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第21届全国色谱学术报告会

第21届全国色谱学术报告会

  • 召开年:2017
  • 召开地:成都
  • 出版时间: 2017-05-19

主办单位:中国化学会

会议文集:第21届全国色谱学术报告会论文集

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  • 摘要:微孔有机聚合物(MOPs)是由轻元素通过强共价键(B-O、C-C、C-H、C-N等)连接形成的一类多孔网状材料,具有骨架密度低、比表面积大、孔隙率高、孔径尺寸可控、化学和物理性质稳定、构筑基元种类丰富和合成方法灵活多样的特点,因此微孔有机聚合物合适作为样品前处理的介质.本文报道了微孔有机聚合物在复杂样品分离分析中的应用.包括在固体样品气味的定量分析、食品中苏丹红染料的在线检测、食品中黄曲霉毒素分析要求、CMP荧光传感器并用于洗印废水的快速检测。
  • 摘要:植物激素(plant hormones)是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育产生显著调节作用的微量有机物质,如赤霉素、细胞分裂素、生长素、油菜素甾醇、脱落酸、茉莉酸、水杨酸、独脚金内酯、多肽等.超微量內源性植物激素的测定,是研究植物激素作用的分子机理的重要手段之一.然而,植物激素在植物体内含量很低、植物基质复杂,给其准确的定量分析带来诸多困难,具有复杂样品分析的典型特征.近十年来作者所在课题组,以LC-MS为测定平台,从减小基质效应和提高植物激素离子化效率入手,针对植物样品发展了多种样品前处理技术如亲水固相萃取、整体柱微萃取、磁固相萃取等,以及质谱探针技术,建立了多种内源性植物激素LC-MS定量分析方法和筛查方法,为中国植物学家开展植物激素作用的分子机理研究提供了必要的技术支撑。在此研究工作基础上,基于质谱探针技术发展了亚代谢组分析和多种修饰核酸的分析方法。
  • 摘要:代谢组学试图分析生物体内的所有代谢物.这些代谢物的组成十分复杂、性质差异巨大,若想获得尽可能全面的代谢物和脂质的信息,需要用多个方法以及与之相应的多次预处理,费时费力且耗费较多的样品量.然而,一些临床样品,如活检穿刺的组织、干细胞等,数量非常有限,迫切需要发展高灵敏、高覆盖度的代谢组学分析方法,一次预处理和分析获取最大量的代谢组信息.为此,从样品预处理和分离两个方面提出了系统解决方案,并成功用于代谢组学研究.通过发展基于富集与同位素标记衍生一体化的样品预处理方法,以及基于多维色谱技术的高灵敏、高覆盖度的代谢组学分析方法,可以实现用尽少的样本获取尽可能多的代谢组信息。
  • 摘要:代谢组学是对新陈代谢过程中所有低分子量代谢产物进行定性和定量研究的一门科学,它可以反映生物体对病理生理刺激或基因修饰所产生的变化.在众多代谢物中,脂类化合物在生命体中扮演着非常重要的角色,如构成细胞膜、储存能量、充当信使分子等.2003年提出的脂质组学(Lipidomics)就是对脂质分子种属及其生物学功能进行全面描述,涵盖脂质代谢中涉及到的蛋白质表达及其功能,包括基因调控等.目前,脂质组学已经发展为代谢组学中最为活跃的研究领域之一.
  • 摘要:宫颈癌是威胁女性生命健康的第二大杀手,却也是至今病因明确的唯一癌症.超过99%的宫颈癌与人乳头状瘤病毒(HPV)的感染有因果关系.因此,对HPV感染情况的筛查成为重要而有效的预防宫颈癌的早期筛查手段.但是HPV的不同亚型的致病风险程度及其在不同地域人群中的分布都有所差异,直接对HPV进行分型检测显然更具有实际意义和价值.然而,目前仍然缺乏灵敏且经济适用的分型方法.近年来,实验室针对三种不同的核酸扩增技术联合芯片电泳对HPV16E6/E7mRNA检测做了比较型的研究。结果表明,芯片电泳具有高通量、高可靠性的特点,相对于传统耗时的毛细管电泳或分子信标检测方法,检测耗时大大缩短。建立了基于核酸序列扩增技术(NASBA)、一步法RT-PCR和两步法RT-PCR的HPV筛查检测技术。相信这种方法在进一步修改和完善后,能够在肛门-生殖器癌临床诊断和预后中发挥作用。建立了基于聚合酶链式反应(PCR),限制性片段长度多态性(RFLP)分析结合芯片电泳(MCE)的方法对HPV进行分型。以47种HPV类型为对象,与细胞学检查和DNA测序方法对比,考察了其在宫颈脱落细胞样品中的检测效果。结果显示阳性检出率是传统的细胞形态学检查的4倍,检测出单一感染占2/3,共测出11种HPV类型,分型准确度大于90%。证明了PCR-RFLP-MCE自动分型方法的优越性以及用于辅助宫颈癌早期诊断的HPV筛查的可能性。
  • 摘要:纳米孔道单分子电化学技术是利用电化学空间限域,使得待测分子与纳米孔道界面分子基团发生相互作用,从而有效增强了对单个分子观测的时间分辨能力.通过测定单个分子穿过纳米孔道时产生的特征离子流阻断信号可实时获取单个分子的尺寸、结构及构象等信息.课题组在构建的Aerolysin、α-Hemolysin等单分子蛋白纳米孔道上,开展了单个核酸适配体分子与配体分子之间'弱'相互作用的研究,以及帕金森、阿尔兹海默等神经退行性疾病单个致病蛋白构象变化的分析,并对核酸单体混合体系实现了超灵敏分辨,实时监测了单链DNA酶切的单分子动力学过程.在此基础上,通过调控紫外/可见光的强度,研究了单个分子机器在功能化生物纳米孔道中的光控行为;尝试将纳米等离子共振光谱应用于固体纳米孔道分析中,设计搭建了光散射纳米孔道检测系统,实现了无需标记的单分子/单颗粒水平的光电同步检测。
  • 摘要:复杂体系的高通量分析一直是分析化学中具有挑战性的课题.由于高效的分离功能和高灵敏的检测功能,色谱及其联用技术在复杂体系分析中得到了广泛应用.但是,在实际复杂体系的分析中,仍存在色谱峰重叠、基线漂移以及干扰信号严重等现象,采用化学计量学方法实现色谱复杂信号的解析是解决复杂体系分析的有效途径之一.曾采用小波变换等信号分解方法实现了漂移基线的扣除和重叠信号中有用信息的提取,并建立了用于重叠信号解析的免疫算法.
  • 摘要:以中药为源泉的新药创制研究已成为分析化学、生命科学和中药学等众多交叉学科领域的重点课题.然而中药及其复方原药成分十分复杂,如何快速从中筛选其有效成分,并以该有效成分为启发进行新药创制,以缩短新药研发进程,已成为该学科交叉领域的重点科学问题.本课题组率先提出了受体色谱新概念,将G-蛋白偶联受体键合于大孔硅胶等色谱担体表面,获得了血管紧张素II受体、α-和β-肾上腺素受体等色谱固定相,建立了系列受体色谱模型,并应用于丹参、葛根、麻黄等中药及其复方活性成分和组合中药分子化学策略构建的新系列化学分子实体的高效筛选与辨识,获得了抗心肌缺血1类化学新药丹参素异丙酯,设计拼合了抗脑缺血1类化学新药丹参素冰片酯,新型血管紧张素转化酶抑制剂221S系列化合以及新型抗癫痫药物93S系列化合物。受体色谱集合了受体识别药物的高特异性和色谱技术的高分离能力,具有特异性强、分离度高和稳定性好的优点,能有效缩短新药研发周期,为以中药为源泉的新药创制研究提供了有效手段。
  • 摘要:液相色谱(HPLC)已有50多年历史.但是在色谱仪器研制方面的进展却很缓慢.2004年的超高压液相色谱(UPLC)问世可以称得上是一次重大突破.UPLC把过去的泵压从6,000psi增加到约30,000psi,因此把色谱填料粒径从3微米降低到1.7微米,使得柱效由原来的每米10万理论塔板数增加到25万,分离柱效和分辨度均得到提升,同时分离速度也得到了改善.然而,随着生命科学、生物医药、环境保护、食品安全等领域的迅猛发展,对分离分析技术的要求也日趋迫切.将液相色谱中的溶剂输送系统引入到毛细管电色谱(CEC)之中,发展了加压毛细管电色谱(pCEC)。它不仅解决了“纯粹”电色谱中产生气泡和干柱问题,而且实现了定量阀进样和二元梯度洗脱。pCEC是电动分离与液相色谱技术的理想结合,具有高柱效、高选择性、高分辨率、快速分离的特点。在pCEC中,电渗流是流动相的主要驱动力,它有两重优点:一是电渗流驱动流动相时,流动相的前锋流型呈“柱塞”型,和液相色谱压力流的“抛物线”型相比,大大降低溶质的峰展宽,因此提高了柱效;二是由于电渗流不产生反压,使得亚微米填料的使用成为可能,从而取得前所未有的理论塔板数和分辨率。
  • 摘要:手性分离是色谱研究和应用的重要领域之一.作为与气相色谱、液相色谱互补的技术,由于具有分离柱效高、运行成本低、分析时间短等优点,毛细管电泳在手性化合物的分离,特别是对于极性的手性药物的分离分析中发挥着独特的作用.本报告总结了研究小组在毛细管电泳手性分离方面的一些工作.糖肽类抗生素是具有独特分离选择性的一类毛细管电泳的手性添加剂,但是对于手性分离的机理的认识一只比较模糊.通过对比两个结构非常近似的糖肽类抗生素Vancomycin和Balhimycin在手性识别能力上的差异,揭示了这一类手性选择剂的糖基化修饰与手性手性识别机理的关系,为设计更好的手性选择剂提供了依据。多手性中心药物的立体异构体杂质的分离检测一直是一项具有挑战性的分离工作。这是因为多个对映异构体和非对映异构的比较困难。通过两个手性选择剂的协同作用,用于毛细管电泳分离多个手性中心药物西他沙星中立体异构体杂质含量的的测定,通过优化,可以获得分离度Rs大于8以上的分离,过载进样可以测定0.1%的对映体杂质含量。检测灵敏度是一直是毛细管电泳的一个缺点,通过采用柱上大体积进样结合场放大浓缩技术可以弥补这一缺陷。发展了将柱上大体积进样结合场放大浓缩技术用于毛细管电泳手性分离,使得手性分离的检测灵敏度提高1000倍以上。在环境废水的处理过程中,非甾体类手性药物的两个对映异构体的比例会随着处理次数的增多而逐渐发生变化。因此可以用这一方法用于环境样品中低浓度的手性药物对映体的分析。
  • 摘要:共价-有机骨架(COFs)是由C,H,B,O,N等轻质元素通过共价键形成的多功能多孔材料,在诸多领域具有良好的应用前景.手性COFs的合成极具挑战和应用潜力.本工作建立了'自下而上'制备手性COFs的新方法.首先通过开环反应将手性中心键合到合成COFs其中一个反应单体1,3,5-三羟基均苯三醛(Tp)上形成手性单体CTp,再利用CTp与不同的单体反应制备手性COFsCTpPa-1,CTpPa-2和CTpBD.所制备的手性COFs具有较好的稳定性和较大的比表面积.该工作为手性COFs的制备提供了有效的方法。同时,采用原位生长法制备了手性COFs键合毛细管柱,开展了基于上述手性COFs键合毛细管柱用于手性分离的研究。所制备的毛细管柱对苯乙醇等四种外消旋体成功实现了拆分,并且分离性能优于商品化手性毛细管柱。通过对手性分离过程的热力学参数分析发现所制备的手性COFs的手性拆分是一个典型的焓驱动的过程。除了骨架中键合的手性中心提供的手性环境对手性拆分起关键作用之外,COFs提供的π-π相互作用以及疏水作用等对手性分离都起到了重要作用。
  • 摘要:固相微萃取(SPME)是一种国际前沿绿色采样及样品前处理技术,该技术的核心之一就是萃取涂层材料.材料的萃取性能对SPME方法的灵敏度起着决定性的作用,从而影响到相关技术的应用,而活体检测已经成为SPME技术的重要研究方向.制备了一种基于苯硼酸修饰的碳纳米管材料的新型SPME探针,并成功地对糖类小分子进行特异性识别.由于碳纳米管在涂层里的特殊堆叠,该探针萃取相具有3D相互连通的多孔结构,大大提高了糖类识别位点的可利用率.
  • 摘要:随着现代社会与科学技术的发展,对复杂样品分离分析的效和快速分离分析提出了越来越高的要求.近年来,基于亚2μm填料的超高压液相色谱技术、基于核壳型填料的快速分离技术等的发展使液相色谱技术进入了快速分析全新的时代.虽然亚-2μm的硅胶填料用于HPLC的快速分离显示出明显的优越性,但若通过进一步降低全多孔球形硅胶颗粒度来实现更高的分离效率则存在着很大的局限性.随着填料颗粒度的减小,柱压显著上升,必须与价格昂贵的超高压液相色谱仪配套使用.因此,如何既能保持小粒径填料高效快速分离的优势,又能降低背压,用常规的HPLC实现对复杂样品的高效快速分离分析是对分离科学家新的挑战.
  • 摘要:分离和富集是实现复杂样品高灵敏度、高选择性分析的必然过程.为此,实验室开展了一系列吸附分离介质的开发研究工作.主要包括磁性碳材料、磁性金属有机骨架(MOFs)材料、离子聚合物修饰MOFs材料、磁性环糊精聚合物修饰材料和磁性硼酸功能化材料等吸附分离萃取材料,基于生物质的多级孔碳材料,以及细胞亲和吸附三维支架材料等.
  • 摘要:多孔材料是一类由相互贯通的孔洞组成的网络结构材料,一般具有大的比表面积和相对较低的密度.与无定形多孔材料相比,晶形多孔材料的结构均一、孔道单一、孔径分布窄.这些结构特征为其在色谱、毛细管电泳等领域的应用提供了基础.晶形多孔材料主要有金属有机框架材料(MOFs)和共价有机框架材料(COFs)两类.从MOFs和COFs的结构、性质和毛细管电泳的分离机理可知,以其为涂层材料制备新型涂层毛细管有可能提高毛细管电泳的分离能力.
  • 摘要:毛细管电色谱(CEC)技术是结合毛细管电泳及毛细管液相色谱技术发展起来的微柱分离技术,具有高分离柱效、特征分离选择性、样品及流动相消耗少等特点.开发基于新型分子识别材料的毛细管电色谱柱技术及其应用是当今毛细管电色谱研究的一个热点课题.金属有机骨架材料(MOFs)及共价有机骨架材料(COFs)是一类新型有机分子基框架多孔分子识别材料,在色谱分离领域应用备受关注.近年来本课题组采用聚多巴胺功能化修饰技术、晶体外延生长技术及化学共轭健合反应等技术,研制成功一系列以多种金属有机骨架材料(MOFs)及共价有机骨架材料(COFs)为分子识别固定相的毛细管电色谱柱,并应用与药物、环境等样品分析中.
  • 摘要:选择性和吸附容量是分离材料的重要特性,是吸附剂研究关注的重点.近年来,针对感兴趣的目标对象,从吸附界面的结构设计角度出发,研究了三种改善分离富集选择性的方法.单分子层吸附界面的结构设计.率先将四唑引入到吸附剂的制备中,发现该基团具有离子交换和配位作用.据此,设计了氨基双四唑和吡啶基四唑配体,制备了金属螯合吸附剂,对重金属离子和蛋白质的分离与富集显示了独特选择性.合成了掺杂Zr的磁性粒子,该粒子能用于磁性分离,且对邻二醇物质具有选择性,已成功用于尿中核苷的分离富集中.基于聚合物刷的吸附界面结构设计。采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,制备了聚乙烯四唑树脂、羧基和锆金属亲和膜,分别用于蛋白质和重金属离子的分离;采用ATRP结合链端功能化修饰以及可逆加成链转移聚合法,制备了两种高容量苯硼酸吸附剂,建立了核苷的分散固相萃取方法。借鉴混合色谱模式原理,采用ATRP技术制备了极性/电荷可控型吸附剂。与单分子层吸附界面相比,吸附选择性明显改善。基于超支化聚合物的吸附界面。采用超支化技术,在硅胶表面修饰上苯硼酸和四唑、在膜表面修饰亚氨基二乙酸,制备了三种对蛋白质有良好富集性能的吸附剂,建立了蛋白、核苷的富集方法。
  • 摘要:现代分析对一个样品的分析测定所用的时间越来越短,但是,样品制备过程所用的时间却仍然很长,特别是在痕量和超痕量分析中,样品制备往往是整个分析方法的瓶颈.固相微萃取(SPME)集采样、萃取、富集、净化和进样于一体,易与其它仪器联用.在SPME中,最核心的部分是微萃取涂层,常用的商品化SPME涂层有聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚二乙烯基苯、聚乙二醇等高分子膜层材料,种类较少,而且纤维涂层热稳定性较低、有机溶剂中有溶胀现象、萃取选择性差、使用寿命短等缺点,纤维涂层的萃取选择性和使用寿命需要进一步改善.因此研制和开发新型性能优异的SPME纤维涂层材料一直是该技术的热点研究课题[1].
  • 摘要:金属有机骨架(MOFs)是由金属节点和有机配体形成的多孔材料.金属节点和配体的多选择性为丰富MOFs功能,拓宽其应用提供可能.以磁共振响应的钆离子和X射线衰减的镱离子为金属节点,具有红色荧光的三联吡啶钌和卟啉衍生物为配体,设计了系列具有磁共振、CT和红色荧光性质的MOFs,并成功用于多模态成像(Figure1).结合三联吡啶钌和卟啉衍生物的单线态氧产生能力以及MOFs孔道的载药,成功用于成像引导的化疗、光动力治疗.以细胞、斑马鱼和小鼠等为模型验证了MOFs多模态成像及诊疗一体化的可行性(Figure1).
  • 摘要:基于微流控平移自发进样方法,结合自行研制的手持式准共聚焦激光诱导荧光检测器,建立了一个集成化的基于短毛细管的高速电泳分析仪。该分析仪集成了皮升级进样系统模块、自动样品更换模块系统、短毛细管电泳模块系统、微型激光诱导荧光检测模块器以及控制和显示模块系统,整个仪器体积为20cm×20cm×12cm。通过程序控制自动样品更换模块系统和电泳模块系统,仪器实现了皮升级自发进样、低电压进样、恒定电压进样三种进样模式,可适应自由区带高速电泳、凝胶毛细管电泳、胶束电动色谱等不同的分离模式。该分析仪成功应用于氨基酸、手性氨基酸、DNA和蛋白质的分离分析中。
  • 摘要:该文主要介绍团队的一些研究工作:将手性无机纳米材料作为固定相,制得了目前报道的使用温度最高的毛细管气相色谱手性柱,其可作为高温气相色谱手性柱使用;将手性多孔有机笼CC3作为手性固定相,制得了目前报道的手性选择性最好的高分辨气相色谱手性柱;研究了新型冠醚类手性柱,该手性柱在氨基酸的高效液相色谱手性分离中,与其它商品手性柱相比,制备成本更低、能拆分的手性氨基酸更多;研制了多种方便、价廉、再现性好的一次性使用的手性薄层板;自制了能用于高效液相色谱的旋光检测器;研究了能用于毛细管电泳的旋光检测器;研究了手性高分子膜,在实验研究的基础上提出了手性固膜的'吸附-缔合-扩散'的手性分离机理.
  • 摘要:样品前处理是整个样品分析过程中的重要环节和瓶颈,其占用的时间和精力达到整个分析过程的70%~80%,它也是分析误差的主要来源[1,2].样品前处理也是分析误差的主要来源和目标分析物在分析过程中发生耗损的主要步骤,对于测定结果的准确性和质量控制具有至关重要的作用.目前,一些新型样品前处理技术已经用于POPs的分离富集,包括加速溶剂萃取(AcceleratedSolvent Extraction,ASE)、固相萃取(Solid-phase Extraction,SPE)、离子对萃取(ion-pair extraction,IPE)、固相微萃取(Solid-phaseMicroextraction,SPME)和分散固相萃取(Dispersed solid phase extraction,DSPE)等.在这些样品前处理技术中,少溶剂或无溶剂、高效快速的各类固相萃取技术在多介质环境样品中新型POPs的前处理中发挥了关键作用.对于复杂基体如生物、医药和环境样品中痕量、超痕量物质的分析尤其需依赖高效和高选择性的样品前处理技术,其中吸附材料的选择是分析技术的关键,因此发展选择性高、富集能力强的吸附介质(材料)成为样品前处理技术的研究热点.
  • 摘要:近年来,碳纳米材料作为新型吸附萃取材料,被广泛应用于复杂样品前处理.但碳纳米材料直接应用到吸附萃取中,会由于表面很高的活性发生团聚,从而影响传质,此外,由于它们的小尺寸,萃取完成后与样品基质的分离存在困难,因此,需将其构筑到适宜的支撑体上.目前最常用的构筑策略有共价键修饰法和气相沉积法,共价键修饰策略往往需要剧烈的化学条件,因此会对材料的结构造成一定破坏,而气相沉积法会造成材料大规模的团聚从而损失它们的吸附能力.将碳纳米材料尺寸小、柔韧性的特点与中空纤维、大孔吸附树脂多孔的性质相结合,发展了简单、高效、绿色的碳纳米材料固载多孔基体的物理包埋构筑策略。该策略利用超声方法,在超声力和毛细力作用下促使分散的碳纳米材料进入并固定于中空纤维的壁孔或大孔吸附树脂的孔中。利用该策略,制备了碳纳米管增强中空纤维(CNTs-HF)、石墨相氮化碳增强中空纤维(g-C3N4-HF)、碳纳米管增强大孔吸附树脂(CNTs-MAR)等吸附萃取材料,并发展了多种萃取技术,尤其是创新性地构建了碳纳米管增强中空纤维固相/液相微萃取(CNTs-HF-S/LPME)体系。该体系的优势在于固定于中空纤维壁孔的碳纳米管和内腔的有机溶剂形成吸附和萃取的双重效果,固相微萃取和液相微萃取两种萃取模式结合,达到萃取效率和富集能力均优于单一固相微萃取和液相微萃取的目的。
  • 摘要:构建了基于DES的液相微萃取样品前处理技术,采用低共熔溶剂萃取了模拟油、汽油、柴油等油品中的酚类、胺类和酸类等极性成分以及食用油中的生长调节剂,并探讨了萃取机理。还采用DES用作固定相合成的反应溶剂,在DES中制备了多类色谱固定相:实现了在DES中进行硅烷化反应,制备了一种新型的葡糖胺亲水色谱固定相;在DES中将氮杂碳量子点均匀嫁接到硅胶表面,得到一种新的Nano-on-Micro型的亲水色谱固定相;在DES中尝试进行硅胶表面的自由基链转移反应,将乙烯咪唑和丙烯酸分别通过单体聚合或共聚的方式修饰在硅胶表面,得到聚乙烯咪唑改性硅胶、聚丙烯酸改性硅胶、乙烯咪唑和丙烯酸共聚改性硅胶三种固定相材料,并进行了亲水色谱性能比较。本工作成功地将DES用作新型萃取剂和固定相制备的反应溶剂,建立了新型绿色溶剂体系,具有非常好的应用前景。
  • 摘要:近年来快速发展的常压电离质谱技术为复杂样品快速分析提供了一种新的高效策略.如何在无需复杂样品预处理的前提下,直接制备复杂基体样品中目标分子的离子是实际样品直接质谱分析的前提条件,而如何提高目标分子离子化效率和选择性则是该领域的关键科学问题.受液-液、液-固、液-气萃取分离技术的启发,课题组先后开发出多种独具特色用于分析复杂实际样品的常压离子化技术(电喷雾萃取电离(EESI)、表面解吸常压化学电离(DAPCI)、内部萃取电喷雾电离(iEESI)、气泡荷电萃取电离).微米级小气泡可选择性地携带带电溶液中的蛋白分子,通过气液萃取而与带电母体溶液分离,继而经去溶剂过程形成气相离子。将气体(如CO2、N2)导入充电蛋白溶液中,在微孔电极板上产生大量微米级气泡,蛋白分子会以气泡为载体,快速地从复杂基体溶液中分离,并带上一定量电荷,随后形成离子供质谱检测。实验研究了有机溶质的响应规律,并可以实现高盐溶液中生物蛋白的直接质谱分析。结果表明,气液荷电萃取电离技术对复杂样品溶液中有机溶质的富集和脱盐具有较好效果,能用于复杂样品的质谱分析领域。
  • 摘要:通过静电作用将多金属氧簇八钼氧酸盐[(C16H36BrN)4Mo8O26,Mo8O26]与多孔金属有机骨架MIL-101(Cr)相结合,制备了新型的复合材料Mo8O26@MIL-101.采用XRD、TG、FT-IR、Raman、SEM、EDS和BET等技术手段对该材料进行了表征,所得材料性质稳定,比表面积高达1499m2/g.基于组氨酸蛋白中特殊结构域N-端三肽链和多金属结合位点与Mo8O26之间的共价配位作用,该复合材料对高丰度组氨酸蛋白HSA和IgG表现出良好的吸附选择性.
  • 摘要:蛋白质糖基化作为生命活动中非常重要的翻译后修饰,参与了诸多的生物学过程,例如细胞识别,蛋白质折叠和免疫响应等.蛋白质糖基化的变化与一些疾病的发生发展密切相关,其研究也受到越来越多的关注.哺乳动物超过50%的蛋白会发生糖基化,但糖肽的数目仅占非糖肽的2-5%.糖蛋白中的糖链的微观不均一性和生物样本中大量非糖基化肽段的干扰,使得其分析和检测一直是难题.截至目前,质谱仍然是行之有效的主要检测工具,质谱分析前对糖基化肽段的选择性富集成为必不可少的研究内容.
  • 摘要:核酸适配体具有特异性强、易于修饰等优点,一直以来受到研究者们的广泛关注.将适配体与固相材料相结合,制备高效亲和色谱或固相(微)萃取固定相材料,已经成为目前的研究热点.有机-无机杂化整体柱是一种新型的整体柱,具有制备简单、可修饰基团多、pH适用范围广、机械强度好等优点,成为潜在的核酸适配体的优良载体.点击化学反应条件温和、简单、快速,并以其高反应活性成为一种新型的修饰核酸适配体的方法用于蛋白质的分离检测.而金纳米粒子具有稳定、易制备和生物相容等特点,以其作为媒介,可以进一步拓宽和发展有机-无机杂化整体柱和核酸适配体在蛋白质分离检测中的应用.
  • 摘要:蛋白质组样品分析最大的挑战仍然是如何解决生物学面临重大技术问题.其中,在线分析和高灵敏度鉴定是新技术应用的主要瓶颈;低拷贝数蛋白鉴定、单分子、单细胞分析仍然面临极大挑战.研究发展在线自动化分析系统、发展超高灵敏度的分析技术是当务之急.因此,本研究瞄准蛋白质组分析相关主要困难,发展了固定化蛋白酶解、在线膜蛋白组分析、超高灵敏度蛋白质组鉴定、高通量蛋白质分离和鉴定等新技术新方法,以期实现新技术与应用方法突破.发展了超灵敏度的细胞直接分析新方法,可对100个细胞的蛋白质组分离鉴定出813个蛋白质,能够鉴定到含量200zmol的蛋白质。该方法采用活细胞直接注入分析系统、经过在线裂解与酶解,酶解获得的肽段经过微捕集器富集,直接切换进入纳流液相色谱和串级质谱分离鉴定系统,得到蛋白质鉴定结果。系统实现了在线、自动分析,避免了样本预处理和转移过程的损失,在临床医学和生命过程分析,如循环肿瘤细胞、干细胞等稀有细胞的蛋白质组分析与比较等方面具有主要应用前景。最近还发展了80个细胞的在线分析技术,采用层层自组装纳米金制备了20微米毛细管柱,可鉴定到50zmol的蛋白质,在超高灵敏度蛋白质鉴定方面再次提升了新技术的应用水平。
  • 摘要:近年来,磁性纳米粒子以其特有的性质,在特异性功能化制备方面得到了长足的发展,并在分离分析及检测方面得到了广泛的应用.磁性纳米颗粒既具有表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应等纳米材料所特有的性质,又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质.因此,特异性功能化磁性纳米粒子在蛋白组学中,对于蛋白及肽段的富集具有很大的优势.基于以上,通过制备特异性功能化磁性纳米材料,实现蛋白组学上的多种应用:采用聚乙二醇刷子修饰磁性纳米材料、多层多聚糖包裹磁分离纳米材料、两性亲水磁性纳米材料等多种材料的修饰制备均可对糖基化肽进行有效的高灵敏特异性富集;采用胍基聚合物包覆磁分离纳米材料可对磷酸肽进行选择性富集;采用核壳型磁性介孔碳微球、核壳型磁性金属有机骨架材料、核壳型磁性金属碳材料等多种材料修饰均可实现对人血清内源性多肽组学富集研究。
  • 摘要:针对传统蛋白质组N末端肽富集需要采用大量去除材料导致N末端肽回收率低,以及步骤繁琐、样品损失等问题,发展了一种基于疏水基团修饰的蛋白质N末端肽富集方法,可以在常规的样品除盐过程中对非N端肽段进行简便快速的去除。该方法具备很高的疏水基团标记(99%)和C18材料辅助去除(99%)效率。将其应用于酵母蛋白质N末端组的分析,和富集前相比,蛋白原始N末端肽和neo-N末端肽的鉴定数目分别提高1.6和4.8倍。与文献报道的方法相比,该方法具有更高的富集效率和选择性(99%),且对不同性质的N末端肽无歧视效应。
  • 摘要:电离辐射、细胞代谢等多种外源和内源因素能够引起各种形式的DNA损伤,其中DNA双链断裂对基因组稳定性的危害最严重,可威胁到细胞的生存.为了消除DNA双链断裂的威胁,从原核生物到真核生物(包括哺乳动物和人),均建立了一套复杂而精准的同源重组修复机制.具有DNA依赖性的ATP酶活性的RecA/Rad51家族蛋白,是同源重组修复通路的核心功能分子,可在单链DNA(ssDNA)上组装形成核蛋白丝(nucleoprotein filament),并通过快速、准确识别同源双链DNA(dsDNA)模板介导链交换过程,进而实现同源重组修复.具有活性的RecA/Rad51核蛋白丝的结构及其介导的链交换过程,一直以来是DNA同源重组修复研究的热点和难点.
  • 摘要:氟固相萃取技术是一类在有机合成中被广泛使用的目标分子分离手段,该技术的基本流程是首先在目标分子上衍生一定长度的氟烷烃链,使其带上氟标签,然后利用高氟化固相材料通过氟-氟相互作用分离纯化目标分子.由于氟标签和质谱良好的兼容性,近年来,这一技术开始被应用到各类基于生物质谱的组学研究中(如蛋白质组、翻译后修饰蛋白质组、代谢组等).不同于一般的标签富集技术(如生物素标签、组氨酸标签等),氟标签不仅有着庞大的标签试剂备选库,能够被应用于各类目标物的分析;同时,氟标签的疏水性还有利于提高目标分析物在质谱过程中的离子化效率,提升其质谱信号;除此之外,由于氟烷烃结构简单且稳定,不会在生物质谱常用的串级碎裂方式中解离,因此氟标签不会产生大量不规则且难以预测的串级质谱碎片,有利于通过串级质谱对目标物的结构进行分析。由于氟-氟相互作用能够耐受较高的盐浓度,氟固相萃取又采用低有机相上样液和高有机相洗脱液,因此利用这一技术对目标物的分离富集也有利于样品在质谱分析前的脱盐。
  • 摘要:核酸适配体的靶标包括蛋白、小分子、细胞、微生物等.其中蛋白质靶标的适配体数量报道最多.初步统计显示,1992年至今约有226种蛋白的适配体报道,主要包括人源性蛋白、细菌蛋白、病毒蛋白、植物蛋白以及其他功能蛋白.人源性蛋白占比大于60%,根据体内环境可分为细胞膜蛋白、胞内蛋白、血清蛋白和组织间蛋白等.膜蛋白中大部分为细胞表面受体:如细胞分化3型T细胞受体、人表皮生长因子受体2、人胰岛素受体、膜结合免疫球蛋白M等,以及细胞表面抗原:如白细胞分化抗原109、上皮细胞粘附分子、CD44黏附分子等.细胞内蛋白多为病理性蛋白:如Tao蛋白寡聚体、β-淀粉样前体蛋白裂解酶1、结缔组织生长因子、P53蛋白突变体等.血清蛋白多为常见的疾病标志物:如甲胎蛋白、人凝血酶、肌红蛋白等.本课题组多年从事毛细管电泳的核酸适配体筛选方法和策略研究,CE不仅可直接用于靶标-核酸的复合物分离,且可用于靶标性质评价,靶标与核酸库亲和力的预测及快速分析评价。研究表明,基于CE可建立以模式蛋白为参考的蛋白-核酸库亲和力标尺,呈现不同亲和力的CE指纹谱,建立定量亲和力评价参数,用于指导适配体的高效快速筛选。
  • 摘要:在组学层次研究蛋白质翻译后修饰可以在全局、系统的层面理解翻译后修饰调控生物过程的规律.尽管蛋白质组学技术在揭示蛋白质磷酸化、N-糖基化、乙酰化等高丰度翻译后修饰方面已经取得了很好的效果,但是对一些低丰度的翻译后修饰目前还缺少有效的分析方法.蛋白质组学方法分析翻译后修饰涉及修饰蛋白质/肽段的富集、分离、质谱检测及谱图解析等多个环节.低丰度翻译后修饰分析困难往往是由于多个环节缺少方法造成的.针对常规的基于抗体的酪氨酸磷酸化肽段富集策略灵敏度低、重复性差的问题,首次将从SH2结构域蛋白质突变而来的SH2超亲体应用于复杂样品中酪氨酸磷酸化肽段的富集[1],发现该SH2超亲体对酪氨酸磷酸化肽段的富集能力优于常见的多种商品化酪氨酸磷酸化抗体。将该方法应用于9个细胞系样品中酪氨酸磷酸化蛋白质组分析,共鉴定到了10,030个高可信的酪氨酸磷酸化位点,其中36%的位点为首次鉴定,使酪氨酸磷酸化蛋白质组学的研究达到了一个前所未有的深度和广度。
  • 摘要:中药药效物质基础研究的本质是,对中药复杂体系进行包括化学成分的组成、结构、过程变化等各种化学信息,即化学物质组进行精准化学研究的基础上,对其与药效、活性的关系进行深入研究.本课题组针对中药复杂体系的分析难题,结合中药多成分、多靶点及整体作用的特点,充分发挥色谱的高分离能力和质谱的优越定性功能,建立了系统的液质联用分析新方法和创新研究平台,用于中药药效物质基础及作用机制研究,开展了较为深入的研究工作,取得了一系列重要成果:从离子内能角度阐明各类中药成分的质谱特征规律,成功建立了皂苷、黄酮和寡糖等多类成分简便、灵敏、快速的质谱分析方法,以此为基础建立了中药复杂体系中化学成分快速分离鉴定的液质联用分析方法;基于中药成分与生物靶分子的相互作用,选择糖尿病、肿瘤等疾病相关靶分子,建立了超滤质谱、强度衰减质谱、流动注射亲和质谱等中药活性成分筛选方法;建立了微透析-液相色谱-质谱在线联用方法,并应用于中药体内过程及作用机制研究;建立了基于液质联用技术的中药代谢组学研究方法,从中药作用的整体性角度阐明了中药及其复方的药效物质基础及作用机制.液质联用技术及其与其它相关技术的组合技术作为探究中医药科学内涵的利器,极大的推动了中药创新性研究的进程.
  • 摘要:本报告将系统介绍纳升级二维液相色谱技术在蛋白质组学研究中的应用进展,主要包括:在线和离线二维液相色谱系统的不同组合形式和洗脱策略;鸟枪法蛋白质组学技术体系中毛细管液相分析色谱柱、富集柱,以及一体化多维毛细管液相分析色谱柱的设计与制备方法,多维色谱梯度洗脱策略;液相色谱技术在蛋白质翻译后修饰肽段富集中应用。介绍亲水相互作用色谱(HILIC)富集糖基化肽段策略结合基于SILAC标记的定量蛋白质组学技术所开展的卵巢癌多药耐药(MDR)相关的比较糖蛋白质组学研究结果,以期发现卵巢癌多药耐药相关的差异糖基化修饰蛋白质。
  • 摘要:DNA甲基化(5-methylcytosine,5-mC)是一种重要的表观遗传修饰,DNA甲基化可以调控基因的时空表达,在细胞分化和癌症发生中具有重要作用.5-mC除了存在于DNA中,也广泛存在于各种RNA中.RNA中的5-mC涉及到RNA的稳定、高级结构的形成以及蛋白质的翻译调控等多种生理功能.DNA/RNA中的甲基化一般是酶催化形成的,其正常含量和分布是维持正常生命活动的基础.由于DNA/RNA代谢降解可以产生核苷酸(包括甲基化核苷酸),如果这些内源性甲基化核苷酸被利用进行DNA/RNA的合成,那么DNA/RNA上的甲基化修饰分布会具有很大的随机性,从而对基因调控等多种生理产生不利影响.
  • 摘要:本文提出建立和发展基于微流控芯片的外泌体分离分析新方法。以微流控芯片为平台,在微通道内构建基于微柱阵列的新型三维纳米结构,在免疫识别的基础上从复杂的细胞基质中高效捕获外泌体,捕获的外泌体采用酶切释放模式,得到高纯度的外泌体;进一步发展新颖的外泌体化学编辑技术,使之更适应微流控芯片的分离和肿瘤细胞或组织靶向。
  • 摘要:上世纪60年代初,传统的程序升温气相色谱(PTGC)理论已基本建立.它认为溶质是完全被凝固在柱头的固定相中,程序升温过程为一系列非常小的等温保留行为从起始温度(To)到溶质的保留温度(TR)的积分.其中柱温(Tc)的变化是来自于To和升温速率(rT)与保留时间(tR)之乘积两项之和,如式(1)所示:Tc=To+rTtRT(1)随着色谱科学的发展,后又出现了计算机模拟和利用热动力学参数与保留时间关联[3,5-10]使程序升温理论和实践进一步完善.溶质受To和rT两个温度同时作用,其保留行为同时受到指数方程和三次方程两个保留模型的影响。这种现象称为溶质的双-保留行为。它是一种复杂的,不稳定的操作状态。在实际工作中应避免这种条件。只有当溶质是完全处于固定相捕集状态时,才受到来自rT一个温度的影响,称溶质的单-保留行为。这种保留行为能用三次方程保留模型很好地描述。它是一种简单的,稳定的操作状态;是实际应用中寻找的最佳操作条件。测定了五个系列标准样品在非极性,中等极柱和极柱上的保留数据,同时又查阅了大量的文献实验数据。所有的保留数据、同系物的蒸汽压、沸点和两个保留模型的计算模拟都证实了被观察到的溶质的双-和单-保留行为。
  • 摘要:建立一种在线固相萃取离子色谱测定四种芳环磺酸盐中硫酸根离子含量的新方法,将自装填的PGC-SPE柱应用于离子色谱系统对样品进行在线前处理,样品经过PGC-SPE柱基体消除后进入收集环,通过阀切换方式使待测硫酸根离子转入阴离子分析柱和检测系统.固相萃取流路以1.5mmol/L碳酸钠0.8mL/min的流速对基体在线富集,进样量20μL;分析柱采用SH-AC-3(250mm×4.0mm)+SH-AG-3(50mm×4.0mm),在6mmol/L碳酸钠+4mmol/L碳酸氢钠条件下等度洗脱,柱温为35℃,流速为0.8mL/min.
  • 摘要:新型材料在色谱领域的研究及应用已引起人们广泛的关注和兴趣.课题组近年对聚己内酯类、三聚茚类和蝶烯类固定相进行了研究并取得了一定的研究进展.这些材料分别具有1D、2D和3D母体结构,表现出不同的极性和色谱选择性.聚己内酯类衍生物固定相表现出特异的两亲选择性,特别对难分离的异构体(如甲酚、二甲酚、二甲苯、二乙苯、二氯苯、甲胺、二甲胺等)能实现基线分离.噻吩功能化三聚茚作为GC固定相能高效分离二甲苯异构体和多氯联苯异构体并表现出独特的保留行为.研究发现,该固定相对多氯联苯异构体的分离与多氯联苯的二面角大小以及氯原子在苯环上的位置密切相关,这种分离机理未曾报道。蝶烯类材料具有3D分子结构,具有适宜的理化性质,易于衍生化,可以根据研究目的设计合成具有特异分子作用蝶烯固定相。研究表明,五蝶烯类和三蝶烯类衍生物固定相对不同类型的异构体表现出高选择性和分离能力。发展新型高选择性固定相,对实现难分离组分的高效分离,解决实际应用中复杂样品组分分离分析的难题具有重要研究价值和应用前景。
  • 摘要:冰毒属于苯丙胺类兴奋剂,学名甲基苯丙胺(methamphetamine,MAMP),是中国被滥用最为广泛的合成毒品.MAMP被摄入人体后其代谢产物主要为苯丙胺(amphetamine,AMP),但在人体内大约有45%的甲基苯丙胺以原体形式存在.因此,建立具有高灵敏度的同时测定尿中MAMP和AMP的分析方法可为侦查和审判非法滥用冰毒案件指明方向和提供有力证据.迄今为止,生物样品中甲基苯丙胺的前处理方法主要有液-液萃取、固相萃取、固相微萃取等.传统的液-液萃取和固相萃取技术具有存在操作步骤繁琐、耗时耗力、要消耗大量对人体和环境有毒有害的有机溶剂等缺点;固相微萃取技术虽无需萃取溶剂,可集采样、萃取富集和进样于一体,但其往往需要制备涂层,并且存在一定的记忆效应。近年来发展起来的液滴微萃取技术(Single drop microextraction,SDME)是一种新型样品前处理技术。它利用悬挂在微量注射器针尖的有机溶剂单滴对样品溶液中的目标分析物进行萃取,萃取一定时间后,将液滴抽回到微量注射器中完成萃取过程。由于该技术具有简便快速、成本低廉、对环境友好等优点,已被成功用于对多种目标物的分析。本研究以三氯甲烷为萃取溶剂,通过优化搅拌速度、萃取时间和盐度等实验参数,结合GC/MS,建立了同时测定尿中MAMP和代谢产物AMP的SDME-GC/MS分析方法。
  • 摘要:烟草及烟气都是极其复杂的混合物,其中一共含有9千多种化合物.烟草在育种、种植、调制和保存期间所使用的农药会造成农药残留,烟草在调制过程中胺类化合物与亚硝化试剂反应会生成烟草特有N-亚硝胺,同时烟草在高温缺氧条件下不完全燃烧还会生成多环芳烃化合物.由于烟草和烟气基质复杂,且其中残留农药、多环芳烃和烟草特有N-亚硝胺的含量低(低至ng/g和ng/支级),因此通常需要样品预处理过程才能进行后续测定.在线凝胶渗透色谱-气相色谱-串联质谱是将凝胶渗透色谱和气相色谱-串联质谱在线联用的分析检测技术,不但具有抗基质干扰能力强、灵敏度高的优点,而且可以连续自动分析,能提高分析速度和结果的准确性.
  • 摘要:本课题以多种植物多糖(铁皮石斛、黄芪、党参、茯苓、香菇)为研究对象;采用球磨机辅助机械力化学提取法(简称“球磨法”),联合多种分析技术(UPLC、超高分辨率质谱/MS)及不同离子源(实时直接分析离子源/DART,电喷雾/ESI)多方面分析植物多糖大分子;通过LC-MSn联用,对多糖大分子的不同聚合度水解产物进行结构分析,利用DART原位质谱直接裂解多糖大分子;以实现植物多糖的高效提取,获取多糖高级结构信息和达到多糖的快速、实时分析检测为目的。现有数据表明球磨法对植物多糖的提取快速、简单、无需高温和辐射、提取率高,可为一种“绿色”提取方法;高效液相色谱(氨基柱)可以有效分离寡糖和低聚糖(n=10-20)水解产物,碰撞诱导解离串联质谱实现了对它们结构的分析;DART离子源可以将多糖大分子瞬间热裂解为可以被质谱检测的小分子化合物,极大地简化了多糖大分子的检测,不同产地和种类的植物多糖DART-MS图谱存在明显差异性。本项目的研究成果可以为以植物多糖为基础的药剂的研究提供更多科学依据,为药典的补充完善提供更多内容,为植物多糖品质的快速分析鉴定提供新方法,并形成多维分析技术为基础的全面指纹图库,拟在药材质量控制中发挥优势,进而为推动中医药传承与发展做贡献。
  • 摘要:对食用油中甘油三酯类化合物(TAGs)组成的分析是食用油识别与掺假分析的重要依据.不同TAGs的分离分析常用液相色谱质谱联用(LC-MS)方法,其中常用电喷雾离子化(ESI)方法.但该方法一方面存在检测灵敏度的问题.改进ESI响应通常需要提高样品的离子化效率,常见方法是向流动相中加入甲酸、甲酸铵、乙酸、乙酸铵等电解质改性剂.已有文献报道在反相液相色谱中使用甲酸甲胺(MAF)作为主要的流动相改性剂可以有效抑制峰展宽.在适度的流速下,MAF适用于LC-MS的APCI和ESI模式.
  • 摘要:离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry,IMS)又称离子淌度谱,是上世纪70年代出现的一种新型快速分离检测技术.由于离子化及分离过程均在大气压下进行,与传统质谱仪器相比具有结构简单,灵敏度高,分析速度快,分析成本低的特点.电喷雾离子迁移谱产生离子在电场的驱使下通过周期性开启的离子门进入漂移区,并在与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞的过程中,由于各自迁移速率不同使得不同的离子得以分离并先后到达收集极被检测.为提高液相色谱-离子迁移谱二维联用分析的灵敏度,本文采用环形多喷嘴的纳流电喷雾阵列作为离子源,采用傅里叶变换、阿德玛变换及互相关变换等多路复用方法提高离子迁移谱分析的信噪比。实验结果表明:与传统方法相比,本文方法提高了离子迁移谱分辨率,信噪比提高了20倍以上,线性范围提高了一个数量级,并有效的改善了质量歧视效应。
  • 摘要:多肽作为蛋白质的基本结构单元,具有高度多样性、生物相容性和结构可设计性等优点.设计多肽库,建立多肽筛选新方法,获取针对目标物的高选择性亲和多肽,可为生命物质的分析检测提供有力工具.针对与癌细胞肿瘤特性密切相关的分子靶标,构建基于多肽识别的靶向探针,发展高特异性、高灵敏度的分析新方法,对于肿瘤的发现、转移预警和治疗提供具有重要意义.以与肿瘤细胞恶性转化和新陈代谢密切相关的溶酶体四次穿膜蛋白LAPTM4B为靶标,基于正-反义肽相互作用以及反义肽简并性原理,针对靶标蛋白第二胞外区片段,设计并合成了特殊组合化学肽库,结合高效亲和色谱体系,筛选得到特异性识别LAPTM4B蛋白的多肽AP2H。以AP2H多肽为识别单元,以具有聚集诱导发光效应(Aggregation-Induced Emission,AIE)的荧光分子为信号报告单元,构建了对肿瘤标志蛋白和弱酸化微环境具有双重响应的多肽靶向探针,实现了不同组织来源肿瘤细胞的高灵敏度、高信噪比检测和长时程动态监测。结合DNA损伤型抗癌药物阿霉素,并以pH响应性腙键作为连接臂,构建了基于靶向多肽药物缀合物的肿瘤细胞示踪分析与杀伤研究。将靶向多肽与光敏分子结合,发展了多肽导向的肿瘤细胞光动力学治疗新方法,在可见光照射下实现了多种癌细胞的高效选择性杀伤,而正常细胞的活力不受影响。以具有AIE效应的离子型化合物为单元,根据探针的自组装行为筛选得到了对肿瘤细胞具有选择性穿透能力和线粒体定位的纳米探针,实现了荷瘤小鼠中肿瘤的高信噪比活体成像分析和靶向肿瘤高效抑制研究,并对探针的诱导细胞凋亡和线粒体损伤机理进行了分析研究。
  • 摘要:DNA的甲基化及去甲基化是重要的表观遗传学标志之一.其碱基修饰物5-甲基胞嘧啶(5-mdC)及其氧化产物(5-hmdC,5-fdC和5-cadC)与基因的表达和调控、基因组的结构及稳定性、以及生命体生长发育等多种生物过程紧密相关.1-2近年来,科学家们建立了多种检测这些潜在生物标志物的方法.3-6随着精准医疗的普及以及液体活检的兴起,研究者们对痕量的细胞游离DNA(cfDNA)以及循环肿瘤细胞(CTC)的核酸修饰情况十分关注.针对这些痕量、微体积的样品,检测其DNA的甲基化及去甲基化情况是极具挑战又十分有意义的。本工作便建立了一种利用多孔喷头无鞘液接口的毛细管电泳电喷雾质谱联用(CESI-MS)技术高灵敏检测超微体积生物样品中这些碱基修饰物的方法。该方法有着优异的检出限(LODs低至amol)、线性范围和检测重复性。同时,此方法对5-mdC及其氧化产物有良好的定性及定量检测能力。利用5?L,125pg的小鼠胚胎干细胞基因组DNA(相当于20个细胞中的基因组DNA含量)该方法便可成功定量其中的5-mdC和5-hmdC含量。此用量远低于现有的常规高效液相色谱质谱联用方法。同时,由于毛细管电泳的一个独特的优势是其进样量极小(约为5nL到100nL),通过减小样品总体积(200nL到5?L)还可以进一步减小该方法所需的DNA样品量,以达到超微体积样品检测的最终目标。
  • 摘要:高效液相色谱-大气压电离-串联质谱技术(HPLC-API-MS/MS)在生命分析,环境分析,食品分析等诸多领域发挥了巨大作用,然而复杂样品带来的基质效应已成为困扰LC-API-MS/MS准确分析的最大问题.为获得准确的分析结果,常常以稳定同位素标记的分析物做为内标物,能够较好地克服基质效应的影响.但稳定同位素标记的分析物数目毕竟有限,制备所有分析物的稳定同位素内标物造价昂贵,不切合实际.近年来兴起的稳定同位素编码标记技术能够解决复杂基质样品中诸多代谢物分子难以找到同位素标记内标物的难题,开发高性能同位素编码质谱探针具有重大现实意义。从功能集成的思路出发,设计新型同位素编码质谱探针,建立快速灵敏准确测定复杂基质中小分子分析物的技术平台,。本次报告将介绍近年来本课题组开展的一些同位素编码质谱探针及其应用研究。
  • 摘要:微流控芯片电泳技术作为一种前沿科技,具有分离速度快、分离效率高、样品和试剂消耗量少、成本低、集成化和高通量等优势,可在生物医学研究和临床检测中发挥重要作用,已受到了学术界越来越广泛的认可,并逐渐从单纯的方法开发,走向了应用研究.本文主要介绍了本课题组近年发展的微流控芯片电泳-质谱、激光诱导荧光、化学发光检测联用技术,并对其在单细胞分析,免疫分析,疾病标志物分析和生物医学研究中的应用,进行了探讨.
  • 摘要:纳米材料的环境行为和生物安全性研究迫切需要分离纯化纳米材料的技术和装置,但现有的分离纯化技术大多是针对分子和离子而设计的,往往不能满足复杂基体中纳米材料的分离和纯化的要求.为满足纳米材料环境行为和生物安全性研究的需要,基于色谱分离、流场流分离和膜分离技术研制了纳米材料多维分离纯化系统.其中,膜过滤分离模块可将纳米材料粗分为大粒径和小粒径纳米颗粒两大部分;中空纤维膜流场流分离模块主要用于分离纯化大粒径纳米材料,它在膜过滤分离工作模式下过滤去除分子、离子和小粒径纳米材料,再在流场流模式下将大于10nm的纳米材料按粒径大小分离,可在22min内基线分离46nm和100nm的纳米材料;尺寸排阻色谱分离模块主要用于小粒径纳米材料的分离,可在8min内基线分离粒径分别为2、4、10nm的三种纳米材料;离子交换色谱分离模块用于分离粒径相同但表面包覆剂不同的纳米材料,可在10min内分离粒径10nm、包覆剂分别为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和柠檬酸的两种纳米材料.
  • 摘要:样品分析的整个过程,特别是复杂样品分析过程可分为两大类:样品前处理和仪器分析.其中,仪器分析技术在近十年得到了迅速发展,已经达到了一体化(如进样、分离、检测、数据处理等)、多种技术的联用化(如色谱和质谱联用)、自动化、在线化、快速等现代分析技术要求.但是对复杂基质样品分析而言,由于样品前处理技术的局限性,这些现代分析仪器发挥不了自身的卓越功能,尤其在复杂样品中的微量/痕量有机成分检测中,样品前处理技术已经成为整个分析过程的瓶颈,其中多步骤分析过程的一体化、多种技术的联用和集成化、前处理过程的自动化、原样、原位、全分析等技术是样品前处理技术中的研究热点并受到国内外研究者们的高度重视.根据分析物的化学物理性质,分析物可以分为挥发性/半挥发性成分、难挥发性成分,相应的仪器分析可以分为气相色谱分析、液相色谱分析以及微流控分离分析.本课题组通过10多年的时间着重开展了气体吹扫微注射器萃取技术(与气相色谱/质谱分析仪器匹配使用)、碳纳米/碳纤维微萃取及组分分离技术(与液相色谱/质谱分析仪器匹配使用)、横向电场毛细管分离技术(微流控体系匹配使用)的开发,研究分离痕量有机化合物和微尺度物质分离。
  • 摘要:构建了独特的微流控液滴合成装置,以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为主结构单体,以功能化的溴化芘为引发剂,采用原子转移自由基聚合法(ATRP)及微流控液滴合成技术制备了系列端基含芘基团与特异性识别基团的嵌段聚合物,利用嵌段聚合物与不同蛋白之间的疏水相互作用及特异识别作用,开展了蛋白的识别分析研究。结果表明:嵌段聚合物的种类与链长对蛋白的识别有着重要影响;经调控,所制备的新型嵌段聚合物“化学鼻”可特异性识别不同的蛋白。进一步以MEO2MA为主结构单体,以溶菌酶为模板,采用表面印迹MIP法,制备了基于寡聚乙二醇类温敏聚合物P(MEO2MA)@MIP磁性纳米颗粒,并将其用于捕获/释放人尿中的溶菌酶。所制备的温敏聚合物MIP基质具有良好的选择性、较高的吸附容量及快速的吸附速率等特点;对溶菌酶的亲和性可调控,仅通过改变环境温度就可实现对目标蛋白的高效捕获/释放,避免了传统MIP法中对蛋白的苛刻洗脱需求。还基此制备了寡聚乙二醇类温敏聚合物基质整体柱,将其作为色谱固定相,以水溶液为流动相,通过调控柱温,实现了目标样品的良好分离,并对其基于热刺激-响应性质的分离分析机理进行了探讨。
  • 摘要:经过近三个世纪的研究,微纳流控分析平台的研究已经取得了长足的发展.然而,分析系统尺度的降低对检测方法提出了挑战性甚至极限性的要求.例如,纳米尺度下的待研究和观测的分子个数接近甚至达到单个分子.现有检测方法灵敏度的改善以及新的检测方法的引入是应对此要求的一个方面.通过样品浓缩预处理也是提高检测灵敏度的一个途径.然而,传统样品处理方法难以与微纳流控分析系统匹配.因此在线定位浓集机质的引入成为关键。通过在线定位浓集的方法有可能使现有检测方法的检测能力得到大幅度的提高。本报告主要介绍和展示基于微纳界面上的离子浓度极化(ICP)效应在改善微分析系统检测能力方面的潜力,还将介绍单个纳米孔界面上的离子浓度极化现象,对近期利用电动堆积效应提高纸基微流控系统(PAD)的检出能力的研究进展进行介绍。用不同的微流控分析系统研究揭示,利用电动堆积效应可使信号增强数十乃至百万倍。Fig.2分别为基于ICP、双极电极(BPE)效应及场放大(FAS)效应取得的部分定位增强信号的可视化效果荧光显微图片。
  • 摘要:微流控芯片分析在生命科学领域的主要应用对象之一是核酸.在数十微米或更细的通道中,外加电场产生的焦耳热效应低,分子扩散程度引起的展宽小,样品需要量少,这使微流控芯片电泳分离核酸的分辨能力和分析速度都优于平板凝胶电泳,在寡核苷酸、DNA、RNA片段分析中都有很大的应用潜力.但是细通道会带来操作不便,通道容易堵塞等问题,影响其实际应用.本工作利用通道尺寸为250μm宽,150μm深的十字型微流控芯片,以羟丙基甲基纤维素为筛分介质,对100bp-5000bp的DNA片段进行了分离,在选定条件下13个DNA片段在200s内即可达到分离(Fig.1),其分析速度远高于平板凝胶电泳和毛细管电泳.使用亚毫米级微通道的微流控芯片解决了在DNA分离中由于筛分介质粘度大而导致的芯片通道不易清洗,使用寿命短的问题。同时,为了减小染料用量,本工作采用DNA染料与DNA混合后分离的方式,无需在运行缓冲中加入染料,简化了操作,也有利于降低分析成本、促进芯片电泳在实际分析中的应用。
  • 摘要:随着微纳尺度分析的发展,对液相色谱技术提出了更高的需求:提高分析速度、减少固定相和流动相的消耗量、降低样品的进样量、减少环境污染、提高分离效率等,因此促使了液相色谱技术微型化的发展趋势.尤其是近些年来,单细胞及以下尺度分析成为了分析化学、生物学和医学跨学科前沿领域和研究热点,解决单细胞、亚细胞水平的多组分同时分析、精准定量是单细胞分析的迫切需求,常规技术会导致超微量样品的大幅度稀释,很难直接使用,发展皮升/飞升体积样品的分离技术是单细胞及以下尺度分析需要解决的关键问题之一.近期发展了多种微纳色谱分离方法:利用在纳米通道内离子具有独特的分布,建立纳毛细管色谱法,开辟了生物大分子分离新方法;利用微径毛细管实现DNA在自由溶液中、很宽碱基对数量范围内的快速色谱分离新方法,分离效率高,每米理论塔板数达到百万;发展了飞升体积样品的取样、分离、检测为一体的方法,建立皮流色谱法,避免了样品转移过程中的损失和污染,为单细胞分析提供了可靠的分离手段。
  • 摘要:氨基酸是细胞和新陈代谢不可缺少的营养素.氨基酸分析在分析化学、生物学以及医学等方面均起着基础性的作用,因此,氨基酸分析方法的研究具有重要意义.目前氨基酸分离方法主要采用离子交换色谱、高效液相色谱、气相色谱及毛细管电泳等.现在许多氨基酸被分离检测,但通常需要一个长时间分析过程.所以,氨基酸分离仍具有良好的色谱发展前景和潜质.Qiu等用嫁接法制备了一类咪唑离子液体改性硅胶的新型高效液相色谱固定相。由于咪唑改性硅胶含有一个相对体积较大的芳香性的有机杂环阳离子,所以在具有阴离子交换能力的同时,它还能够利用与样品之间的弱疏水作用,静电排斥作用,氢键作用等多重作用机理,分离一些胺类,核苷酸和氨基酸。最近,Qiu等又制备了2-甲基咪唑修饰的硅胶固定相,既能用作亲水色谱,又可以用作阴离子交换色谱。董钰明研究小组在此基础上,首次采用2-甲基咪唑改性硅胶色谱柱,以氨基酸为分离对象,以氯甲酸芴甲酯(FMOC-Cl)作为衍生试剂,采用高效液相色谱的分离方法,优化分离条件。通过2-甲基咪唑柱分离氨基酸,建立一种新的氨基酸分离模式。
  • 摘要:氯化石蜡是最近几年受到广泛关注的一类有机污染物.其按碳链长度不同可分为短链、中链和长链氯化石蜡.其中短链氯化石蜡是斯德哥尔摩公约POPs候选物质.利用电子捕获负化学源质谱技术以及GC-Q-TOF技术,结合H、C、Cl天然同位素丰度基础上的理论化学计算,通过优化前处理步骤,改进了短链氯化石蜡(SCCPs)的分析方法,实现了对这类环境中最复杂的卤系污染物更为准确的定量。系统开展了SCCPs在污水处理过程、污水处理厂出水及下游水体排放、污水灌溉等整个过程中的富集、迁移转化以及代谢过程。对北京地区普通居民通过空气、室内灰尘、以及膳食暴露SCCPs的量进行了系统追踪。本工作对有关SCCPs的分析方法、环境行为及典型地区人群SCCPs的可能暴露途径及暴露量等工作进行了综述,以期为相关研究工作者提供参考。
  • 摘要:近年来,亲水作用色谱(HILIC)在分离极性和亲水性样品方面得到越来越多的关注,其中,固定相的开发一直是研究热点之一.针对目前亲水作用色谱固定相种类有限、对极性化合物覆盖不够广泛的现状,利用离子液体的可设计性和多重相互作用等优点,结合'巯基-烯基'点击化学反应,开发了一系列表面键合咪唑两性离子液体、双阳离子液体、三阳离子液体以及葡糖胺基离子液体的新型混合模式色谱固定相,柱效最高能达到100,000plates/m,柱效和选择性要优于商品化HILIC柱.
  • 摘要:随着特种气体行业的蓬勃发展,对特气中杂质的检测要求越来越严格,氦离子化检测器因其高灵敏度收到广泛的关注.脉冲放电氦离子化检测器(PDD)是一种通用型、高灵敏度、非破坏性检测器.在检测池顶端引入一路流速为30mL/min的高纯氦气进入放电区,双原子氦跃迁到解离的基态时产生光离子发射.高能光子几乎可以把所有化合物离子化,除Ne以外的有机、无机化合物都会有信号.PDD对有机化合物的检出限可低至pg级,对某些气体的检出限也能达到ppb级.一般选用5A、13X等分子筛柱分离永久气体,由于CO2等杂质对分子筛单体有较强的吸附作用,因而选用高分子多孔聚合物填充柱对CO2进行分离。而为了高效地对高纯气体中杂质进行定性、定量分析,避免基底气对分析结果的影响,一般采用中心切割的方法将杂质组分从基底气中分离出来,采用峰面积外标法计算杂质含量,浓度单点校正。本文采用赛默飞气相色谱仪、PDD检测器,在优化的阀流路上,实现了一系列高纯气的分析,体现了赛默飞高纯气方案的优势。
  • 摘要:金属有机骨架材料(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)是以金属和有机配体构成的多孔晶态材料,具有比表面大、孔尺寸和表面性质可调等特点,广泛应用于气体存储、催化、分离领域.但MOFs晶体多为微米级晶体,在生命分析科学中不便利用.基于自上而下的剥离策略,合成了基于Zn-苯并咪唑的MOFs纳米片,并首次将其作为MALDI质谱基质.MALDI-TOF有机基质在分析小分子化合物时有强烈的背景干扰,利用MOFs纳米片可实现无背景干扰测定.将其应用于氨基酸、碱基、环境污染物、激素、神经递质等多种小分子,均取得了优异的信噪比和低背景干扰。此外,MOFs纳米片作为基质可以耐受高达1000mM的盐溶液,分析信号不受干扰。在一定盐度下,利用MOFs纳米片基质检测了乙酰胆碱酶催化神经递质乙酰胆碱的反应。
  • 摘要:本文详细研究了在1-烯丙基-3甲基咪唑氯盐离子液体(AmimCl)中和吡啶作为缚酸剂条件下,纤维素与8种苯环上带有不同取代基团的苯甲酰氯的均相酯化反应。发现苯甲酰氯的反应活性与其取代基团的Hammett参数(对应于取代基团的电子效应)呈线性关系:吸电子取代基团(如:NO2、Cl等)加速酯化反应,给电子基团(如:CH3、C(CH3)3等)使酯化反应速率略有下降。基于反应规律的理解和均相反应极好的可控性,制备了取代度为2.0、2.5和3.0的24种纤维素苯甲酸酯,详细研究了苯甲酸酯取代度以及苯甲酸酯苯环上取代基团(种类、位置和数量)对纤维素苯甲酸酯手性拆分性能的影响。发现合适的螺旋构象是实现高效手性拆分的关键,同时结合氢键、偶极、π-π等相互作用可获得更加广谱的手性拆分效果。因而,通过结构调控,制备了具有疏水螺旋结构且同时含有少量氢键给体基团(如:OH、NH等)的纤维素酯手性固定相,其表现出高的手性拆分能力。
  • 摘要:本文利用SI-ATRP技术控制接枝聚合物,以磁性石墨烯为基质,将分子瓶刷型聚合物接枝在聚多巴胺包覆的磁性石墨烯表面,制备了新型反相吸附剂(GO@Fe3O4@PDA@HEMA@St),建立了制备高容量﹑高选择性吸附剂的方法。并研究了该吸附剂对环境水中的双酚A的分离与富集效果,同时优化了吸附条件。首先选择具有大比表面积的GO作为基质,再合成GO@Fe3O4包覆多巴胺,引入大量羟基和氨基,与2-溴异丁酰溴反应,引发HEMA聚合,形成分子刷吸附剂骨架,再二次接枝引发剂2-溴异丁酰溴,最后引发苯乙烯聚合,形成分子刷型吸附剂侧链。以双酚A为分析对象,研究了该吸附剂对双酚A的吸附性能,同时优化了影响萃取效率的参数,如pH值,盐浓度,吸附及解吸附时间,吸附剂量,洗脱剂类型等。并将此方法应用于实际水样中BPA的富集。
  • 摘要:蛋白组学研究过程中,高丰度成分的脱除十分重要.蛋白质脱除方法主要有:免疫亲和、金属亲和、多维色谱、组合肽配体库等.以聚丙烯酰胺为基础的冰胶聚合物是生物、化学领域的理想材料,广泛应用于诸如分子识别、纯化及分离等方面.由于蛋白质本身属于两性聚合高分子,研究发现两性聚丙烯酰胺对蛋白质分子具有广泛的印迹适应性.与合适的单体共存于预聚合体系当中,蛋白质浓度一旦达到一个阈值,则必定会产生印迹效应.通过对人血清的印迹,设计并合成了对高丰度蛋白质具有特异亲和作用的冰胶聚合物,与非印迹聚合物相比,印迹聚合物显示出超过5倍的吸附量。无标定量实验结果表明,原始血清样品与印迹处理过的血清样品表现出明显差别。血清样品中总共识别出491个蛋白质,其中94个蛋白质分子只在原始样品(A)中发现,而只在脱除处理样品中发现的蛋白质则达到75个(B)。
  • 摘要:管内固相微萃取(In-tube SPME)是固相微萃取的一种,可以方便的与液相色谱实现在线萃取分析.与常见的壁涂型管内固相微萃取相比,纤维管内固相微萃取(Fiber-in-tube SPME)不仅在管内有更多的萃取材料而且减小了管内的死体积,有效改善了萃取容量和色谱峰型.碳纤维属于中国重点发展的四大功能材料之一,是含碳量高于95%的高强度纤维材料,对有机纤维进行碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料.在本研究中,将碳纤维束直接装填进聚醚醚酮(PEEK)管中,制备碳纤维填充型固相微萃取管;还以碳纤维作为载体,利用电沉积技术,将氧化石墨烯沉积在碳纤维表面,再装填进聚醚醚酮(PEEK)管中,制备氧化石墨烯沉积碳纤维填充型固相微萃取管。分别将其与液相色谱联用,利用多环芳烃模型分析物对两种萃取管进行萃取性能评价,并考察了氧化石墨烯沉积层对于萃取能力的影响,使富集倍数由原来的1000多倍增加至3000多倍,并且碳纤维萃取材料在有机溶剂和碱性环境下表现出良好的稳定性。对萃取条件进行优化,建立了在线萃取分析方法,应用于环境中多环芳烃的检测。
  • 摘要:本文将离子液体选择性萃取分离特点与pH-区带逆流色谱分离优势相结合,建立了离子液体pH-区带逆流色谱分离莲属植物中生物碱类物质的方法。首先选择基础逆流色谱溶剂体系正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(5:2:2:8,v/v),在此基础上研究不同类型离子液体以及离子液体加入量对莲属植物中生物碱分离效果的影响,同时考察了逆流色谱中保留碱三乙胺(TEA)和洗脱酸(HCl)的浓度。通过测定分配系数及逆流色谱实验(Scheme1)比较,确定疏水性离子液体[C4mim][PF6]作为流动相添加剂,最终选择正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水-[C4mim][PF6](5:2:2:8:0.1,v/v)体系,上相保留碱(TEA)浓度为10mM,下相洗脱酸(HCl)的浓度为3mM,流速为0.5ml/min。从莲属植株中分离得到N-去甲荷叶碱、莲心碱、荷叶碱、异莲心碱、莲碱和甲基莲心碱六种生物碱,其纯度分别为97.0%,90.2%,94.7%,92.8%,90.4%和95.9%。运用已建立的方法分离莲子心和荷叶中的生物碱,从1.00g的莲子心中得到37.7mg莲心碱、57.7mg异莲心碱、179.9mg甲基莲心碱,纯度分别为93.2%,96.5%,98.8%;从1.05g荷叶中得到45.6mgN-去甲荷叶碱、21.6mg荷叶碱、11.7mg莲碱,纯度分别为96.9%,95.6%,84.2%。此研究为综合开发利用中国莲属植物资源提供技术支持。
  • 摘要:逆流色谱是一种无需固本支持载体的全液液相分配色谱,由于其良好的选择性制备能力和没有固体载体所造成的样品吸附、变性失活、色谱拖尾变形等缺点,逆流色谱已成为复杂天然产物提取物或合成样品分离纯化的一种主要工具.自1966年Ito在闭环螺旋管内发现两相的间断分配现象以来,人们发展了各种各样的同步和非同步的逆流色谱仪器用于分离,而且随着不用旋转密封的同步解绞技术的发明,特别是上世纪80年代初,Ito等发现当Helix coil按Ⅳ(J型)方式运管时,可以形成单向性的流体动力学平衡,从而诞生了现代高速逆流色谱及近期的高效逆流色谱.为了进一步提高逆流色谱的固定相保留和分离效率,人们不断地改进和设计新的逆流色谱分离柱,人们至少发明了三类螺旋管逆流色谱柱。Helical coils只可以提供轴向的离心力(阿基米德螺旋线力),因此固定相保留只略大于50%;Spiral coils可以形成径向的离心力梯度,固定相留进一步增加。在此基础上,于2007年开发一种Conical coils,可以同时形成径向和轴向的离心力梯度,因而更适用于天然产物的分离。基于这些逆流色谱仪器,发展了一系列定向制备天然产物的方法,用于定向分离制备一个或多个目标化合物。
  • 摘要:高速逆流色谱是一种新型的液液分配色谱技术,利用螺旋柱在行星运动时产生的离心力,使互不相溶的两相不断混合,同时保留其中的一相,利用恒流泵连续输入另一相,溶质在两相之间反复分配,按分配系数的次序,被依次洗脱而得到分离.相比于传统的色谱分离技术,具有无固体固定相:不存在对样品组分的吸附、玷污、变性、失活、拖尾等现象,节省昂贵的分离材料和减少溶剂消耗;溶剂极性可调:无需更换不同极性的色谱柱即可实现流动相从弱极性到强极性或相反的转化;样品制备量大:色谱柱内无填料,全部是有效空间,容积大,样品负载能力强,制备量大;重现性好:HSCCC的放大过程不会改变其分离原理,分离过程的可预测性好,可实现线性放大.
  • 摘要:逆流色谱技术(Counter current chromatography,CCC)是一种连续液液分配色谱,依托于两相溶剂连续有序的重复混合实现分析物的高效分离.它无需任何固态支撑体,无不可逆吸附;目标物回收完全,对样品要求低.经过40余年的发展与完善,已成为一种高效的制备和半制备分离技术,广泛应用于天然产物、生物蛋白等复杂样品分离分析中.本文重点梳理了近年来逆流色谱在溶剂体系选择、装置改进和实际应用等方面的进展,并展望其后续发展.虽然经过几十年的不断发展和完善,逆流色谱技术的方法、仪器和应用均已有显著进步并逐渐得到学界的认同。但是,目前有关逆流色谱的研究和应用主要停留在科研实验室和少量的仪器公司,逆流色谱真正成为高效液相色谱和气相色谱一样广泛接受的分离分析技术尚任重道远。认为,进一步完善逆流色谱理论,包括溶剂筛选理论和分离作用机制;深入挖掘逆流色谱独特的技术优势;开发效率更高、通量更大、可操控性和实用性更好的仪器装置;拓展逆流色谱在天然产物有效成分分离分析以外的领域,如生物、食品、化工等领域的应用,有望成为下一步发展的重点。
  • 摘要:高效分离制备技术及其产业化应用已成现代生物医药等领域急需的关键技术之一.色谱技术是目前主流的工业精细分离技术.逆流色谱技术是一种新型高效的液-液分配色谱分离技术,由于它不用固体分离介质,因此具有许多传统色谱分离技术所不具备的独特优势.广泛适用于天然产物和生物医药中活性成分的分离纯化和制备,在生物医药、天然药物、保健食品、功能化妆品等领域得到越来越广泛的关注和应用.其分离机制简单,放大过程的预测性好,可以实现线性放大.因此逆流色谱具有很好的工业化放大和产业化开发的前景.本项目研究团队近年来致力于圆盘嵌入式螺旋管新型逆流色谱仪的放大关键技术、装备及工艺的研究和产业化应用工作。目前,已经完成从分析型到半制备和制备规模仪器的放大研究,正在开展中试规模设备的研制和评价,希望不久的将来能实现工业制备规模设备的放大,推动逆流色谱技术的产业化应用。本文对圆盘嵌入式螺旋管新型逆流色谱仪研发进展进行了简单综述。
  • 摘要:课题组在基于酒石酸-硼酸配位基础上在逆流色谱上已成功拆分了普萘洛尔、吲哚洛尔和阿普洛尔三种氨基醇类对映体.本论文主要在前期的基础上建立了手性液-液萃取拆分β-阻滞剂化合物(1)与(2)对映体的方法,考察了不同的L-酒石酸酯手性试剂,硼酸浓度,L-酒石酸酯浓度,水相pH值,温度等因素对手性萃取拆分的影响,优化的萃取拆分条件:水相为含0.1mol L-1硼酸的0.05mol L-1醋酸-三乙胺缓冲溶液(pH6.1),有机相为含0.1mol L-1L-酒石酸正己酯的氯仿溶液,平衡温度10℃,样品浓度1mmol L-1,分布系数D+=0.9807,D-=0.3870,分离因子α=2.5341.
  • 摘要:在现代分离分析学科中,最重要的技术手段无疑是色谱技术了.目前,液相色谱中还是以反向C18硅胶柱作为分离,紫外检测器检测作为主流解决方法.尽管液-质联用技术很大程度的扩展了上述技术的应用范围,但是仍有问题无法解决或解决的不完善.列如,对映体的拆分,复杂天然化合物的多组分分离,化合物的极性问题,过高的柱压、紫外检测器甚至质谱检测器液无相应的微量及痕量有机化合物、还有诸如需要衍生的目标化合物,分离时间过长,样品处理复杂、繁琐及处理成本高等问题均向传统的分离检测方法提出了挑战.
  • 摘要:多西他赛是一种抗肿瘤药物,用于治疗晚期或转移性乳腺癌和非小细胞肺癌.多西他赛的体内代谢是由细胞色素P450酶特别是CYP3A4和CYP3A5以及膜转运蛋白P-糖蛋白(ABCB1)介导的[3-4].为满足国内临床需要,齐鲁制药有限公司研究制得多西他赛冻干粉.本研究建立了一种简便、快速、准确的测定人血浆中多西他赛的LC-MS/MS分析方法,并考察了多西他赛无菌冻干粉在中国健康志愿者体内的药动学特征和生物等效性.
  • 摘要:肿瘤标志物是由肿瘤细胞的基因表达而合成分泌的或者是由机体对肿瘤细胞反应而产生的,反映肿瘤存在和生长的一类物质,可以用于鉴定、早期诊断、预防与疗效监控肿瘤.目前由于肿瘤标志物的检测方法特异性和灵敏度不够高,容易导致假阳性和假阴性结果.课题组紧扣生物分析化学与分子诊断学,寻找可选择性识别肿瘤标志物的识别探针,建立特异性好、灵敏度高的肿瘤标志物检测新方法,实现癌症的早期治疗.
  • 摘要:根据目前的昆虫学研究,知道昆虫主要是利用化学语言进行交流的,它们对一些有味道的挥发性物质非常敏感,是可利用的工具。但至今依然不清楚,不同的昆虫是否利用了不同的化学物质或化学语言,或者它们也和一样有普通话(汉语)甚至还有如英语一样的国际通用语言。为解开这些谜底,展开了一些初步的探索,经过了将近10年的摸索,走出了“一小步”:以对中国森林有严重危害的天牛为对象展开研究,以天牛的性信息素的分析鉴别为突破口,利用GC-MS为核心手段,建立了痕量与超痕量天牛性信息素的捕集、采样和分析鉴定平台,藉此研究了多种国内常见天牛在交配中所使用的化学语言,发现了一点线索,可初步用于天牛的诱捕。本汇报将重点探讨关于天牛性信息素分析的方法学研究进展,顺便介绍一点关于天牛化学语言的某些新发现。
  • 摘要:聚合离子液体(Polymeric ionic liquids,PIL)是兼具离子液体和聚合物特点的一类功能高分子,一直是材料合成和分离科学研究的热点.其结构中官能团数目多,能提供更多的作用位点.将PIL与一些功能分子复合,得到的复合材料在保留PIL本身优良性能的同时,也兼具其它功能分子的特性.本文简述了PIL-磁性纳米颗粒、PIL-石墨烯和PIL-PAA复合物的制备以及对食品和环境样品中有机污染物的萃取性能研究.
  • 摘要:为了解决中药复杂化学成分高效分离纯化的问题。根据2D-HPLC的理论和设计理念,本研究团队提出了一个以工业制备色谱的设计思路为基础,利用现代分离材料的差异,形成分离柱逐级串联,通过开发匹配软件,智能控制收集化合物组分达到分离纯化单体的一套串联轴向压缩智能制备色谱仪器,申请了国家发明专利。该串联轴向压缩智能分离制备色谱仪器,应用于自动纯化天然化合物或其他化学产品,目前尚未发现轴向压缩分离柱分装不同填料串联应用的分离纯化设备。本报告将介绍该设备的研制进展,以及在一些著名中药,如升麻、灵芝等药用植物中的复杂化学成分分离纯化高效制备中的应用。由于该制备色谱将采用理论塔板很高的高效分离柱,填料/样品比也很高,智能化自动接收单体化合物馏分,可以做到高效制备,释放大量分离的劳动力。本设备拟解决天然药物或先导化合物的高效分离这一关键瓶颈,对中药微量成分的结构表征和活性靶标的发现,阐明中药有效成分的物质基础,对药物开发研究领域或天然药物化学发展,将起巨大的推动作用。也是中国药用植物化学成分的研究,已经天然新药开发的一个新的技术平台,值得推广应用。
  • 摘要:通过体外抗肿瘤药效试验筛选藏木香抗肿瘤活性提取部分,研究藏木香抗肿瘤活性提取部分化学特征谱与其抗肿瘤活性的相关性,制备与藏木香抗肿瘤活性提取部分药效相当的抗肿瘤药效组合物.方法首先,以MTT法检测藏木香样本S4(采自青海塔尔寺藏医院,由兰州大学药学院周印锁教授鉴定为总状土木香Inula racemosa Hook.f)的醇提部分、乙酸乙酯部分、水部分对HepG2肿瘤细胞的抑制活性,优选藏木香抗肿瘤活性部分.
  • 摘要:巴豆醛性质较为活泼,能够与DNA脱氧鸟苷反应生成多种DNA加合物,其中最主要同时也是研究最广泛的DNA加合物为1,N2-丙基-脱氧鸟苷(1,N2-Propano-dG,ProdG)。巴豆醛与脱氧鸟苷环外的氨基发生迈克尔加成-关环反应,形成两种非对映异构体(6S,8S)和(6R,8R)-ProdG加合物。研究发现(6S,8S)ProdG和(6R,8R)ProdG两种加合物主要的错误编码均为将碱基G转化为碱基T,但是(6R,8R)ProdG也出现了一定水平的碱基G到碱基C的转化,两者导致错误编码发生的频率分别为10%和5%。此外,ProdG加合物还能够导致DNA链间交联和DNA-蛋白相互交联。目前,ProdG加合物在人类及啮齿类动物的组织细胞中均有发现。对于ProdG加合的研究,将为从遗传角度揭示巴豆醛的致突变、致畸及致癌性提供可参考依据。
  • 摘要:基于中粮集团主要产业链质量安全风险监控需求,针对食品安全领域农兽药残留、食品添加剂、真菌毒素、塑化剂等检测面临的技术难题,系统研究和开发了典型农产品和食品中农兽药残留、真菌毒素、塑化剂、苯并芘等高效样品前处理方法、高通量农药残留筛查技术及兽药残留免疫快检产品,构建了中粮集团的农兽药残留、真菌毒素、苯并芘、塑化剂等食品安全检测指标的技术体系并在集团相关业务单元示范、推广,为保障集团产品质量安全提供技术支撑.建立高效样品前处理技术平台。基于分散固相萃取技术原理,开发了应用于植物源样品和部分动物源样品的QuEChERS快速前处理产品;通过改进优化凝胶渗透色谱净化条件,开发了针对高油基质的粮油食品中农药残留、塑化剂、苯并芘检测的凝胶渗透色谱前处理技术;研制高选择性分子印迹聚合物材料并开发分子印迹固相萃取柱(MISPE)产品。
  • 摘要:近年来,亲水作用色谱(HILIC)已引起科研工作者们极大的兴趣.HILIC能够很好地被应用于极性化合物的分离分析中,是反相色谱和正相色谱的一个有益补充,而且,由于使用高含量乙腈作为流动相,HILIC可以与质谱进行完美的联用.因此,HILIC已越来越多地被成功应用于实际分析工作中.目前,虽然有较多HILIC固定相得到了开发,部分固定相也已成功商业化,但是发现并制备具有高柱效、高选择性以及高稳定性的新型HILIC固定相仍然是一个热点.
  • 摘要:开展水体沉积物毒性效应的评价,准确鉴定其中主要致毒物是有效进行水环境生态风险评价和管理的关键.前期研究发现广州城市河道沉积物对底栖动物具有普遍的毒性,且多种类型污染物被检出.进一步研究中,将考虑生物可利用性的树脂仿生萃取结合到全沉积物毒性鉴定与评价中,发现该区域河道沉积物对底栖无脊椎动物,如摇蚊幼虫,具有急性致死性,而毒性主要来源于重金属和有机污染物的联合作用,且有机物是其中的重要毒性贡献物.
  • 摘要:纳米材料的大量生产和广泛使用使其排放进入环境的量也在快速增长.目前,纳米材料环境安全性已成为了热点关注问题.但是,环境中纳米材料的来源、赋存状态及迁移转化规律的研究仍处于起步阶段,在方法学方面还缺乏有效的分析鉴定和来源追踪方法,这给准确评价人工纳米材料对生态环境及生物体健康的风险带来了极大的困难.开发了一种复杂介质中纳米材料的鉴定与表征新方法,将毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱在线联用(CE-ICP-MS),通过CE的高效分离、ICP-MS的质量选择性检测及色谱峰形拟合,可在单次检测中完成复杂介质中纳米材料的种类鉴定、尺寸分布表征和相关离子检测,结果比常规方法更为准确。该方法可应用于生活消费品及环境介质中纳米材料的快速筛查和尺寸表征。通过多接受器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测定了纳米银在自然转化过程中天然银同位素组成的极细微变化,首次发现不同的环境过程能够导致纳米银不同的同位素分馏效应,进而可以通过银同位素分馏揭示纳米银的转化途径与机理,并对其来源进行甄别。
  • 摘要:羰基化合物广泛存在于生物体内,主要包括脂肪醛、糖类等.其中,脂肪醛主要由脂质过氧化作用(LPO)产生,除了LPO,内源性的醛类化合物也可以通过美拉德反应、氨氧化酶或代谢活化作用产生,其对生物系统造成的损伤会扰乱蛋白质和酶的作用,造成有害DNA加合物的产生,因此醛类被视为监测LPO过程的关键指标.此外,醛有刺激性,对生物体有致癌作用,如甲醛致癌,可造成哮喘;乙醛在酒精存在下可与核苷氨基反应生成混缩醛,从而增加女性患乳腺癌的风险;丙醛、丁醛、戊醛、己醛、壬醛被证实对老鼠和人类肝细胞有细胞毒性作用.所以发展一种灵敏、有选择性的方法用于分离检测醛类化合物是十分必要的.由于醛类化合物缺少生色团,且在质谱检测中电离效率不理想,所以在复杂基质中检测醛有一定困难。目前,醛类化合物检测的主要方法之一是对羰基化学衍生后进行高效液相色谱(HPLC)分离检测。2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)与羰基的衍生活性很高,是目前最为常用的醛类衍生试剂,但该衍生试剂是紫外衍生试剂,灵敏度不高。为了改善醛类物质的检测灵敏度,开发具有高衍生活性的荧光衍生试剂,采用灵敏度更高的HPLC-荧光检测是一个理想选择。
  • 摘要:天然产物是新药先导化合物发现的重要资源之一,截至到2010年,约30%~40%的药物直接或间接来源于天然化合物分子.从天然产物中分离制备出单体化合物是先导化合物发现的基础和关键.然而,天然产物的物质组成十分复杂,包含成千上万种化合物.尽管近年来分离技术一直在不断发展,但是从天然产物中分离制备出单体化合物仍然是一项十分具有挑战性的工作.与传统的柱层析分离技术相比,高效液相制备色谱具有高柱效、分离速度快、分离度大、可在线检测等优势,在中药等天然产物的分离分析中发挥着越来越重要的作用。分离材料是高效液相制备色谱的核心,本课题组设计并合成了系列新型色谱固定相,涵盖反相色谱、亲水作用色谱、离子交换色谱以及混合模式色谱等多种色谱模式,并在生物碱、皂苷、花青素等多种结构类型的天然化合物的分离分析中得到了很好的应用。针对中药中活性化合物的纯化制备,本课题组发展了多种正交性的高效二维制备体系,从唐古特山莨菪、莪术等中药中制备出多种活性化合物;进一步针对其中2个活性化合物开展了构效研究,目前已合成出多个高活性新化合物,具有潜在的新药先导化合物研究价值。该研究为从中药中发现新药先导化合物提供了重要参考。
  • 摘要:色谱作为一种分离和分析技术,由于其分离效率高、速度快、灵敏度高等特点,在分析化学、蛋白组学、代谢组学、石油化工以及医药卫生等领域有着广泛的应用.基于色谱技术的生物化学等数据通常维数较高,包含噪音,如何从色谱大数据中挖掘出富含信息的特征,是色谱技术应用研究的一个关键问题.主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、SVM-RFE,随机森林(Random forest)等数据分析方法大量应用于色谱数据分析,滤去其中的噪音和无关变量,筛选富含信息的特征变量,建立有效的分类模型。在实际应用中,特征变量存在着相互关联,单一的、不含信息的特征变量相互关联,组合起来表征所研究的问题。因此,本文提出基于相关性特征和最大信息系数的特征选择算法(MICCOR),该算法采用线性相关构建特征的组合方式,扩大信息搜索空间,同时采用最大信息系数[2]评价原始变量和所构建的基于相关性的组合变量,选择富含信息的特征变量。
  • 摘要:甾体皂苷和黄酮是存在于中药中的两类重要的活性成分,对其传统的分离分析多采用反相HPLC,但部分甾体皂苷和黄酮无法得到良好的分离.超临界流体色谱(SFC)是一种具有正相分离性能的色谱,且绿色环保.本课题组对SFC在甾体皂苷(螺甾皂苷和呋甾皂苷)和黄酮类化合物的分离纯化中的应用进行了系统的研究.通过优化色谱柱、改性剂、添加剂、柱温等色谱条件,确定了SFC分离甾体皂苷和黄酮的一般色谱条件,了解了其在SFC上的色谱行为规律.运用SFC对3对C-25R/S的螺甾皂苷异构体进行了分离制备,并采用SFC对中药淫羊藿进行了定量和定性分析.
  • 摘要:药物活性成分筛选方法主要包括传统药理法、血清药理法、分子对接技术、高效亲和色谱技术等.传统药物筛选方法虽然已取得了一定进展,但存在筛选周期长和工作量大等的问题.本研究采用重氮盐法,将His标签β2-肾上腺素受体(β2-AR)固载于重氮化大孔硅胶表面,制备β2-AR亲和萃取材料;以中药复方泻白散为研究对象,对其活性成分进行柱外快速筛选,获得3个活性成分.通过高效液相色谱-三重四级杆-飞行时间高分辨质谱联用技术进行结构鉴定其分别为4-OH白藜芦醇,地骨皮乙素和缬氨酸。该方法具有特异性强和分析速度快的优点,为中药等复杂体系药物活性成分快速高通量筛选提供了方法学鉴定。
  • 摘要:贮藏是中药材质量控制过程中的重要环节之一,贮藏条件直接影响着中药材的临床疗效.测定了简易库和冷藏库两种仓库中龙眼肉的理化性质,对其变化规律进行了动态考察.简易库为室温条件,冷藏库为恒温恒湿条件.在贮藏时间内,于第0,3,9,15,21,27个月从两库中取出样品,日光下观察外观,烘干法测定水分,高效液相色谱法测定5-羟甲基糠醛(5-HMF)的含量,提出温度积的概念并分析贮藏温度对化学成分的影响.
  • 摘要:VDAC-1作为线粒体内膜上的一种离子通道蛋白,是代谢物质和能量物质进出线粒体的主要效应器,在细胞生存和凋亡中扮演着重要角色,与癌症等发病过程密切相关.本研究采用固定化仿生膜VDAC-1色谱模型筛选了中药大黄中的活性成分,对于发现治疗VDAC-1相关疾病的新药候选化合物具有重要意义.利用高效液相色谱-电喷雾-飞行时间串联质谱(HPLC-Q-TOF-MS)对大黄提取液的主要成分进行鉴定,经鉴定该大黄提取液中的主要成分为芦荟大黄素、大黄素、大黄酚、大黄酸和儿茶素。证明固定化仿生膜VDAC-1色谱模型可用于中药活性成分筛选,为复杂体系中药物活性成分高通量筛选提供了新思路。
  • 摘要:蛋白质组学的快速发展为科研工作者提出了诸多挑战.其中,蛋白质酶解是蛋白质进行生物质谱分析鉴定前的必要步骤.而磷酸化蛋白和糖基化蛋白的选择性富集也是翻译后修饰蛋白质组学中必不可少的关键一环.发展新型的蛋白质酶解技术以及磷酸化蛋白和糖基化蛋白选择性富集技术均为当前蛋白质组学的研究热点.另外,随着生物医学以及生物工程相关领域的研究发展,功能化磁性材料越来越引起人们的极大兴趣和广泛关注.另外,随着生物医学以及生物工程相关领域的研究发展,功能化磁性材料越来越引起人们的极大兴趣和广泛关注。探索磁性微球的功能化以及它们在固定酶和生物分子分离分析等方面的应用已成为磁性微球的一个重要研究方向。
  • 摘要:大花红景天为景天科红景天属植物,常用于心血管系统疾病的治疗.本研究通过随意固定化法将β2-肾上腺素受体(β2-AR)和电压依赖性阴离子通道蛋白(VDAC)固定于氨基微球表面,构建单柱二维受体色谱模型,并将其应用于大花红景天药物活性成分筛选及与受体相互作用研究.受体色谱法分析大花红景天提取液中的生物活性成分,串联飞行时间质谱鉴定为红景天苷。直接进样法表明红景天苷与固定化β2-AR存在一类结合位点,与VDAC-1存在两类结合位点。结合常数KA分别为1.25×104M-1、5.0×104M-1和5.0×103M-1;结合位点数mL分别为1.0×10-7M-1、3.0×10-8M和3.0×10-7M。上述单柱二维受体色谱模型为中药等复杂样品活性成分快速筛选及药物-受体相互作用研究提供方法学借鉴。
  • 摘要:抗体纯化在生物医药和制药工程中占有非常重要的地位.疏水电荷诱导层析(HCIC)作为一种新型的生物分离技术,与传统的层析技术相比,具有高选择性、高载量和高效率等优势.通常HCIC层析介质是在亲水性基质表面接枝含氮杂环配基,达到疏水与电荷作用兼具的效果.而通常使用的改性方法如ATRP法需要在惰性气氛下进行,步骤繁琐、耗时长并且反应效率较低.本课题利用三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)引发聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)阳离子开环聚合接枝在RC膜表面;再通过巯基与环氧的开环反应,将功能配体2-巯基-苯并咪唑(MBI)、2-巯基-1-甲基咪唑(MMI)、2-巯基吡啶(2MP)和2-巯基吡啶(4MP)进一步接枝在膜表面,制备出HCIC膜,pH=7的条件下对IgG的吸附量高达180mg/mL。此过程不但反应条件温和,步骤简洁,反应效率高,而且抗体纯化效果优异。
  • 摘要:生物系统以及人类对手性化合物是非常敏感的.比如说,L型的味精是具有味道的,而其D型的异构体是没有味道的;沙利度胺作为一个手性化合物,其R-构型具有抑制妊娠反应活性,而S-构型有强烈的致畸性.利用高效液相色谱(HPLC)进行对映体化合物的分离与分析对制药工厂中手性药物的研究与开发具有非常重要的意义.于此同时许多商品化的手性固定相被研制出来以满足手性药物工业化的需求.然而,这些手性固定相很少具有使对映体洗脱顺序发生切换的功能,这是制药工厂手性药物开发有待解决的关键问题之一.为了实现手性固定相切换对映体洗脱顺序的功能,本研究将动态共价化学的概念应用到HPLC中。利用硼酸酯键的可逆水解特性,基于苯硼酸的HPLC固定相,首先在碱性条件下将L-阿拉伯糖聚合到固定相上,形成以L-阿拉伯糖共聚物为基础的手性固定相;然后在酸性条件下将L-阿拉伯糖从固定相上洗脱下来,最后将D-阿拉伯糖聚合到固定相上,形成以D-阿拉伯糖为基础的手性固定相,从而可以实现固定相的手性切换,最后实现对映体洗脱顺序切换的目的。
  • 摘要:超临界流体色谱(SFC)具有分析速度快、时间短和分离效率高等优点,作为一种环境友好型的分析分离技术在药物、食品和环境分析检测等领域得到了迅速的发展和广泛的应用.二氢杨梅素是一种黄酮类化合物,Kotake和Kubota等1940年首先从楝叶玉葡萄(A.Meliaefolia)的叶中分离得到,具有抗炎抗过敏、抗氧化、去咳止痰、抑菌、降血脂、抗肿瘤和保肝护肝等活性,其市场价值和应用前景良好.本文对SFC手性分离二氢杨梅素开展研究。在EnantiopakAD(4.6×150mm,5μm)色谱柱上、以CO2-MeOH(0.3%TFA)=60:40(v/v)为流动相、流动相流速为3.0mL/min、柱温35℃、背压为20.68MPa和检测波长290nm时实现了二氢杨梅素的手性分析。分别对SFC分离得到的二氢杨梅素手性异构体进行了溶液园二色谱(ECD)研究。对二氢杨梅素手性异构体而言,在315nm和276nm处都出现了激子裂分现象。
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