评述与进展

• 水凝胶pH传感器新技术的研究进展

  路喜月;李政;于秋灵;崔广涣;张诚;张健飞;

  pH值是许多领域的重要监测指标之一。许多化工生产中需要精确、实时地监测pH值,生物化学和生物医学领域对微环境的pH值监测有较大的需求。水凝胶pH传感器是一种将响应型水凝胶与传感器结合的新型pH值监测技术,由于其具有微型化和智能性等特点,可应用于化学化工、生物医疗、环境检测等领域。本文综述了近年来水凝胶pH传感技术的研究进展,对比了各种水凝胶pH传感器的主要性能参数和优缺点,重点分析了基于光学、机械和电磁3种原理的水凝胶pH传感器的适用范围、灵敏度和响应时间,并对水凝胶pH传感技术面临的挑战和未来的发展方向进行了讨论与展望。

  2022年02期 v.50 163-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K]
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• 基于信号放大策略的分子印迹-电化学发光抗生素传感器研究进展

  肖聪;廉文静;姚惠琴;杨宝华;刘红云;

  抗生素残留已成为全球公共卫生最严重的威胁之一,发展高效、快速且简便的抗生素检测方法具有重要意义。分子印迹聚合物(MIP)作为人工合成的化学受体,可以高亲和力选择性识别目标分子,电化学发光(ECL)是一种发展成熟、应用广泛的电分析技术,两者结合的分子印迹-电化学发光法(MIP-ECL)具有选择性高、检出限低、成本低廉等优势,是一种具有巨大发展潜力的抗生素残留检测新技术。本文综述了近年来MIP-ECL技术的发展现状,重点介绍了多种基于信号放大策略的MIP-ECL抗生素传感器,并且对其发展前景与方向进行了展望。

  2022年02期 v.50 173-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
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• 基于呼出气挥发性有机物检测的肺癌筛查技术研究进展

  李杨;李庆运;徐楚婷;阮慧文;赵琨;花磊;李海洋;

  肺癌已成为当前全球发病率和死亡率最高的癌症。早期肺癌的治愈率高,"早诊早治"已成为共识。呼出气检测具有非侵入性、取样方便且对人体友好的优势,通过对呼出气中特征代谢物的检测,寻找早期肺癌的疾病标志物,有望作为一种简单有效的早期肺癌筛查手段而备受关注。本文从临床常用肺癌筛查方法、呼出气组分及肺癌标志性挥发性有机物(VOCs)种类、呼出气VOCs收集方法、前处理方法以及肺癌标志性VOCs检测技术等方面,评述了基于呼出气VOCs检测的肺癌早期筛查技术的研究进展,并对其存在的问题和未来发展趋势进行了分析和展望。

  2022年02期 v.50 183-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1486K]
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仪器装置与实验技术

• 电子轰击电离源-离子阱质谱的质量范围优化程序研究

  王伟民;靳留雨;钱炳君;徐福兴;丁传凡;

  电子轰击电离源(Electron impact ion source, EI)是一种真空中使用的高效电离源,其电离效率可达到0.1%,几乎可以电离所有的物质。近年来,电子轰击电离源-离子阱质谱(EI-ion trap mass spectrometry, EI-ITMS)的发展使得便携式气相色谱-质谱联用仪广泛应用于有毒有害物质的快速现场定性和定量检测。然而,EI-ITMS仪器的性能调试十分繁琐。首先,EI的离子传输效率需要设置合适的透镜电压提取系统,其次,EI电离会产生大量的碎片离子,为了保证最佳的质量范围,需要对离子阱质量分析器的相关电压参数不断进行微调。鉴于此,本研究基于自主研制的电子轰击离子源-离子阱质谱仪,建立了EI-ITMS的质量范围优化调试程序。所研制的EI电离源和离子阱质量分析器在轴向上串联,气体样品通过内径75μm的石英毛细管进入EI源后,产生的离子在提取电极系统的作用下加速、聚焦,再流向离子阱质量分析器,离子阱的前端盖电压作为门控,控制离子进入。对电子轰击源的各项参数进行了优化,并利用Simion软件模拟研究了实验条件下离子的运动轨迹和传输效率。所建立的EI-ITMS质量范围优化程序有助于缓解离子阱质量分析器的质量歧视效应,实现EI电离产生的小质量碎片分析。实验结果表明,利用所建立的程序可以实现丙酮的碎片离子m/z 43和全氟三丁胺的碎片离子m/z 414的检测。

  2022年02期 v.50 198-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]
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研究报告

• 聚多巴胺包覆的钙钛矿修饰电极用于电化学检测水中铜、汞和铅离子

  韩玉洁;代志鹏;郑晓芳;郭玉晶;

  通过水热法合成具有钙钛矿结构的LaCo_(0.21)Ni_(1.59)O_3,将聚多巴胺(PDA)包覆在LaCo_(0.21)Ni_(1.59)O_3表面,得到PDA@LaCo_(0.21)Ni_(1.59)O_3复合材料。利用钙钛矿优异的电催化性能和PDA丰富的胺基基团,将复合材料修饰在玻碳电极(GCE)表面,构建了一种新型电化学传感平台(PDA@LaCo_(0.21)Ni_(1.59)O_3/GCE),用于重金属离子的检测。在优化条件下,LaCo_(0.21)Ni_(1.59)O_3/GCE检测Cu~(2+)、 Hg~(2+)和Pb~(2+)的线性范围分别为0.05～10.0μmol/L、 0.005～5.0μmol/L和0.5～2.0μmol/L,检出限分别为67.70、 8.68和52.00 nmol/L。此传感平台可用于重金属离子Cu~(2+)、 Hg~(2+)和Pb~(2+)的同时检测,具有操作简单、灵敏度高、选择性好等特点,为重金属离子的检测提供了新方法。

  2022年02期 v.50 206-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K]
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• 电化学免疫传感器检测TET1蛋白

  丁佳;梁文煦;周云雷;殷焕顺;李怡靖;艾仕云;

  基于Ten-eleven translocation 1(TET1)蛋白催化5-甲基胞嘧啶(5-Methylcytosine, 5mC)生成5-羟甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine, 5hmC),结合5hmC抗体的免疫识别反应,建立了一种电化学分析方法用于TET1蛋白的特异性检测。以金纳米颗粒(AuNPs)修饰的金电极为基体电极,通过AuNPs与探针DNA 3′端巯基之间形成的Au—S键,将探针DNA与含有5mC的互补DNA杂交形成的双链DNA自组装到电极表面。在α-酮戊二酸和Fe~(2+)存在下,TET1催化氧化5mC生成5hmC。然后,5hmC抗体特异识别5hmC, 5hmC抗体被修饰于电极表面。由于抗体的修饰,电极表面的电子传输速率明显下降,阻抗增大,导致此修饰电极在含有氧化还原探针的检测液里面的电化学信号明显降低。在0.5～10μg/mL浓度范围内,传感器的电化学信号降低值与TET1蛋白浓度的对数值呈良好的线性关系,检出限为0.17μg/mL(3σ)。采用本方法考察了环境污染物Pb~(2+)对TET1蛋白活性的影响,结果表明,Pb~(2+)对TET1蛋白的活性具有抑制作用,IC_(50)=41.72 nmol/L。本方法操作简单、仪器成本低、灵敏度高、特异性好,为TET1蛋白的检测提供了新方法,也为研究环境污染物的生态毒理效应提供了可供选择的生物标志物和评价方法。

  2022年02期 v.50 217-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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• 超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法对三七果中皂苷类成分的快速鉴定

  曲正义;郑培和;李亚丽;侯微;王英平;

  采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法(UPLC-Orbitrap HRMS),通过对照品的保留时间、相对分子质量、二级质谱碎片和相关文献等信息对三七果中的皂苷类化合物进行了解析,以探明三七果中的皂苷类成分及其结合态糖苷类化合物构成。从三七果中共鉴定出60种三萜皂苷,包括43种原人参二醇型皂苷、 3种原人参三醇型皂苷、 12种C-17支链发生变化的三萜皂苷和2种齐墩果酸型皂苷,其中双丙二酰基人参皂苷Rc(Double malonyginsenoside Rc)、双丙二酰基人参皂苷Rb_2(Double malonyginsenoside Rb_2)和双丙二酰基人参皂苷Rb_3(Double malonyginsenoside Rb_3)为首次从三七果中鉴定出的3种双丙二酰基人参皂苷。同时,根据离子碎片信息推测了皂苷的裂解途径,揭示了不同类型皂苷的质谱裂解规律。本研究较为全面地阐明了三七果中的皂苷类成分,为三七果中皂苷类成分的鉴定以及三七非药用部位果实的后续开发利用提供了理论依据。

  2022年02期 v.50 225-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 2319K]
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• 基于铜纳米簇荧光猝灭选择性检测盐酸阿霉素

  焦婷;温昊翔;李忠平;

  以聚乙烯亚胺(PEI)为稳定剂,抗坏血酸(AA)为还原剂,制备了铜纳米簇(PEI@CuNCs),并基于此建立了一种快速、简便的检测盐酸阿霉素(DOX)的方法。制备的PEI@CuNCs粒径约2.4 nm,最大激发波长为430 nm,最大发射波长为518 nm,具有良好的稳定性和抗光漂白性能。通过X射线光电子能谱以及傅里叶变换红外光谱等技术对PEI@CuNCs的表面官能团进行了表征。DOX可以猝灭PEI@CuNCs的荧光,因此将其作为荧光探针用于DOX的检测,在最优条件及1～145μmol/L浓度范围内,DOX的浓度与F/F_0(F和F_0分别为存在和不存在DOX时探针的荧光强度)具有良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.032μmol/L。DOX对探针的荧光猝灭机制为内滤效应(IFE),本方法对DOX具有较高的选择性。血清中DOX的加标回收率为95.6%～105.5%,表明本方法具有良好的实用性。本研究为检测DOX提供了一种新方法。

  2022年02期 v.50 235-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
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• 显微三维成像技术分析替罗非班抑制血小板黏附聚集的量效关系

  何菲;张天聪;陈丹;丁玲;邓素容;米永华;刘占术;李远;

  建立了一种显微三维成像技术用于定性和定量评价替罗非班(血小板膜糖蛋白(GP)Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂)抑制血小板黏附聚集的量效关系。在健康志愿者富血小板血浆(PRP)中加入0～50μg/mL替罗非班进行处理,将处理后的PRP分别滴加在胶原纤维蛋白和玻璃表面上,诱导血小板活化聚集,通过激光显微三维成像技术观察不同条件下血小板聚集体的显微三维形态学图像,并量化血小板聚集体的体积、面积覆盖率、血小板黏附数量和活化血小板数量比例。结果表明,利用激光显微三维成像技术可直观地观察到胶原纤维蛋白和玻璃表面形成的血小板聚集体的三维显微形态。胶原纤维蛋白表面形成的血小板聚集体呈薄片状,玻璃表面形成的血小板聚集体呈山丘状。对于胶原纤维蛋白表面,替罗非班终浓度为1.56～12.5μg/mL时,随其浓度增加,血小板聚集体体积和面积覆盖率显著降低;当替罗非班浓度增加至25和50μg/mL,仅见血小板在胶原纤维蛋白上发生黏附,血小板黏附数量和活化血小板比例随浓度增加而显著降低。在玻璃表面,经1.56μg/mL替罗非班处理,血小板聚集体体积和面积覆盖率降低;3.15～50μg/mL替罗非班可完全抑制血小板聚集,并且血小板黏附数量和活化血小板比例随替罗非班浓度增加而显著降低。综上,3.15～12.5μg/mL替罗非班既可完全抑制血小板在玻璃表面的聚集,又保留了部分血小板在胶原纤维蛋白表面上的聚集能力。采用显微三维成像技术定性和定量分析替罗非班抑制血小板在胶原纤维蛋白和玻璃表面的黏附聚集的量效关系,可为临床合理选择替罗非班的剂量提供新的分析方法。

  2022年02期 v.50 244-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 3435K]
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• 基于短碳纳米管复合碘氧化铋-铋阴极光电化学传感平台测定毒死蜱

  周建红;刘彰;令玉林;曾伯平;张衡;邓克勤;

  通过简单的水热法将短碳纳米管(s-CNTs)与碘氧化铋-铋(BiOI-Bi)复合,制备了碘氧化铋-铋/短碳纳米管复合物(BiOI-Bi/s-CNTs)。采用扫描电子显微镜(SEM)进行表征,结果表明,BiOI-Bi/s-CNTs由负载纳米颗粒的s-CNTs和大量微球组成。瞬时光电流测量结果表明,BiOI-Bi/s-CNTs具有优良的光电化学(PEC)性能。以BiOI-Bi/s-CNTs为光电阴极,K_3[Fe(CN)_6]为光电子受体,构建了一种用于检测毒死蜱(CPF)的阴极PEC方法。由于CPF被螯合富集于阴极表面,可淬灭光电流信号,在4.0 pg/mL～10.0 ng/mL范围内,CPF的浓度与光电流变化值呈良好的线性关系,检出限(3σ)为1.89 pg/mL。本方法特异性好,灵敏度高,大白菜和卷心菜样品中CPF的加标回收率为90.0%～108.0%,表明可用于实际样品中CPF的灵敏检测。

  2022年02期 v.50 253-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K]
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• 原癌蛋白KRas的表达和纯化及其与小分子抑制剂ZCL1688的分子对接分析

  牟榕梓;孙暄;吴更;

  经过特殊设计的小分子抑制剂可共价结合KRas蛋白的催化结构域,从而抑制KRas与下游效应蛋白的结合。本研究采用镍柱亲和层析、酶切标签、凝胶过滤层析等步骤制备了高纯度的KRas催化结构域(氨基酸残基1-169)蛋白;等温滴定量热(ITC)实验证明了KRas蛋白通过K42残基与小分子抑制剂ZCL1688进行结合;通过分子对接得到KRas蛋白与ZCL1688的复合物的建模结构,发现两者的结合对KRas与下游蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶RAF的结合有明显竞争作用。本研究建立了一种简便的KRas蛋白催化结构域(氨基酸残基1-169)高效表达与高纯度制备方法,模拟了此蛋白与ZCL1688的结合模式,并分析了该结合模式下的相互作用,为后续筛选此蛋白与小分子抑制剂的共结晶以及复合物结构解析奠定了良好基础。

  2022年02期 v.50 263-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K]
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• 通过式固相萃取结合超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱快速筛查畜禽肉中108种兽药残留

  郭添荣;万渝平;孙利;叶梅;许森;韩世鹤;吴文林;

  采用通过式固相萃取消减样品中杂质干扰,基于超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q/Orbitrap HRMS)联用技术建立了同时快速筛查畜禽肉中108种兽药残留的分析方法。样品匀质后,经乙腈溶液(80%,V/V,含0.2%甲酸)提取,Oasis PRiME HLB固相萃取柱通过式净化,氮吹后复溶。采用Agilent Eclipse plus C18色谱柱(150 mm×3.0 mm, 1.8μm)分离,以乙腈和20 mmol/L乙酸铵溶液(含0.1%甲酸)体系为流动相进行梯度洗脱,加热电喷雾离子源正负离子同时扫描模式,一级全扫描/数据依赖二级扫描(Full MS/dd-MS2)监测模式检测,基质匹配标准曲线法定量。结果表明,108种兽药在0.5～2000 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数(R)≥0.9950;方法检出限(LOD)为0.1～20μg/kg,定量限(LOQ)为0.2～100μg/kg;不同畜禽肉在3个添加水平下(n=6)的加标回收率在68.7%～112.5%之间,相对标准偏差(RSD)在0.9%～9.7%之间。本方法简便快捷、覆盖目标物广、通量高且准确可靠,适用于畜禽肉中兽药多残留的快速筛查与确证分析。

  2022年02期 v.50 271-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K]
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• 人乳寡糖的高分辨质谱结构分析及液相色谱条件的比较

  王海燕;张曦美;崔秀秀;康鹏;张艳;张佳莹;葛武鹏;

  人乳寡糖(Human milk oligosaccharides, HMOs)与婴幼儿生命初期的生长发育密切相关,揭示其组成及结构有助于阐明HMOs功能。本研究通过超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术,对19个HMOs(16个中性HMOs、 3个酸性HMOs)进行了结构解析,在寡糖异构体裂解规律的基础上详细探讨了4组异构体的特征碎片离子,比较了3种超高效液相色谱条件下HMOs异构体分离效果的差异,为复杂HMOs异构体的结构解析及高效液相色谱条件的选择提供了科学依据。

  2022年02期 v.50 278-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 1680K]
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• 气相色谱法辅助分析环状1,3-二羰基化合物的去对称对映选择性还原反应机理

  秦绪隆;韩福社;

  建立了一种利用气相色谱(GC)检测1,3-环戊二酮化合物去对称对映选择性还原反应转化率和产物含量的方法,作为一种重要辅助手段,用于磷中心手性膦酰胺催化环状1,3-二酮类化合物的去对称对映选择性还原反应机理的研究。样品经DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm, 0.25μm)分离,以标准化合物比对的方法,采用GC进行定性及定量分析,可简便、快速、准确测定在不同反应时间剩余原料和生成的不同产物的量。采用本方法对无添加剂和催化剂、只加入添加剂、只加入催化剂以及同时加入添加剂和催化剂4种情况下的反应进程进行了检测。结果表明,相比其它3种反应体系,同时加入添加剂N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)和催化剂的反应体系的原料转化速度快,在5 min内反应转化率达到80%以上,单还原目标产物的含量接近70%。对照实验结果表明,加入DIPEA可大幅提高产物的对映选择性。本研究结果有助于深入理解相关反应的机理,即胺类添加剂的加入可促进手性活性催化物种的生成。

  2022年02期 v.50 290-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K]
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• 铁离子在多齿配体功能化硅胶上的吸附研究

  陈鹏;李蓉;陈斌;

  以自制的多齿配体功能化硅胶为吸附剂,探究了配体齿数对废水中常见重金属离子吸附的影响。研究结果表明,五齿配体亚氨基二琥珀酸-硅胶吸附剂对铁离子(Fe~(3+))的吸附能力最强,吸附量为14.4 mg/g。进一步探讨了此吸附剂对Fe~(3+)的吸附动力学和热力学行为,考察了Fe~(3+)浓度、温度、转速以及共存离子对吸附的影响,并对吸附剂的重复使用性进行了评价。结果表明,此吸附剂对Fe~(3+)的初始吸附行为相对较快,伪二阶模型可以更好地描述吸附剂的吸附动力学;Freundlich等温线模型更适合描述吸附剂的吸附热力学,吸附过程是放热的、非自发的;增大浓度和升高温度均可提高Fe~(3+)在IDS-Silica上的吸附量,而转速的提升仅能缩短达到吸附平衡的时间。除Cu~(2+)外,其它干扰离子对Fe~(3+)的吸附均无明显影响。IDS-Silica对Fe~(3+)的吸附具有良好的可重复性。本研究为去除废水中Fe~(3+)提供了一种新型高效的吸附材料,同时也为五齿配体亚氨基二琥珀酸螯合吸附材料的开发提供了理论参考。

  2022年02期 v.50 300-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
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• 铀材料中杂质钍的~(230)Th/~(232)Th比值指纹分析研究

  徐江;汪伟;席瑞阳;粟永阳;王文亮;李志明;翟利华;方随;张海涛;凡金龙;王玉凤;

  研究了铀材料中杂质钍的~(230)Th/~(232)Th比值的核取证学属性,采用基于磷酸三丁酯(TBP)的铀钍分离流程制备低本底钍纯化液,通过铀外标校正钍的分馏效应,采用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测定~(230)Th/~(232)Th比值。结果表明,~(230)Th/~(232)Th比值是具有时效性的铀材料特征指纹信息,流程本底引入的~(232)Th浓度小于5.5×10~(-11) g/g,二氧化铀芯块、黄饼YC1、平行样黄饼YC2和黄饼YC3中的~(230)Th/~(232)Th比值分别为0.479±0.037、 1.376×10~(-4)±4.8×10~(-6)、 2.8582×10~(-3)±2.2×10~(-6)和2.8605×10~(-3)±2.1×10~(-6)(k=2),不确定度的主要来源是流程本底、待测样品中钍浓度,以及弱信号测量的不确定度。本方法结果准确,精密度较高,可鉴别~(230)Th/~(232)Th比值存在一定差异的铀材料,为核取证提供技术支持。

  2022年02期 v.50 310-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
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