- 刘海生;袁文理;陈永钰;陈晨;田野;颜晓梅;
尿液来源细胞外囊泡(Urinary extracellular vesicles, uEVs)作为新一类液体活检标志物,在疾病诊断、治疗监控领域具有广阔的应用前景。然而,由于缺乏相应的表征技术,研究者对于纳米尺度uEVs的粒径分布、颗粒浓度以及生化表型等均缺乏了解。EVs具有高度个体差异性和多样性,因此迫切需要发展高通量、多参数的单颗粒检测技术。基于本研究组前期工作中结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术研制的纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer, nFCM),本研究对超速离心法纯化得到的uEVs的纯度、浓度、粒径、DNA、RNA和蛋白标志物在单颗粒水平进行多参数定量表征,其中EVs的检测限低至40 nm。结果表明,uEVs的纯度高达92%,10位健康受试者uEVs的颗粒浓度主要分布在3.0×10~9～8.9×10~(10)个/mL之间,粒径主要分布在40～120 nm之间。DNA和RNA主要位于较大粒径的uEVs的内部,且颗粒之间的丰度存在很大的异质性。此外,使用nFCM对蛋白标志物CD9、CD63、CD81和CD24的阳性比率进行了测定。纳米流式检测技术可为uEVs的生化性质研究和临床应用提供重要的技术支撑。
2020年10期 v.48 1305-1314页 [查看摘要][在线阅读][下载 3162K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：18 ] |[下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王姜;黄丽娟;徐贞俊;刘昱;徐静娟;陈洪渊;
采用自行研制的膜萃取电喷雾电离质谱(MEESI-MS),将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌4种细菌通过血液培养后,正、负离子模式下进行质谱检测,获得其化学指纹图谱,通过主成分分析(PCA)方法对所获指纹谱图信息进行分析,并对样品进行分类。结果表明,MEESI-MS可快速获取菌血血样化学指纹谱图,结合PCA方法对菌血血样中细菌种类进行快速鉴别,菌血样品培养时间约60 min,整体分析时间少于65 min。本方法样品预处理简单、操作简便、分析速度快,可望用于临床菌血症和败血症的细菌种类的快速鉴别。
2020年10期 v.48 1315-1324页 [查看摘要][在线阅读][下载 4177K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：22 ] |[下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] - 李海银;常加富;吕文欣;李峰;
基于目标物诱导酶循环放大反应,借助Hemin/G-四链体对L-半胱氨酸(L-Cys)的催化氧化作用,构建了聚集诱导发光(AIE)分子介导的荧光生物传感器,实现了癌胚抗原(CEA)的免标记、高灵敏检测。以弱发光的马来酰亚胺功能化四苯乙烯(TPE-M)作为信号源,其可与L-Cys反应,使荧光增强。当目标物存在时,CEA引发聚合酶/内切酶辅助的循环放大反应,原位生成大量Hemin/G-四链体,其催化氧化L-Cys变成胱氨酸(Cys-cys),阻止L-Cys与TPE-M反应,致使传感体系的荧光强度降低;当CEA不存在时,L-Cys可继续与TPE-M反应,体系荧光信号增强。基于体系中荧光信号的变化,即可实现CEA的免标记、高灵敏检测,检出限为0.033 fmol/L。本传感器具有优异的选择性、稳定性与抗干扰能力,为生物样品中CEA的灵敏与准确检测提供了新方法。
2020年10期 v.48 1325-1333页 [查看摘要][在线阅读][下载 2728K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：16 ] |[下载次数：374 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王舒越;贾胜男;李潇影;张海洋;冯馨;王诗;陶纬国;胡良海;
人体尿液外泌体糖基化修饰可反映多种生物信息,发展规模化的鉴定方法对深入研究其功能至关重要。本研究针对尿液外泌体糖基化修饰提取富集的关键问题,发展了一种结合EVTRAP磁珠(Extracellular vesicles total recovery and purification)和点击麦芽糖材料两步提取富集的研究策略。基于外泌体的磷脂双分子层的特点,利用亲脂性EVTRAP磁珠从30 mL尿液中有效提取外泌体,经裂解和酶解后,再基于糖肽糖链部分的亲水性特点,结合同样具有亲水性的点击麦芽糖材料对蛋白酶解液中的糖肽进行有效富集,利用液相色谱-串联质谱联用(LC-MS-MS)技术对尿液外泌体全蛋白和糖基化修饰进行检测鉴定。最终鉴定到1925种非冗余尿液外泌体蛋白质和14233条肽段,实现了对尿液外泌体的有效提取;同时鉴定到来自88种糖蛋白的468条非冗余的糖肽,对应修饰于135个位点上的95种不同糖链组成,实现了对尿液外泌体糖基化蛋白质组的规模化鉴定,并从糖蛋白修饰异质性和糖基化类型的角度进行整理分析,为尿液外泌体糖基化修饰的研究提供了更有效的分析方法。
2020年10期 v.48 1334-1342页 [查看摘要][在线阅读][下载 2659K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：26 ] |[下载次数：456 ] |[网刊下载次数：0 ] - 南迪娜;刘卫卫;傅文翔;李宝强;孔景临;
建立了多种生物毒素和生物调节剂的电喷雾离子迁移谱和拉曼光谱分析方法,构建了几类代表性生物毒素、生物调节剂及常见无毒白色粉末共26种物质的离子迁移谱和拉曼光谱数据库,其中包括乌头碱、河豚毒素等生物碱,缓激肽、P物质等生物调节剂及其同分异构体等结构类似物,芋螺毒素、α-银环蛇毒素、蓖麻毒素等多肽和蛋白质毒素和食盐、面粉、蛋白粉等常见无毒物。在此基础上,利用线性判别分析、二次判别分析、k近邻、朴素贝叶斯模型、分类决策树、Sigmoid核函数支持向量机共6种模式识别算法对单一和融合数据进行识别归类,不同方法的识别准确率在76.0%～97.2%范围内,并分析了方法识别准确率差异原因。研究发现,以支持向量机模型建立的融合识别算法准确率高达97.2%。本方法能区分两种生物调节剂的多个结构类似物,可用于不明白色粉末的识别归类。
2020年10期 v.48 1343-1350页 [查看摘要][在线阅读][下载 4071K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] |[下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] - 郭佳;刘金华;杨照微;李毅;何成彦;
晚期肾癌的化学疗法或放射疗法效果均不佳,缺少有效的诊疗分子靶标和治疗手段。本研究基于二级质谱(MS2)数据的非标记定量蛋白质组学方法,对晚期肾透明细胞癌和对应的肾脏正常组织样本进行了蛋白质组学分析,共鉴定出2406个蛋白质。采用谱图计数和MS2总离子流(Total ion current, TIC)两种数据处理方法,对蛋白质组学鉴定结果数据进行定量分析。结果表明, MS2总离子流方法可筛选出144个差异蛋白,谱图计数方法筛选出120个差异蛋白,MS2总离子流方法优于谱图计数方法。两种方法共筛选出147个差异蛋白。其中,肿瘤组织上调蛋白有46个,包括膜联蛋白A4、层粘连蛋白α-4亚基、丙酮酸激酶、ATP-柠檬酸合成酶、组蛋白H1.5和碳酸酐酶9等;下调蛋白有101个,包括电子转移黄素蛋白β亚基、3-酮脂酰基CoA硫解酶、绒毛蛋白-1、V型质子ATP合成酶F亚基、线粒体磷酸盐载体蛋白、细胞色素b-c1复合物8亚基、多重耐药抗性蛋白1、视黄醛脱氢酶2和尿调蛋白等。使用MS1数据对部分差异蛋白分析结果进行了相互验证。本研究基于MS2数据的非标记定量分析研究方法,对肾透明细胞癌组织进行蛋白质组学分析,筛选出的差异蛋白可作为肾透明细胞癌诊治、预后判断的候选标志物,为寻找晚期肾透明细胞癌有效的治疗靶点提供了基础数据。
2020年10期 v.48 1351-1358页 [查看摘要][在线阅读][下载 2520K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：16 ] |[下载次数：425 ] |[网刊下载次数：0 ] - 郑安琪;郝亚男;果婷婷;舒杨;王建华;
建立了对细胞摄入的铜纳米粒子(GuNPs)进行定量分析的荧光成像法。以近红外发光的谷胱甘肽-铜纳米粒子(GSH-CuNPs)与MCF-7细胞孵育,利用共聚焦显微镜在激发波长559 nm、发射波长600～700 nm条件下对MCF-7细胞内的GSH-CuNPs进行荧光成像。细胞经裂解、离心超滤后,收集GSH-CuNPs,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对铜元素进行定量分析。通过SPSS统计分析关联胞内平均荧光强度与ICP-MS的定量检测数据,建立平均荧光强度与细胞中CuNPs的定量关系;再以ICP-MS测定细胞内铜元素的总含量,可获得由GSH-CuNPs转化为其它形式的铜含量。采用本方法研究了MCF-7细胞中GSH-CuNPs的代谢/转化过程。结果表明,GSH-CuNPs与细胞孵育50 min后,细胞内CuNPs含量由172.74 fg/cell降低至18.66 fg/cell,且GSH-CuNPs主要代谢转化为可溶性铜。
2020年10期 v.48 1359-1366页 [查看摘要][在线阅读][下载 3235K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：38 ] |[下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] - 郭聪;朱中杰;沈建雄;张宗昌;张建兵;赵德明;赵红卫;
谷胱甘肽(Glutathione)的构型构象对其发挥生物学功能具有重要意义。本研究利用空气等离子体太赫兹时域光谱(THz-TDS)获得了还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)在0.5～12.0 THz波段的吸收光谱,结果表明,GSH在太赫兹波段有丰富的特征吸收峰,而GSSG呈现单调无特征的吸收曲线。粉末X射线衍射(PXRD)结果表明,GSH具有一定的晶型结构而GSSG为无定形态,提示太赫兹光谱对物质晶体结构有敏感响应。利用密度泛函理论(DFT)对GSH晶胞结构进行计算和太赫兹振动光谱分析,结果表明,GSH分子能形成丰富的氢键,这些氢键网络有助于约束柔性肽分子并使分子有序地堆叠形成晶体。晶格和氢键与太赫兹波作用产生共振吸收,GSH的太赫兹光谱中不同吸收峰对应分子不同集体振动或局域振动,并且与氢键的振动密切相关。本研究结果有助于加深GSH分子构型构象和分子弱相互作用的认识。
2020年10期 v.48 1367-1374页 [查看摘要][在线阅读][下载 2397K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：21 ] |[下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王悦;郭恺辰;田雪蒙;赵文昌;凯迪日耶·色提瓦力迪;高瑞霞;
采用稳定性好且亲水性强的苯胺(AN)为功能单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,雌二醇(E2)为模板分子,羧基磁球(Fe_3O_4-COOH)为载体,通过固定模板印迹策略制备新型核-壳式雌二醇磁性分子印迹聚合物(MIPs-E2),用于选择性吸附雌二醇。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)以及振动样品磁强计(VSM)对材料进行表征。结果表明,MIPs-E2粒径均一、晶型结构稳定,并且具有良好的磁性能。动力学吸附、等温吸附、选择性吸附和重复利用性实验结果表明,MIPs-E2具有大的吸附量(21.34 mg/g)、高的选择性(IF=2.65,SC>1.89)、快的传质速率(30 min)以及好的可重复利用性(6次循环使用后吸附效率为93.4%)。本研究为检测环境水样品中雌二醇的含量提供了新方法。
2020年10期 v.48 1375-1382页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K] [引用频次：7 ] |[阅读次数：21 ] |[下载次数：569 ] |[网刊下载次数：0 ] - 申炳俊;柳婷婷;
胡桃醌(Jug)是民间抗癌验方青龙衣的主要活性物质之一,其与蛋白质的相互作用及作用机理研究鲜见报道。本研究在模拟人体生理条件下,利用内源荧光光谱、紫外吸收光谱、同步荧光光谱、三维荧光光谱以及分子对接技术,研究了Jug与人血清白蛋白(HSA)之间的作用机理。荧光光谱结果表明,Jug能有效猝灭HSA内源荧光,猝灭机制属静态猝灭,通过Lineweaver-Burk方程求得两者间结合常数(K_A)为3.72×10~2 L/mol (310 K),结合位点数(n)约为1。根据Van′t Hoff定律计算得到的热力学参数(ΔH=-142.07 kJ/mol和ΔS=-409.08 J/(mol·K))表明,Jug与HSA之间的主要作用力为氢键和范德华力。根据F9rster′s能量转移定律,确定Jug与HSA结合距离为2.61 nm。紫外吸收光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱研究发现,Jug对HSA二级结构有轻微影响,使酪氨酸(Tyr)残基周围微环境疏水性增加。分子对接结果进一步表明,Jug通过范德华力、氢键和疏水作用力与HSA的亚域ⅢA中氨基酸残基进行作用。本研究有助于从分子水平上了解Jug在人体内的储藏运输过程以及对蛋白质功能的影响机制。
2020年10期 v.48 1383-1391页 [查看摘要][在线阅读][下载 3350K] [引用频次：22 ] |[阅读次数：18 ] |[下载次数：772 ] |[网刊下载次数：0 ] - 黄斯敏;胡玉斐;陈彦龙;李攻科;夏凌;
制备了具有核壳结构的磁性共价有机骨架复合材料(Fe_3O_4@COF),并将其作为磁性固相萃取的吸附剂,结合高效液相色谱-紫外检测器法(HPLC-UV),建立了测定柑橘类水果中噻虫嗪、吡虫啉、多菌灵和噻菌灵等农药残留的分析方法。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射和磁学性能测试对材料进行了表征。考察了磁性固相萃取的影响因素,得到最佳的萃取条件:将20.0 mg Fe_3O_4@COF分散于10 mL柑橘类水果样品溶液中,振荡20 min,磁性分离,用1 mL甲醇振荡5 min后洗脱,洗脱液待HPLC-UV分析。噻虫嗪、多菌灵和噻菌灵在1～1000μg/L浓度范围内、吡虫啉在5～1000μg/L浓度范围内与色谱峰面积具有良好的线性关系,检出限为0.27～1.22μg/L,加标回收率为92.1%～104.0%,RSD为1.2%～8.3%。本方法操作简单,检出限低,线性范围宽,适用于柑橘类样品中的4种农药残留的同时分析。
2020年10期 v.48 1392-1399页 [查看摘要][在线阅读][下载 2086K] [引用频次：16 ] |[阅读次数：21 ] |[下载次数：924 ] |[网刊下载次数：0 ] - 吴子阳;何菲;李贺贺;孙金沅;孙啸涛;孙宝国;
建立了固相萃取结合高效液相色谱法(Solid phase extraction-high performance liquid chromatography,SPE-HPLC)对白酒中阿魏酸、没食子酸、对香豆酸、丁香酸和(+)-儿茶素水合物5种酚类活性物质的定性与定量分析方法,并对17种青稞酒原酒和29种商品酒中5种酚类活性化合物进行了测定。优化了前处理条件及色谱条件,发现当样品pH=2、甲醇洗脱溶液pH=4、甲醇洗脱溶液用量6 mL时,萃取效果较好。5种酚类活性化合物标准曲线线性良好(R~2> 0.994),检出限为0.98～12.2μg/L,定量限为3.3～40.1μg/L,回收率为84.1%～100.7%。通过聚类分析,结合5种酚类活性化合物的含量,发现贮酒容器不同导致青稞酒原酒中5种酚类活性化合物含量不同,可以为白酒老熟后续的研究提供理论依据。青稞酒中5种酚类活性化合物的平均含量高于其它清香型商品酒,酱香型白酒中(+)-儿茶素水合物和对香豆酸的含量较高,芝麻香型白酒中阿魏酸的含量较高。
2020年10期 v.48 1400-1408页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K] [引用频次：26 ] |[阅读次数：14 ] |[下载次数：811 ] |[网刊下载次数：0 ] - 曲瑶;张亚旗;肖光;杨成;
赭曲霉毒素A(OTA)是农产品中常见的霉菌毒素,对人和动物具有较强的毒性,以及致畸、致癌、致突变作用,因此,建立简单、快速、低成本、高灵敏的OTA检测方法是即时农产品质量监测和保障消费者安全的有效手段。本研究以鸟嘌呤碱基为猝灭剂,以单标记荧光素(FAM)的寡聚核酸为探针,基于核酸适配体构建了生物传感器,用于检测葡萄酒中的OTA。鸟嘌呤是具有多个给电子基团的稠杂环化合物,电子密度较大,在核酸碱基中氧化电位最低,最容易被氧化,作为电子供体可通过光诱导电子转移过程猝灭荧光基团。OTA不存在时,标记有FAM的寡聚核酸探针与OTA核酸适配体杂交,FAM靠近鸟嘌呤荧光被猝灭;样品中存在OTA时,其与核酸适配体特异性结合,形成四链体结构,抑制寡聚核酸探针与适配体结合,FAM的荧光得以恢复,通过FAM荧光强度的恢复率实现对OTA的检测。本方法检测OTA的线性范围为0.67～7.80 nmol/L,检出限为0.67 nmol/L (0.27μg/kg,S/N=3)。实际红酒样品中OTA的加标回收率为92.4%～100.9%。与纳米金、单壁碳纳米管、氧化石墨烯等纳米材料为猝灭剂的方法相比,本方法具有检测成本低、选择性好、检出限低等优点。
2020年10期 v.48 1409-1415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K] [引用频次：17 ] |[阅读次数：16 ] |[下载次数：773 ] |[网刊下载次数：0 ] - 张琳;马明英;李宝强;孔景临;张四纯;张新荣;
低温等离子体探针-质谱(LTP-MS)技术可快速检测气、液、固态样品,具有操作简单、快速准确、易小型化等特点,非常适于化学毒剂的现场快速检测。化学毒剂维埃克斯(VX)和芥子气(HD)的毒性强、沸点高、挥发性差,常以气溶胶或液滴态分散于地面、装备或衣服等表面,采用LTP-MS检测存在解吸附难和离子化效率较低的问题。本研究建立了一种纳米金(AuNPs)基底辅助LTP-MS快速检测方法,实现了土壤中VX模拟剂马拉硫磷和HD模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的快速检测。在氦气出口压力为0.12 MPa、交流电源功率为75 W等优化实验条件下,两种模拟剂的质谱信号强度均比无AuNPs辅助时提高7～9倍。两种模拟剂在5.0～1000μg/g浓度范围内有良好的线性关系,相关系数(R~2)分别为0.9784和0.9915,检出限分别为1.5和1.0μg/g。本方法通过AuNPs基底与等离子体作用有效提高了难挥发固、液态化合物的离子化效率,具有快速、准确、灵敏的特点,在化学毒剂检测等领域有潜在的应用前景。
2020年10期 v.48 1416-1421页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：27 ] |[下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] - 孙学辉;赵冰;骆震;孙培健;彭斌;聂聪;邵学广;
大数据分析是当前的研究热点,但由于大数据在数据结构上的复杂性及数据类型上的多样性,大数据分析方法研究仍是数据分析领域中的挑战性问题。本研究建立了一种用于复杂结构数据预处理和建模的分析方法,并应用于分批次采集、采集密度不同且采集时间不统一的非连续工业生产数据分析。利用傅里叶变换得到不同参数的频谱信息,再利用逆变换按照统一的时间点进行数据重构,既得到了时间上统一的各参数数值,还对数据进行了平滑处理和缺失数据的填补。利用重构数据分别建立了4个产品质量指标与5个产品物理参数和原料性能参数之间的定量模型,4个模型的预测值相对偏差平均值均小于5%。
2020年10期 v.48 1422-1427页 [查看摘要][在线阅读][下载 680K] [引用频次：10 ] |[阅读次数：31 ] |[下载次数：440 ] |[网刊下载次数：0 ] - 管朋维;宋青青;张珂;李婷;李玮;屠鹏飞;李军;宋月林;
在多级质谱中,母离子碎裂成子离子的实质是在气态情况下,较高能量的中性气体分子与离子发生碰撞,转移能量,使化学键发生断裂。利用在线能量分辨质谱(Online ER-MS),逐步改变碰撞能,可以观察到子离子信号产生和消失的过程,结合量子化学计算可以准确归属子离子信号。本研究以黄酮类化合物山奈素为例,对其多级质谱行为进行深入分析。在串联离子阱-飞行时间质谱正离子模式下,母离子m/z 301.0712([M+H]~+)主要通过自由基裂解和Retro-Diels-Alder裂解(RDA裂解)生成子离子m/z 286.0518、272.0454、165.0155、161.0573、153.0192和139.0381。为了阐明关键离子m/z 161.0573的来源,在三重四极杆质谱中构建离子对m/z 301>161,进一步派生出一组拟离子对(PITs),对应一组递进式的碰撞能,利用多反应检测模式采集各拟离子对的相对峰面积,绘制裂解曲线。裂解曲线呈"M"型,表明m/z 161.0573有两种生成方式。结合结构计算推断"M"型裂解曲线的第一波峰由低裂解能的C环杂环裂解断裂1,4键继而中性丢失CH_4产生,第二波峰由高裂解能的C环RDA裂解断裂0,4键继而中性丢失CH_3OH产生。通过在线能量分辨质谱与量子化学计算的结合可以对化合物的多级质谱行为进行深入分析。
2020年10期 v.48 1428-1433页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] [引用频次：8 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：432 ] |[网刊下载次数：0 ]