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分析化学 2020年第48卷第1期 封面及目次
2020, 48(1): 0-0
[摘要]  (19) [HTML全文] (19) [PDF 11841KB] (2)
摘要:
评述与进展
基因编辑阳性细胞的富集报告系统
张力弦, 王启扉, 曹杨, 叶承宇, 陈智洋, 徐启杰, 邹秉杰, 宋沁馨, 周国华
2020, 48(1): 1-12  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191322
[摘要]  (17) [HTML全文] (17) [PDF 1931KB] (1)
摘要:
基因编辑技术已成为医学生物学研究的重要工具,将不同基因快速高效地富集到基因编辑阳性细胞并进行针对性研究是促进基因编辑技术发展的关键。近年来,基于非同源末端接合、同源直接修复、单链退火、倒位重排等基因组修复机制,研究者利用荧光蛋白或抗性标签基因修复后表达的原理,建立了多种可用于基因编辑阳性细胞筛选与富集的报告系统。富集后的细胞采用T7E1酶切法或测序技术进行突变分析,呈现显著降低的背景信号和增加的突变比例。此类报告系统有利于基因编辑效果的表征。此外,分选后的阳性细胞可继续培养,在突变细胞系构建及突变细胞功能研究等领域具有良好的发展前景。本文对这些报告系统的设计原理与应用进行了总结,以期为建立更加完善的基因编辑评价系统提供参考。
基于整体柱的糖基化蛋白质分离富集方法的研究进展
温雪, 郑海娇, 张扬, 贾琼
2020, 48(1): 13-21  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191566
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 1612KB] (1)
摘要:
蛋白质糖基化作为一种重要的翻译后修饰,不仅可以反映机体的健康状况,还可以充当药物治疗的靶点。因此,阐明蛋白质糖基化的修饰规律对疾病的诊断和治疗具有重要意义。然而,生物样品中糖基化蛋白质相对丰度低,复杂程度高,动态范围宽,适宜的样品前处理步骤必不可少。近年来,整体柱因具备分离快速、灵敏、高效、生物兼容性好等优点,在糖基化蛋白质分离富集领域得到了广泛关注。本文对近年来基于整体柱的糖基化蛋白质分离富集方法的研究进展进行了评述,并对其未来发展趋势进行了展望。
仪器装置与实验技术
快速蒸发-介质阻挡放电电离源的研制及其与小型化质谱仪的联用
葛赛金, 张英军, 朱雯飞, 吴辉, 白桦, 马强, 李晓旭
2020, 48(1): 22-27  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191550
[摘要]  (11) [HTML全文] (11) [PDF 1474KB] (1)
摘要:
研制了小型化介质阻挡放电电离源(DBDI),将稀释或溶解于有机溶剂中的样品快速蒸发,以气溶胶的形态引入等离子体喷射区域,与实验室自制的小型化线形离子阱质谱仪联用,仪器整机体积为31.5 cm×27.3 cm×27.3 cm,重量仅18 kg。优化了载气流速和样品快速蒸发区域的温度,评估了仪器的检测限和稳定性等性能指标。实验结果表明,在选择离子存储条件下,可以检测出0.2 ng/mL咖啡因样品。通过连续进样并采集200张质谱图,计算得到样品离子强度的相对标准偏差(RSD)为11.1%。最后,分别检测了丙泊酚、精氨酸、SIPI5286和利血平等多种样品,得到了对应的质谱图。研制的快速蒸发小型化DBDI源与实验室自制的小型化线形离子阱质谱仪联用系统具有定性能力强、分析速度快、检测限低以及稳定性较高等特点,在现场实时检测领域具有良好的应用价值和发展前景。
用于自由基化学反应研究的真空紫外光电离飞行时间质谱仪
王涛, 唐小锋, 温作赢, 张翠红, 张为俊
2020, 48(1): 28-33  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191607
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 1409KB] (1)
摘要:
研制了真空紫外光电离飞行时间质谱仪,用于研究大气自由基化学反应。采用光子能量为10.6 eV的真空紫外放电灯作为电离源,利用新型笼式离子引出装置,实现了离子的高效率传输和聚焦。结果表明,仪器的检测灵敏度可达到0.03 μg/L。结合微波放电流动管反应器模拟大气化学中的气相自由基反应,并通过自由基自反应动力学实现了CH3浓度的定量分析。另外,利用真空紫外光电离飞行时间质谱仪,对CH3+NO自由基反应的动力学进行了研究,检测了反应中的产物信息,测得其在室温和300 Pa压力下的反应速率常数为k(CH3+NO)=1.2×10-12 cm3/(molecule·s)。
研究报告
基于棉花亲水色谱从鸡蛋黄中分离纯化唾液酸化糖肽研究
韩健利, 陈庆辉, 邹美义, 路宇, 魏明, 李成, 王承健, 黄琳娟, 王仲孚
2020, 48(1): 34-39  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191317
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1509KB] (2)
摘要:
鸡蛋黄中的唾液酸化糖肽(Sialylglycopeptide,SGP)的肽段部分由6个氨基酸(KVANKT)组成,其中天冬酰胺(N)被唾液酸化的复杂型N-糖链修饰。SGP主要从鸡蛋黄中分离获得,现有的SGP分离纯化方法操作繁琐,成本较高,难以规模化制备。本研究基于亲水相互作用色谱技术,用医用脱脂棉作为亲水色谱柱的固定相,建立了一种从鸡蛋黄中分离纯化唾液酸化糖肽的方法。首先将鸡蛋黄经苯酚处理得到唾液酸化糖肽的粗品,然后将糖肽粗品用水配成150 mg/mL的溶液,加入制备好的棉花亲水色谱柱中,依次用100%、95%、85%、75%(V/V)的乙腈-水溶液进行除杂,最后用去离子水洗脱唾液酸化糖肽。本方法操作简单,成本低廉。利用本方法从50个鸡蛋黄中制备得到了300 mg SGP,经高效液相色谱(HPLC)鉴定,其纯度高达95%,同时采用电喷雾电离质谱(ESI-MS)和串联质谱(MS/MS)对SGP及其糖链组成和糖基化位点进行了表征。
串联的纳米传感器用于癌细胞中miRNA的超灵敏检测
陈蜜, 岳仁叶, 李智, 王刚林, 马楠
2020, 48(1): 40-48  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191318
[摘要]  (11) [HTML全文] (11) [PDF 2693KB] (1)
摘要:
MicroRNA(miRNA)的检测在癌症诊断和治疗中具有重要意义。本研究设计了DNA序列,组装了3组金纳米粒子-量子点复合物,基于此叠加构建了以熵驱动催化循环为模型的单重、双重和多重循环放大的3种纳米传感器。叠加的传感器中,上层复合物催化循环解组装输出的产物作为下层复合物的催化链,引发其解组装,释放更多荧光信号,实现了多重放大。传感器中每叠加一个核酸催化循环体系,检测限降低一个数量级,最终构建的传感器的检测限达到fmol/L级。本研究通过串联熵驱动的核酸催化循环体系,构建了动态可调的、可定量检测细胞中不同表达水平miRNA的新型纳米传感器。
基于超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术研究冠心病及冠心病合并2型糖尿病患者代谢特征
任繁栋, 丁筱雪, 蔡芳, 任达兵, 易伦朝, 张宏
2020, 48(1): 49-56  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191618
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 1342KB] (1)
摘要:
采用超高效液相色谱-四极杆-轨道阱质谱联用技术开展冠心病及冠心病合并2型糖尿病患者的血浆代谢组学研究,以探寻冠心病及冠心病合并2型糖尿病患者的代谢特征,为基于代谢组学的临床治疗方案优化奠定基础。本研究鉴定出78种血浆中的内源性代谢物。在代谢物定性与定量分析基础上,结合偏最小二乘-判别分析和变量重要性投影等方法,筛选出20种区分健康人和冠心病患者的潜在特征代谢物、35种区分冠心病及冠心病合并2型糖尿病患者的潜在特征代谢物、37种区分健康人和冠心病合并2型糖尿病的潜在特征代谢物。代谢通路分析结果表明,氨基酸代谢在这两类患者的生理代谢过程中发挥重要作用,而脂肪酸代谢很可能与冠心病合并2型糖尿病相关。
协同流动对台阶乳化生成Janus液滴的影响研究
连娇愿, 郑素霞, 许忠斌, 阮晓东
2020, 48(1): 57-65  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191343
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 2728KB] (1)
摘要:
连续相协同流动可增加台阶乳化的通量和控制灵活性,对液滴微流控有重要影响。本研究搭建了多通道台阶乳化装置制备Janus液滴,研究协同流动对Janus液滴生成的影响。首先,制备并优化多通道台阶乳化芯片,实现了Janus液滴的稳定生成。其次,通过改变连续相和离散相的流量,研究了其对Janus液滴生成的影响。发现改变两相流量,Janus液滴直径和频率发生相应变化,但其生成稳定性不受影响:当连续相流量增大时,生成的Janus液滴直径减小,频率增加;当离散相流量增大时,生成的Janus液滴直径增大,频率亦增大。在本实验条件下,两组分Janus液滴直径可控制在638~1640 μm之间,产生频率可控制在0.02~2.2 Hz之间。在此基础上,制作了三组分液滴生成芯片,并成功制得了三组分液滴。通过改变两相流量发现,三组分液滴直径随流量增加的变化更大,说明协同流动作用对三组分液滴生成的影响更大。本研究采用台阶乳化方法实现了液滴大小可在线调控的二组分和三组分液滴制备,为化学化工和微量分析检测研究提供了依据和方法。
基于LaFe1-xPdxO3纳米纤维的三明治结构甲苯传感器研究
胡明江, 刘海燕, 吕春旺, 赵丽霞, 张志远
2020, 48(1): 66-73  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191281
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 2207KB] (1)
摘要:
采用静电纺丝法制备了LaFe1-xPdxO3x=0、0.05、0.1和0.2)纳米纤维,均匀涂覆于刻有叉指铂金电极的硅基底表面形成敏感薄膜,设计了一种三明治结构甲苯传感器。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪,表征了LaFe1-xPdxO3纳米纤维的相组成和微观形貌,分析了LaFe1-xPdxO3纳米纤维敏感机理和电化学特性,测试了甲苯传感器的灵敏特性、温度特性、动态响应和选择稳定性。结果表明,甲苯浓度在1.0-30.0 μg/m3范围内,传感器(LaFe0.9Pd0.1O3)灵敏度与甲苯浓度呈良好的线性关系。当温度为200℃,甲苯浓度为30 μg/m3时,传感器响应为99.8,动态响应和恢复时间分别为3.8和1.8 s,对苯、二甲苯、乙醇、甲醛和丙酮等气体无明显响应。在汽车上连续使用50天后,传感器响应仅下降了0.3。
基于碳点的适配体荧光传感器检测农药乐果
陆婷婷, 王金龙, 詹相强, 吴远根
2020, 48(1): 74-82  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191442
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 2435KB] (2)
摘要:
构建了一种基于核酸适配体调控碳点荧光强度的农药乐果适配体荧光传感器。在乐果存在下,适配体SS24-S-35可改变纳米银(AgNPs)对柠檬酸-乙二胺碳点荧光的猝灭作用,且碳点的荧光猝灭程度与乐果浓度成正比,由此建立了一种乐果的适配体荧光检测方法。对荧光猝灭机制进行了探讨,对碳点种类、AgNPs浓度等影响因素进行了考察。在最优条件下,检测乐果的线性范围为6~200 μg/L(R2=0.984),检出限为2.24 μg/L(3σ/S)。此传感器特异性良好,其它农药对乐果的检测无明显干扰。将此适配体荧光传感器应用于实际农产品中乐果农药检测,回收率为85.1%~105.0%,表明在农药残留检测中具有潜在应用价值。
基于DNA QDs@PDA荧光共振能量转移的半胱氨酸传感器
陈飘飘, 邢怡晨, 刘洋, 郑姗, 黄朝表
2020, 48(1): 83-89  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191576
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 2065KB] (1)
摘要:
建立了基于DNA量子点(DNA QDs)与聚多巴胺(PDA)荧光共振能量转移(FRET)检测半胱氨酸的方法。DNA QDs发射的荧光被PDA分子吸收,发生FRET,导致DNA QDs的荧光猝灭,使DNA QDs处于荧光"关闭"状态。当存在半胱氨酸时,从多巴胺(DA)向PDA的自发氧化聚合反应将被阻断,使DNA QDs的荧光恢复,处于荧光"开启"状态,且DNA QDs荧光的恢复程度与溶液中半胱氨酸的浓度相关,基于此构建了半胱氨酸荧光传感器。检测半胱氨酸的线性方程为y=0.0181x-0.0185,线性范围为10.0~100.0 μmol/L,检出限为1.7 μmol/L(S/N=3,n=10),此传感器对半胱氨酸具有良好的选择性,常见氨基酸及生物硫醇小分子均无干扰。将本方法用于人尿样中半胱氨酸的测定,回收率为98.6%~105.9%。
文物中常用蛋白质类胶结材料的热裂解-气相色谱/质谱识别
王娜, 谷岸, 闵俊嵘, 李广华, 雷勇
2020, 48(1): 90-96  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191355
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1816KB] (1)
摘要:
热裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)技术具有灵敏度高、适用范围广等特点,广泛应用于文物中天然有机材料的定性分析,但其在天然蛋白质材料种类识别方面尚缺乏系统研究。本研究以中国古代彩绘、建筑、家具等文化遗产中常用的猪血、动物胶、鸡蛋等蛋白质类胶结材料为研究对象,系统分析并总结各类材料Py-GC/MS特征识别组分。研究表明,猪血、动物胶、蛋清不含氮裂解产物中,部分组分可作为辨别这三类材料的特征组分,其含氮裂解产物主要可分为吡咯、腈、脯氨及吲哚类组分,不同材料中这四类组分相对含量分布特征差异明显,可以此实现猪血、动物胶、蛋清的辨别;此外,蛋黄的裂解产物主要是脂肪酸。通过所建立的方法及总结的数据,推断故宫旧藏填漆夔龙纹长方桌表层灰胎所用胶料含有猪血,而故宫养心殿西围房外檐沥粉贴金彩画所用沥粉中含有动物胶。本方法易于推广,适用于我国文物中各类蛋白质材料的快速、准确识别,对文物中其它有机材料的研究也具有借鉴意义。
高铷/锶比地质样品中锶的共沉淀法快速分离及其高精度同位素测试
魏双, 奥琮, 刘郁, 刘文刚, 柳富田, 陈印, 张健, 周红英, 王力强
2020, 48(1): 97-103  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191398
[摘要]  (16) [HTML全文] (16) [PDF 1048KB] (1)
摘要:
高铷/锶(Rb/Sr)比地质样品Sr同位素的分析测试中,利用NaOH对样品进行共沉淀处理可有效去除Na、K等基体元素和对Sr测试产生同质异位素干扰的Rb。通过对反应温度、时间、碱浓度等条件进行优化,确立了最佳反应条件。结果表明,以2 mL 5%(w/V)NaOH为沉淀剂,100℃反应1 h,可去除99%以上的Rb、Na、K和Al,Sr回收率优于96%。共沉淀反应后,利用AG50W×12阳离子交换树脂仅需进行一次过柱分离即可获得高纯度Sr。NaOH(99.99%)经过纯化后用于共沉淀反应,不会引入基体元素,Sr的流程空白小于182 pg。对8种不同Rb/Sr比的岩石标准样品(JR-2、BCR-2、BHVO-2、W-2、AGV-2、JG-3、JA-3、GSP-2)进行分离,结合高灵敏度热电离质谱仪(TIMS)获得高精度Sr同位素比值。结果表明,共沉淀-阳离子交换树脂分离流程具有适用范围广且稳定可靠的优点,同时可节省大量无机酸,且耗时较短。通过共沉淀法预富集Sr,为高Rb/Sr比地质样品的Sr同位素测试提供了一种新的分离途径,具有重要的应用价值。
辛基功能化离子液体键合硅胶固相萃取海水中贝类毒素的方法研究
孙晓杰, 丁海燕, 谭杰, 邢钧, 郭萌萌, 邢丽红, 李兆新, 翟毓秀
2020, 48(1): 104-112  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191367
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 1627KB] (1)
摘要:
贝类毒素(Shellfish toxins)是重点监控的海洋污染物。本研究通过将辛基功能化离子液体接枝到硅胶表面,制备了一种混合模式的共价键合硅胶材料(Silica-[SOIM][PF6]),利用红外光谱、核磁共振和元素分析进行了表征。采用自制材料填制固相萃取柱,通过固相萃取-液相色谱-质谱联用(SPE-LC-MS/MS)技术对海水中贝类毒素(大田软海绵酸毒素(OA)、鳍藻毒素-1(DTX-1)和鳍藻毒素-2(DTX-2))进行富集检测。研究发现,此固相萃取材料与目标贝类毒素可能存在疏水作用和离子交换作用等多重相互作用。分别对进样溶液的体积和pH值、淋洗剂和洗脱剂的种类、用量以及pH值范围等因素进行了优化。结果表明,此固相萃取材料对海水中3种贝类毒素具有良好的萃取效果,优于或与商用化萃取材料性能相当,检出限(LOD)为0.01 μg/L,定量限(LOQ)为0.05 μg/L,在0.02~2.50 μg/L范围内线性关系良好(R2>0.995),回收率在93.0%~116%之间。同时,材料具有良好的重现性,批内和批间的相对标准偏差均小于15%。本方法准确、灵敏、简便、可靠,可用于实际样品中贝类毒素的萃取检测。
三维五倍子单宁/有序介孔二氧化硅复合材料的制备及其对镓的吸附识别
王月娇, 朱龙, 高婧, 单炜军, 娄振宁, 熊英
2020, 48(1): 113-120  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191535
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 2304KB] (1)
摘要:
以正硅酸四乙酯为硅源,五倍子单宁(PT)为吸附源,戊二醛为交联剂,通过一步法制备了三维五倍子单宁/有序介孔二氧化硅的复合材料1.2-PT-10-KIT-6。采用透射电镜、小角X射线衍射、红外光谱、N2吸附-脱附对其进行表征,此材料具有类似KIT-6的三维立方的结构。在pH=10条件下,对镓的最大吸附量达到186.73 mg/g,符合Langmuir单分子层吸附,相关系数R2=0.99。在Ga/Ge与Ga/As的二元体系中,选择性因子均大于1.5,能够实现对镓的选择性分离。吸附机理为酚羟基与Ga(OH)4-之间发生离子交换作用,O原子与Ga配位形成螯合物。经过6次再生后,镓的回收率仍大于95%,循环再生能力较好。
中性解吸-电喷雾萃取电离质谱直接分析水涝胁迫下烟草的代谢产物
吴栋, 于腾辉, 李享, 崔萌, 郝影宾, 刘丽华, 罗丽萍
2020, 48(1): 121-128  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191376
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 1534KB] (3)
摘要:
烟草(Nicotiana tabacum L.)是植物科学研究的模式植物和我国重要的经济作物,水涝胁迫是影响烟草品质和产量的重要胁迫因子之一。本研究采用中性解吸-电喷雾萃取电离质谱(ND-EESI-MS)技术,在无需复杂的预处理的条件下,利用烟草中常见的丝氨酸作为优化离子,对萃取剂种类及流速、电喷雾电压、样品端辅助气压、雾化气压和离子传输管温度等仪器参数进行优化。在最优的条件下,共检出水涝胁迫下烟草中丝氨酸、脯氨酸、谷氨酸、丙氨酰甘氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、组氨酸、儿茶酚、麦芽酚、肉桂酸、咖啡酸、阿魏酸、白藜芦醇、山奈酚、槲皮素、绿原酸、烟碱、降烟碱、苯乙醛、柠檬醛、苹果酸和β-大马烯酮共22种代谢产物。在应对水涝胁迫时,烟草中脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸和组氨酸等初生代谢产物含量增加,绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、儿茶酚、苯乙醛、烟碱和降烟碱等次生代谢产物含量也呈上升趋势。本研究从代谢组学层面上揭示水涝胁迫下烟草代谢产物的变化,为进一步了解烟草响应水涝胁迫提供了理论基础。ND-EESI-MS应用于水涝胁迫下烟草中代谢物检测,具有灵敏度高、检测范围广、可实现高通量快速检测等优点,单个样品的测定时间不超过1 min,为烟草响应水涝胁迫的代谢机理研究提供了新的植物代谢组学技术。
液相色谱-质谱联用-定向进化酶组合技术应用于三萜类皂苷转化研究
孙红梅, 陆泽林, 赵幻希, 郑飞, 李晶, 刘明, 越皓, 于珊珊
2020, 48(1): 129-136  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191501
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 1601KB] (1)
摘要:
利用定向进化技术重组糖苷酶ABQ,转化不同结构的三萜类皂苷(商陆皂苷甲、三七皂苷R1和柴胡皂苷A),通过高分离度液相色谱-四极杆飞行时间质谱鉴定转化的产物结构,阐明其转化机制。结果表明,重组糖苷酶ABQ能够催化商陆皂苷甲、三七皂苷R1和柴胡皂苷A侧链糖苷键的水解,转化为商陆皂苷乙、三七皂苷R2、柴胡次皂苷F和柴胡皂苷元F。根据色谱-质谱对反应产物的实时分析,ABQ对这3种三萜皂苷表现出不同的底物选择性,重组糖苷酶ABQ能够催化商陆皂苷甲C-3位外侧的葡萄糖水解,生成商陆皂苷乙;三七皂苷R1的C-20位葡萄糖被水解,生成三七皂苷R2;重组糖苷酶ABQ能够首先催化柴胡皂苷A的C-3位葡萄糖水解,生成柴胡次皂苷F,并继续催化C-3位的岩藻糖苷水解,生成柴胡皂苷元F。定向进化技术重组酶能够提高酶活力和作用环境适应能力,色谱-质谱联用通过原型和产物实时检测评价重组酶的作用。
基于石墨烯和金纳米粒子的铜离子配位-分子印迹电化学传感器用于凝血酶的检测
柏朝朋, 杨绍明, 滕渝, 张剑
2020, 48(1): 137-144  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191543
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 1483KB] (1)
摘要:
利用分子印迹技术与铜离子(Cu2+)配位单元为双重识别模式,使用层层自组装先将L-半胱氨酸(L-cys)通过AuS键组装到石墨烯(rGO)和金纳米粒子(AuNPs)修饰的玻碳电极表面,再将Cu-凝血酶(THR)络合物通过L-cys与Cu2+配位作用组装到电极表面,以硫堇(Tn)为聚合单体,使用电聚合法聚合得到分子印迹膜,制备了具有双重识别模式的金属离子配体-分子印迹电化学传感器。采用扫描电镜(SEM)和能谱色散仪(EDS)对复合纳米材料进行表征。利用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)对传感器性能进行了研究,在最佳检测条件下,传感器响应与THR浓度在2.0×10-9~5.0×10-7 g/L范围内呈良好的线性关系,线性方程为-ΔI(μA)=17.73+1.84 lgc(g/L)。构建了THR分子印迹电化学传感器的动力学吸附模型,测得印迹传感器的印迹因子β=4.32,结合速率常数k=5.68 s。传感器表现出良好的稳定性和重现性,可用于实际样品中凝血酶的检测。
孔雀石绿分子印迹电化学传感器的制备与应用
韦寿莲, 吴嘉喻, 黄象金, 谢春生
2020, 48(1): 145-152  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191349
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1474KB] (1)
摘要:
以孔雀石绿(MG)为模板分子,通过电聚合邻苯二胺,在多孔碳纳米纤维(PCNF)修饰的玻碳电极表面制备了可特异性识别MG的分子印迹传感器。采用差分脉冲伏安法(DPV)、循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)表征了传感器的电化学性能,优化了PCNF的滴涂量、模板分子与功能单体的摩尔比、CV扫描圈数、洗脱剂、洗脱时间、样品溶液pH值及孵化时间等实验参数。在最佳条件下,DPV峰电流强度与MG浓度在0.10~10.0 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.042 nmol/L(3S/k)。此传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性。将本方法应用于市售新鲜草鱼及养殖水样品中MG的含量测定,加标回收率为82.0%~96.5%。
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分析化学2019年第47卷第9期封面及目次
2019, 47(9): 0-0
[摘要]  (1132) [HTML全文] (1132) [PDF 3084KB] (1132)
摘要:
评述与进展
基于糖基识别的糖蛋白传感器研究及应用
梁峻瑜, 童沛洪, 李建平
2019, 47(9): 1283-1292  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191270
[摘要]  (516) [HTML全文] (516) [PDF 1574KB] (516)
摘要:
糖蛋白是一种结合蛋白质,其结构主要由糖和蛋白质的含量及其结合的肽键决定。糖蛋白种类繁多,根据其在医学领域的临床作用,可分为凝集素、激素、酶和免疫球蛋白。糖蛋白具有多种生物学功能,在医学和生物学领域具有重要意义。为了研究与糖蛋白相关的生物信息,有必要建立高灵敏度和高效识别的糖蛋白分析检测方法。糖蛋白的检测涉及分离纯化、结构分析和含量测定。常用的糖蛋白测定方法有质谱法、色谱-质谱联用法、表面等离子体共振法、酶联免疫吸附法等。近年来,糖蛋白传感器的研究和应用逐渐引起研究者的关注。本文简要总结了糖蛋白的分析方法,重点对基于糖基识别的糖蛋白生物传感器的研究和应用进行了综述,详细介绍了糖蛋白生物传感器,包括电化学传感器、光学传感器和质量传感器的原理和应用,并对糖蛋白传感器的未来发展方向进行了展望。
细胞周期分析新方法
方涵书, 郎明非, 孙晶
2019, 47(9): 1293-1301  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191225
[摘要]  (527) [HTML全文] (527) [PDF 1727KB] (527)
摘要:
细胞周期是细胞生命活动的基本过程,对细胞周期的分析能更深入地了解疾病发生的本质。目前,分析细胞周期的方法以流式细胞术为主,主要是通过检测细胞内DNA含量和细胞周期特异性蛋白而分析细胞周期。随着分析技术的发展,细胞周期分析在图像分析、单细胞分析、减少样本量、提高通量等方面不断地提高和改进,近年出现了许多分析细胞周期的新方法,如成像流式细胞术、质谱流式细胞术、微流控技术、拉曼光谱法等,这些方法极大地丰富了细胞周期的检测方法,提高了细胞周期测量的精确度。本文对细胞周期的新分析方法进行了介绍,并对其发展方向进行了展望。
研究报告
碲钨酸盐磁性纳米复合材料选择性分离鸡蛋清中卵清蛋白
车峥, 岳诗雨, 吴南, 徐嘉蔚, 陈晴
2019, 47(9): 1302-1308  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191249
[摘要]  (528) [HTML全文] (528) [PDF 1451KB] (528)
摘要:
将碲钨酸盐(Na6[TeW6O24]·22H20,TeW)通过静电作用负载到支状聚乙烯亚胺(PEI)修饰的磁性纳米粒子(MNP)表面,得到新型的基于多金属氧酸盐的复合材料(TeW@MNP),采用红外光谱、能谱、扫描电镜等对其进行表征。蛋白质吸附研究结果表明,该磁性纳米复合材料对卵清蛋白具有选择性吸附作用。考察了吸附时间、离子强度、洗脱剂种类和用量等对分离纯化效率的影响,在pH 4.0时,0.5 mg TeW@MNP对200 μL 100 μg/mL卵清蛋白的吸附效率为91.6%,最大理论吸附容量为373.4 mg/g,以0.1% SDS为洗脱剂时,对卵清蛋白的洗脱效率为98.1%。SDS-PAGE实验表明,采用此复合材料可成功地从卵清样品中分离出纯度较高的卵清蛋白。本研究以TeW@MNP复合物为固相萃取剂,建立了从鸡蛋清中分离纯化卵清蛋白的方法,拓宽了多金属氧酸盐的应用范围。
限域石英纳米孔道实时监测点击化学反应
芦思珉, 于汝佳, 龙亿涛
2019, 47(9): 1309-1313  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191333
[摘要]  (514) [HTML全文] (514) [PDF 1263KB] (514)
摘要:
点击化学反应具有反应条件温和、高区域选择性等优点,被广泛应用于材料科学、药物科学、生物化学等研究领域。在单颗粒水平上,实时监测点击化学反应过程有助于揭示反应的各向异性及反应机理。本研究以具有电化学限域效应的石英纳米孔道作为传感器,对单个金纳米颗粒(AuNPs)上的点击化学反应进行了实时动态监测。在电渗流的驱动下,炔基化合物修饰的AuNPs进入孔道内部,在Cu+的催化下,AuNPs表面的炔基与金层上的叠氮基团发生点击化学反应,因此,AuNPs在孔道端部的滞留时间增长。相比于未发生点击化学反应时,反应过后"体积排阻效应"造成的阻断电流频率变大,阻断时间明显增长。因此,基于限域石英纳米孔道的分析方法为在单颗粒水平上实时动态监测化学反应提供了新的研究思路。
基于硫化镉量子点-二氧化钛复合材料的Hg2+光电化学生物传感器研究
郑姗, 刘洋, 陈飘飘, 邢怡晨, 张伟波, 施娅颖, 黄朝表
2019, 47(9): 1314-1320  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.181818
[摘要]  (511) [HTML全文] (511) [PDF 2143KB] (511)
摘要:
以硫化镉量子点-二氧化钛(CdS QDs/TiO2)复合材料作为光电转换单元,构建了汞离子(Hg2+)光电化学(PEC)生物传感器。将两种不同带隙无机半导体CdS QDs和TiO2偶联以提高电极的性能,当用特定波长的光激发CdS QDs时,处于价带(VB)的电子(e-)跃迁至导带(CB),并在价带上产生空穴(h+)。由于TiO2的导带低于CdS QDs,激发态电子跃迁至TiO2,导致电子-空穴对(e--h+)的空间分离,有效抑制了它们的复合,从而提高了光电转换效率。利用两条互补的短链DNA构建了Hg2+传感器,其中一条富含T碱基的DNA单链因与Hg2+特异性结合形成T-Hg2+-T结构,无法与金纳米粒子标记的另一条DNA单链配对,进而抑制光电流的下降,实现了对Hg2+的灵敏检测。本方法的线性范围为1.0×10-10~1.5×10-7 mol/L,检出限为6.0×10-11 mol/L (S/N=3),灵敏度高,选择性好。
几何构型对平面混沌式微混合器混合性能的影响
刘赵淼, 赵晟, 王文凯, 李梦麒, 逄燕, 殷参, 徐迎丽
2019, 47(9): 1321-1329  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191275
[摘要]  (586) [HTML全文] (586) [PDF 2879KB] (586)
摘要:
微混合器作为实验室芯片(LOC)和微全分析系统(μTAS)的重要组成部分,被广泛应用于生物分析和化学合成等领域,大多用于分析检测系统中的前处理部分,实现检测样本与试剂的充分混合,提升检测精度和效率。本研究设计了一种在五边形混合腔内布置窄缝和障碍物的新型平面被动式微混合器,充分利用流体的射流特性及挡板成涡原理,强化流体扰动,打破流体流动的层流状态,可有效地促进流体混合。通过高速摄影和Micro-PIV系统相结合,验证了数值模拟的准确性,总结了在不同雷诺数(Re)下微混合器的流动特性及混合机理。在综合考虑混合强度和压降的前提下,分析了窄缝宽度、混合腔形状、障碍物形状对微混合器混合性能及流动特性的影响。结果表明,窄缝宽度的缩小可显著提升混合强度,实现高效混合;当Re ≤ 5和Re ≥ 20时,经过优化后的五边形混合腔微混合器与四边形混合腔微混合器相比,由于引入了渐扩结构,可实现在压降减小的同时提升混合强度;当Re ≥ 20时,工字形挡板和凹槽挡板引起的混合强度优于矩形挡板。本研究结果为微流控和微全分析前处理部分中具有高效混合功能的微混合器的设计和开发提供了参考。
分子印迹光子晶体凝胶膜可视化检测葡萄酒中邻氨基苯甲酸甲酯
吴伟珍, 黄梦霞, 黄庆达, 吕彩华, 赖家平, 孙慧
2019, 47(9): 1330-1336  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191087
[摘要]  (510) [HTML全文] (510) [PDF 2150KB] (510)
摘要:
邻氨基苯甲酸甲酯(Methylanthranilate,MA)是我国禁止在葡萄酒中添加的香料,对MA测定是葡萄酒中重要的质控环节。因此,开发快速检测葡萄酒中违禁香料的方法具有重要的实际意义。本研究利用分子印迹技术与光子晶体技术相结合,以MA为模板分子、甲基丙烯酸(MAA)为功能单体、甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,在60℃加热条件下引发聚合,去除光子晶体模板和洗脱印迹分子后得到反蛋白石结构分子印迹光子晶体凝胶膜。研究结果表明,此印迹凝胶膜对MA分子有较好的选择性,在分子识别过程中MA印迹凝胶膜的Bragg衍射峰位置随着MA浓度的增大而发生红移,达到平衡状态的时间为6 min,且偏移值(Δλ)与MA的浓度(C)在0.1~10.0 mmol/L范围内有良好的线性关系,检出限为31 μmol/L,可实现重复循环检测使用。此外,在检测不同浓度印迹分子时,肉眼能够观察到印迹凝胶膜颜色的变化。此智能型凝胶膜可望用于葡萄酒中MA的可视化快速检测。
便携式血糖仪检测汞离子
石维平, 蔡杰, 杨雅妮, 罗欢欢, 刘冰倩, 付秋平
2019, 47(9): 1337-1343  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191311
[摘要]  (1024) [HTML全文] (1024) [PDF 1970KB] (1024)
摘要:
利用T-Hg2+-T错配对汞离子(Hg2+)的特异性识别,以Fe3O4纳米磁珠(Fe3O4 nano-magnetic beads,MB)为反应平台,便携式血糖仪(Portable blood glucose meter,PGM)为检测手段,构建了一种简便灵敏的Hg2+检测方法。采用柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒(Gold nanoparticle,AuNPs),其表面用末端巯基化且富含胸腺嘧啶(T)的寡核苷酸探针(S1)和葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOx)修饰。在Hg2+存在下,功能化AuNPs通过T-Hg2+-T配对被捕获到富T探针(S2)修饰的MB上,AuNPs表面的GOx将葡萄糖(Glucose,Glu)氧化成葡萄糖酸和H2O2,使反应液中Glu含量降低,由PGM定量检测Glu含量。优化得到最佳实验条件:S2与GOx体积比为1:3,Hg2+反应时间为2 h,Glu水解时间为1 h。在最优条件下,Hg2+浓度在0.05~8.00 nmol/L范围内,体系PGM响应与的Hg2+浓度对数呈良好的线性关系,检出限为0.02 nmol/L (3σ)。实际水样中Hg2+的加标回收率为97.8%-113.7%,相对标准偏差为0.2%-1.3%,可以满足实际水样中Hg2+的检测要求。
利用单颗粒气溶胶质谱仪分析细菌气溶胶颗粒
曾真, 喻佳俊, 刘平, 黄福桂, 陈颖, 黄正旭, 高伟, 李梅, 周振, 李磊
2019, 47(9): 1344-1351  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191202
[摘要]  (515) [HTML全文] (515) [PDF 2081KB] (515)
摘要:
大气中悬浮的活性生物气溶胶通过人的呼吸系统进入人体内,会对人体的健康造成一定影响,因此活性生物气溶胶的检测极其重要。近年来,越来越多的研究尝试将单颗粒气溶胶质谱(SPAMS)技术应用于大气生物气溶胶监控领域。本研究利用SPAMS对13株已知菌株进行分析检测发现,不同活性细菌气溶胶的单细胞谱图之间具有较高的一致性,因此较难对菌株进行鉴定。但是,活性细菌气溶胶的常见峰与大气其它细颗粒的特征峰有较大差异,如活细菌气溶胶存在m/z 30、70、72、74、86、88、110和120等氨基酸碎片离子峰,以及m/z-26、-42、-79、-97和-159等氰酸和磷酸盐离子峰。进一步对外场大气气溶胶进行检测发现,上述负离子峰较稳定,可作为细菌气溶胶的特征峰,实现快速在线识别活性细菌气溶胶的目的。
基于组合式微流控芯片的双核液滴制备方法研究
王蒙, 朱丽, 肖纳, 季成炜
2019, 47(9): 1352-1358  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191347
[摘要]  (509) [HTML全文] (509) [PDF 3249KB] (509)
摘要:
构建了一种基于微型接头组合毛细管的微流控芯片用于双核液滴的制备。T型微流控芯片由T型接头及玻璃毛细管组合而成。此微流控芯片可生成高通量、高均匀度的液滴,且无需对通道进行疏水或亲水化处理即可生成水包油型(O/W)或油包水型(W/O)液滴,芯片可重复利用,可靠性高。利用COMSOL建立三维仿真模型,对T型接头内部圆截面通道生成液滴过程进行了仿真。采用T型微流控芯片,通过改变连续相流量及分散相流量,得到了高通量、高均匀度的W/O型液滴。十字型微流控芯片由十字型接头及玻璃毛细管组合而成,利用十字型微流控芯片生成了两种不同颜色排列的W/O型液滴。在此基础上,利用十字型-T型组合微流控芯片,通过调节外相流体流量对双色液滴进行包裹,制备得到水包油包水型(W/O/W)双核液滴。本研究提供了一种无需专业设备即可在短时间内简便、低成本地生产双核液滴的方法。
直链烷烃在质子转移反应质谱中的裂解规律研究
孙运, 杨茹, 孙传强, 刘海培, 汪曣, 蒋学慧
2019, 47(9): 1359-1365  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191221
[摘要]  (1013) [HTML全文] (1013) [PDF 1506KB] (1013)
摘要:
通过自制的液体进样装置,利用质子转移反应质谱(Proton-transfer-reaction mass spectrometry,PTR-MS)对10种直链烷烃(C6~C15)的高纯标准品进行了检测。实验结果表明,直链烷烃在PTR-MS中与H3O+反应产生了碎片离子,其分布特征类似于电子轰击源(Electron ionization,EI)。质谱分析表明,主要裂解产物为一系列[CiH2i+1]+、[CiH2i-1]+和[CiH2i-3]+i ≥ 3)离子。实验中未观测到质子化离子[M+H]+,而[M-H]+离子和其它碎片离子的出现,表明直链烷烃的质子化离子形成后即发生脱氢或者直接裂解。研究还发现,碎片离子的相对丰度受E/NE为电场强度,N为气体分子数密度)值的影响较大。在80~170 Td范围内,随着E/N值升高,质荷比较大的碎片离子的相对丰度率先降低,直至信号低于检出限而无法被检测;质荷比较小的碎片离子(如[C4H9]+m/z 57)、[C3H7]+m/z 43)等)的相对丰度呈现先升高后降低的趋势,而碎片离子[C3H5]+m/z 41)的相对丰度一直呈上升趋势。实验结果表明,较大质荷比的碎片离子在高E/N值条件下会发生二次裂解,逐级生成质荷比更小的碎片离子。
基于锰掺杂硫化锌/铕(Ⅲ)纳米复合材料检测环境水体中的氟离子
孙晓杰, 苗艳明, 吕金枝, 罗士清, 王瑞瑞, 闫桂琴
2019, 47(9): 1366-1372  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.181654
[摘要]  (515) [HTML全文] (515) [PDF 2914KB] (515)
摘要:
设计并构建了利用锰掺杂硫化锌量子点(Mn-ZnS QDs)的室温磷光(RTP)特性检测氟离子(F-)的光学传感体系。在此体系中,铕离子(Eu3+)与Mn-ZnS QDs结合形成纳米复合材料,QDs相互靠近发生的能量转移使室温磷光猝灭。在上述体系中加入F-后,F-与Eu3+强的配位竞争瓦解了聚集态的QDs,磷光逐渐恢复,根据不同浓度F-下磷光恢复程度,实现F-的痕量测定。本方法基于磷光传感方式,避免了复杂环境基质中背景荧光和散射光的干扰,操作简便,灵敏度高。本方法检出限为0.05 mg/L,线性范围为0.2~20.0 mg/L,环境水样中F-加标回收率为94%~106%。本研究为环境水体中F-的高效检测提供了方法。
基于金纳米颗粒的表面等离子体共振效应可视化检测Cr3+
张滕, 仲逸涵, 张守婷, 党昕宇, 卢小泉
2019, 47(9): 1373-1381  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191306
[摘要]  (510) [HTML全文] (510) [PDF 2511KB] (510)
摘要:
建立了一种基于柠檬酸修饰的金纳米颗粒(CA-AuNPs)高选择性可视化检测水中痕量Cr3+的方法。用原位还原法在不同pH条件下制备CA-AuNPs,加入痕量Cr3+后,Cr3+与AuNPs表面的柠檬酸根发生螯合作用,使CA-AuNPs发生定向团聚。不同pH条件下制备的CA-AuNPs体系均可发生肉眼可见的颜色变化,由红色变为灰色或无色,加入其它金属离子(Na+、Ca2+、Co2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+、Al3+、Fe3+)则无明显的变化。pH=6的条件下合成的CA-AuNPs最稳定,性能最佳,裸眼比色法的检出限为1.0×10-5 mol/L,紫外-可见吸收光谱法的检出限为40.7 nmol/L,低于国家生活饮用水卫生标准的限量值。建立的基于CA-AuNPs体系的可视化传感器检出限低,选择性好,在药物分析、临床诊断和环境监测等领域具有良好的应用前景。
电感耦合等离子体串联质谱准确测定软磁铁氧体粉料中的有害和掺杂元素
符靓, 施树云, 马俊才
2019, 47(9): 1382-1389  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191232
[摘要]  (513) [HTML全文] (513) [PDF 1517KB] (513)
摘要:
提出了在电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)的MS/MS模式下利用混合反应气消除软磁铁氧体粉料分析中质谱干扰的新策略。选择HNO3-HCl为混合消解试剂,软磁铁氧体粉料样品经微波消解后,采用ICP-MS/MS测定有害元素Na、Mg,以及掺杂元Al、K、Ti和Co。采用混合反应气NH3/He/H2,在MS/MS模式下通过质量转移法和原位质量法消除干扰。研究结果表明,所有分析元素均获得了低背景等效浓度和高灵敏度测定,检出限分别为17 ng/L (Na)、3.1 ng/L (Mg)、5.4 ng/L (Al)、11 ng/L (K)、0.64 ng/L (Ti)和0.53 ng/L (Co)。利用扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)对所建立的方法进行评价,在95%置信水平上,两种分析方法的测定值无显著差异,表明所建立的方法准确可靠。本方法简单快速,可无干扰地测定软磁铁氧体粉料中的Na、Mg、Al、K、Ti、Co,为软磁铁氧体粉料中有害和掺杂元素的质量控制提供了新的技术手段。
激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱定量分析单细胞中的银纳米颗粒
付东旭, 郑令娜, 刘金辉, 汪冰, 竺云, 王萌, 丰伟悦
2019, 47(9): 1390-1394  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191283
[摘要]  (510) [HTML全文] (510) [PDF 1084KB] (510)
摘要:
采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱技术(Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry,LA-ICP-MS),建立了定量分析单细胞中银纳米颗粒(AgNP)的方法。利用喷墨打印机制备出与细胞基体相似的皮升级液滴,作为单细胞定量标准,再利用LA-ICP-MS定量分析暴露AgNP的小鼠巨噬细胞。结果表明,95个单细胞中AgNP含量为19.1~1682 fg,呈对数正态分布,平均值为(166±188) fg,与酸消解分析得到的细胞群体AgNP平均含量((175±2) fg)相符。LA-ICP-MS在单细胞分析方面具有巨大潜力,有望进一步应用于单细胞水平的金属纳米颗粒的生物效应和安全性研究。
质子化壳聚糖功能性金纳米搅拌棒吸附萃取-离子色谱法测定乳制品中的亚硝酸盐及硝酸盐
刘海霞, 狄婧, 饶红红, 郑艳萍, 郭金鑫, 赵国虎
2019, 47(9): 1395-1401  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191277
[摘要]  (513) [HTML全文] (513) [PDF 1599KB] (513)
摘要:
以刻蚀不锈钢丝为基体,采用化学沉积法在其表面制备金纳米粒子(AuNPs),再利用自组装技术将壳聚糖(CTS)修饰于AuNPs上,并对其进行质子化改性,制备了一种以质子化壳聚糖功能化AuNPs为涂层的固相萃取搅拌棒(PCTS/AuNPs-SBSE),结合离子色谱法(IC),建立了乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法。优化了萃取温度、溶液pH值、萃取时间以及解析溶剂和时间。PCTS/AuNPs-SBSE-IC法测定亚硝酸盐和硝酸盐的线性范围分别为0.005~0.5 mg/L和0.02~5.0 mg/L,相关系数为0.9985和0.9988,检出限为1.2 μg/L和6.7 μg/L (S/N=3),富集倍数为22-25倍,RSD为2.6%-7.2%(n=5)。在实际样品分析中,加标回收率为84.7%-100.4%,RSDs在2.8%-8.5%(n=3)之间。结果表明,本方法简单、灵敏、选择性好,可用于乳制品中硝酸盐和亚硝酸盐的富集检测。
大肠杆菌胞内代谢物组学分析样品前处理条件优化
李阳, 王继彤, 刘晓露, 田静, 贾铮, 肖志明, 樊霞
2019, 47(9): 1402-1410  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191172
[摘要]  (519) [HTML全文] (519) [PDF 1689KB] (519)
摘要:
建立了适用于大肠杆菌胞内代谢物组学分析的样品前处理条件。大肠杆菌菌体细胞采用冷冻盐水(0.85% NaCl,-80℃预冷15 min)进行猝灭,猝灭后的菌体细胞经过真空冷冻干燥,再通过液氮冷冻研磨结合超声裂解的方式通透细胞膜,最后采用冷甲醇-水(MeOH-H2O,1:1,V/V,4℃)提取胞内代谢物。分别采用流式细胞术检测和OD值回收率从单细胞水平和整体水平评价猝灭溶剂对大肠杆菌细胞膜损伤影响。结果表明,采用冷冻盐水猝灭大肠杆菌细胞损伤率小于5%。采用液相色谱-飞行时间质谱(T3和Hilic 2种色谱分离结合ESI±扫描模式)检测结果中低碰撞能量提取出的峰数量和总离子强度评价了3种细胞通透方式和4种提取溶剂组合的胞内代谢物提取效果。结果表明,冷冻研磨结合超声裂解通透细胞膜、冷甲醇-水提取代谢物测得的代谢物数量最多(≥ 105),并且总离子强度在最优范围(106~107)内。本研究采用冷冻干燥、冷冻研磨和超声萃取相结合的代谢物提取方式,有效促进了细胞膜裂解,提高了代谢物提取效率。本研究建立的前处理条件适用于大肠杆菌胞内代谢物组学分析。
瓜子壳作为新型木质电喷雾材料的分析性能研究
刘喆, 郭云龙, 许庆轩, 刘淑莹
2019, 47(9): 1411-1418  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.181712
[摘要]  (519) [HTML全文] (519) [PDF 1917KB] (519)
摘要:
建立了一种简单经济实用的电喷雾质谱技术(ESI-MS),利用一次性前端削尖的瓜子壳承载样品,并使其离子化。采用瓜子壳蘸取样品溶液,或通过移液器将样品加入到瓜子壳的凹槽中。瓜子壳的尖端角度在60°~90°范围内,瓜子壳尖端与质谱仪入口之间的距离在2-3 mm范围内,关闭所有去溶剂化气体,在尖端施加3.5-4.0 kV高压后,可获得理想的质谱效果。实验结果表明,这种新技术适用于多种样品的分析,包括木质素、人参皂苷、氨基酸和蛋白质等。将其与传统电喷雾和牙签木尖喷雾进行对比,在检测木质素类物质和人参皂苷及蛋白质分子时,瓜子壳木尖喷雾相较于其它两种电离方式效果更佳。本方法还可分析一些不能通过传统的电喷雾技术直接分析的样品,如固体粉末样品等。在本研究中,参照ESI的单针进样方式设计了一种可连续进样的装置,利用此装置对人参粉末进行在线提取,获得持续稳定的总离子流图,并得到了十分丰富的质谱信息。
对硫磷纳米抗体筛选及分子识别机制研究
张玉琪, 张瑾如, 王锋, 李家冬, 司睿, 吕丽珊, 沈玉栋, 王弘, HAMMOCK Bruce D, 孙远明
2019, 47(9): 1419-1426  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.181772
[摘要]  (517) [HTML全文] (517) [PDF 1638KB] (517)
摘要:
对硫磷是一种广谱的有机磷酸酯类杀虫、杀螨剂,毒性极强,可对环境和人类健康造成严重危害。尽管我国已禁止使用对硫磷,但仍存在违禁使用现象,加强对其监测十分必要。纳米抗体是已知最小的与抗原结合的片段(15 kDa),来源于骆驼科动物体内重链抗体的可变区,具有稳定性强、灵敏度高、易表达、水溶性好等特性。本研究基于噬菌体展示技术构建了抗对硫磷纳米抗体库,其库容为2.41×107 cfu/mL,经抗原-抗体固相亲和筛选及噬菌体酶联免疫法(Phage ELISA)鉴定,获得5种抗对硫磷纳米抗体VHH1、VHH6、VHH13、VHH21和VHH24。以结合能力最强的VHH1为基础,采用同源建模和分子对接技术探讨VHH1与对硫磷分子的识别机制,发现VHH1与对硫磷存在氢键和疏水间分子作用力,关键氨基酸是Ser60、Lys104、Phe105、Gly106和Arg107。本研究为抗体的进化改造和半抗原的设计提供了新思路。
铅离子功能核酸比色生物传感器的构建及应用
李宸葳, 林晟豪, 杜再慧, 孙春燕, 许文涛
2019, 47(9): 1427-1432  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191217
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摘要:
构建了铅离子(Pb2+)功能核酸比色生物传感器,用于可视化检测水中Pb2+。利用GR-5脱氧核酶对Pb2+特异性识别,对底物链切割,同时通过巧妙的核酸设计,将GR-5脱氧核酶的切割产物与显色模板结合形成G-四链体,其中显色模板主要包括与切割产物核酸的序列互补区、富含鸟嘌呤的G四链体形成区以及连接二者的间隔臂。在Pb2+存在时,GR-5脱氧核酶的底物链被识别、切割并释放,此切割产物与显色模板结合,并转化成G-四链体,由于G-四链体在特定条件下具有类过氧化物酶活性,可催化H2O2和3',3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显色,基于此构建了Pb2+功能核酸比色生物传感器。优化的实验条件为:GR-5脱氧核酶的底物链和酶链最优配比1:1,切割时间3 min,显色模板浓度5 μmol/L,最适TMB用量50 μL。本传感器检测Pb2+的线性范围为25 nmol/L~2.5 μmol/L,线性关系为y=0.039x+0.3486(R=0.9904),检出限为10.1 nmol/L (3σ),用于自来水中Pb2+的检测,加标回收率为98.2%~115.5%。本方法具有灵敏度高、特异性强、操作简单等优点,具有良好的应用前景。
乙二胺四乙酸二钠用于沉积物酸溶相中高精度硼同位素测定方法研究
杨剑, 马云麒, 李兴意, 刘玉秀, 韩风清, 张艳灵, Syed Asim Hussain, 李海军
2019, 47(9): 1433-1439  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191113
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摘要:
采用传统的酸溶法进行沉积物样品(包括粘土样品或碳酸盐等样品)硼同位素测定的前处理过程中,酸通常会溶解出样品中大量Ca2+、Fe3+、Mg2+、Al3+等金属离子以及稀土元素。由于前处理过程中溶出的硼只有在碱性环境中才能被硼特效树脂有效地吸附,而大量共存的Ca2+、Fe3+、Mg2+、Al3+等金属离子在碱性条件下会产生难溶于水的氢氧化物沉淀,进而会造成硼的丢失和同位素分馏。本研究在沉积物酸溶相样品中加入适量EDTA-2Na饱和溶液,再将样品溶液调成碱性,能有效抑制沉淀的产生。用氨水淋洗吸附后的硼特效树脂,并延长样品电离时间,能有效降低EDTA-2Na对硼同位素测定的干扰,从而达到样品中硼元素的高效提取和硼同位素组成的准确测定。结果表明,样品加入EDTA-2Na饱和溶液后硼的回收率可达到95%以上。同时,经过处理后的NIST SRM 951硼酸标准样品的11B/10B比值在4.05146~4.05628之间;三亚沉积物、大柴旦湖心沉积物和大柴旦湖心晶间卤水沉积物的硼同位素组成(δ11B)分别为+17.64‰、-5.74‰和+1.8‰。本方法可满足沉积物样品(如粘土沉积物、碳酸盐沉积物、黄土、古土壤等样品)酸溶相中硼同位素组成高精度测定的要求,为此类样品的高精度硼同位素测定提供了一种简单、低干扰的前处理方法。