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2020年48卷6期

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分析化学 2020年第48卷第6期 封面及目次
2020, 48(6): 0-0.
[摘要](304) [FullText PDF](48)
摘要:
评述与进展
Tau蛋白的分析方法研究进展
李淋雨 , 王晓英
2020, 48(6): 685-694. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191379
[摘要](289) [FullText PDF](49)
摘要:
Tau蛋白(简称Tau)是一种参与神经系统发育的微管相关蛋白。Tau可经历构象改变、异常mRNA剪接等,从微管解离,经系列翻译后修饰(Post-translational modification,PTM),自身形成病理性聚集,进而造成神经退行性病变,最终形成Tau病。研究Tau的病理过程,分析评估其PTM及定量检测其浓度变化,对Tau病的早期诊断、跟踪、预防和治疗具有重要意义。本文对目前Tau的常规分析方法进行了概述和比较,重点阐述光学、电化学生物传感方法的最新研究进展与相关应用,对未来发展方向进行了展望,为Tau蛋白的深入研究与应用提供参考。
研究报告
多层纸芯片培养体系研究外泌体介导的乳腺癌细胞-肺成纤维细胞相互作用
林谆 , 陈晓 , 林冬果 , 刘大渔
2020, 48(6): 695-702. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201007
[摘要](325) [FullText PDF](42)
摘要:
采用多层纸芯片共培养体系研究了外泌体介导的乳腺癌细胞-肺成纤维细胞相互作用。多层纸芯片体系包含接种乳腺癌细胞成份的肿瘤层,接种肺成纤维细胞的招募层,以及上述两层之间的侵袭层。叠加多层纸芯片形成包含乳腺癌细胞和肺成纤维细胞的三维共培养体系,而拆解多层纸芯片则逐层检测细胞,因而可以从时间和空间角度解析细胞间相互作用。研究了在肿瘤层接种乳腺癌细胞或固定乳腺癌细胞来源的外泌体,发现二者同样可以诱导招募层的肺成纤维细胞转化为肿瘤相关成纤维细胞。之后,在招募层种植外泌体诱导的肿瘤相关成纤维细胞,其显示出较原生细胞更强的乳腺癌细胞招募作用。研究结果表明,转移前微环境的形成主要在于肿瘤外泌体介导的宿主器官成纤维细胞转化,而宿主器官微环境的改变反之招募肿瘤细胞定向迁移。
石墨相氮化碳光诱导活化辣根过氧化物酶及其比色免疫分析应用
张岚 , 李小琴 , 王光丽
2020, 48(6): 703-711. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201065
[摘要](228) [FullText PDF](22)
摘要:
基于石墨相氮化碳(g-C3N4)在可见光(λ≥400 nm)照射下可激活辣根过氧化物酶(HRP),使HRP能够催化氧化特征底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB),设计了一种新型夹心型免疫传感器,用于高灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。此夹心型免疫传感器利用附着于微孔板上的一抗(Ab1)捕获目标物AFP,然后与HRP和二抗(Ab2)共同标记的金纳米颗粒(Ab2-AuNPs-HRP)反应,并结合酰胺放大技术(TSA),增大表面固定的HRP的量,实现信号放大。加入g-C3N4后,在可见光照射下,HRP的活性被激发,TMB被氧化后的信号(即652 nm处的吸光度)与AFP的浓度在0.5 pg/mL~0.1 μg/mL范围内呈线性关系,检出限(LOD,S/N=3)为0.17 pg/mL。 本研究构建的新型免疫传感器具有灵敏度高、选择性好、使用方便等优点,在实际样品测定中具有潜在的应用价值。
阳离子化荧光金纳米簇的合成及siRNA递送研究
胡献丽 , 朱琳嶺 , 李苓菱 , 徐志爱 , 张文
2020, 48(6): 712-720. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201088
[摘要](242) [FullText PDF](17)
摘要:
基于Small interfering RNA(siRNA)的RNA干扰(RNA interference,RNAi)策略已经成为生物医学研究的常规手段,而通常采用的基于聚阳离子或阳离子磷脂的siRNA递送系统递送效率低、细胞毒性高,而且缺少示踪功能,严重制约了siRNA药物临床转化。为克服传统siRNA递送载体的不足,本研究发展了一种新型siRNA荧光纳米递送系统。首先利用牛血清白蛋白为模板,通过生物矿化策略合成具有近红外荧光发射的金纳米簇(Gold nanocluster,GN),利用乙二胺(Ethylenediamine,EDA)或N,N-二甲基乙二胺(N,N'-Dimethylethylenediamine,DMA)对GN进行共价修饰,得到阳离子化金纳米簇(Cationic gold nanocluster,CGN),同时实现siRNA高效递送和荧光示踪。然后,以表达绿色荧光蛋白(Green fluorescence protein,GFP)的肺癌A549细胞(A549-GFP)为细胞模型,验证了CGN可实现siRNA高效递送,并沉默A549-GFP细胞的GFP表达;进一步利用共聚焦激光扫描显微镜实现了GN细胞分布的荧光示踪。本研究结果表明,CGN有望用作siRNA递送载体和示踪探针。
负载四氧化三钴纳米粒子的介孔碳基氧还原反应催化剂的电化学性能分析
张震 , 邵鑫 , 黄明华
2020, 48(6): 721-726. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201026
[摘要](205) [FullText PDF](15)
摘要:
采用软模板法合成介孔碳材料前驱体,引入钴盐,通过高温煅烧等步骤得到负载钴氧化物纳米粒子的介孔碳基催化剂。通过X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)等测试方法对所制备的催化剂的成分、结构和电化学性能进行了表征。结果表明,钴以四氧化三钴的形式成功负载于介孔碳材料基底,所得催化剂在碱性环境中表现出与商业Pt/C催化剂相当的氧还原催化活性,并且其稳定性优于商业Pt/C催化剂,有望取代造价高昂的Pt/C基催化剂,成为新型燃料电池阴极催化材料。
基于二氧化锰-氧掺杂氮化碳级联催化的无酶比色检测葡萄糖研究
朱巍然 , 郝楠 , 杨小弟 , 王坤
2020, 48(6): 727-732. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201047
[摘要](206) [FullText PDF](19)
摘要:
基于二氧化锰(MnO2)-氧掺杂氮化碳(OCN)复合材料,构建了一种级联催化无酶比色葡萄糖传感器。通过在OCN的分散液中化学沉淀MnO2晶体制备得到MnO2-OCN复合材料。单体MnO2具有优异的类葡萄糖氧化酶活性,能够催化葡萄糖分解产生H2O2,但类过氧化物酶活性较弱,无法充分消耗反应产生的H2O2。通过引入OCN,利用其优异的类过氧化物酶活性,可以显著促进H2O2对底物的催化氧化,使溶液变色,显著改善了对葡萄糖的检测性能。基于MnO2-OCN复合材料构建的无酶比色传感器拥有较宽的检测范围(0.05~2.00 mmol/L),检出限为23 μmol/L(S/N=3)。将此传感器用于血清样品中葡萄糖的检测,加标回收率为91.9%~94.3%。由于MnO2和OCN两种材料对底物有较强的专一性,此传感器特异性识别催化葡萄糖,特异性良好。
基于植物代谢组学的新疆一枝蒿产地标志物多维度研究
谢冰 , 周帜 , 章宸 , 陈路路 , 霍美玲 , 努尔波拉提·阿依达尔汗 , 刘戈宇 , 阿吉艾克拜尔·艾萨 , 王中华 , 再帕尔·阿不力孜
2020, 48(6): 733-741. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191710
[摘要](273) [FullText PDF](34)
摘要:
采用基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技术的植物代谢组学分析方法,以采集自阿勒泰富蕴、哈密两个地区的新疆一枝蒿植物为研究对象,开展多维度代谢组分析,从人工栽培和野生品种两种角度,花、茎、枝叶3个层面,考察产地对于内源性代谢物的影响。同时,靶向分析了25种已知代表性代谢物在不同组别中的水平;结合非靶向与靶向分析,阐明不同产地该植物的代谢特征。结果表明,无论是人工栽培品种还是野生品种,不同产地样本的代谢组之间具有显著差异,在野生品种中表现更为突出。最终,从人工栽培品种筛选出29种已知结构类别的差异代谢物,包括10种黄酮类化合物、12种绿原酸类似物、7种一枝蒿酮酸衍生物;从野生品种筛选出45种已知结构类别的差异代谢物,包括17种黄酮类化合物、14种绿原酸类似物、14种一枝蒿酮酸衍生物。25种已知代表性代谢物中,8种在人工栽培品种中、11种在野生品种中表现出了产地差异性。本研究为药用植物新疆一枝蒿的产地鉴别、质量评价体系建立提供了新的研究策略和研究基础。
金纳米电极对多巴胺和5-羟色胺的电化学富集和拉曼光谱检测
杨丹 , 周晶 , 李语静 , 赵锐 , 冯文南 , 何劲 , 王哲 , 杨国程
2020, 48(6): 742-749. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191722
[摘要](262) [FullText PDF](22)
摘要:
对小分子神经递质多巴胺(Dopamine,DA)和5-羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)的同时分析和检测是生命科学领域中的研究热点。单一的电化学检测手段难以有效地识别分析物,因此,多模量的同时分析尤为重要。本研究在碳纳米电极(Carbon-nanoelectrode nanopipette,CNE-NP)的基础上,通过电化学反应在其尖端沉积金,构建了一种具有电化学特性和拉曼活性的双功能金纳米电极(Gold-nanoelectrode nanopipette,GNE-NP)。经过交流介电泳(Dielectrophoresis,DEP)富集后,可用于对低浓度的DA和5-HT的检测分析。研究结果表明,此电极实现了两者的电化学响应的增强和区分。此外,引入的银纳米颗粒(AgNPs)作为拉曼增强因子和捕获分析物的纳米颗粒,同样地经过DEP富集方法,使分析物的拉曼信号增强了2个数量级,且能对共混物进行特征峰的区分。将此电极应用于血浆样品分析,可得到富集增强的电化学响应,但电化学响应会受到富集次数的限制。
基于固相微萃取箭型-气相色谱-质谱法测定铜绿微囊藻中挥发性代谢物
虞锐鹏 , 王利平 , 赵晨凯 , 吴胜芳 , 宋启军
2020, 48(6): 750-756. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191616
[摘要](272) [FullText PDF](62)
摘要:
建立了顶空-固相微萃取箭型-气相色谱-质谱(HS-SPME Arrow-GC-MS)联用技术,结合多变量统计分析铜绿微囊藻在模拟自然环境条件下,其挥发性代谢物组成及变化规律。通过选取合适萃取头,对不同时期铜绿微囊藻样品中挥发性代谢物进行定性分析,鉴定了210种挥发性代谢物。采用多变量统计分析方法,进一步研究铜绿微囊藻生长过程中挥发性代谢物的消长变化规律,筛选出10种统计学显著性差异代谢物:环己醇、二甲基三硫、苯甲醇、樟脑、2-甲氧基苯酚、3-己烯-1-醇、2,4-癸二烯醛、吲哚、柠檬醛和正壬醇。优化了萃取温度、萃取时间、体系盐度等SPME Arrow萃取条件,筛选差异性代谢物的特征离子峰,并进行定量分析和方法学验证。结果表明,10种统计学显著性差异代谢物在0.050-1000 ng/L范围内具有良好的线性关系,相关系数>0.998,检出限范围为0.010-0.030 ng/L,回收率在76.3%-93.0%之间,RSD≤12.7%(n=6)。本方法操作简便、快速,灵敏度高,稳定性好,可用于蓝藻水华爆发初期天然水体中挥发性代谢标志物测定。
基于石墨烯增敏的甲基对硫磷分子印迹电化学传感器的研制
吴佳雯 , 谢周鉴 , 谭学才 , 胡琪 , 雷福厚
2020, 48(6): 757-764. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191589
[摘要](214) [FullText PDF](12)
摘要:
以甲基对硫磷为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂,在石墨烯修饰的玻碳电极表面合成分子印迹聚合物膜,制备分子印迹电化学传感器,用于检测有机磷农药甲基对硫磷。采用循环伏安法、微分脉冲伏安法、电化学交流阻抗法研究传感器的电化学特性及分析特性。结果表明,在最佳检测条件下,传感器的峰电流与甲基对硫磷浓度在1.0×10-7-8.0×10-5 mol/L范围内呈线性关系,线性方程为Ip(μA)=-0.65199-0.02387C(μmol/L),相关系数R2为0.9922,检出限为5.0×10-8 mol/L(S/N=3)。构建了传感器的动力学吸附模型,测得印迹传感器的结合速率常数k=20.2758s。将此传感器用于番茄样品中甲基对硫磷的检测,加标回收率为95.0%~100.3%。
大体积环境水样中超痕量钚同位素的分析
高瑞勤 , 侯小琳 , 张路远 , 张伟超 , 张梦婷
2020, 48(6): 765-773. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201093
[摘要](221) [FullText PDF](9)
摘要:
建立了一种环境水样中痕量钚同位素的分析方法。采用Ti(OH)3作为共沉淀剂,对大体积水样中的钚进行预浓缩,通过TEVA树脂萃取色谱分离纯化钚。结果表明,对于20 L水样,在钛载体浓度为30 mg/L条件下,钚的总回收率为88.9%。萃取色谱分离对铀的去污系数达到1.3×105。用高灵敏度的电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)同时测定239Pu和240Pu含量,使用NH3-He作为反应气体,有效消除了UH+离子对239Pu测量的干扰,通过使用串联四极杆技术,将丰度灵敏度提高5个量级,从而消除了238U峰拖尾的影响,使分析本底和干扰显著降低,同时,将钚同位素的分析灵敏度提高至990 cps/(pg/g)。对20 L水样中239Pu和240Pu的检出限分别达到1.28×10-7 Bq/L和1.38×10-7 Bq/L。本方法被成功用于分析地表水、水库水和地下水中239Pu和240Pu浓度。
激光剥蚀原位有机碳稳定同位素分析方法
张晗 , 魏来 , 廖旭 , 王佳妮 , 史秋月 , 张娴
2020, 48(6): 774-779. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191769
[摘要](232) [FullText PDF](6)
摘要:
自行研制了激光剥蚀取样与稳定同位素质谱联用接口,建立了以激光剥蚀微量取样的微区有机碳同位素分析方法。考察了捕集时间、样品量和激光能量等对同位素分馏的影响,采用3种标样验证了分析方法的准确性。结果表明,此装置可对固体样品进行高灵敏度的连续在线分析,样品用量仅10-8 g,比传统的元素分析同位素质谱联用方法的样品用量降低了104倍。本方法有效避免了激光剥蚀在取样、传输和离子化过程的多种分馏因素,获得了可重复的、高精度的测试结果。以13C标记的水稻为例,在叶尖获得了横截面的碳同位素分布差异信息。结合激光剥蚀技术原位取样的优势,此技术可用于考察固体样品微区高分辨的碳同位素分布,在环境、农林学、生态学领域具有良好的应用前景。
三步离子交换法用于高精度测定硝酸盐卤水样品中硼同位素
马学海 , 马云麒 , 宋建国 , 程怀德 , 杨剑 , 海擎宇 , 李兴意 , 李俊
2020, 48(6): 780-785. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191466
[摘要](238) [FullText PDF](5)
摘要:
用热电离质谱法(TIMS)测定样品的硼同位素时,共存的硝酸根(NONO3-)会产生Cs2BO2+的同质异位素Cs2CNO+,使得被测样品11B/10B的比值降低。针对硝酸盐型盐湖自然卤水样品(NONO3-的含量为1384 mg/L),利用三次离子交换法,即在传统的两步离子交换法(第一步过硼特效树脂进行硼的分离和纯化,第二步阴阳离子交换法去除硼以外的其它杂质阴阳离子)的中间,再增加一步阴离子树脂处理,以减少样品溶液中NONO3-的含量,从而消除硼同位素测定过程中NONO3-的影响。结果表明,三步离子交换法比常规的两步离子交换法能进一步减少NONO3-含量的影响,从而有效降低同质异位素对硼同位素测定的干扰,样品中硼的回收率大于90%。此过程未发生硼同位素的分馏,可满足含硝酸盐卤水高精度硼同位素测定的需求,且有效缩短了测样时间。
13C稳定同位素示踪技术在小硅藻光合膜脂合成途径中的应用
李双 , 洪梦蓉 , 王春芳 , 陈树兵 , 徐继林 , 陈娟娟
2020, 48(6): 786-793. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191257
[摘要](215) [FullText PDF](7)
摘要:
采用13C稳定同位素示踪技术结合高分辨质谱方法,研究了小硅藻中4类光合膜脂(二酰甘油单半乳糖脂(MGDG)、二酰甘油双半乳糖脂(DGDG)、二酰甘油硫代糖脂(SQDG)和磷脂酰甘油(PG))的合成途径。与通过物质含量的变化进行合成与代谢途径研究的传统方法相比,本方法更直观、准确地阐明了小硅藻光合膜脂中碳原子的去向。研究结果表明,小硅藻中4类光合膜脂均被标记,且标记含量在小硅藻生长周期的整个平台期逐渐增加。对二级质谱碎裂片段分析结果表明,光合膜脂的空间结构在13C标记方面起着决定性作用,即4类光合膜脂的极性头部被优先标记,其次是甘油骨架,最后是两条脂肪酸酰基链,且两条脂酰链的位置差别影响不大,几乎是同步合成。本方法可以直观准确地阐明小硅藻中光合膜脂对碳原子的利用途径,为相关研究提供了参考。
化学衍生-液相色谱-串联质谱法测定加热卷烟烟气中的醛酮类香味成分
罗彦波 , 陈小静 , 李翔宇 , 张洪非 , 朱风鹏 , 姜兴益 , 庞永强
2020, 48(6): 794-801. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201049
[摘要](323) [FullText PDF](86)
摘要:
建立了化学衍生结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)检测加热卷烟烟气中9种醛酮类香味成分的分析方法。样品和标准溶液中的目标分析物分别用1-(2-肼基-2-氧代乙基)吡啶-1-溴化物(吉拉德P试剂,GP)和d5-GP衍生,以标准溶液的衍生化产物作为稳定同位素内标,采用多反应监测模式检测。在最优的衍生化反应条件下,9种醛酮类香味成分在各自浓度范围内线性关系良好,标准曲线相关系数(R2)≥0.9937,检出限为0.07~12.66 ng/mL,相对标准偏差为0.2%~11.6%。9种醛酮类香味成分在3个加标水平下的回收率为82.5%~118.0%。本方法可用于加热卷烟烟气中醛酮类香味成分的检测。
定量核磁共振碳谱同时测定食用油中甘油三酯的sn-1,3和sn-2脂肪酸含量
肖坤 , 龚灿 , 郭强胜 , 许旭
2020, 48(6): 802-810. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191420
[摘要](246) [FullText PDF](23)
摘要:
建立了定量核磁共振碳谱(13C-qNMR)技术测定食用油中特定位置不饱和脂肪酸含量的方法。使用反转门控去耦技术对食用油中的脂肪酸进行位置特异性分析,针对未完全分离的谱峰,比较了直接普通积分、使用不同的洛伦兹/高斯函数比值去卷积积分等数据处理方式对核磁共振碳谱定量结果的影响,选择以洛伦兹-高斯(3:2)的比例,对谱图进行去卷积拟合,提取sn-1,3sn-2位亚油酸和油酸两种不饱和脂肪酸的定量峰,测定3种食用油中甘油三酯的饱和脂肪酸、sn-1,3位亚油酸、sn-2位亚油酸、sn-1,3位油酸、sn-2位油酸含量分别为:大豆油(16.2%、27.8%、24.0%、15.5%、7.9%(w/w,下同));玉米油(15.3%、30.7%、20.5%、20.1%、13.3%);花生油(18.3%、18.7%、12.5%、24.9%、25.5%)。大豆油中sn-1,3位亚麻酸、sn-2位亚麻酸分别为4.5%和4.0%,玉米油和花生油中未检出亚麻酸。上述结果与1H-qNMR测定的各脂肪酸总量一致。13C-qNMR可对食用油中脂肪酸进行位置特异性分析,无需复杂的样品前处理过程,可区分不饱和脂肪酸的不同位置分布,为在缺乏甘油三酯标样的情况下测量食用油中特定甘油三酯位置异构体成分含量提供了新方法。
基于粒子群算法-支持向量机-激光诱导击穿光谱技术对稻壳中铬元素的定量分析模型
周华茂 , 陈添兵 , 刘木华 , 徐将 , 何秀文 , 许方豪 , 姚明印
2020, 48(6): 811-816. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.191731
[摘要](266) [FullText PDF](14)
摘要:
为了对稻壳中重金属铬(Cr)含量进行快速测定,利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)获取了江西省鄱阳湖周边24组水田污染区稻壳中Cr元素的等离子体信号光谱数据。通过在422.04~445.94 nm波段范围内构建光谱九点平滑和归一化数据预处理,选择18组数据作为训练样本,另外6组作为测试样本,提出了基于粒子群算法(PSO)的支持向量机(SVM)参数调节优化方法。建立了PSO-SVM智能算法对Cr含量的LIBS定量分析模型,得到测试集均方根误差(RMSE)为7.83 μg/g,平均绝对误差百分比(MAPE)为4.10%,预测值与测定值之间的相关系数为0.9948。在同等条件下,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)预测6组样本浓度,其RMSE为22.58 μg/g,MAPE为6.17%,相关系数为0.9840。结果表明,PSO-SVM回归定量方法可用于LIBS农产品的成分分析,其分析效果优于siPLS。