剂、净化剂种类进行筛选及优化,最终确定用10 mL乙腈涡旋提取一次,组合60 mg N-丙基乙二胺(PSA)和20 mg石墨化碳黑(GCB)去除芝麻油中脂肪、色素等干扰物,并利用HPLC-MS/MS进行定量分析。芝麻油中7种目标农药在0.001~10 mg/L浓度范围内呈良好线性关系,线性相关系数R2>0.99;7种目标农药在芝麻油中3个添加水平的平均回收率在86.9%~106.3%之间,RSD<5.2%,准确度、精密度和灵敏度均满足农药残留检测的要求。本研究建立的快速、简便、环保的方法适用于芝麻油中目标残留农药定量分析。
分散固相萃取-增强型去除脂质技术结合超高效液相色谱-串联质谱法测定塑料包装焙烤食品中12种抗氧化剂和紫外吸收剂
黄宇锋, 温少楷, 王莉, 冼燕萍, 郑慷, 王斌, 梁明, 吴玉銮, 胡均鹏, 陈荣桥
2020, 48(7): 937-945  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191506
[摘要]  (53) [HTML全文] (53) [PDF 1555KB] (2)
摘要:
建立了QuEChERS EMR-Lipid技术结合超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)同时检测塑料包装焙烤食品中4种抗氧化剂和8种紫外吸收剂的方法。样品经乙腈-丙酮(1:1,V/V)提取,QuEChERS EMR-Lipid技术净化,BEH C18色谱柱分离,甲醇-10 mmol/L乙酸铵梯度洗脱,串联质谱电喷雾正、负离子扫描,多反应监测(MRM)模式检测,采用外标法进行定量分析。结果表明,12种目标物在一定的浓度范围内线性关系良好(R2>0.9978),方法检出限(S/N=3)在5.0~10.0 μg/kg之间(除Antioxidant 2246的检出限为150.0 μg/kg外),回收率为80.3%~118.5%,日内精密度RSD(n=6)为1.7%~9.8%,日间精密度RSD(n=5)为4.5%~9.9%。本方法前处理简单快速、净化效果好、灵敏度高,适用于塑料包装焙烤食品中抗氧化剂和紫外吸收剂的检测。
基于单颗粒电感耦合等离子体质谱技术的金纳米颗粒准确测定和表征
巢静波, 王静如, 张靖其
2020, 48(7): 946-954  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191740
[摘要]  (54) [HTML全文] (54) [PDF 1443KB] (0)
摘要:
建立了基于单颗粒电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)技术的金纳米颗粒(AuNPs)数量浓度和粒径的准确测定方法,考察了传输效率计算方式、驻留时间、稀释试剂、进样方式等对测定结果的影响。传输效率对结果准确度影响较大,应根据测量目标参数选择传输效率计算方式,并在测定过程中保持传输效率的稳定,利用校准标准对其进行校正。驻留时间的选择直接影响结果的精确程度,应根据样品类型、粒径等性质慎重选择数据处理模式。当驻留时间为0.1 ms时,检测30 nm和60 nm AuNPs的线性范围分别为2~40 pg/g和10~200 pg/g,线性相关系数大于0.9998,数量浓度测定结果的相对标准偏差小于3.80%,颗粒数量浓度和粒径的检出限分别为110 NPs/g和9 nm。对合成的4种AuNPs和国际比对样品分别进行了测定,国际比对样品颗粒数量浓度结果与比对参考值偏差<5%,测定结果等效一致,扩展不确定度<15%(k=2),进一步验证了本方法的准确度和适用性。
超高效液相色谱-串联高分辨质谱对刺梨槲皮素及其糖苷类化合物的鉴定分析
王翼, 顾苑婷, 丁筑红, 陈思奇, 肖仕芸, 余奕宏, 杜勃峰, 宋煜婷
2020, 48(7): 955-961  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191338
[摘要]  (44) [HTML全文] (44) [PDF 1661KB] (1)
摘要:
为探明刺梨中的槲皮素组分及其结合态糖苷类化合物构成,采用超高效液相色谱-串联高分辨质谱法,通过标准品保留时间对照、相对分子质量、二级质谱碎片等信息对刺梨槲皮素及其糖苷类化合物进行了解析。从刺梨中共鉴定出1种槲皮素与9种含有槲皮素母核结构物质,可确定化学组成的化合物为槲皮素、槲皮素-3-O-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[6 "-O-(3-羟基-3-甲基戊二酰)-β-D-半乳糖苷]、槲皮素-3-O-葡萄糖-鼠李糖苷,其中,槲皮素-3-O-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[6"-O-(3-羟基-3-甲基戊二酰)-β-D-半乳糖苷]首次在刺梨中发现。根据离子碎片推断槲皮素糖苷裂解途径,丰富了刺梨资源的基础研究成果,为槲皮素结构鉴定以及后续开发刺梨槲皮素糖苷的药食利用价值提供了参考。
新型便携式RGB色度传感器定量检测水中路易氏剂
于竞翔, 刘国宏, 任丽君, 刘萌, 黄志平, 李建, 李丹萍, 肖艳华
2020, 48(7): 962-968  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191431
[摘要]  (54) [HTML全文] (54) [PDF 1094KB] (1)
摘要:
基于路易氏剂及其水解产物在碱性条件下与亚铜离子反应,溶液呈红色的原理,构建了定量检测水中路易氏剂的新型便携式RGB色度传感器。对增溶剂、还原剂的种类、还原剂浓度、CuCl2浓度、NaOH浓度、乙酸用量、反应温度、反应时间等因素进行优化,得到最优反应条件:增溶剂为明胶,还原剂为盐酸羟胺,盐酸羟胺浓度为0.32 mol/L,CuCl2浓度为0.15 mol/L,NaOH浓度为30%(m/m),36%(m/m)乙酸用量为30 μL,反应温度为室温,反应时间为5 min。在检测中采用源于归一化RGB系统的RGB(红绿蓝)色度法,克服了基于RGB模型的由于光强变化会导致3个刺激值的变化的问题。在最优条件下,色度值与路易氏剂浓度的标准曲线的线性范围为0.40~10.05 mg/L。本方法对R值和B值的理论检出限为0.389 mg/L和0.391 mg/L,实际检出限为0.40 mg/L。将本方法应用于人工水样中路易氏剂的测定,回收率为96.9%~106.9%。本方法具有较高的选择性、灵敏度和较好的重复性。
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分析化学 2020年第48卷第2期 封面及目次
2020, 48(2): 0-0
[摘要]  (261) [HTML全文] (261) [PDF 13317KB] (261)
摘要:
评述与进展
鸟嘌呤四链体在生化分析中的应用进展
刘卓靓, 陶呈安, 王建方
2020, 48(2): 153-163  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191399
[摘要]  (207) [HTML全文] (207) [PDF 2315KB] (207)
摘要:
鸟嘌呤四链体(G-四链体)是一种特殊的核酸二级结构,它可与高铁血红素结合,形成具有过氧化物酶活性的核酶;也可增强特殊结构染料的荧光强度。G-四链体作为功能核酸中的一种,具有性质稳定、特异性好、功能多样等特点,被广泛应用于各种生化分析中。本文对近年来G-四链体在生化分析中的研究和应用进展进行了评述,对其应用前景进行了展望。
聚二乙炔囊泡的制备及其在医疗检测领域的应用
郝瑜佳, 朱光明
2020, 48(2): 164-173  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191562
[摘要]  (202) [HTML全文] (202) [PDF 2228KB] (202)
摘要:
聚二乙炔(Polydiacetylene,PDA)因具有独特的光学及电子特性而受到广泛关注。两亲性共轭二乙炔(Diacetylene,DA)单体在一定条件下可以自组装成囊泡结构,紫外线辐射后,经1,4-加成聚合得到聚合物PDA囊泡。PDA在环境刺激下经历颜色和荧光变化,而PDA囊泡的类细胞膜结构使其具有很好的仿生特性,因此PDA囊泡可以用于细菌、病毒、酶等的检测以及疾病诊断和药物控释。本文介绍了PDA囊泡传感系统的制备以及固相聚合和颜色变化的机理,综述了PDA囊泡传感系统在医疗检测领域的研究和应用进展,并对PDA囊泡传感系统存在的问题和未来发展方向进行了总结和展望。
仪器装置与实验技术
三维超分辨荧光和形貌显微镜联用系统的研制
周露露, 蔡明军, 王慧利, 王宏达
2020, 48(2): 174-179  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191502
[摘要]  (189) [HTML全文] (189) [PDF 1356KB] (189)
摘要:
搭建了一种联用超分辨荧光和三维形貌显微成像系统(Correlative super-resolution fluorescence and three-dimensional topography imaging microscopy),以聚合纤维状肌动蛋白(F-actin)为例,评价了此联用系统的性能。实验结果表明,此联用仪器具有纳米级分辨率的三维形貌及具体成分的定位分布成像功能,可实现在形貌图中定位具体成分的功能,表明此联用仪器可应用于研究分析细胞骨架及细胞亚结构(如细胞膜蛋白质聚集体的组成和分布特性等)方面,此联用系统在生命科学和材料科学等领域具有广泛的应用前景。
研究报告
基于氧气梯度共培养芯片的肿瘤细胞抗药性研究
孙威, 陈雨晴, 汪明芳, 王月荣, 张敏, 章弘扬, 胡坪
2020, 48(2): 180-186  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191580
[摘要]  (190) [HTML全文] (190) [PDF 2167KB] (190)
摘要:
肿瘤微环境是一个复杂的体系,对肿瘤的发展、侵袭和转移起至关重要的作用。本研究利用一个简单的氧气梯度芯片构建了体外肿瘤缺氧微环境模型。此芯片由产生氧气梯度的蛇形通道和用于小鼠肝癌细胞(Hepa1-6细胞)与肝星状细胞(JS-1细胞)共培养的3个平行通道组成,通过在肿瘤细胞生长的区域制造氧气梯度模拟肿瘤缺氧微环境。利用此芯片,开展了Hepa1-6细胞对紫杉醇和替拉扎明(TPZ)的抗药性研究,并从分子机制上分析导致抗药性的可能原因。结果表明,芯片所产生的氧气梯度的浓度范围为2.3%~16.7%。在缺氧条件下,共培养的Hepa1-6细胞在TPZ作用下存活率显著下降,但对紫杉醇产生抗药性。免疫荧光分析结果表明,缺氧及共培养可提高细胞因子TIMP-1与TGF-β的表达,促使JS-1细胞活化,进而增强Hepa1-6细胞对紫杉醇的抗药性。
Label-free定量蛋白质组学揭示GATA6调控胃癌细胞对曲妥珠单抗耐药的信号通路
刘文虎, 袁江北, 常晋霞
2020, 48(2): 187-196  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191612
[摘要]  (180) [HTML全文] (180) [PDF 1723KB] (180)
摘要:
肿瘤细胞对曲妥珠单抗耐药是导致其化疗失败的主要原因。前期研究表明,在曲妥珠单抗耐药胃癌细胞(NCI N87/R)中,转录因子GATA6与DNA的结合活性显著增强,这与其耐药是否有关尚不清楚。本研究以NCI N87/R为研究对象,采用Crispr/Cas9技术构建GATA6敲除细胞系(NCI N87R/GATA6)。在此基础上,基于Label-free定量蛋白质组学技术并结合生物信息学分析GATA6调控曲妥珠单抗耐药的信号通路。蛋白样品经还原烷基化,FASP酶切,肽段经液相色谱分离,LC-MS/MS定量分析,通过差异倍数及t检验筛选差异表达蛋白;采用WebGestalt数据库进行基因本体分析,利用GeneAnalytics数据库进行通路富集分析。结果表明,敲除GATA6增强了曲妥珠单抗对NCI N87/R的抑制作用,降低其侵袭。采用质谱定量检测出5792种蛋白质,其中305种在NCI N87R/GATA6细胞中表达上调,182种表达下调。通路富集分析显示,线粒体转运、细胞凋亡、DNA损伤、葡萄糖代谢、丙酮酸代谢及TCA循环、Wnt/β-catenin降解通路在NCI N87R/GATA6细胞中显著改变。蛋白免疫印迹实验(Western blot)表明,线粒体动力蛋白OPA1和DNM1L、凋亡蛋白Caspase-9、TCA循环代谢酶SUCLG2和MDH1、糖原代谢酶PYGL在NCI N87R/GATA6中显著改变,表明GATA6敲除导致NCI N87/R细胞线粒体功能障碍、能量代谢异常,进而诱导其凋亡,提示抑制GATA6转录活性可能是逆转胃癌曲妥珠单抗耐药的有效途径。
蛋白质介导硫化铜键合的介孔硅纳米载体的构筑及其用于癌症的光热和化疗协同治疗的研究
何若曦, 王琦, 李贝, 贾晶, 路雯婧, 双少敏
2020, 48(2): 197-205  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191615
[摘要]  (186) [HTML全文] (186) [PDF 1961KB] (186)
摘要:
将牛血清白蛋白介导的硫化铜纳米复合物(BSA/CuS)通过酰胺键修饰在负载了化疗药物阿霉素(DOX)的介孔二氧化硅(MSN)表面,制备了新型药物载体MSN-DOX@BSA/CuS。此复合物中BSA作为封闭剂,其二硫键与谷胱甘肽发生氧化还原反应后断裂,导致MSN孔隙暴露,使DOX从中释放;CuS作为光热试剂,可将光能转化为热能,具有光热治疗的作用。利用紫外-可见-近红外吸收光谱考察了其光吸收性质。结果表明,此药物载体在近红外区800~1100 nm范围内具有较强的吸收,可在近红外光照射下实现光热转换。另外,将未负载DOX的载体MSN@BSA/CuS与癌细胞孵育,此载体表现出低细胞毒性;加入负载药物的MSN-DOX@BSA/CuS后,细胞的存活率降为49%;经过额外的激光照射后,细胞存活率仅为18%。以上结果表明,所合成的纳米药物载体可同时实现光热治疗与化疗的协同治疗,有效提高对癌症的治疗效率。
纳米金标记液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定人血清中转铁蛋白
韩亚琛, 冯流星, 李红梅, 熊金平
2020, 48(2): 206-214  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191394
[摘要]  (178) [HTML全文] (178) [PDF 1590KB] (178)
摘要:
建立了基于纳米金(AuNPs)标记并结合高效液相色谱(HPLC)-电感耦合等离子质谱(ICP-MS)的联用技术,通过测量转铁蛋白(Tf)上标记的AuNPs的量,实现了标准Tf及人血清中Tf的准确定量分析。在本研究中,将Tf与过量的AuNPs在磷酸盐缓冲液(pH 6.8)中孵育,形成AuNPs-Tf标记物,之后通过HPLC分离AuNPs-Tf,标记后Tf分子上附着的AuNPs上的Au原子可起到增强信号的作用,通过ICP-MS在线检测AuNPs-Tf上Au的信号,实现复杂血清样品中Tf的准确定量分析。本方法中Tf浓度与AuNPs-Tf上的Au信号强度之间线性关系良好(R2=0.9959),线性范围宽(3个数量级),方法检出限低至6 ng/mL。本方法经标准Tf验证后,用于人血清标准物质(ERM-DA470/IFCC)中Tf的检测,测量结果在标准物质不确定度范围内,回收率在95.2%~102.6%之间。由于AuNPs的信号增强效应和ICP-MS的灵敏检测,相比于传统的以吸光度为检测方式的酶联免疫法,本方法在检出限和灵敏度方面均有明显提升。
花旗松素、槲皮素和桑色素与丙二胺桥联β-环糊精的包合作用及抗氧化活性
迟绍明, 杨松霖, 晋文, 杨惠文, 王宇飞, 雷泽, 朱洪友, 赵焱
2020, 48(2): 215-223  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191554
[摘要]  (203) [HTML全文] (203) [PDF 2227KB] (203)
摘要:
黄酮类化合物花旗松素(TFL)、槲皮素(QCT)和桑色素(MH)具有抗氧化、抗炎、抗过敏、抗肿瘤等多种生物活性,但这些化合物水溶性差,口服利用率低,影响其药效的发挥。桥联β-环糊精(bis(β-CD) s)可通过两个环糊精空腔对客体分子的协同键合,增强环糊精对药物分子的键合能力,从而显著改善药物分子的水溶性。本研究考察了TFL、QCT和MH在溶液和固相中与丙二胺桥联β-环糊精(H2)的包合行为。通过紫外-可见吸收光光谱(UV-Vis)、一维核磁共振氢谱(1H NMR)、二维核磁共振氢谱(2D NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对3种包合物(TFL/H2、QCT/H2和MH/H2)进行表征。结果表明,3种黄酮类化合物的A环和C环分别从环糊精的小口端包结到H2的两个空腔中,形成1∶1夹心式的包结模式。3种包合物的稳定常数(KS)大小顺序为KMH/H2 > KTFL/H2 > KQCT/H2。主-客体的尺寸、形状匹配关系和氢键相互作用力,是影响包合物稳定的重要因素。形成包合物后,TFL、QCT和MH在水中的溶解度分别提高了130.2、180.4和210.1倍。此外,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除法抗氧化活性实验结果表明,包合物TFL/H2、MH/H2的抗氧化活性显著增强了游离药物的活性。本研究为高水溶性、较好抗氧化活性的黄酮类化合物药物的开发提供了重要参考。
纳米铁氰化钴电化学传感器检测细胞释放的超氧阴离子
崔敏, 温晓芳, 任聚杰, 张聪, 李娜, 韩元元, 余旭东, 籍雪平
2020, 48(2): 224-232  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191600
[摘要]  (182) [HTML全文] (182) [PDF 1575KB] (182)
摘要:
采用共沉淀方法制备的铁氰化钴(Co3[Fe(CN)6]2)和Hummers法制备的还原氧化石墨烯(RGO)共沉积修饰玻碳电极(GCE),制备了无酶型超氧阴离子(O2·-)电化学传感器(Co3[Fe(CN)6]2-RGO/GCE)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学交流阻抗法(EIS)、循环伏安法(CV)等研究了复合材料Co3[Fe(CN)6]2-RGO的特征及其对水中O2·-的电化学检测的可行性,分析了Co3[Fe(CN)6]2-RGO/GCE检测O2·-的作用机理。传感器对O2·-浓度的检测范围为0.5~30 μmol/L,灵敏度为91.8 μA L/(μmol cm2),检出限为0.071 μmol/L(S/N=3),而且具有良好的选择性,H2O2、O2及其它体内电化学活性物质均不干扰O2·-的测定,成功地应用于MCF-7细胞中释放的O2·-的电化学检测。此传感器在病理和生物学领域定量测定O2·-方面具有潜在的应用价值。
新型锆离子固定化亲和磁纳米粒子的制备及在磷酸化肽高效捕获中的应用
赵艳艳, 张丽华, 张丽媛
2020, 48(2): 233-239  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191681
[摘要]  (187) [HTML全文] (187) [PDF 1538KB] (187)
摘要:
蛋白质磷酸化是最常见、最重要的翻译后修饰之一,在细胞信号传导、细胞凋亡等生物学过程中起关键的调控作用。但是,磷酸化蛋白/肽具有低丰度和负电荷的特点,在生物质谱常规的正离子模式下,易受到高丰度非磷酸化蛋白/肽的信号抑制,难以直接对其进行直接分析。因此,有必要在质谱分析前对生物样品中的磷酸化蛋白/肽进行选择性富集。本研究基于三磷酸腺苷(ATP)配基,制备了新型锆离子固定化亲和磁纳米粒子(Zr4+-ATP-MNP)。扫描电镜和元素分析的表征结果表明,Zr4+-ATP-MNP制备成功。采用所制备的Zr4+-ATP-MNP材料对磷酸化肽进行富集,以磷酸化蛋白β-酪蛋白(β-casein)的酶解液为选择性实验模式样品,采用质谱法可鉴定出9条磷酸化肽;以β-casein和非磷酸化蛋白牛血清白蛋白(BSA)酶解液(1∶100,n/n)混合物为干扰实验模式样品,采用质谱可鉴定出5条磷酸化肽。富集后,磷酸化肽的质谱信号强度显著提高,可有效去除非磷酸化肽。Zr4+-ATP-MNP在牛奶酶解产物中的应用进一步表明,其对复杂生物样品中的单磷酸化肽和多磷酸化肽具有广谱性的捕获潜力。
基于氮掺杂石墨烯量子点/硫化镉纳米晶电化学发光传感器检测硫化氢
杜方凯, 张慧, 谭学才, 冯德芬, 罗燕妮
2020, 48(2): 240-247  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191559
[摘要]  (177) [HTML全文] (177) [PDF 1270KB] (177)
摘要:
以柠檬酸和氨水为原料,用水热法制备了氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs),与硫化镉纳米晶(CdS NCs)复合,构建了固态电化学发光(ECL)传感器,用于硫化氢(H2S)的检测。采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对NGQDs和CdS NCs进行了表征,同时对传感器的ECL和电化学行为进行了系统研究。结果表明,以H2O2为CdS NCs的共反应试剂时,NGQDs可增强CdS NCs的ECL信号,并且NGQDs/CdS NCs的稳定性增加。H2S存在下,S2-与过量的Cd2+发生键合作用,ECL值降低。在最优条件下,ECL变化值与H2S浓度(2.0×10-10~2.0×10-5 mol/L)的对数呈良好的线性关系,检出限为6.7×10-11 mol/L。采用本传感器测定血清中H2S浓度,加标回收率为92.7%~103.8%。
基于核酸外切酶Ⅲ及DNAzyme的铅离子荧光传感器的研究
刘涛, 李丹, 梁杰, 汪秀妹
2020, 48(2): 248-254  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191491
[摘要]  (179) [HTML全文] (179) [PDF 1388KB] (179)
摘要:
利用DNAzyme及核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)构建了荧光生物传感器用于检测铅离子(Pb2+)。DNAzyme与底物探针结合并在Pb2+辅助作用下切割底物,使发夹结构的底物探针在环上修饰有RNA碱基处断裂,切割断裂底物探针后,DNAzyme被释放,继续与下一个底物探针结合并切割,利用DNAzyme可循环反复催化裂解底物的特性实现循环反应。底物探针被切割断裂后,形成的Y字形探针可与信标探针结合并打开其发夹结构,产生荧光信号,同时在Exo Ⅲ的作用下降解,从3'端开始切割水解被打开的信标探针,释放出底物探针,继续与下一个信标探针结合切割,形成第二步的循环信号放大。经过两步的循环反应,荧光信号得到不断增强,从而达到高灵敏检测的目的。200 μL反应体系在37℃反应60 min后,其荧光信号与Pb2+浓度在0.05~200 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.01 nmol/L。用于实际样品中Pb2+的检测,加标回收率为96.3%~108.3%。本方法具有简单、快速、高选择性、高灵敏的特点,在Pb2+检测方面有良好的应用潜力。
超高效合相色谱法同时检测塑料食品接触材料中11种双酚类化合物
邱月, 李根容, 龙梅, 阮燕, 谭超兰, 张璐, 夏之宁
2020, 48(2): 255-261  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191346
[摘要]  (170) [HTML全文] (170) [PDF 1027KB] (170)
摘要:
建立了基于超高效合相色谱(Ultra performance convergence chromatography,UPC2)快速检测塑料食品接触材料中11种双酚类化合物的分析方法。食品接触塑料材料样品用甲醇进行超声萃取,过0.22 μm有机滤膜,采用超临界CO2为主要流动相,甲醇为改性助溶剂,进行梯度洗脱,经ACQUITY UPC2 Torus DIOL色谱柱(150 mm×3.0 mm,1.7 μm)分离,采用紫外检测器进行检测,外标法进行定量分析。在最优色谱条件下,5 min内可实现11种双酚类化合物的有效分离,11种目标化合物在各自浓度范围内线性关系良好,标准曲线相关系数(R2)>0.998,3个加标水平(1.0、25.0和50.0 mg/kg)下的回收率为75.7%~122.0%,相对标准偏差为0.6%~7.3%,检出限(LODs)为0.1~0.3 mg/kg。本方法操作简便、结果准确、绿色高效,可用于塑料食品接触材料中11种双酚类化合物的快速检测。
基于液相色谱-飞行时间质谱联用和质量亏损过滤技术的黄葵黄酮类成分系统分析
高芯, 万瑶瑶, 李长印, 段徐彬, 丁选胜, 居文政
2020, 48(2): 262-268  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191570
[摘要]  (183) [HTML全文] (183) [PDF 1128KB] (183)
摘要:
采用液相色谱-飞行时间质谱联用(High-performance liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry,LC-TOF-MS)分析黄葵总黄酮(Total flavones of Abelmoschus manihot L.Medic,TFA)提取物,采集其正负离子模式下的LC-TOF-MS分析数据。借助质量亏损过滤(Mass defect filter,MDF)技术提取原始数据中黄酮类相关特征离子,通过TOF-MS精确分子量归属各离子的元素组成及离子类型,根据元素组成和离子类型的相关性合并可能源自同一个化合物的准分子离子和碎片离子,依据不少于2个准分子离子的出现筛选确认目标化合物。借助标准品比对、文献查阅、数据库搜索等手段解析选定的目标化合物的母离子和子离子图谱,对其结构进行鉴定或合理归属。最终从TFA中筛选并初步鉴定出49种黄酮类化合物。鉴定结果表明,TFA中黄酮类化合物的形成主要涉及糖基化、甲基化、甲酰化、乙酰化和葡萄糖醛酸化等转化反应。本研究丰富了对黄葵化学物质基础的认识,可为全面评价黄葵制剂质量、深入开展黄葵药效学研究提供重要参考;同时也表明LC-TOF-MS分析结合MDF技术是一种适用于中药化学成分的系统筛选方法。
波谱形变定量理论结合核壳型颗粒用于生物样本中6-硫鸟嘌呤的检测
王颖琦, 陈瑶, 陈增萍
2020, 48(2): 269-274  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191400
[摘要]  (179) [HTML全文] (179) [PDF 1156KB] (179)
摘要:
制备了Au-core@4-巯基苯甲酸@Ag-shell核壳型纳米颗粒,结合波谱形变定量分析理论,采用表面增强拉曼光谱(SERS)定量分析了尿液和红细胞样本中6-硫鸟嘌呤(6-TG)。实验结果表明,核壳型纳米颗粒和波谱形变定量分析理论相结合可以有效消除SERS增强基底表面的"热点"数目及其分布等因素的变化对SERS信号的乘子效应影响,从而实现尿液和红细胞样本中6-TG的灵敏、准确定量分析。本方法对6-TG的检出限(3σ)和定量限(10σ)分别为1 nmol/L和3 nmol/L,加标回收率在95.6%~106.7%之间。相较于传统的6-TG分析方法(如高效液相色谱法),本方法具有简单、灵敏、快速等优点,为复杂体系中6-TG的常规定量分析提供了参考。
基于近红外光谱的水泥生料氧化物含量快速测定方法研究
杨振发, 肖航, 张雷, 张法业, 姜明顺, 隋青美, 贾磊
2020, 48(2): 275-281  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191299
[摘要]  (179) [HTML全文] (179) [PDF 1594KB] (179)
摘要:
采用近红外光谱分析技术快速测定了水泥生料中4种氧化物含量。以漫反射方式采集不同水泥生料样品的近红外光谱,采用X射线荧光光谱法测定氧化物含量作为参考值,根据马氏距离去除异常样品,然后利用SPXY(Sample set partitioning based on joint X-Y distance)法将样本集划分为校正集和验证集,应用向后间隔偏最小二乘和遗传算法选择最优波数变量,采用偏最小二乘算法建立了4种氧化物的定量校正模型,显示出了良好的预测效果,CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3模型的验证集相关系数分别为0.9411、0.9337、0.8612和0.7351,预测均方根误差分别为0.0994、0.1044、0.0693和0.0387,平均绝对误差分别为0.075%、0.083%、0.051%和0.025%。与瞬发γ射线中子活化分析、激光诱导击穿光谱分析法对比,近红外光谱分析耗时短、精度最高:单次测量时间仅需3 min,测定CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的平均绝对误差均比瞬发γ射线中子活化分析法小一个数量级,分别比激光诱导击穿光谱分析减小了0.335%、0.137%、0.069%和0.025%。结果表明,近红外光谱分析技术可快速准确地测定水泥生料中4种氧化物的含量,为水泥生料的质量监测提供了新思路。
表面增强拉曼光谱活性基底的制备与性质研究
赵博儒, 沈劲松, 孙志, 陈峰, 陈智栋, 赵健伟
2020, 48(2): 282-288  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191352
[摘要]  (175) [HTML全文] (175) [PDF 1858KB] (175)
摘要:
建立了无氰电沉积粒径约20 nm的银颗粒制备表面增强拉曼光谱活性银基底的方法,考察了基底的相关性质。利用电化学循环伏安法在不同的扫描速度下研究此沉积体系的电化学行为,结果表明,银的电沉积过程受扩散控制,当扫描速度增大时,氧化峰位略正移,但还原峰明显负移。扫描电镜表征结果表明,沉积银层的结晶形状规则,分布均匀,粒径为(20 ±10) nm。以甲基橙为探针,考察了沉积银基底对拉曼光谱信号的增强作用,其增强因子为5.2×105。沉积银基底对罗丹明6G(R6G)分子检测的线性范围为1×10-12~1×10-6 mol/L,相关系数为0.98,检出限低于1×10-12 mol/L。拉曼光谱Mapping图表明,沉积银活性基底在大范围内的增强效果均匀。
不同品种鸡蛋贮期S-卵白蛋白含量分析及其可见/近红外光谱无损检测模型研究
付丹丹, 王巧华, 高升, 马美湖
2020, 48(2): 289-297  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191329
[摘要]  (176) [HTML全文] (176) [PDF 1105KB] (176)
摘要:
利用可见/近红外光纤光谱采集罗曼粉壳和海蓝褐壳两个品种的鸡蛋在349-1000 nm的透射光谱,对270枚鸡蛋的天然卵白蛋白的S-型空间构象异构体(S-卵白蛋白,S-ovalbumin,S-ova)含量进行了定量分析,实现了不同品种鸡蛋中S-卵白蛋白含量的快速无损检测。通过比较贮期不同品种鸡蛋的平均光谱发现,两个品种鸡蛋的光谱吸收峰位置相同,仅可见光范围内的光谱吸收能量值有所不同。通过标准正态变量校正(SNV)对原始光谱进行预处理,并利用无信息变量消除算法(UVE)从500~950 nm的全光谱中提取了67个特征波长,建立的偏最小二乘(PLS)回归模型可以很好地预测不同品种的S-卵白蛋白含量。为了更进一步消除特征波长之间的多重共线性,利用逐步回归(Stepwise regression)算法对特征波长进行二次筛选,最终筛选出了16个特征波长,建立多元回归模型,其校正集的决定系数(R2)为0.9511,均方根误差(RMSE)为0.0478,预测集的R2为0.8380,RMSE为0.1116,预测集相对分析误差(RPD)为2.2620。此模型对预测集中50个罗曼粉壳鸡蛋和40个海蓝褐壳鸡蛋样本的R2分别为0.8119和0.9116,RMSE分别为0.1298和0.0834,模型适用性更佳。本研究结果表明,可见/近红外光谱能够对不同品种的S-卵白蛋白含量进行无损检测,建立的通用预测模型为开发便携式蛋白含量无损检测装置奠定了基础。
拉曼光谱结合稀疏非负最小二乘算法用于混合物组分识别
颜凡, 朱启兵, 黄敏, 刘财政, 张丽文, 张恒
2020, 48(2): 298-305  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191256
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摘要:
拉曼光谱数据含有与被测物质组分相对应的指纹谱信息,是混合物组分识别的有效方法。传统的拉曼光谱法用于混合物组分检测时,存在光谱特征提取困难、搜索比对算法性能容易受数据库大小影响、识别精度难以保证等问题。针对此问题,本研究提出了一种基于稀疏非负最小二乘算法的混合物组分拉曼光谱识别方法。本方法将待识别的混合物光谱数据看作是各种纯净物光谱数据的线性表示;考虑到混合物组分数量相对于数据库中纯净物数量具有稀疏特性,利用稀疏最小二乘算法获得混合物光谱在纯净物光谱数据中的线性表示系数;并根据统计学中的2δ准则确定疑似组分;在此基础上,利用迭代最小二乘算法并结合T检验方法,实现混合物组分的最终识别。本研究基于自建的500种纯净物拉曼光谱数据库,对组分等体积比混合的19个混合物样本和不同体积比的81个样本进行了组分识别。结果表明,在等体积比情况下,本算法的查准率为90.24%,查全率为88.10%;对于不同体积比的混合物样本,整体查准率为93.22%,查全率为83.65%,表明此算法具有良好的稳定性和准确度。