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分析化学 2021年第49卷第9期 封面及目次
2021, 49(9): 0-0
[摘要]  (31) [HTML全文] (31) [PDF 11054KB] (2)
摘要:
评述与进展
基于摩擦纳米发电机的化学传感器研究进展
张子超, 刘志荣, 万钘怡, 李琳琳
2021, 49(9): 1419-1427  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211247
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 3628KB] (4)
摘要:
摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator,TENG)技术可有效地将机械能转换为电信号或电能,无需额外的电源,在传感器和自供电检测系统等方面展示出很好的应用潜力。TENG具有良好的材料兼容性,装配要求简单,并且结构灵活,这些特点都促进了其在生物医学、智能交通和化学传感等领域的应用。TENG是目前最具有商业化应用潜力的一类传感器。本文介绍了摩擦纳米发电机的工作原理及其在化学传感器中的最新研究进展,并在此基础上进一步讨论了摩擦纳米发电机技术在化学传感器发展过程中面临的挑战。
稀土上转换纳米材料在microRNAs检测中的应用
罗达, 张毅, 杨晓雯, 程芳芳, 张丽
2021, 49(9): 1428-1436  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211186
[摘要]  (32) [HTML全文] (32) [PDF 3583KB] (1)
摘要:
在疾病的发生与发展过程中,常伴随着某些microRNAs的异常表达。microRNAs是一类非编码的小RNA分子,可以作为基因表达的后转录调节因子,在一些基本的生理和病理过程中发挥作用。研究表明,microRNAs可以作为生物标志物,用于疾病的诊断与治疗。传统的microRNAs检测方法存在灵敏度低、选择性差等缺点,难以实现在体实时检测。稀土上转换纳米材料具有独特的反斯托克斯位移性质,并且抗光漂白性好、组织自发荧光干扰小、生物相容性好、毒性小,已被广泛用于体内外microRNAs的检测。因此,通过稀土上转换纳米材料实时监测体内外microRNAs表达水平的变化,可以动态掌握疾病的发生与发展过程,为疾病的诊疗和预后提供依据。本文综述了近年来稀土上转换纳米材料在microRNAs检测中的应用研究进展。
基于微流控芯片的外泌体分离与检测
匡晶晶, 康璐, 林楚慧, 王月荣, 张敏, 章弘扬, 胡坪
2021, 49(9): 1437-1450  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201568
[摘要]  (31) [HTML全文] (31) [PDF 8688KB] (2)
摘要:
外泌体作为最小的细胞外囊泡,内含有脂质、蛋白质、mRNA、microRNA以及双链DNA,可被大多数细胞分泌并在体液中循环,参与细胞间的通讯。近年的研究发现,外泌体在肿瘤发生、迁移、生长、组织损伤修复、免疫抗原呈递及神经退行性疾病中发挥了极其重要的作用,可作为相关疾病诊断的生物标志物,因此,外泌体的分离和检测技术的研究至关重要。本文总结了近年来基于微流控芯片的外泌体分离和检测方法的研究进展。
凝集素亲和法在糖蛋白癌症生物标志物分析和检测中的应用
李萍, 许文辉, 张大伟, 贾琼
2021, 49(9): 1451-1460  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210435
[摘要]  (28) [HTML全文] (28) [PDF 3166KB] (0)
摘要:
糖蛋白在调节生物体内各种生理过程中具有重要作用,异常的蛋白质糖基化通常与癌症等疾病的发生和发展有关,许多糖蛋白可作为癌症早期诊断或预后监测的生物标志物。在进行糖蛋白质谱分析鉴定前,从复杂生物样品中有效分离富集糖蛋白是必要的步骤。凝集素对某些特定的糖蛋白具有选择性,凝集素亲和法被广泛用于糖蛋白的分离富集。本文以4种发病率最高的癌症(乳腺癌、肺癌、结直肠癌、前列腺癌)为例,综述了凝集素亲和法与质谱结合在筛选和分析糖蛋白癌症生物标志物中的应用。
仪器装置与实验技术
基于行波技术的离子迁移率分离器研制
郭星, 赵忠俊, 代渐雄, 贺飞耀, 李宏, 王佳宇, 刘薇, 王昕, 张歆雪, 杨燕婷, 段忆翔
2021, 49(9): 1461-1469  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210458
[摘要]  (28) [HTML全文] (28) [PDF 4072KB] (4)
摘要:
离子迁移谱(Ion mobility spectrometer,IMS)是一种重要的分子碰撞截面分析技术,漂移管是IMS中对样品离子有效分离的核心部件。本工作研制并表征了一种基于行波技术的离子迁移率分离器(Traveling wave ion mobility spectrometer,TWIMS),详细研究并讨论了行波电压幅值、行波移动速度、离子门脉冲宽度以及工作气压对仪器性能的影响。基于理论模拟对上述参数进行实验优化,当行波场电压幅值为50 V、行波场移动速度为162.5 m/s、离子门脉冲宽度为13 ms、工作气压为170 Pa时,此设备能以一种经济简便的方式获得与当前市售行波离子迁移-飞行时间质谱(Traveling wave ion mobilityspectrometer-Time of flight mass spectrometer,TWIMS-TOFMS)联用仪相媲美的迁移率分辨能力。此仪器对利血平的检出限为2.5 ng/mL,线性响应范围高于2个数量级(R2>0.999),性能优于传统IMS谱仪。TWIMS不仅可作为高性能IMS设备独立使用,而且有望与飞行时间质谱仪联用。
基于数字微镜器件的原子荧光信号增强技术研究
王宏霞, 李颖超, 李春生, 周志恒, 马振予, 田地
2021, 49(9): 1470-1477  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210467
[摘要]  (24) [HTML全文] (24) [PDF 3962KB] (0)
摘要:
在氢化物发生-原子荧光光谱仪(HG-AFS)非色散检测系统基础上,增加基于紫外数字微镜器件(DMD)的色散检测系统,当测试样品存在光源光谱干扰或散射干扰时,选择色散系统检测样品,可以有效抑制干扰。由于增加了分光部件,色散系统的检出限(LOD)性能降低。为提高色散检测法的分析性能,本研究在光电倍增管(PMT)前增加柱面镜和扩大光电倍增管的最小有效区域,以增强信号强度,针对DMD翻转检测提出了定点模式,优化了元素检测时谱峰选取等分析方法,并对影响信号强度的仪器参数进行了优化。结果表明,本系统使180~320 nm范围内信号的检测强度提高至2倍以上,光谱分辨率提高至1.2倍以上,同时获得了Cd、Te、Sn和Zn的光源发射谱线和激发荧光谱线。利用本系统测试了10种HG-AFS常测元素,其中,Cd的检出限低于0.005 ng/mL,Sn的检出限低于0.02 ng/mL,Sb、Pb和Te的检出限低于0.05 ng/mL,As、Bi和Hg的检出限低于0.1 ng/mL,Se和Zn的检出限低于0.2 ng/mL。将此系统用于检测生活饮用水中As的浓度,加标回收率为93%~101%,RSDs为0.6%~3.3%,实际食品样品中As的加标回收率为95%~106%,RSDs为0.9%~3.4%。通过对紫外DMD光谱仪的改进、DMD翻转检测模式的升级以及分析方法的优化,有效改善了色散检测系统的检出限和分辨率,其检测能力满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)毒理指标限值的检测需求,在实际食品样品检测中也具有良好的检测准确度、灵敏度及稳定性。
研究报告
基于甲醛固定石蜡包埋组织的非肝硬化和肝硬化乙肝相关肝细胞癌的差异蛋白质组学研究
盛想英, 陆豪杰
2021, 49(9): 1478-1487  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210441
[摘要]  (32) [HTML全文] (32) [PDF 6478KB] (1)
摘要:
肝细胞癌是起源于肝细胞的原发性肿瘤,其中30%由乙型肝炎病毒诱发。在肝细胞癌患者中,有和无肝硬化的比例约为4∶1,相关的肝癌发生机制的区别尚不明确。本研究以非肝硬化和肝硬化乙肝相关肝细胞癌患者的甲醛固定石蜡包埋肝脏肿瘤组织为对象,采用基于液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)的非标记定量方法分析差异蛋白质组,共鉴定出4083种蛋白质,其中,具有统计学差异的蛋白质283种。通过免疫组化实验,发现HSD17B13、SOD3和CXCL12在非肝硬化乙肝相关肝细胞癌组中的表达水平高于肝硬化乙肝相关肝细胞癌组,GPD2、CRTAP和CD276则正相反。本研究筛选出6种潜在的生物标志物,有望辅助非肝硬化和肝硬化乙肝相关肝细胞癌患者的机制探究和针对性治疗。生物信息学分析表明,相对于肝硬化乙肝相关肝细胞癌组,非肝硬化乙肝相关肝细胞癌组胆固醇稳态、脂肪形成通路被显著富集,并且潜在标志物提示PI3K/AKT/MMPs和Wnt/β-catenin通路均有可能与这两类的患者中不同的癌症发生过程相关,为非肝硬化和肝硬化乙肝相关肝细胞癌的癌症发生机制研究提供了基础数据和新思路。
基于核酸外切酶Ⅰ辅助目标物循环放大策略的非标记适配体荧光传感器检测土霉素
孙春燕, 司金雨, 杜彩溢, 吕婷, 刘妮, 张晓光, 王作昭
2021, 49(9): 1488-1496  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191720
[摘要]  (26) [HTML全文] (26) [PDF 2156KB] (0)
摘要:
建立了基于核酸适配体的特异性识别和核酸外切酶Ⅰ(Exo Ⅰ)辅助目标物循环放大的非标记荧光检测方法,用于土霉素的定量测定。体系中无土霉素时,SYBR Green I (SGI)分子可以插入土霉素适配体与其互补链形成的双链DNA (dsDNA)中,并在495 nm光激发下产生强烈的荧光发射。在土霉素存在时,由于核酸适配体与土霉素之间的强亲和力而特异性结合,dsDNA被打开并释放出SGI,游离的SGI荧光明显减弱。为了增强土霉素存在时引起的SGI荧光猝灭效应,采用Exo Ⅰ辅助目标物循环放大的策略。丙烯酰胺凝胶电泳实验结果证实,Exo Ⅰ可选择性降解单链DNA以及与土霉素结合的核酸适配体。被释放的土霉素参与下一个循环,不断破坏dsDNA,游离的SGI增多,荧光逐渐减弱。基于Exo Ⅰ辅助目标物循环放大的策略,检测灵敏度得到了有效提高。在最优实验条件下,本方法检测土霉素的线性范围为0.01~10 μg/mL,检出限(3σ)为6.77 ng/mL。采用本方法检测实际样品牛奶和蜂蜜中的土霉素,牛奶样品的加标回收率为93.0%~105.1%,相对标准偏差(RSD)为0.5%~6.2%,蜂蜜样品的加标回收率为94.0%~95.8%,RSD为0.3%~7.7%。此荧光传感器具有成本低、灵敏度高和特异性好等优点,在快速检测食品有害物残留方面具有良好的应用潜力。
制备Cu/CuO/ZnO/PPy异质结材料用于海水中Hg2+抗干扰检测
李铭, 李正明, 董晓桐, 贾良宾, 朱美燕, 马晔, 赵明岗, 崔洪芝
2021, 49(9): 1497-1505  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211214
[摘要]  (20) [HTML全文] (20) [PDF 5914KB] (0)
摘要:
Hg2+污染对人类健康和生态环境构成重大威胁,但目前仍缺乏直接、灵敏的Hg2+检测技术。本研究通过碱性氧化法和水热法制备了Cu/CuO/ZnO丝,采用电化学聚合的方法将聚吡咯(PPy)覆盖到材料表面。利用p-n结势垒驱动电化学信号响应的原理将材料用于Hg2+的直接电化学检测,进行了微分脉冲伏安法测试。复合材料在200~1600 nmol/L的Hg2+浓度范围内具有良好的线性关系,以及超高灵敏度(1010.82 μA·L/(nmol·cm2))和超低检出限(2.1 pmol/L)。基于界面势垒的新型传感模式消除了其它离子的干扰,在自来水、河水以及海水中的Hg2+的加标回收率为97.3%~105.0%,RSD为1.8%~5.6%。这种利用p-n结势垒的方法可推广至其它检测重金属离子的传感器的开发研究。
基于植物酯酶-Cu3(PO4)2杂化纳米花的酶抑制型方法检测敌敌畏残留
曲林姣, 王金鑫, 姜磊, 马洪超, 杨丽敏
2021, 49(9): 1506-1514  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211076
[摘要]  (22) [HTML全文] (22) [PDF 3697KB] (0)
摘要:
制备了植物酯酶-Cu3(PO42杂化纳米花,实现了植物酯酶的固定,保持了其水解酶活性,而且引入的磷酸铜骨架不仅具有支撑作用,还具有过氧化物酶模拟酶活性。与游离酶不同,杂化纳米花具有较高的稳定性,在储存30天后,其水解酶活性和过氧化物酶模拟酶活性都维持在80%以上;同时,分层纳米结构具有较大的比表面积,有利于酶与底物之间的反应。基于此杂化纳米花的双酶活性,将其运用于1-萘酚偶联双酶反应的酶抑制型检测方法,实现了有机磷农药敌敌畏的灵敏检测。本方法对敌敌畏的检出限(LOD)为0.26 pmol/L,实际蔬菜水果样品中敌敌畏的回收率为96.8%~107.4%。
基于配位增强效应均相活化过氧单硫酸盐的比色法检测钴离子(Ⅱ)
明闰勉, 张才灵, 谢良波, 尚登辉, 李轶
2021, 49(9): 1515-1522  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210480
[摘要]  (24) [HTML全文] (24) [PDF 2820KB] (2)
摘要:
钴在人体中具有重要作用,但高浓度的钴会引起一系列疾病。过氧单硫酸盐(PMS)是一种具有不对称结构的氧化剂,一定浓度的Co2+可催化活化PMS产生活性自由基。Co2+与Ac-之间有配位增强效应,向Co2+-PMS体系中引入给电子体Ac-可加快电子传递,从而增强Co2+对PMS的催化活性,产生更多的硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基(·OH),进而增强氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的能力。基于Co2+对PMS均相催化活化能力以及Ac-的配位增强效应,本研究设计了一种无需催化剂的绿色高效的Co2+比色检测方法。在优化的条件下,即1.0 mmol/L NaAc、0.4 mmol/L TMB和0.3 mmol/L PMS,温度为25℃的条件下,Co2+浓度在0.5~3.0 μmol/L范围内与体系在652 nm处的吸光度(A652 nm)呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为29 nmol/L。本方法检测Co2+的特异性良好,与其它检测Co2+的方法相比,无需使用大型仪器,不需要复杂的操作过程,可快速、高效、绿色地实现Co2+的检测。
靶向蛋白质组学技术在多物种奶及其奶制品鉴别中的应用研究
陈雨湉, 任一平, 王丽丽, 黄忠平
2021, 49(9): 1523-1530  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201768
[摘要]  (22) [HTML全文] (22) [PDF 1892KB] (0)
摘要:
基于靶向蛋白质组学技术,采用超高效液相色谱-串联高分辨质谱/串联三重四极杆质谱,建立了一种鉴别奶牛、水牛、牦牛、山羊、绵羊、马、驴和骆驼共8个物种奶的分析方法。针对8个物种奶中6种乳蛋白酶解产生的特征多肽进行分析,利用同位素内标法实现多条多肽的同时检测及比较,通过理论多肽分析、实际多肽检测、干扰考察、线性与最大酶解时间比较,最终筛选出13条特征多肽。依据13条特征多肽对模拟混合奶样品中的不同物种奶进行分析,对市售16个奶制品中的奶源物种进行鉴别。结果表明,特征多肽在奶源物种鉴别中具有良好的稳定性与特异性,本方法对多物种奶制品行业的质量控制与监管具有参考价值。
基于磷酸化组蛋白H2AX质谱定量分析的药品基因毒性杂质的毒效应导向高通量筛查方法研究
瞿敏敏, 陈佳, 徐斌, 张雅姣, 徐华, 谢剑炜
2021, 49(9): 1531-1539  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211096
[摘要]  (31) [HTML全文] (31) [PDF 1757KB] (0)
摘要:
细胞中组蛋白H2AX磷酸化水平的变化能灵敏指示DNA断裂的毒性反应,基于此,本研究建立了药品中基因毒性杂质的同位素稀释高效液相色谱-串联质谱高通量筛查方法。H2AX及其磷酸化特异肽段的检出限分别为1和2 ng/mL,准确度和精密度均符合方法学要求。以两种重要的基因毒性杂质甲磺酸乙酯(EMS)及N-亚硝基二甲胺(NDMA)为代表,考察了两种具有不同药物代谢酶体系的受试细胞HepG2和HeLa,结果表明,EMS在两种受试细胞中均呈现基因毒性特点,而NDMA仅在具有相应药物代谢酶的HepG2细胞中呈现基因毒性。EMS与NDMA的检测灵敏度分别为0.06和0.03 μg/g,满足国际限量检出标准要求(EMS:0.6 μg/g,NDMA:0.3 μg/g)。将本方法应用于5种市售药片中基因毒性杂质的筛查,药片用水溶解后即直接与细胞孵育,药物活性成分及赋形剂不干扰测定,结果表明,本方法具有简便、灵敏度高和准确度好的特点,可用于药品中基因毒性杂质的快速高通量筛查。
反相色谱分离和葡萄糖苯脎法测定人唾液中白蛋白的糖化水平
蔡沅君, 关升, 晏国全, 张祥民
2021, 49(9): 1540-1545  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211200
[摘要]  (25) [HTML全文] (25) [PDF 1586KB] (0)
摘要:
采用一种无创取样方法实现了人体内糖化白蛋白的定量分析。以唾液为测试样品,首先通过超滤分离出唾液中分子量大于10 kD的蛋白分子,再经过反相色谱对唾液中的白蛋白进行进一步分离提纯,其中36.0~37.0 min的馏分经质谱鉴定为人血清白蛋白。通过葡萄糖苯脎分光光度法对唾液馏分中的白蛋白进行定量分析,并与临床中使用的白蛋白定量分析方法进行比较。结果表明,对于健康样品,5次平行实验的平均糖化比例为10.9%,相对标准偏差为11.3%。本方法可定量分析健康人唾液中的糖化白蛋白,有望用于临床糖尿病初步筛查。
尿液多肽组的时间可变性和相对稳定性研究
万磊磊, 陈琦, 程思明, 李水明, 王勇
2021, 49(9): 1546-1554  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210476
[摘要]  (20) [HTML全文] (20) [PDF 1945KB] (0)
摘要:
尿液多肽组可反映机体的病理变化,提供潜在的生物标志物信息。目前,尿液多肽组研究通常采用晨尿,其成份是否随采样时间变化尚不清楚。本研究采集了3个健康志愿者的不同时间点的尿液,经氧化石墨烯-磷酸镧纳米复合材料(LaGM)方法分离后,利用LC-MS/MS进行序列鉴定。发现在不同取样时间下,自同一个人的尿液多肽组成分存在差异,降解肽段及其所归属的蛋白质种类和数目具有时间可变性,这种差异在高丰度降解蛋白体现为肽段数目和序列的变化,在低丰度蛋白则表现为"有"或"无"的改变,在24 h内多次取样分析,显著增加了尿液中多肽的检出数目。另一方面,尿液多肽组也具有一定的稳定性,尿调节素的降解肽段SGSVIDQSRVLNLGPITR不仅在各时间点普遍存在,而且相对强度通常高于其序列相关肽段,而胶原蛋白是晨尿中(6时尿液)的优势组分。采用单人单时间点尿液、不同年龄段混合尿液和文献数据对上述特征进行验证分析,结果基本符合。本研究结果表明,尿液多肽组成分随采样时间动态变化,24 h尿液比晨尿更适合作为样本来源,更能全面反映受试者尿液多肽组的情况,而由于阶梯序列的存在和个体差异等因素,肽段的绝对强度不宜作为筛选标志物的依据。
新型二维氮化石墨烯材料高选择性富集糖肽
李娟, 李艳华
2021, 49(9): 1555-1562,1596  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201724
[摘要]  (19) [HTML全文] (19) [PDF 4239KB] (0)
摘要:
糖蛋白的分离和鉴定对研究其生物功能、筛选生物标记物和研发新型生物药等具有重要的意义。由于生物样品成分复杂多样,以及糖蛋白较低的丰度,使得糖蛋白的分离和鉴定十分困难,因此,发展高效的糖肽富集方法非常重要。新型二维材料氮化石墨烯(C2N)具有高比表面积、良好的亲水性和丰富的氮,为糖肽富集提供了可能。本研究制备了C2N材料用于糖肽的选择性富集。所合成的C2N孔径为2.5 nm,比表面积为633 m2/g。基于C2N的糖肽富集方法具有高选择性(能从糖蛋白与牛血清白蛋白质量比为1∶200倍的酶解液中选择性富集糖肽)、高吸附量(150 mg/g)和高回收率(82.2%±7.0%)等特点。将此方法应用于100 μg HeLa细胞裂解液的3个技术重复样品的鉴定,分别得到来源于328、320和316条糖肽的339、353和327个糖基化位点。本研究为糖蛋白组学提供了新的技术,也为潜在肿瘤标记物的发现奠定了方法学基础。
肾透明细胞癌组织S-棕榈酰化修饰蛋白质组的分析
郭佳, 魏丽萍, 陈志营, 何成彦
2021, 49(9): 1563-1571  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210590
[摘要]  (22) [HTML全文] (22) [PDF 2099KB] (0)
摘要:
肾透明细胞癌中介导蛋白质棕榈酰化修饰的蛋白酰基转移酶表达异常,提示肾透明细胞癌可能存在蛋白质棕榈酰化修饰异常改变,并与肿瘤代谢紊乱或致癌信号通路的激活密切相关。本研究采用优化的酰基-生物素置换法(Acyl-biotinyl exchange,ABE),结合蛋白质组学技术,对肾透明细胞癌组织中S-棕榈酰化修饰蛋白进行全面分析,共鉴定出92种高可信度的棕榈酰化修饰蛋白,包括细胞骨架相关蛋白4、磷酸丙糖异构酶、脂肪分化相关蛋白、膜联蛋白A4、微管相关蛋白tau蛋白和钙联蛋白等。通过蛋白质印迹分析技术对其中的脂肪分化相关蛋白(Adipose differentiation-related protein,ADRP)棕榈酰化修饰进行了验证。本研究提供了一种改进的适合分析组织样本的ABE实验方法,所得肾透明细胞癌组织中的S-棕榈酰化修饰蛋白的分析结果可为肾透明细胞癌早期诊断、治疗和预后的分子靶点等方面的研究提供基础数据,对进一步深入研究肾透明细胞癌发病机制具有重要的参考价值。
热提取乳液进样-单颗粒电感耦合等离子体质谱法测定食品包装材料中的纳米银
梁维新, 潘佳钏, 林晨, 郭鹏然
2021, 49(9): 1572-1579  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210463
[摘要]  (23) [HTML全文] (23) [PDF 4423KB] (0)
摘要:
建立了热提取乳液进样-单颗粒电感耦合等离子体质谱法测定抗菌包装材料中纳米银颗粒(AgNPs)的方法。采用十氢萘在高温条件下破坏聚乙烯高分子链,提取抗菌包装材料中的AgNPs,通过单颗粒电感耦合等离子质谱法(Single particle-inductively coupled plasma mass spectrometry,SP-ICP-MS)测定了AgNPs的质量/颗粒浓度以及粒径分布,考察了方法的最佳提取温度、提取效率和检出限,并应用于实际样品测定。实验结果表明,热提取过程未对AgNPs的粒径分布和颗粒浓度造成影响,薄膜和袋装两种类型的抗菌包装材料的最佳提取温度为150℃,提取效率分别为94.3%和90.3%,方法的粒径检出限为23 nm。实际样品测试结果显示,4种抗菌包装材料的AgNPs含量在0.038~4.884 μg/g之间,AgNPs占总银的比率在0.69%~3.80%之间,平均粒径在35.5~85.1 nm之间。本方法可快速、准确评价食品包装材料中AgNPs含量及粒度分布。
实验室光谱仪与高光谱相机之间模型转移的研究
李雪莹, 任国兴, 吕美蓉, 刘岩, 孙中梁, 侯广利, 范萍萍
2021, 49(9): 1580-1586  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191165
[摘要]  (29) [HTML全文] (29) [PDF 1704KB] (0)
摘要:
实验室光谱仪是指通过光谱仪仅能获取光谱信号的光谱仪,高光谱相机可通过图像获取图像和光谱两种信息。在使用实验室光谱仪的条件下,针对不同温度、不同实验室的光谱仪、不同测量条件、不同地区间样品等因素的模型转移均已有研究报道,但是,针对高光谱相机与实验室光谱仪之间的模型转移问题的研究较少。本研究以青岛164份土壤样品为例,获取其实验室光谱仪光谱数据和高光谱相机数据,以实验室光谱仪光谱数据分别建立总氮(TN)、总磷(TP)含量模型,将分段直接矫正算法、模型更新法和斜率/截距修正法3种方法联用(Piecewise direct standardization-model updating-slope/bias correction method,PDS-MP-S/B),对高光谱数据进行模型转移,将转移后的高光谱数据代入TN、TP含量模型预测其含量值,评价预测效果;同时分析不同PDS窗口个数和标准集个数对预测结果的影响。在TN含量预测中,当PDS窗口个数为19、标准集个数为120时,模型转移后预测效果最好,检验集绝对系数(Absolute coefficient of test set,Rt2)为0.736,预测均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)为0.274;在TP含量预测中,当PDS窗口个数为23、标准集个数为80时,模型转移后预测效果最好,Rt2为0.647,RMSEP值为0.231。实验室光谱仪和高光谱相机之间模型转移问题的研究和解决,对高光谱相机采集的大量图像信息数据可进行快速预测,大大减少了工作量,为高光谱相机广泛应用于定量分析、快速检测技术提供了重要参考。
磁性富勒烯分散固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定菊花中农药残留
宋伟, 周典兵, 郭春丽, 韩芳, 丁磊, 吕亚宁, 贾学颖, 郑平, 邓晓军
2021, 49(9): 1587-1596  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191683
[摘要]  (24) [HTML全文] (24) [PDF 2878KB] (1)
摘要:
合成了磁性富勒烯(Fe3O4@SiO2@C60),考察了其作为固相萃取吸附剂对菊花中农药的萃取富集性能,建立了超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)同时测定可食用菊花中9种农药(嘧菌环胺、苯酰菌胺、唑虫酰胺、嘧菌酯、吡唑醚菌酯、肟菌酯、唑螨酯、哒螨灵、辛硫磷)的分析方法。结果表明,Fe3O4@SiO2@C60对这9种农药有明显的吸附作用。考察了磁性分散固相萃取的影响因素,得到最佳的萃取和洗脱条件:以30.0 mg Fe3O4@SiO2@C60作为吸附剂,振荡萃取20 min,磁性分离,加1 mL乙酸乙酯洗脱液解析并重复2次。制备的Fe3O4@SiO2@C60材料具有良好的稳定性和可重复利用性。在0.005~0.1 mg/L范围内,9种目标农药呈现良好的线性关系,线性相关系数大于0.999。方法检出限在0.001~0.003 mg/kg之间,定量限在0.003~0.01 mg/kg之间。当添加水平为0.01、0.05和0.10 mg/kg时,回收率在71.0%~94.6%之间,相对标准偏差(n=6)在4.6%~11.3%之间。本方法操作简单、灵敏度高、分析速度快、成本低,适用于菊花中上述9种农药的定性与定量测定。
目录
分析化学2021年第49卷第1期封面及目次
2021, 49(1): 0-0
[摘要]  (343) [HTML全文] (343) [PDF 11880KB] (343)
摘要:
评述与进展
基于简单信号读出的即时检测研究进展
饶红红, 刘海霞, 罗明月, 薛新, 魏明明, 薛中华
2021, 49(1): 1-13  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201346
[摘要]  (278) [HTML全文] (278) [PDF 5514KB] (278)
摘要:
即时检测(Point-of-care testing,POCT)技术作为一种简便、快速的在线分析检测手段,在疾病诊断、健康管理、环境监测和应急响应分析等领域得到了广泛应用。有效构建适于各种目标分析物的简单信号读出的产生、转移、放大和增敏策略,发展具有简单、快速、灵敏的分析检测信号,已成为POCT研究领域关注的热点。一些具有特殊催化性能的功能化纳米材料的引入,进一步促进了颜色、温度、压力、质量和距离(长度)等简单信号读出的应用,极大地拓展了此类方法在简单、快速、灵敏传感分析中的应用。本文针对基于简单信号读出的POCT研究进展,从原理、分类和应用方面进行了综述,并对此类传感方法的发展方向和应用前景进行了展望。
基于碳量子点荧光开启检测还原性生物小分子的研究进展
张昊晨, 郭永明
2021, 49(1): 14-23  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201349
[摘要]  (347) [HTML全文] (347) [PDF 3126KB] (347)
摘要:
人体内的生物分子参与许多重要的生命活动,特别是一些具有还原性的生物小分子,对维持人体健康和抵御疾病具有重要作用,因此,还原性生物小分子的快速准确检测具有重要意义,其中荧光开启(Fluorescence turn-on)检测是一种灵敏度高、操作简便的检测方法。碳量子点(CQDs)是近年出现的一种结构新颖的零维荧光碳纳米材料,具有生物兼容性好、毒性低、易制备、价格低、光稳定性好、荧光量子产率高等优点,在还原性生物小分子荧光开启检测方面极具应用潜力。本文重点介绍了近三年CQDs在葡萄糖、抗坏血酸、多巴胺、生物硫醇、尿酸荧光开启检测中的研究进展,并对CQDs在这些生物小分子荧光开启检测中面临的机遇与挑战进行了论述。
分子印迹技术在蛋白质翻译后修饰分析中的应用
张攀, 姜丽艳, 马玖彤, 贾琼
2021, 49(1): 24-33  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201369
[摘要]  (361) [HTML全文] (361) [PDF 3458KB] (361)
摘要:
蛋白质翻译后修饰在细胞的生命过程中发挥着重要的调控作用,可赋予蛋白质特定的生物活性,发挥相应的功能。翻译后修饰蛋白质在生物体中的含量非常低,因此,准确鉴别蛋白质的翻译后修饰面临着巨大的挑战。利用分子印迹技术制备的印迹材料,具有与目标分子尺寸、形状和功能基团匹配的印迹空腔,在翻译后修饰蛋白质的分离富集领域表现出了极大的应用潜力。本文概述了蛋白质翻译后修饰和分子印迹技术的种类、特点,在此基础上综述了分子印迹技术在糖基化、磷酸化、乙酰化、硫酸化翻译后修饰蛋白质富集中的应用,并对其发展前景进行了展望。
仪器装置与实验技术
基于同轴鞘流的毛细管电泳-电喷雾质谱接口的研究与应用
朱柳, 张乃倩, 方盼, 潘建章, 黄超兰, 方群
2021, 49(1): 34-41  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201408
[摘要]  (371) [HTML全文] (371) [PDF 3908KB] (371)
摘要:
研制了一种基于双毛细管的伸出型同轴鞘流毛细管电泳-电喷雾电离质谱(CE-ESI-MS)接口。通过设计不同的电路连接方式,实现自制接口与两台具有不同结构ESI源的质谱仪器的在线联用。此CE-ESI-MS系统可利用毛细管尖端电喷雾产生的负压作用完成流体动力进样,可实现皮升级微量样品的引入。此接口制作简单,成本低廉,死体积小。基于优化的缓冲液组成、鞘液流速和CE分离毛细管的伸出长度,系统可在长时间运行中保持稳定的电喷雾,质谱信号的相对标准偏差(RSD)为3.4%。对利血平样品的连续9次进样的保留时间、半峰宽、峰高、峰面积的重现性分别为1.9%、9.2%、16.9%和8.2%。在22 cm的有效分离长度内,此系统可在9 min内完成18种标准氨基酸的分离分析;在9 min内实现5种标准多肽混合物的基线分离,分离效率可达到7.27×105 plates/m;对于细胞色素C的酶解产物,可在8 min内分离鉴定18种肽段。
研究报告
核酸侵入反应偶联纳米金探针杂交显色技术可视化检测乙醛脱氢酶2基因多态性位点
盛楠, 岳慧杰, 逄淑云, 齐谢敏, 张晏洁, 吴燕子, 宋沁馨, 邹秉杰, 周国华
2021, 49(1): 42-49  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201234
[摘要]  (307) [HTML全文] (307) [PDF 2866KB] (307)
摘要:
传统的乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2)基因多态性位点(rs671)分型手段包括电泳、测序和荧光探针法,但在实际应用中存在步骤繁琐或检测成本高等问题。本研究基于聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR),将核酸侵入反应和纳米金探针(Gold nanoparticle probe,GNP)杂交显色技术偶联,建立了操作简便的ALDH2基因rs671位点可视化检测方法。在反应体系中,首先对样本DNA进行PCR扩增,再由级联核酸侵入反应识别等位基因,随后加入两种GNP与溶液中的发夹探针杂交显色。当样本DNA包含靶标等位基因时,体系中的发夹探针会在核酸侵入反应阶段被核酸内切酶1(Flap endonuclease 1,FEN1)切割裂解成两部分,这两部分序列分别与两种GNP杂交并分散在溶液中,最终溶液为红色;无靶标等位基因时,体系中的发夹探针保持完整结构,同时与两种GNP杂交,溶液中的GNP聚集,沉淀至管底,最终溶液为无色。因此,根据反应最终溶液的颜色可直接判断基因型。在最优条件下,本方法成功检测了低至80 pg的基因组DNA,并能准确区分3种基因型,表明本方法具有极高的灵敏度和特异性。将本方法用于临床样本ALDH2基因的rs671位点检测,207例样本可视化检测结果与焦磷酸测序分型结果完全一致,表明本方法在精准医学相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)分型检测方面有潜在的应用前景。
微流控芯片和比色法双模同时检测副溶血性弧菌和鼠伤寒沙门氏菌
何立勇, 俞佳乐, 李天华, 陈荣恒, 林建原, 干宁
2021, 49(1): 50-59  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201354
[摘要]  (314) [HTML全文] (314) [PDF 5867KB] (314)
摘要:
由病原微生物引起的食源性疾病日益引起全球关注,迫切需要开发同时快速检测多种食源性致病菌的方法。本研究建立了一种基于磁性适配体捕获探针的微流控芯片-比色双模式传感器,实现了副溶血性弧菌(V.P)和鼠伤寒沙门氏菌(S.T)的快速定性和同时定量分析。此探针包括磁珠及其表面修饰的含ATP、待测物适配体及重复G碱基核苷酸片段的DNA长链。当探针和目标物结合后,会释放出上述DNA长链,形成与氯高铁血红素(Hemin)结合的G四链体,具有类过氧化物酶活性,可催化四甲基联苯胺(TMB)-H2O2体系的反应,产生肉眼可见的蓝色,实现两种致病菌的现场分析。释放的DNA长链经过EcoRV核酸内切酶剪切后,得到不同长度DNA片段,分别对应V.P和S.T的数量。在微流控芯片中分析和测定各片段,可实现两种细菌的定量分析。在最佳实验条件下,传感器对两种细菌检测的线性范围为102~107 CFU/mL,检出限可达30 CFU/mL。此传感器为现场定性筛查致病菌污染水平和实验室准确检测其含量提供了可靠的方法。
基于碘刻蚀金纳米棒的比色法测定多巴胺
覃秀, 袁春玲, 石睿, 王述正, 王益林
2021, 49(1): 60-67  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201384
[摘要]  (332) [HTML全文] (332) [PDF 3134KB] (332)
摘要:
基于金纳米棒(AuNRs)具有可调节的表面等离子共振(SPR)光学特性,以及多巴胺(DA)还原KIO3生成的I2刻蚀AuNRs,并使其光谱蓝移的原理,发展了一种以波长变化为响应信号的比色分析法,用于多巴胺(DA)的高灵敏测定。KIO3不能刻蚀AuNRs,但在DA存在下,IO3-还原生成的I2能刻蚀AuNRs,使其纵向局域表面等离子共振(LSPR)吸收峰蓝移,并伴有明显的由酒红色到蓝色的颜色变化。在保持AuNRs用量一定的条件下,考察了KIO3浓度、温度、pH值和孵育时间等因素对信号响应的影响。结果表明,在KIO3浓度为0.7 mmol/L、反应温度为50℃、pH=2.6及孵育时间为6 min的条件下,AuNRs吸收波长的蓝移值与DA浓度在0.80~60.0 μmol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为0.62 μmol/L(3σ/k),尿液中常见的共存物不干扰测定,实际尿液样品中DA的加标回收率在103.0%~110.8%之间。
基于仿生纳米导线的电化学传感器对水体重金属毒性的检测分析
王羽, 王蔚港, 杨向黎, 尹伶灵, 商冉, 李霞, 陈燕
2021, 49(1): 68-75  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191611
[摘要]  (305) [HTML全文] (305) [PDF 2450KB] (305)
摘要:
准确快速诊断水体重金属类污染物的毒性对保障饮用水安全至关重要。本研究基于大肠杆菌(E.coli)细胞膜受损的毒性响应机理,以K3Fe(CN)6作为胞外电子受体,碳纳米管(CNTs)作为仿生纳米导线,建立了一种基于电化学传感器的水体重金属毒性检测新方法。考察了电极修饰材料、菌体浓度、电子传递体与毒性物质加入顺序、K3Fe(CN)6浓度、菌体与毒物的接触时间等因素对传感器灵敏度的影响。在最佳实验条件下,测得单一金属离子Zn2+、Cd2+、Cu2+、Ag+和Pb2+E.coli毒性的半数抑制浓度(IC50)分别为10.72、15.03、6.14、16.28和20.98 mg/L。本方法操作简单、检测成本低、检测时间短且结果准确、可靠,有望用于水体急性毒性的快速预警和筛查,具有重要的实际应用价值。
基于核酸适配体和金纳米颗粒的荧光比色双模式检测As(Ⅲ)
袁敏, 王梦雪, 郑玉竹, 曹慧, 徐斐, 叶泰, 于劲松
2021, 49(1): 76-84  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201180
[摘要]  (364) [HTML全文] (364) [PDF 3501KB] (364)
摘要:
基于金纳米颗粒(AuNPs)对荧光基团的荧光共振能量转移和其自身独特的光学效应,结合高亲和力和高特异性的核酸适配体,建立了一种荧光和比色双模式检测As(Ⅲ)的方法。将荧光基团修饰的As(Ⅲ)特异的核酸适配体(FAM-Apt)吸附在未修饰的AuNPs表面,FAM-Apt与AuNPs之间发生荧光共振能量转移,导致荧光猝灭。体系中存在As(Ⅲ)时,As(Ⅲ)与FAM-Apt结合,使FAM-Apt从AuNPs表面释放,荧光增强;同时,失去FAM-Apt保护的AuNPs在盐溶液中发生聚集,溶液由红色变为蓝灰色,因此可以通过荧光和比色双模式进行As(Ⅲ)的检测。荧光强度和吸光度比值的变化分别与As(Ⅲ)浓度呈良好的线性关系,荧光法的线性检测范围为5~800 μmol/L,检出限为3.64 μmol/L(3σ);比色法的线性检测范围为5~100 μmol/L,检出限为3.42 μmol/L(3σ);两种模式综合后的线性检测范围为5~1000 μmol/L,检出限为1.55 μmol/L(3σ)。本方法简单、快速、易操作,两种检测模式可以相互验证和联合使用,并成功用于检测果蔬中的As(Ⅲ),为其它生物小分子、金属离子和蛋白质的检测提供了一种基于核酸适配体的通用方法。
基于遗传算法与线性叠加模型的混合物组成拉曼光谱定量分析
温国基, 戴连奎, 刘薇
2021, 49(1): 85-94  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201500
[摘要]  (382) [HTML全文] (382) [PDF 3170KB] (382)
摘要:
提出了一种基于遗传算法(Genetic algorithm,GA)与线性叠加模型的拉曼光谱定量分析算法。仅需已知一种主要物质的拉曼光谱,即可基于一批包括该物质的混合物样本,结合相关分析获得各组分的特征峰位;再利用遗传算法拟合优化混合物对应的纯物质光谱矩阵;最后利用拟合得到的光谱矩阵,建立混合物中各种物质的拉曼光谱定量分析模型。本方法只在模型训练过程优化模型参数时计算量较大,而在实际预测时只需进行简单的矩阵运算即可,实时计算量很小,适用于连续在线应用。本方法可应用于液相或气相混合物的定量分析。以天然气为例,仅知主要组分甲烷的拉曼光谱时,基于一组已知其组成与拉曼光谱的天然气训练样本,建立了天然气中主要组分(CH4、C2H6、C3H8、CO2、N2、H2、CO)拉曼光谱定量分析模型;对于测试样本集,对应的预测均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.488%、0.103%、0.358%、0.079%、0.087%、0.126%和0.022%,复相关系数(Multi-correlation coefficient,R2)分别为0.995、0.991、0.990、0.991、0.998、0.999和0.999。尽管此结果不及所有纯物质光谱均已知情况下得到的结果,但为大多数纯物质光谱未知的情况提供了一种解决方案。
利用非共价复合物实现对布洛芬分子的手性分析
古连城, 周爱南, 陈新, 吴芳玲, 李建其, 余绍宁, 周鸣飞, 丁传凡
2021, 49(1): 95-102  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201477
[摘要]  (332) [HTML全文] (332) [PDF 3323KB] (332)
摘要:
手性药物的检测对于深入了解药物作用机理具有十分重要的意义。布洛芬(Ibuprofen)是常用的临床消炎药物,具有R型和S型两种构型,但其消炎作用却几乎全部由S-布洛芬所提供。本研究建立了一种区分布洛芬手性的方法,将布洛芬对映体与γ-环糊精及BaCl2混合,得到系列非共价复合物,利用捕集离子淌度质谱(Trapped ion mobility spectrometry-time-of-flight mass spectrometry,TIMS-TOF MS)测量各物质的离子淌度(Ion moboility)。采用TIMS-TOF MS成功分离了非对映体离子[γ-CD+R-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]2+与[γ-CD+S-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]2+,碰撞截面的差值高达0.07 nm2。此外,实验结果表明,一系列[γ-CD+S-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]2+的离子淌度谱峰强度分数与其摩尔分数呈线性关系。本方法无需对样品分子进行前处理或化学衍生化,可以快速、高效地分析手性分子。
纳米四氧化三铁基质用于基质辅助激光解吸电离质谱法分析小分子化合物
赵玥祯, 徐杨, 龚灿, 鞠钰蕊, 刘兆鑫, 许旭
2021, 49(1): 103-112  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201391
[摘要]  (276) [HTML全文] (276) [PDF 3677KB] (276)
摘要:
考察了基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)使用纳米四氧化三铁(Fe3O4)基质分析氨基酸、寡糖和甘油三酯等小分子化合物的效果。与不同的纳米基质以及二元混合基质比较后,选择Fe3O4纳米基质,以D,L-焦谷氨酸、D,L-天冬酸、L-脯氨酸、L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖、棉子糖、三棕榈酸甘油酯和三油酸甘油酯为样品,考察了实验条件对噪音和信号强度的影响,结果表明,Fe3O4作为MALDI基质具有在增强检测信号强度的同时降低背景噪声的特点。在正电荷检测模式下,选择激光能量为70%,采用先加基质再加分析物的点样方法进行分析,结果表明,纳米Fe3O4基质用于检测氨基酸、寡糖和甘油三酯的重现性和灵敏度良好。在优化条件下分析L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖和三油酸甘油酯,点内重复性相对标准偏差(RSD)<3.2%,点间重复性RSD<6.0%,在0.05-1.0 mg/mL范围内,测定3种样品的线性相关系数R2>0.997,显示出良好的定量分析潜力。
花状氧化锌纳米纤维选择性固相微萃取食品包装材料中的5种苯并三唑类紫外线吸收剂
王会菊, 杨明红, 卞雪丽, 牛丽雪, 刘海兰, 夏丹丹
2021, 49(1): 113-120  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201308
[摘要]  (286) [HTML全文] (286) [PDF 2318KB] (286)
摘要:
氧化锌(ZnO)具有良好的化学稳定性和热稳定性,以及较强的吸附性能,可作为固相微萃取(SPME)的纤维涂层。本研究采用水热法在NiTi纤维基体表面生长交联的氧化钛氧化镍复合纳米片(TiO2@NiOCNFs),用恒电位法在其表面成功构筑花状ZnO纳米片(ZnONFs)涂层。将制备的新型ZnONFs-TiO2@NiOCNFs-NiTi纤维与高效液相色谱(HPLC)联用,研究了其对典型芳香族化合物的萃取性能。结果表明,所组装的新型ZnONFs纤维涂层对5种苯并三唑类紫外线吸收剂(BUVFs)有良好的萃取选择性和高的萃取效率。在的优化条件下(pH 7.0、萃取温度30℃、萃取时间40 min、解吸时间3 min、搅拌速率500 r/min、5%(w/V)NaCl),本方法对BUVFs的线性范围为0.05~200 μg/L,相关系数大于0.9988,检出限(LODs)为0.042~0.230 μg/kg。单支纤维对50 μg/L BUVFs标准混合溶液萃取测定,日内和日间相对标准偏差(RSD)分别小于6.4%和7.5%(n=5)。所建立的固相微萃取-高效液相色谱(SPME-HPLC)法用于测定不同类塑料食品包装材料中的BUVFs,回收率为83.6%~104.0%,RSD为5.5%~8.3%。此纤维性质稳定、重现性好,单支纤维能够完成整个分析过程。
共价接枝蛋白对二氧化钛纳米管血液相容性的影响
贾二娜, 林园, 苏朝晖
2021, 49(1): 121-127  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201544
[摘要]  (303) [HTML全文] (303) [PDF 4012KB] (303)
摘要:
血液中的蛋白质在接触材料表面的吸附行为与方式是影响植入材料血液相容性的重要因素。本研究利用硅烷偶联剂在二氧化钛纳米管基底上制备了富含氨基与羧基的表面,并通过共价偶联的方式,将牛血清白蛋白(BSA)与纤维蛋白原(Fib)固定到二氧化钛纳米管表面。通过对蛋白质吸附及表面血小板粘附行为的研究探讨了BSA与Fib的二级结构变化与血小板粘附行为之间的关系。研究发现,经羧基固定的BSA和氨基固定的Fib表面蛋白质二级结构中的β-折叠和β-转角比例较高,血液相容性更好;同时BSA对血小板的粘附具有选择性,当采用氨基固定BSA时,会导致识别血小板中的特异性受体序列暴露,血小板激活程度增加。
热脱附-冷阱系统-气相色谱-质谱法同时测定卷烟烟丝中7种生物碱和9种香精成分
陈凤明, 张峰, 高飞, 雍炜, 杨敏莉, 冯峰
2021, 49(1): 128-136  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201555
[摘要]  (288) [HTML全文] (288) [PDF 3253KB] (288)
摘要:
建立了热脱附-冷阱系统-质谱技术(TDU-CIS-MS)同时检测卷烟烟丝中7种生物碱(尼古丁、降烟碱、新烟碱、麦斯明、二烯烟碱、异喹啉和2,3-联吡啶)和9种香精(二氢香豆素、香兰素、香豆素、乙基香兰素、甲基香兰素、7-甲基香豆素、7-甲氧基香豆素、7-乙氧基-4甲基香豆素和环香豆素)的分析方法。通过在线热脱附卷烟样品,优化了热脱附温度、热脱附时间、冷阱捕集管及温度以及吹扫时间等条件,使挥发的生物碱和香精化合物进入冷阱系统富集,以DB-5MS色谱柱分离,在选择离子监测模式(SIM)下,采用基质曲线外标法定量分析以消除基质效应。结果表明,7种生物碱和9种香精成分的线性检测范围为1~500 μg/L,线性相关系数(R2)均大于0.993,方法检出限为0.02~0.50 μg/kg,定量限为0.10~2.0 μg/kg。此方法样品前处理简单、安全、灵敏度和准确性高,适用于烟草中生物碱和香精成分的测定,对于加热不燃烧卷烟烟丝中复杂挥发性痕量物质成分的分析具有重要意义。
流体包裹体CO2碳同位素组成的在线连续流分析方法研究
金贵善, 刘汉彬, 张建锋, 韩娟, 邱林飞, 李军杰, 张佳, 石晓
2021, 49(1): 137-143  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201363
[摘要]  (312) [HTML全文] (312) [PDF 1398KB] (312)
摘要:
在矿物包裹体中CO2碳同位素组成的分析中,通常采用离线式机械破碎或者高温加热爆裂的方式将包裹体中的CO2释放出来,纯化后,利用同位素比质谱仪双路测试其碳同位素组成。本研究设计了一种在线连续流爆裂提取装置,通过气体转换接口Conflo Ⅳ与稳定同位素质谱仪(IRMS)连接,采用高纯氦气作为载气,将石英单矿物的包裹体加热爆裂释放出来,并迅速带离高温区,减少同位素发生交换,液氮冷冻收集的气体加热释放后,经色谱柱分离,测试CO2碳同位素组成,分析精度优于0.20‰(1 σ)。此外,将进样针连接于此系统,利用碳酸盐标准物质生成CO2气体,收集并进行测试验证,结果表明,多标准建立碳同位素组成校正曲线的线性相关性(R2=1)较好。此系统可以快速、准确地在线分析矿物包裹体中CO2碳同位素组成,实验过程全部在线完成,操作流程更加简化,实验效率大幅提高。
乳腺癌组织成分变化的拉曼光谱学研究
马丹英, 符娟娟, 唐金兰, 包一麟, 尚林伟, 王潇, 尹建华
2021, 49(1): 144-150  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201537
[摘要]  (283) [HTML全文] (283) [PDF 1702KB] (283)
摘要:
拉曼光谱学技术可在分子层次上获取组织病变的微观信息。本研究采用显微拉曼光谱系统对20位患者的健康与癌变乳腺组织进行原位拉曼光谱探测,研究组织中生化成分的变化。对健康与癌变乳腺组织的平均拉曼光谱进行对比分析发现,相比于健康组织,癌变组织的光谱强度明显降低。比较两类组织的蛋白质成分与脂质成分的拉曼强度比值发现,癌变组织中的脂质含量减少,蛋白质含量增加。同时,在组织癌变过程中,饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化,并且多不饱和脂肪酸的含量增加,单不饱和脂肪酸的含量减少。本研究表征了乳腺组织癌变过程中更多生化成分的含量变化,尤其是脂肪酸成分含量的变化,对乳腺癌变的生化机理研究具有重要意义,并有助于乳腺癌的早期监测及光谱学诊断。
基于可调控咖啡环效应的表面增强拉曼光谱法检测有机染料
薛长国, 唐毓, 李世琴, 张宏艳, 李本侠
2021, 49(1): 151-158  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201535
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摘要:
表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是快速、无损检测生物化学物质的良好平台,理论上可检测单个分子水平上的化学物质,但这种潜力受到SERS基底的限制。本研究采用基于可调控咖啡环效应的基底,用于提高SERS在测定痕量分析物时的灵敏度和简便性。通过氧等离子技术改变聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)衬底的表面亲疏水性,进而控制待测染料在衬底上形成的咖啡环形状,考察衬底对拉曼信号的影响;将绿色合成的纳米银颗粒(Silver nanoparticles,AgNPs)与待测染料溶液混合,沉积在PDMS衬底,形成咖啡环,探究拉曼信号的增强效果。结果表明,疏水性的增加,减小了咖啡环的尺寸,提高了咖啡环的紧密度,拉曼信号集中在环上,灵敏度高、重复性好,相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)为5%;咖啡环的形成不仅浓缩了分析物,还减少了AgNPs之间的空间,从而增强了热点效应,SERS检测灵敏度显著提高,检出限达到1×10-6 mol/L。这种基于咖啡环效应的SERS为废水中染料检测提供了灵敏和环保的方法,具有广阔的应用前景。