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2017年45卷12期

评述与进展
基于Cell-SELEX的核酸适配体在生化分析与生物成像中的应用
堵玉林 , 莫柳婷 , 易娅莎 , 邱丽萍 , 谭蔚泓
2017, 45(12): 1757-1765. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171337
[摘要](683) [FullText PDF](66)
摘要:
基于Cell-SELEX的核酸适配体是指以活细胞为靶标物,通过指数富集的配基系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的单链寡核苷酸。它能够与靶标细胞高亲和性、高特异性结合,具有分子量低、合成简单、化学稳定性好、免疫原性低、易于功能化修饰等优点,已广泛应用于生命科学研究领域。本文综述了基于Cell-SELEX技术筛选的核酸适配体在肿瘤细胞检测、分析和成像方面的研究进展,并对核酸适配体研究的发展前景和趋势进行了展望。
生物纳米孔道技术在非基因测序方面的研究与应用
杨洁 , 李爽 , 武雪原 , 龙亿涛
2017, 45(12): 1766-1775. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171201
[摘要](520) [FullText PDF](40)
摘要:
纳米孔道分析技术是一种低成本、快速、无需标记的单分子检测技术,仅有20多年的发展历史,在DNA单分子测序领域展示出较好的应用前景,现已有商业化的产品面世且趋于成熟。越来越多的研究表明,纳米孔可作为一个通用的单分子传感器。本文综述了生物纳米孔道分析技术对蛋白质、多肽和核酸等单个分子与孔道间相互作用、动力学和热力学过程的实时监测以及多种生物大分子和金属离子的定量检测等方面的研究进展。在纳米孔技术中,电化学检测系统也十分重要,本文还特别介绍了高带宽及超低电流分辨仪器和相关软件的相关进展。
基于金属纳米簇的电化学发光分析应用研究进展
姜晖 , 王雪梅
2017, 45(12): 1776-1785. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171292
[摘要](673) [FullText PDF](55)
摘要:
近年来,基于金属纳米簇结构的电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)特性发展新型分析检测方法已成为分析化学领域的研究热点。金属纳米簇作为一类介于分子和常规纳米颗粒之间的材料,其发光特性备受关注。本文对近年来基于金属纳米簇ECL分析的研究进展进行了评述,按配体分类简要介绍了与ECL相关的纳米簇的制备方法,以及纳米簇ECL研究的机制与应用,针对提高纳米簇ECL性能问题,重点讨论ECL增强和生物信号放大方法这两个主要的策略。此外,本文还对纳米簇在ECL体系中作为能量转移受体的应用进行了评述。
电感耦合等离子体质谱用于多组分免疫分析研究进展
孙公伟 , 洪伟哲 , 张钰清 , 胡志安 , 邢志 , 张四纯 , 张新荣
2017, 45(12): 1786-1794. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171324
[摘要](598) [FullText PDF](55)
摘要:
免疫分析在临床医学检测领域具有重要的地位。本课题组提出了基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的免疫分析方法,利用元素标记技术结合ICP-MS检测实现多组分免疫分析。随后,研究人员在该领域做了大量研究工作,证明该方法可用于从小分子、蛋白质、核酸到细胞等一系列生物样品的检测。本文综述了基于ICP-MS免疫分析方法的特点,对其发展方向进行了展望,希望为该领域的研究工作提供参考。
核酸适配体在多肽研究中的应用
覃诗雅 , 陈南迪 , 王青 , 黄晋 , 何晓晓 , 刘剑波 , 郭秋平 , 羊小海 , 王柯敏
2017, 45(12): 1795-1803. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170272
[摘要](537) [FullText PDF](30)
摘要:
多肽在生命体的生理过程中发挥着重要作用,其生理功能一直是生物学、药理学和医学等领域的重要研究内容。核酸适配体是经体外筛选获得的单链DNA或RNA,能与靶标高亲和力、高特异性地结合,有"化学抗体"或"化学家的抗体"之称。以多肽为靶标筛选获得的核酸适配体主要有两大用途:一是基于其识别功能,作为亲和试剂来建立分析检测方法或开展生物成像研究;二是基于它们的生物学活性,作为拮抗剂在活体水平影响靶标多肽的正常功能,阻碍下游信号通路,从而对疾病进行治疗。本文总结了近年来以多肽为靶标筛选的核酸适配体在体内及体外的用途,并探讨了其在筛选、表征及应用中存在的问题,并对其未来的发展趋势进行了展望。
磷酸化肽富集新方法研究进展
徐林楠 , 白玉 , 刘虎威
2017, 45(12): 1804-1812. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171338
[摘要](598) [FullText PDF](32)
摘要:
对组成复杂的生物样品中的低丰度磷酸化肽进行预富集,能够消除高丰度非磷酸化肽等干扰组分,从而提高磷酸化肽在质谱分析中的灵敏度,获得更好的检出和鉴定结果。在磷酸化肽富集过程中,对磷酸化肽具有选择性亲和作用的富集材料是实现对磷酸化肽特异高效富集的关键,多种具有不同类型亲和作用的富集材料已在磷酸化肽富集研究中得到了应用;而在材料形貌、富集操作形式、磷酸化肽富集特异性等方面,研究者们也不断在现有磷酸化肽富集材料的基础上进行多样化的改进。本文分别从不同类型亲和作用的磷酸化肽富集材料以及磷酸化肽富集方法改进两方面,对近年来磷酸化肽富集方法的研究进展进行了评述。
原子力显微镜-荧光显微镜联用技术在活细胞单分子检测中的应用
秦格格 , 李文慧 , 徐家超 , 寇晓龙 , 赵容 , 罗放 , 方晓红
2017, 45(12): 1813-1823. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171313
[摘要](413) [FullText PDF](22)
摘要:
原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)及荧光显微镜(Fluorescence microscopy,FM)是目前活细胞单分子分析检测中最常用的两种工具。结合两种显微镜的优势,发展高时空分辨、多功能的AFM-FM联用技术成为近年该领域的研究热点。本文简述了AFM单分子力谱和FM单分子荧光成像的原理,总结了AFM-FM联用系统在仪器研制方面的发展概况,并结合本课题组在应用AFM-FM联用技术研究细胞膜上配受体相互作用等方面的工作,介绍了其在活细胞单分子检测中的应用进展。
微生物燃料电池在传感分析中的应用及研究进展
宋荣斌 , 张剑荣 , 朱俊杰
2017, 45(12): 1824-1830. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171303
[摘要](511) [FullText PDF](29)
摘要:
微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种利用微生物将化学能直接转化为电能的装置。近年来,除改善微生物燃料电池的输出性能外,研究者也不断开发其在传感分析中的应用。基于微生物燃料电池的传感分析装置无需外加电源,具有操作简单、可连续检测等优点,是一种极具应用前景的传感分析技术。本文依据这些传感分析装置的用途进行分类,主要综述了微生物燃料电池在检测分析生化需氧量(BOD)、挥发性脂肪酸、毒性物质、微生物活性和数量以及其它方面的研究,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。
基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光传感应用的研究进展
吴鹏 , 张金懿 , 严秀平
2017, 45(12): 1831-1837. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171236
[摘要](413) [FullText PDF](31)
摘要:
与一般有机染料分子相比,半导体材料量子点具有优异的光学性能,在多个领域得到了广泛的应用。量子点具有窄而对称且可调的发射波长、宽激发强吸收、抗光漂白能力强以及水溶性好等诸多优势,引起了研究者广泛关注。为了增加量子点的斯托克斯位移从而很好地避免量子点的自猝灭现象,引入掺杂物是一种很有效的方式。掺杂量子点不仅保留了量子点原有的优点,而且还赋予量子点额外的优异性能。如Mn掺杂ZnS量子点生物相容性好,不含Cd和Hg等有害元素,而且Mn2+的加入使其具有优异的室温磷光特性。磷光检测能很好地避开生物背景荧光的干扰,使得Mn掺杂ZnS量子点能够广泛应用于磷光生物分析。本文综述了Mn掺杂ZnS量子点在室温磷光分析中的研究进展,着重介绍了几种具有启发意义的设计策略,包括其发光机理以及应用于离子、分子以及生物大分子等的检测。
荧光/化学发光探针成像检测超氧阴离子自由基的研究进展
张雯 , 张娇 , 李平 , 张卫 , 肖海滨 , 唐波
2017, 45(12): 1838-1844. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171334
[摘要](812) [FullText PDF](54)
摘要:
超氧阴离子自由基(O2·-)是细胞内氧气单电子还原后最先产生的一类含氧的高活性物种(活性氧,ROS),与生命过程息息相关。正常稳态浓度的O2·-起重要的信号调控作用,包括细胞的增殖、分化、自噬等。但O2·-浓度的异常,又与癌症、神经退行性疾病、糖尿病等多种疾病的发生发展密切相关。因此,监测O2·-浓度的变化对揭示相关疾病的机理具有至关重要作用。由于荧光成像检测方法具有诸多优势,发展高灵敏、高选择性检测O2·-的荧光探针成为揭示相关疾病发生发展分子机制的关键切入点。近年来,随着荧光显微技术的发展,研究者开发了多种荧光/化学发光探针,实现了对细胞及活体内O2·-水平的可视化监测。本文综述了近五年用于检测O2·-的分子探针、纳米探针、蛋白探针以及化学发光探针的研究进展,并对其发展前景进行了展望。
异元素掺杂碳点的制备及其在生物成像中的应用
刘慧 , 刘梦丽 , 侯鹏 , 黄承志
2017, 45(12): 1845-1856. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171296
[摘要](1071) [FullText PDF](88)
摘要:
荧光碳点具有良好的生物相容性和优良的抗光漂白能力,因此碳点在生物荧光成像方面的应用潜力受到广泛关注,但是碳点相对较低的荧光量子产率和缺乏近红外荧光发射的缺陷限制了碳点在荧光成像分析中的应用。随着异元素掺杂对碳点结构和荧光性质的改善,碳点被越来越广泛地用于生物成像。本文对近年来元素掺杂碳点的合成方法、异元素掺杂对碳点光学性质的影响和元素掺杂碳点在成像分析中的进展进行了综述,并对其应用前景进行了展望。
氟固相萃取辅助的生物分子质谱分析新方法
张程 , 严天旸 , 陈川 , 陆豪杰
2017, 45(12): 1857-1864. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171297
[摘要](511) [FullText PDF](34)
摘要:
氟固相萃取(Fluorous solid-phase extraction,FSPE)是一种基于全氟化合物之间氟-氟相互作用的固相萃取技术,通过在目标分子上进行氟标签衍生,利用高氟化固相吸附剂实现特异性的分离纯化。这一技术在有机合成、催化,以及化学和生物分离分析等诸多领域应用广泛。近年来,由于氟固相萃取和生物质谱技术之间良好的兼容性,两者联用结合的分析方法受到了研究者的广泛关注。本文在简要介绍氟固相萃取技术原理的基础之上,重点综述了其在生物质谱分析领域中的应用,并对其发展前景进行了展望。
窄内径多孔层开管柱的制备及在液相色谱中的应用
李若男 , 王亚楠 , 彭曼华 , 汪夏燕 , 郭广生
2017, 45(12): 1865-1873, 1881. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171311
[摘要](368) [FullText PDF](25)
摘要:
近年来,微纳分离技术由于其内在的优势而受到越来越多的关注。多孔层开管柱是一种重要的微分离柱形式,与粗内径的多孔层开管柱(> 25 μm)相比,窄内径的多孔层开管柱具有更高的分离效率和更低的试剂消耗量。本文综述了内径≤ 25 μm的窄内径多孔层开管毛细管柱的制备方法、与质谱检测联用技术以及在液相色谱中的应用研究进展,对其发展前景进行了展望。
研究报告
基于免疫磁性纳米球快速高效准确检测淋巴结转移癌细胞
马旭妍 , 秦银辉 , 漆楚波 , 吴玲玲 , 张志凌 , 夏和顺 , 庞代文
2017, 45(12): 1874-1881. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171298
[摘要](566) [FullText PDF](32)
摘要:
发展了一种基于免疫磁性纳米球(IMNs)快速、高效、准确检测淋巴结转移癌细胞(LNMCCs)的策略。首先利用本课题组发展的方法制备了具有磁性和生物靶向双功能的IMNs,然后利用IMNs通过免疫磁分选对淋巴结转移癌病人淋巴结穿刺物中的LNMCCs进行分离和富集,最后采用瑞氏染色法和免疫细胞化学(ICC)对富集的LNMCCs进行鉴定,实现对LNMCCs的快速高效准确检测。免疫磁分选实现了LNMCCs的分离和富集,可以有效降低淋巴结穿刺物中的背景干扰;瑞氏染色法和ICC鉴定为准确诊断提供了更多可靠依据,因此,传统细胞学敏感性、特异性和诊断准确率不高的问题得到明显改善。其次,淋巴结穿刺物与IMNs的孵育只需5 min,简便快速,完整保留了LNMCCs的形态学特征,为淋巴结转移癌(LNMC)的分类和后续病理学分析提供了重要基础。此外,IMNs对淋巴结穿刺物中上皮来源癌细胞的特异性捕获可以确诊捕获的细胞为LNMCCs,实现了LNMC和恶性淋巴瘤的鉴别诊断。最后,采用本方法检测了110例病人淋巴结穿刺物中的LNMCCs,总诊断准确率高达98.2%,特异性为100.0%,敏感性为98.0%,相比于传统细胞学诊断都有明显的提高。因此,IMNs用于LNMC病人淋巴结穿刺物中LNMCCs的检测是一次新的尝试,为LNMC的诊断和研究提供了新思路。
二氧化钛光催化产生超氧自由基的形态分布研究
王丹 , 赵利霞 , 张辉 , 郭良宏
2017, 45(12): 1882-1887. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171378
[摘要](627) [FullText PDF](46)
摘要:
超氧阴离子自由基(O2·-)是TiO2光催化反应过程中产生的重要活性氧物种。本研究使用硝基四氮唑蓝(NBT)作为超氧自由基捕获剂,将其与TiO2混合后光照,研究TiO2光反应过程中产生的总O2·-;然后采用连续流动-分光光度法,将TiO2光照后,再与NBT混合,研究TiO2光反应过程中表面吸附的O2·-。在此基础上,研究了3种不同晶相TiO2(锐钛矿、金红石、P25)光催化反应中生成的总O2·-和表面吸附的O2·-。结果表明,3种不同晶相TiO2的总O2·-生成量依次为P25 >锐钛矿>金红石;而表面吸附的O2·-的生成量相差不大,锐钛矿表面吸附O2·-略高。不同于以往仅对光催化反应中总活性氧(ROS)检测,本研究同时还对吸附在颗粒物表面ROS的产生和分布进行研究,有助于加深光催化污染物降解和微生物消毒作用机制的认识和理解。
利用迭代软阈值方法抑制恒时演化类核磁共振实验中的采样截断伪峰
蒋滨 , 何晓敏 , 杨运煌 , 张许 , 周欣 , 李从刚 , 杨代文 , 刘买利
2017, 45(12): 1888-1894. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171218
[摘要](427) [FullText PDF](30)
摘要:
采样截断,即信号衰减殆尽之前结束采样,会在核磁共振(NMR)谱图中引入振荡状伪峰,进而影响谱图质量。在多维核磁共振实验中,为减少实验时间并为后续脉冲序列保留自旋相干,采样必然在信号衰减完毕之前结束,因此采样截断在所难免。变迹法(窗函数法)可以抑制采样截断造成的伪峰,但会导致谱峰增宽。线性预测也有助于减小截断伪峰。采样截断最严重的场合,是在恒时演化类实验中。这类实验的间接维演化时间固定,因此间接维采样信号强度没有表观衰减。本研究提出的迭代软阈值方法(Iterative Soft Thresholding,IST)虽然因为调节参数困难而在一般场合中应用受限,但恒时演化类(Constant time,CT)NMR实验的间接维信号缺没有表观衰减,这为IST处理参数设置提供了简化条件。本研究通过数据模拟和实验数据,证明了IST是抑制CT-NMR实验中采样截断伪峰的有效方法,并与其它相关方法进行了对比。
光电子调控的聚苯胺氧化还原反应用于铜离子可视化检测
杨芊荟 , 郝青 , 雷建平 , 鞠熀先
2017, 45(12): 1895-1902. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171290
[摘要](704) [FullText PDF](34)
摘要:
构建了由中间价态聚苯胺(ES-PANI)和二氧化钛(TiO2)纳米粒子组成的光致变色检测平台,用于痕量铜可视化检测。在紫外光激发下,ES-PANI(墨绿色)会被TiO2产生光生空穴氧化为完全氧化态聚苯胺(深蓝色);随着Cu2+的加入,ES-PANI生成还原态聚苯胺(浅黄色),导致一系列可由肉眼观测到的颜色变化。光致变色过程中的颜色转变取决于Cu2+调控的不同价态聚苯胺。本方法结合了光电化学和可视化检测的优点,在Cu2+的检测中表现出了高选择性和灵敏度,检出限为0.4 μmol/L。采用Photoshop软件读取绿通道平均强度值和用酶标仪记录紫外吸收值,发展了另外两种定量检测方法。此外,将本方法用于人类头发实际样品中Cu2+的定量检测,回收率令人满意。所建立的检测平台简单、成本低廉,无需复杂的仪器即可在几分钟内同时检测多种样品。这种光电子调控的比色策略为设计新型比色检测平台提供了新思路,并且可望应用于临床快速诊断便携试剂盒的开发。
基于杂交链式反应辅助多重信号放大的端粒酶灵敏检测
曹亚 , 康明扬 , 陈红 , 唐盈盈 , 冯畅 , 赵婧 , 李根喜
2017, 45(12): 1903-1908. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171340
[摘要](752) [FullText PDF](33)
摘要:
端粒酶是真核细胞维持端粒长度的关键逆转录酶,其生物活性的高低可以为多种癌症的临床诊断和预后治疗提供有价值的信息。本研究以人宫颈癌细胞(HeLa细胞)裂解液中的端粒酶为研究对象,通过借助杂交链式反应辅助多重信号放大策略,提出了一种新颖、灵敏的检测端粒酶电化学方法。首先将端粒酶的延伸引物自组装在金电极表面,当端粒酶存在时,端粒酶能够催化引物的延伸,产生与发卡环探针H1部分互补的序列,进而引发杂交链式反应,形成由两个发卡环探针(H1和H2)交替杂交而形成的DNA长链。由于H1和H2末端均修饰有生物素,加入链霉亲和素修饰辣根过氧化物酶后,辣根过氧化物酶被被连接到电极表面,催化邻苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪,产生显著的电化学信号。实验结果表明,本研究建立的端粒酶电化学检测方法高效、可行,线性范围宽,灵敏度高,可以检测每毫升10个HeLa细胞裂解液中的端粒酶。本方法具有较好的选择性,能有效区分端粒酶和对照蛋白。
基于Mn掺杂ZnS量子点磷光内滤效应检测β-葡萄糖醛酸酶
唐丹丹 , 张金懿 , 侯贤灯 , 吴鹏
2017, 45(12): 1909-1914. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171216
[摘要](499) [FullText PDF](24)
摘要:
高效荧光内滤分析的关键是使猝灭剂的吸收峰与荧光团的激发峰或发射峰最大限度地重叠。本研究将Mn掺杂ZnS量子点(Mn-ZnS QDs)作为内滤体系的荧光体,4-硝基苯-β-D-葡糖苷酸(PNPG)作为吸收体,实现了β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的特异性检测。PNPG的吸收光谱与Mn-ZnS QDs的激发光谱大幅重叠,能够高效猝灭Mn-ZnS QDs的磷光。由于Mn-ZnS QDs具有较大的斯托克斯位移(约300 nm),其激发光谱和发射光谱与GUS的酶解产物PNP的吸收光谱几乎无重叠,因而实现了GUS的磷光Turn-on检测。此外,Mn-ZnS QDs具有优异的室温磷光性质,可以避开生物组织荧光背景,从而可有效应用于生物样品分析。据此建立了一种基于内滤效应的GUS磷光探针,实现了对大肠杆菌的测定。本方法在最优的实验条件下对10-300 U/L的GUS有线性响应,检出限为7 U/L,且本策略相对于紫外-可见光谱法有很好的抗基底干扰能力。
基于稀土离子介导石墨烯量子点荧光开关的凝血酶生物传感器
韦甜甜 , 梁汝萍 , 邱建丁
2017, 45(12): 1915-1920. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171293
[摘要](306) [FullText PDF](19)
摘要:
稀土离子(Er3+)可与荧光石墨烯量子点(GQDs)表面的含氧基团发生配位,在Er3+介导下形成高配位数的GQDs/Er3+配合物,引起GQDs聚集而使其荧光减弱。凝血酶(Tb)中的氮和氧等原子可与Er3+发生配位作用,从而与GQDs竞争结合Er3+,减弱了GQDs与Er3+的作用而使其荧光恢复。通过检测GQDs的荧光即可实现对Tb活性的高灵敏分析,构建了基于Er3+介导GQDs荧光开关的Tb传感方法,采用透射电镜、原子力显微镜、红外吸收光谱以及荧光光谱等对传感机理进行了研究。本方法对Tb的检出限低至0.049 nmol/L,其它蛋白质对Tb检测无明显干扰,实际样品中Tb加标回收率为98.0%~105.3%,相对标准偏差为0.6%~4.2%。
亲水作用色谱/质谱联用方法用于膀胱癌患者血清代谢组学研究
郑思佳 , 王晴晴 , 王晓琳 , 赵欣捷 , 许国旺
2017, 45(12): 1921-1929. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171286
[摘要](579) [FullText PDF](36)
摘要:
膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,具有高发病率、高复发率和高进展率的特点。本研究应用69个极性代谢物标样选择合适的分离系统,建立了两性离子亲水作用色谱/质谱联用的代谢组学分析方法。本方法线性范围较宽,检出限低于ng/mL数量级。将本方法用于血清代谢组学分析,85%以上代谢物峰面积的RSD < 30%。对64例膀胱癌患者和32例正常人的血清进行代谢组学研究,发现溶血磷脂酰胆碱、游离脂肪酸、氨基酸、胆汁酸、有机酸、核苷等在患病组和正常组中存在显著差异。经筛选和验证,甘磷酸胆碱、胱氨酸、十二碳烯酸、二十碳烯酸和鹅去氧胆酸5种代谢物可以作为区分膀胱癌和正常人的潜在标志物。本研究结果表明,基于亲水作用色谱/质谱联用的代谢组学方法是发现癌症诊断潜在生物标志物的有效手段。
基于半导体聚合物量子点的羧酸酯酶比率荧光传感
操婷婷 , 孙军勇 , 高峰
2017, 45(12): 1930-1936. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171320
[摘要](738) [FullText PDF](26)
摘要:
建立了以半导体聚合物聚[(9,9-二辛基芴)]量子点(PFO Pdots)为荧光探针的羧酸酯酶(CaE)比率型荧光传感方法。带负电荷的PFO Pdots与带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)通过静电作用形成纳米复合物Pdots@PEI,在440和467 nm处有两个荧光发射峰。在CaE作用下,CaE的底物荧光素二乙酸酯(FDA)水解生成带负电的产物荧光素,此物质与带正电荷的Pdots@PEI之间由于静电作用距离拉近,两者可以发生共振能量转移,导致能量供体Pdots@PEI的荧光强度逐渐减弱,而荧光素的荧光强度逐渐增强。基于Pdots@PEI的荧光减弱和荧光素的荧光增强所构成的荧光强度比率关系,建立了选择性检测CaE的新方法。在最优实验条件下,本方法对CaE检测的线性范围为0.75~50.00 U/L,检出限为0.75 U/L(S/N=3)。将本方法用于兔血液中CaE含量的检测,结果令人满意。
溶液中蛋白质的气液荷电萃取电离质谱研究
寇伟 , 张华 , KonstantinChingin , 陈焕文
2017, 45(12): 1937-1943. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171358
[摘要](547) [FullText PDF](15)
摘要:
利用自主研制的气液荷电萃取电离装置实现了溶液中蛋白组分的荷电萃取电离直接质谱分析。系统考察了所用气体种类、气泡路径长度、溶液电压、气压等条件对溶液中溶菌酶等蛋白荷电萃取电离的影响,以期得到最佳蛋白质信号。在以CO2为萃取气体、气泡路径长度32 cm、溶液电压+2 kV、气压0.05 MPa条件下,溶菌酶在水、纯水稀释200倍尿液、未稀释尿液中的浓度分别为1×10-8 mol/L、1×10-7 mol/L、1×10-5 mol/L时获得谱图信噪比(S/N ≥ 3)类似,信号强度不受样品管内径大小影响,所用尿液最小体积为6 mL,但对珍稀样品可进一步减少用量。与ESI-MS相比,本方法获得更多低价态蛋白质离子,对溶液中的小分子基体、无机盐具有更强的耐受性,且辣根过氧化物酶经气液苛电萃取电离能保留53.9%活度。本方法具有无需复杂样品预处理、无化学试剂污染的特点,有望为分析复杂基质中蛋白质提供一种新方法。
类固醇激素的低温等离子体质谱研究
夏凯敏 , 翁国锋 , 王志鹏 , 王方军 , 肖春雷 , 潘远江 , 吴军
2017, 45(12): 1944-1950. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171401
[摘要](405) [FullText PDF](25)
摘要:
将自行设计和搭建的低温等离子体装置作为离子源,成功地与常压高分辨质谱结合,并将其用于类固醇样品的定性分析。与常规电喷雾质谱相比,用低温等离子体质谱检测类固醇样品具有样品前处理简单、谱图干扰少等优点。对类固醇样品进行了一级质谱以及串联质谱的表征,发现其一级谱图能够体现出类固醇化合物的结构稳定性,而在串联质谱图中则出现了较多的丢水碎片。本工作结合能量计算详细比较分析了典型类固醇样品在碰撞诱导解离(CID)碎裂过程中的丢水过程。另外,通过比较二级质谱的不同以及对其碎裂过程的分析推测,睾酮和去氢表雄酮这对同分异构体得以区分。
电化学发光分析法测定糖尿病相关二肽
方晨 , 郑丽娟 , 翟苏燕 , 屠一锋
2017, 45(12): 1951-1955. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171284
[摘要](463) [FullText PDF](15)
摘要:
将纳米金粒子负载于氧化铟锡导电玻璃(ITO)表面作为电化学发光(ECL)工作电极,建立了简单、快速测定二肽的方法。采用透射电镜、扫描电镜、电化学和光谱等技术方法表征材料和所制备电极的性能。在最优条件下,组氨酸-丙氨酸二肽分子(His-Ala)对鲁米诺在此电极上的ECL有显著的猝灭作用,从而可以对二肽进行检测。在2.44×10-11~1.22×10-7 mol/L浓度范围内,ECL响应和二肽浓度有良好的线性关系,检出限为2.42×10-12 mol/L(S/N=3)。人体内胰高血糖素样肽-1(GLP-1)在二肽基肽酶Ⅳ(PDD-Ⅳ)作用下失去活性并释放出同量的His-Ala二肽,因此,本方法可通过测定血液中二肽浓度间接测定GLP-1,以及评估PDD-Ⅳ和其抑制剂的活性。上述DPP-Ⅳ抑制剂可调节2型糖尿病人血液GLP-1在正常水平,是糖尿病研究和治疗中具有潜在价值的药物设计靶点。
点击功能化的叶酸受体靶向荧光纳米探针用于肿瘤细胞成像
刘仁勇 , 张忠平
2017, 45(12): 1956-1962. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171125
[摘要](1062) [FullText PDF](21)
摘要:
采用点击化学偶联法对荧光二氧化硅纳米粒子表面进行叶酸功能化修饰,构建了一种叶酸受体靶向的荧光纳米探针,并成功用于肿瘤细胞的成像研究。首先通过St ber法制备包裹钌联吡啶的荧光二氧化硅纳米粒子(RSiNPs),然后利用叠氮化硅烷偶联剂(Az-PTES)的水解反应在其表面引入叠氮基团,最后通过点击化学反应将炔丙基叶酸衍生物偶联到粒子表面。利用红外光谱对其偶联前后的叠氮基特征峰(2105 cm-1)进行表征,证实了叶酸功能化的荧光纳米探针(RSiNPs-Folate)已被成功制备。在生理pH条件下,以458 nm为激发波长,RSiNPs-Folate在601 nm处发射较强的红色荧光,且光稳定性较好。细胞成像结果表明,这种叶酸受体靶向的荧光纳米探针能够有效地标记叶酸受体呈阳性的人宫颈癌细胞(HeLa),而叶酸受体呈阴性的人肺癌细胞(A549)未观察到明显的荧光。叶酸竞争性结合实验证明了这种叶酸受体介导的肿瘤细胞成像机制。此探针能够实现混合细胞体系中HeLa细胞的选择性识别与荧光成像。与酰胺化反应偶联叶酸相比,这种点击功能化的纳米探针的合成方法简单、反应条件温和、产率高,可用于不同肿瘤细胞的荧光标记与成像。
取代硼酸与羟乙基胺化合物间的相互作用研究
庞纪磊 , 刘云春 , 刘震
2017, 45(12): 1963-1970. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171312
[摘要](638) [FullText PDF](10)
摘要:
取代硼酸与顺式二羟基化合物间的可逆的共价相互作用为糖蛋白和糖等重要生物分子的识别和分离提供了独特的亲和作用。为了获得良好的选择性,以β-激动剂与β-阻断剂这两类典型的羟乙基胺化合物为研究对象,利用核磁共振和高效液相色谱研究了它们与苯硼酸间的相互作用。研究结果表明,在高pH值条件下,羟乙基胺化合物与苯硼酸间存在强亲和作用,而在低pH值条件下,该亲和作用变弱甚至消失。这种pH值调控的相互作用表观上与顺式二羟基和苯硼酸间的硼亲和作用很相似。但是,与硼亲和作用机理不同,质子化溶剂的存在能加强这种相互作用,而非质子化溶剂的存在会破坏相互作用。本研究为深入认识硼亲和作用和获得可靠的应用提供了新依据,同时也为利用取代硼酸和羟乙基胺化合物之间的相互作用奠定了基础。
基于聚多巴胺磁性纳米微球的洛美沙星适配体筛选研究
刘晓辉 , 王则呈 , 张晓兵 , 许丹科
2017, 45(12): 1971-1979. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171319
[摘要](562) [FullText PDF](27)
摘要:
基于纳米材料与单链核苷酸可能存在的氢键作用、π-π结合、电荷转移等非共价结合方式,可快速区分对目标靶分子有特异性结合的单链核酸适配体候选分子,从而缩短适配体筛选周期、提高筛选的成功率。本研究采用聚多巴胺磁性纳米微球(MNPs@PDAs)为分离载体,以洛美沙星(LMX)为靶标分子,利用磁分离技术建立了一种小分子的适配体筛选新方法。经过7轮筛选,获得了对洛美沙星分子具有高亲和性(KD=(17.57±0.5)nmol/L)的核酸适配体AF-3,且AF-3对于结构相似分子培氟沙星(PEFX)、氧氟沙星(OFLX)、诺氟沙星(NFLX)不具有亲和性。基于MNPs@PDAs的筛选方法有望于应用于其它重要靶分子的高效适配体探针获取。
基于Taylor弥散理论的纳米粒子与蛋白质相互作用研究
李仲秋 , 吴增强 , 夏兴华
2017, 45(12): 1980-1987. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171309
[摘要](543) [FullText PDF](14)
摘要:
在微流控芯片中将Taylor弥散分析(TDA)与激光诱导荧光检测(LIF)结合,测定了荧光素钠标记狗血清蛋白(FITC-DSA)的水合半径为(6.12±1.21)nm,扩散系数为(4.11±0.78)×10-11m2/s;然后,初步研究了FITC-DSA与不同粒径金纳米粒子(AuNPs)的相互作用。研究结果表明,不同粒径的AuNPs与蛋白质的作用不同;50 nm的AuNPs与FITC-DSA作用会导致其荧光信号增强。本研究为高通量测定纳米粒子与蛋白质相互作用提供了一种新方法。本方法具有简单快速、耗样量极少等优点,有助于深入了解纳米材料的毒性,推动安全纳米药物的发展。
光化学反应-串联质谱法鉴定细胞中不饱和卵磷脂双键的位置
蒋潇潇 , 王姜 , 管启圆 , 胡军 , 徐静娟 , 陈洪渊
2017, 45(12): 1988-1995. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.170350
[摘要](620) [FullText PDF](31)
摘要:
以二苯甲酮(Benzophenone,BP)为光化学反应的反应物,建立了乳腺细胞中不饱和卵磷脂双键位置和双键异构体相对含量的在线光化学反应-脉冲直流电喷雾串联质谱(PB-pulsed-dc-ESI-MS/MS)的检测方法。通过三相萃取法提取细胞中的脂类,在254 nm紫外光的照射下,使不饱和卵磷脂中的C=C和BP中的羰基发生特异性的环加成反应(Paternó-Bǜchi,PB反应),将反应后的PB产物通过非接触式的脉冲直流电喷雾(Pulsed directed current electrospray,pulsed-dc-ESI)方式电离,并进行低能碰撞裂解得到二级串联质谱(MS/MS),从得到的二级谱图的子离子中可以获得双键位置以及双键异构体相对含量的信息。检测了癌细胞MCF-7和正常细胞MCF-10A中8种不饱和卵磷脂中的双键位置,且对其中4种双键异构体的相对含量进行分析,发现PC 16:0_18:1中Δ9异构体的含量在两种细胞中差异不明显,PC 18:0_18:1和PC 18:1_18:1中Δ9异构体的含量略有差异,LPC 18:1中Δ9异构体的含量在癌细胞和正常两种细胞中差异比较明显(56.0%±1.3%vs.71.7%±6.8%)。本方法快速简易,可用于分析双键位置及双键异构体相对含量,有望对不同细胞状态以及不同疾病状态进行鉴别。
硅硼掺杂碳点的制备及其在血红蛋白传感中的应用
杨婷 , 周影 , 汪宁 , 陈明丽 , 王建华
2017, 45(12): 1996-2003. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171270
[摘要](925) [FullText PDF](49)
摘要:
杂原子掺杂是提高碳点荧光性能的有效手段。本研究以柠檬酸(C6H8O7)、硼酸(H3BO3)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为原料,采用微波法一步制备硅和硼掺杂的碳点(SiBCDs);在SiBCDs前驱体中加入聚丙烯酸钠(PAAS),微波法制备了水溶性好、量子产率高的PAAS-SiBCDs。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及红外光谱(FT-IR)对制备的碳点进行了表征。SiBCDs粒径约4~8 nm,PAAS-SiBCDs平均粒径5.2 nm,两者最大激发波长和发射波长分别为350和445 nm,荧光量子产率(QY)分别为20.1%和34.6%。基于血红蛋白对PAAS-SiBCDs的荧光猝灭效应,建立了全血样品中血红蛋白(Hb)的检测方法,线性范围为0.21~5.22 μmol/L,检出限为0.06 μmol/L(S/N=3)。
脉冲恒电位一步法制备聚3, 4-乙烯二氧噻吩石墨烯复合材料构建无酶葡萄糖传感器
李敬敬 , 李慧 , 贾丽萍 , 马荣娜 , 贾文丽 , 王怀生
2017, 45(12): 2004-2010. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171306
[摘要](544) [FullText PDF](21)
摘要:
本研究利用石墨烯(rGO)与3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体芳香环之间的π-π*相互作用和氢键作用,采用脉冲恒电位一步法制备了聚3,4-乙烯二氧噻吩石墨烯(PEDOT-rGO)复合膜,将纳米镍(NiNPs)电沉积在此复合膜(PEDOT-rGO)表面,制备了NiNPs/PEDOT-rGO修饰玻碳电极(NiNPs/PEDOT-rGO/GCE),研究了此修饰电极对葡萄糖的电催化氧化性能。实验结果表明,此NiNPs/PEDOT-rGO/GCE可以作为无酶传感器实现对葡萄糖的检测。本方法稳定性高,选择性好,线性范围宽(2 μmol/L~58 mmol/L),检出限低至0.7 μmol/L,可以用于对葡萄糖的快速、灵敏检测。
基于还原石墨烯/纳米银复合材料的电化学传感器测定双酚A
谭杰 , 史朝霞 , 胡玉斐 , 肖小华 , 李攻科
2017, 45(12): 2011-2017. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171215
[摘要](695) [FullText PDF](48)
摘要:
石墨烯特有的褶皱层状结构以及银纳米粒子良好的催化性能,使其在电化学方面具有良好的应用潜能。本研究以柠檬酸钠为还原剂,通过水热反应原位制备出还原石墨烯/纳米银复合材料(rGO/AgNPs),用于修饰玻碳电极,研究了双酚A的电化学行为。循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)的实验结果表明,双酚A可以在rGO/AgNPs修饰电极表面发生快速的氧化还原反应,基于此实现了对双酚A的高灵敏检测。在最优条件下,双酚A的氧化峰电流与其浓度在0.1~40.0 μmol/L范围内呈良好的线性关系(r2=0.996),检出限为50.7 nmol/L(S/N=3)。将其用于实际环境和塑料样品中双酚A的检测,回收率为91.7%~102.9%。
基于纳米金与纳米银簇间表面等离子增强能量转移效应特异性检测microRNA
王红亚 , 尹斌成 , 叶邦策
2017, 45(12): 2018-2025. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171317
[摘要](777) [FullText PDF](30)
摘要:
microRNAs(miRNAs)的灵敏检测对临床诊断具有十分重要的意义。本研究采用偶联DNA聚合酶和核酸内切酶介导的恒温扩增反应实现靶标循环再生的策略,利用纳米金(AuNPs)与纳米银簇(AgNCs)间表面等离子增强能量转移效应,开发了一种miRNA定量检测方法。在AuNPs表面组装两种探针(Probe a和Probe b)制备响应元件Probe b-Probe a-AuNP,其中Probe a通过3'端巯基共价偶联到AuNPs表面,此外具有靶标miRNA互补序列、核酸内切酶酶切序列和Probe b互补序列,Probe b为荧光AgNCs合成模板。靶标miRNA存在时,启动酶级联恒温扩增反应,导致Probe b脱离AuNPs表面,抑制了Probe b为模板合成的AgNCs与AuNPs间表面等离子增强能量转移效应,使得反应体系荧光信号增强。本方法的检出限为2.5×10-11 mol/L,与miRNAs商业化检测试剂盒相比,避免了逆转录反应,而且操作简单,检测成本低,可应用于生物样本中miRNAs分析。
复合纳米材料Cu2O@Au对水体中罗丹明B的检测应用研究
王晓蒙 , 张振 , 刘静 , 张书圣
2017, 45(12): 2026-2031. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171314
[摘要](405) [FullText PDF](53)
摘要:
制备了多面体Cu2O纳米粒子,利用Cu2O的还原性,在其表面原位生成了不同密度的Au纳米粒子,制备了Au、Cu共同增强拉曼信号的复合纳米粒子Cu2O@Au。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等对制备的Cu2O和Cu2O@Au的形貌、粒径、表面性能等进行了表征。研究了Cu2O表面金纳米粒子的分布密度对水样中目标检测物罗丹明B的拉曼增强效果。结果表明,氯金酸浓度在1 mmol/L时制备的Cu2O@Au表面均匀覆盖一层金纳米粒子,其表面增强拉曼效果最为显著,对水样中罗丹明B检测范围为1×10-2~5×10-6 mol/L。研究了此探针在PBS(1×)和酸性水溶液(0.01 mol/L HCl)中的稳定性,并将其用于沂河水样中靶标的检测实验,结果表明,其稳定性较好。