首页 > 期刊 > 分析化学
目录
分析化学 2020年第48卷第5期 封面及目次
2020, 48(5): 0-0
[摘要]  (37) [PDF 6538KB] (3)
摘要:
核酸适配体筛选与分析应用专辑
《核酸适配体筛选与分析应用》专辑序言
屈锋
2020, 48(5): 559-559
[摘要]  (27) [PDF 641KB] (2)
摘要:
评述与进展
蛋白质的核酸适配体筛选及应用的研究进展
赵丽萍, 杨歌, 张小敏, 屈锋
2020, 48(5): 560-572  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201024
[摘要]  (34) [PDF 1073KB] (0)
摘要:
核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)筛选方法获得的,能够与靶标分子高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是一种非常重要的生物功能大分子,迄今为止,已经开发了许多SELEX技术,用于蛋白质的适配体的筛选。目前,适配体的筛选优化方法主要集中在提高筛选效率、降低筛选成本,以及提升适配体性能等方面,从而获得可与靶标分子以高亲和力和高特异性结合的适配体。适配体与靶标分子亲和力的表征是关键的筛选步骤,用于判定所筛选的适配体是否可以满足后续应用需求。本文归纳总结了2016年以来蛋白质靶标的适配体筛选的研究进展,对核酸适配体筛选过程中有关核酸库的优化方法和筛选方法的改进、新筛选方法的开发、核酸适配体的应用等方面的研究进行了评述。
小分子靶标的核酸适配体筛选研究进展
王子健, 陈尔凝, 杨歌, 赵新颖, 屈锋
2020, 48(5): 573-582  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201101
[摘要]  (27) [PDF 1971KB] (0)
摘要:
核酸适配体(Aptamer)作为新型识别分子,在小分子传感分析和检测中有很大的应用潜力。小分子的Aptamer筛选是其应用的前提。本文综述了2015~2019年,有关毒素、抗生素、激素等近80种小分子的Aptamer的筛选研究进展,归纳总结了近百条Aptamer序列和平衡解离常数KD及其测定方法,简要介绍了基于氧化石墨烯、人类基因组、石英晶体微天平以及计算机辅助筛选等改进型指数富集配体系统进化技术。
毛细管电泳与核酸适配体高效筛选
朱超, 赵新颖, 杨歌, 屈锋
2020, 48(5): 583-589  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201173
[摘要]  (23) [PDF 851KB] (0)
摘要:
指数富集配体系统进化(SELEX)技术是核酸适配体筛选的通用技术,精准高效的筛选方法和筛选策略设计是成功筛选适配体的关键。本文概述了本课题组自2007年以来,应用毛细管电泳(CE)技术研究核酸适配体高效筛选的有关工作,包括CE在核酸适配体筛选前、筛选中及筛选后各环节中的分析分离应用、不同蛋白靶的分类及筛选策略、多种CE筛选模式和多尺度靶标的核酸适配体筛选。同时,探讨了SELEX中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。
基于微流控芯片的核酸适配体筛选技术研究进展
姜浩, 吕雪飞, 赵可心
2020, 48(5): 590-600,684  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191775
[摘要]  (27) [PDF 1718KB] (1)
摘要:
适配体(Aptamer)是通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的,可与靶标分子以高亲和力特异性结合的单链DNA或RNA,在生物分离分析、临床诊断和疾病靶向治疗等领域应用广泛。适配体的发展与筛选技术的进步密切相关,以SELEX为基础,研究者开发了磁珠SELEX和毛细管电泳SELEX等多种适配体体外筛选技术,但这些方法存在筛选轮次多、筛选周期长和样品消耗量大、对小分子筛选效率低等缺点。微流控芯片具有体积小、高通量和易集成等特点,基于微流控芯片的SELEX技术在一定程度上可解决上述问题,实现适配体快速、高通量的体外筛选。本文在总结SELEX及其关键技术要点的基础上,重点评述了基于微流控和微阵列芯片SELEX技术的研究进展,并对SELEX技术中未来的发展方向进行了总结和展望。
研究报告
毛细管电泳法筛选人IgG的Fc片段核酸适配体
杨歌, 韩诗邈, 赵丽萍, 朱超, 黄渊余, 屈锋
2020, 48(5): 601-607  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191761
[摘要]  (23) [PDF 2105KB] (0)
摘要:
基于毛细管电泳-指数富集配体系统进化技术(CE-SELEX)建立了免疫球蛋白G(IgG)的Fc片段的核酸适配体筛选方法。通过毛细管区带电泳方法分析IgG完整蛋白、Fc与Fab片段的样品的纯度、荷电性质及是否吸附的特征,并比较三者与核酸库的亲和力。结果表明,IgG与核酸库形成明显的复合物,而Fc和Fab片段与核酸库的亲和力很弱。在筛选Fc片段的适配体时,选择Fab片段作为反筛靶,对去除非特异性结合序列无显著作用。设计了针对Fc片段的适配体筛选方案,在优化的孵育条件(10 mmol/L Na2HPO4-KH2PO4 (pH 7.17),0.05 mmol/L Mg2+,37℃孵育25 min)下,经3轮筛选获得Fc片段的核酸适配体Seq Fc1-3,KD值为0.071-0.321 μmol/L,经胶体金比色分析方法验证了其亲和力与特异性。
基于杂交链式反应的适配体传感器用于卡那霉素的比色检测
田润, 陶晴, 卞晓军, 朱福琳, 颜娟
2020, 48(5): 608-614  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191708
[摘要]  (24) [PDF 1688KB] (0)
摘要:
基于醛基化磁珠颗粒(Aldehyde magnetic beads,AMBs)和DNA杂交链式反应(Hybridization chain reaction,HCR)的信号放大策略,设计了检测卡那霉素(Kanamycin,Kana)的比色适配体生物传感器(Aptasensor)。制备了Mbs@DNA复合物,其上的卡那霉素适配体链与卡那霉素发生特异识别后,释放出互补链,互补链含有设计好的引发序列,可作为信号探针,引发HCR反应,生成的双链DNA(Double-stranded DNA,dsDNA)表现出强负电性,与溶液中带负电金纳米颗粒(Goldnanoparticles,AuNPs)相互排斥,在高盐条件下,AuNPs的稳定性被破坏而发生聚集,导致溶液的颜色从红色变为紫色,吸收光谱也发生变化。本方法检测卡那霉素的线性范围为1.6~32.0 nmol/L,检出限为0.9 nmol/L(S/N=3);实际样品牛奶和蜂蜜样品中卡那霉素的加标回收率在96.0%~105.0%之间,相对标准偏差在3.3%~5.0%之间,说明本方法实用性良好。本方法对卡那霉素的检测具有较高的灵敏度和特异性,操作简单便捷,适用于现场检测等。同时,根据不同待测物具有与其特异性结合的适配体,本方法为其它目标物的检测提供了参考,在食品安全检测与监管中具有良好的应用前景。
毛细管电泳法研究核酸库容量对蛋白质适配体筛选的影响
李林森, 朱超, 赵毅, 杨歌, 屈锋
2020, 48(5): 615-622  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191693
[摘要]  (31) [PDF 1766KB] (0)
摘要:
毛细管电泳(CE)具有高分辨、快速分离、样品用量小和无需固相介质等优点,是高效筛选核酸适配体的方法之一。然而,由于CE的进样量少,有限的核酸库容量是否影响毛细管电泳-指数富集配体系统进化(CE-SELEX)适配体的筛选效率,尚不明确。本研究以神经元特异性烯醇化酶(NSE)为模式蛋白,考察了CE筛选中核酸库容量对筛选效率的影响,以明确CE-SELEX方法的有效性。分别使用4个浓度(0.1、1、10和100 μmol/L)的初始核酸库进行适配体筛选,比较了初始库与经3轮筛选后的次级核酸库的亲和力。结果表明,4个核酸库筛选轮次间库亲和力相近,且经2轮筛选后均得到了微摩尔级别的核酸适配体。此外,用高浓度核酸库筛选获得的序列更具多样性,但未能提升候选序列亲和力。经2轮筛选得到NSE的核酸适配体Seq qN-01,其与NSE复合物的解离常数(KD)为(4.72±0.15) μmol/L,并表现出很好的特异性。综上,核酸库容量会提高后续富集库的序列多样性,但对适配体筛选效率没有显著影响。
哈维氏弧菌与溶藻弧菌共有核酸适配体的筛选及鉴定
刘慧敏, 郝聚敏, 许净, 鄢庆枇, 高晗, 郑江
2020, 48(5): 623-631  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191663
[摘要]  (23) [PDF 2998KB] (0)
摘要:
共有位点是指不同微生物上结构相同或相似的位点,有些共有位点是同种或同属微生物所共有的,可以作为微生物种属鉴定的标记位点。因此,筛选这些共有位点的共有核酸适配体,不仅有助于对这些微生物进行总量分析,对于相关微生物的种属鉴定也具有重要意义。本研究以哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为靶目标,筛选这两种弧菌共有位点的共有核酸适配体。经过8轮筛选,适配体富集库的亲和力提高了24.1倍,同源性分析表明,适配体富集库呈明显的收敛性,表现了较好的筛选效率。对2个核酸适配体C14和C22的亲和性和特异性进行了研究,结果表明,这两个核酸适配体对哈维氏弧菌和溶藻弧菌都有较好的亲和性和特异性,但对哈维氏弧菌的亲和力要显著高于溶藻弧菌,而对非弧菌属的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)的亲和力较弱。C14对哈维氏弧菌和溶藻弧菌的亲和常数(Kd)分别为55.76和82.88 nmol/L,C22对哈维氏弧菌和溶藻弧菌的亲和常数分别为33.97和43.95 nmol/L。二级结构分析显示,两个核酸适配体都以茎环结构为主,其中C22的3'端结构比C14更复杂。荧光显微镜下,与核酸适配体孵育的哈维氏弧菌、溶藻弧菌、嗜水气单胞菌、迟钝爱德华氏菌和大肠杆菌(Escherichia coli)中,只有哈维氏弧菌和溶藻弧菌呈现出明显亮黄色的荧光,其它3种菌则无显著荧光,进一步证明了两个核酸适配体对这两种弧菌有较好的亲和性和特异性。本研究为这两种弧菌的识别检测及水产病原弧菌的种属鉴定奠定了基础。
毛细管电泳法筛选脱铁转铁蛋白的核酸适配体及筛选影响因素分析
杨歌, 赵毅, 韩诗邈, 朱超, 黄渊余, 屈锋
2020, 48(5): 632-641  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191694
[摘要]  (24) [PDF 3024KB] (0)
摘要:
核酸适配体是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术,在体外筛选获得的与目标分子有高亲和力与特异性的寡核苷酸序列。由于筛选过程周期长且影响因素复杂,使用常规筛选方法进行多因素影响的条件优化的工作量大,样品消耗多,目前还少有系统的研究报道。毛细管电泳(CE)具有高分辨率、快速分离、样品用量小、筛选成本低的优势,是核酸适配体筛选的有效方法。本研究以人血清中脱铁转铁蛋白(A-TF)为模式蛋白,利用CE方法研究核酸库长度、孵育温度、缓冲溶液的种类与pH值、金属离子等因素对靶蛋白与核酸库相互作用的影响。结果表明,较短序列的核酸库与靶蛋白的亲和力更高;孵育温度、缓冲液种类与pH值均影响靶蛋白与核酸复合物的形成;低浓度的K、Ca2+与Mg2+可促进复合物形成。基于优化的筛选条件,经过3轮毛细管电泳法筛选,获得了A-TF的适配体Seq A3,采用CE-LIF测得复合物的亲和常数KD=0.476 μmol/L。此适配体可用于人血清基质中A-TF的识别。
乳腺癌生物标志物钙网蛋白的核酸适配体筛选及血清检测和乳腺癌细胞识别
孙淼, 杨歌, 赵毅, 屈锋
2020, 48(5): 642-649  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201004
[摘要]  (27) [PDF 2221KB] (0)
摘要:
钙网蛋白(CRT)与许多癌症的发生密切相关,被认为是乳腺癌侵袭和转移的有效新型生物标志物以及乳腺癌分期和预后的评价指标。本研究利用毛细管电泳-指数富集配体进化技术(CE-SELEX)筛选并鉴定了CRT的核酸适配体。毛细管电泳法、等温滴定量热法及纳米金比色法表征结果表明,适配体Apt 23对CRT具有较高的亲和力和特异性。FAM标记的Apt 23(FAM-Apt 23)可用作毛细管电泳的亲和探针,采用激光诱导荧光检测器,检测血清中CRT的浓度范围为1~1000 nmol/L,检出限为0.5 nmol/L。FAM-Apt 23也可用作CRT的免疫荧光成像探针,可结合在CRT过表达的乳腺癌细胞4T1的表面。初步研究结果表明,利用毛细管电泳筛选的核酸适配体Apt 23可用于CRT识别和检测的探针。
特异性检测珍珠龙胆石斑鱼虹彩病毒病的核酸适配体的筛选与鉴定
余庆, 刘明珠, 肖贺贺, 易弋, 程昊, Putra Dedi-Fazriansyah, 黎思巧, 李鹏飞
2020, 48(5): 650-661  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191647
[摘要]  (24) [PDF 1670KB] (0)
摘要:
石斑鱼虹彩病毒是一种核质DNA病毒,不仅给海水养殖造成巨大的经济损失,而且严重威胁全球生物多样性。为了进一步阐明石斑鱼虹彩病毒侵染致病的分子机理,同时为石斑鱼虹彩病毒病的预防、诊断和治疗提供新的理论依据,本研究以珍珠龙胆石斑鱼虹彩病毒(SGIV-Gx)感染的宿主细胞为靶标,采用指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选获得4条核酸适配体(LYGV1、LYGV2、LYGV3、LYGV4),并对核酸适配体的性质进行了系统的分析研究。各条核酸适配体识别SGIV-Gx病毒感染的宿主细胞具有高特异性和高亲和性,筛选的核酸适配体无毒副作用,而且核酸适配体LYGV3具有一定的抗病毒效果。对核酸适配体的靶标性质进行了分析,结果表明,核酸适配体(LYGV1、LYGV2、LYGV3、LYGV4)的靶标可能是细胞膜蛋白或膜蛋白相关成分。其中,核酸适配体LYGV1的靶位点在SGIV-Gx病毒感染细胞2 h后出现在宿主细胞表面,核酸适配体LYGV2、LYGV3和LYGV4的靶位点的出现时间分别为病毒感染细胞后的4、8和6 h。
核酸适配体亲和柱净化-高效液相色谱法测定莲子中黄曲霉毒素B1
赵颖, 王楠, 高华龙, 郭子轩, 陆安祥, 郭晓军, 卢静华, 栾云霞
2020, 48(5): 662-669  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201030
[摘要]  (30) [PDF 1642KB] (0)
摘要:
以特异性的核酸适配体作为识别元件,制备了黄曲霉毒素B1 (AFB1)的适配体亲和柱(AAC),用于AFB1的特异性识别和富集。对AAC的载样液中有机溶剂含量、载样液的体积和淋洗体积等条件进行了优化。此AAC吸附AFB1的柱容量达到(334.6±18.2) ng,且AAC可重复使用20次。莲子样品经AAC净化富集后,用高效液相色谱-光化学衍生荧光法检测,外标法定量,AFB1检出限达到0.05 ng/mL,回收率为91.8%~108.6%。本方法为食品、农产品和中药等复杂基质中痕量毒素的提取富集和分析提供了新的参考,具有良好的应用前景。
基于适配体的生物膜干涉检测重组人促红细胞生成素α新方法
贺小琴, 罗黎, 郭磊, 谢剑炜
2020, 48(5): 670-675  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191676
[摘要]  (27) [PDF 1420KB] (0)
摘要:
采用生物膜干涉(BLI)表面敏感光谱技术,建立了一种基于链DNA适配体39 nt的传感分析方法,实现了重组人促红细胞生成素α(EPO-α)的灵敏检测。将生物素化的39 nt固定于链霉亲和素传感芯片上,经2200 r/min高速振荡实现微升体积分析物的快速扩散。对适配体39 nt的取向、在BLI传感芯片上的固定浓度和非特异性吸附等影响因素进行了考察,发现50 nmol/L 3’末端生物素化39 nt具有最佳响应信号;加入Tween 20和牛血清白蛋白(BSA)可有效克服非特异吸附。基于麦胚凝集素构建了夹心法信号放大体系,在Tris-TB生理缓冲溶液中,检测EPO-α的线性范围为10~200 nmol/L,检出限为5 nmol/L。应用于人血浆等复杂基质中的EPO-α检测,回收率为86.7%~104.2%,RSD<11%,结果令人满意。此BLI传感体系为免标记蛋白相互作用和复杂生物样品检测等实际应用提供了有益参考。
纳米金-适配体比色传感法检测玉米油中黄曲霉毒素B1
杨妍, 尹盈爱, 董益阳
2020, 48(5): 676-684  doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191728
[摘要]  (27) [PDF 3889KB] (5)
摘要:
黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是真菌或霉菌产生的有毒代谢物,通过污染农作物和食品从而对人体健康造成严重威胁。本研究建立了纳米金(AuNPs)-适配体比色传感法,采用不同序列长度的AFB1适配体检测玉米油中AFB1。通过优化适配体浓度、NaCl浓度和体系反应温度,进一步提高体系检测灵敏度。在最佳条件下,50(B50)和80(A80)个碱基长度的适配体建立的AuNPs-适配体比色传感法的检出限分别为13.55和10.56 ng/mL,线性范围均为20~1000 ng/mL,且选择性良好。基于B50和A80适配体比色传感法检测玉米油中AFB1的加标回收率分别为102.4%~104.9%和98.1%~109.1%。结果表明,基于B50和A80建立的AuNPs比色传感法均可用于玉米油中AFB1特异性鉴定。本研究为现场快速检测和高效筛查食品中AFB1污染提供了技术支持,为开发针对其它靶标的适配体传感检测方法奠定了基础。
目录
分析化学 2020年第48卷第2期 封面及目次
2020, 48(2): 0-0
[摘要]  (162) [HTML全文] (162) [PDF 13317KB] (162)
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]  (117) [HTML全文] (117) [PDF 2315KB] (117)
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]  (119) [HTML全文] (119) [PDF 2228KB] (119)
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]  (104) [HTML全文] (104) [PDF 1356KB] (104)
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]  (106) [HTML全文] (106) [PDF 2167KB] (106)
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]  (100) [HTML全文] (100) [PDF 1723KB] (100)
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]  (105) [HTML全文] (105) [PDF 1961KB] (105)
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]  (96) [HTML全文] (96) [PDF 1590KB] (96)
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]  (108) [HTML全文] (108) [PDF 2227KB] (108)
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]  (103) [HTML全文] (103) [PDF 1575KB] (103)
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]  (106) [HTML全文] (106) [PDF 1538KB] (106)
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]  (100) [HTML全文] (100) [PDF 1270KB] (100)
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]  (100) [HTML全文] (100) [PDF 1388KB] (100)
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]  (95) [HTML全文] (95) [PDF 1027KB] (95)
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]  (105) [HTML全文] (105) [PDF 1128KB] (105)
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]  (105) [HTML全文] (105) [PDF 1156KB] (105)
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]  (102) [HTML全文] (102) [PDF 1594KB] (102)
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]  (96) [HTML全文] (96) [PDF 1858KB] (96)
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]  (102) [HTML全文] (102) [PDF 1105KB] (102)
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
[摘要]  (100) [HTML全文] (100) [PDF 992KB] (100)
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。