- 盛楠;岳慧杰;逄淑云;齐谢敏;张晏洁;吴燕子;宋沁馨;邹秉杰;周国华;
传统的乙醛脱氢酶2(Aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)基因多态性位点(rs671)分型手段包括电泳、测序和荧光探针法,但在实际应用中存在步骤繁琐或检测成本高等问题。本研究基于聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction, PCR),将核酸侵入反应和纳米金探针(Gold nanoparticle probe, GNP)杂交显色技术偶联,建立了操作简便的ALDH2基因rs671位点可视化检测方法。在反应体系中,首先对样本DNA进行PCR扩增,再由级联核酸侵入反应识别等位基因,随后加入两种GNP与溶液中的发夹探针杂交显色。当样本DNA包含靶标等位基因时,体系中的发夹探针会在核酸侵入反应阶段被核酸内切酶1(Flap endonuclease 1, FEN1)切割裂解成两部分,这两部分序列分别与两种GNP杂交并分散在溶液中,最终溶液为红色;无靶标等位基因时,体系中的发夹探针保持完整结构,同时与两种GNP杂交,溶液中的GNP聚集,沉淀至管底,最终溶液为无色。因此,根据反应最终溶液的颜色可直接判断基因型。在最优条件下,本方法成功检测了低至80 pg的基因组DNA,并能准确区分3种基因型,表明本方法具有极高的灵敏度和特异性。将本方法用于临床样本ALDH2基因的rs671位点检测,207例样本可视化检测结果与焦磷酸测序分型结果完全一致,表明本方法在精准医学相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)分型检测方面有潜在的应用前景。
2021年01期 v.49 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 3007K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：386 ] |[网刊下载次数：0 ] - 何立勇;俞佳乐;李天华;陈荣恒;林建原;干宁;
由病原微生物引起的食源性疾病日益引起全球关注,迫切需要开发同时快速检测多种食源性致病菌的方法。本研究建立了一种基于磁性适配体捕获探针的微流控芯片-比色双模式传感器,实现了副溶血性弧菌(V.P)和鼠伤寒沙门氏菌(S.T)的快速定性和同时定量分析。此探针包括磁珠及其表面修饰的含ATP、待测物适配体及重复G碱基核苷酸片段的DNA长链。当探针和目标物结合后,会释放出上述DNA长链,形成与氯高铁血红素(Hemin)结合的G四链体,具有类过氧化物酶活性,可催化四甲基联苯胺(TMB)-H_2O_2体系的反应,产生肉眼可见的蓝色,实现两种致病菌的现场分析。释放的DNA长链经过EcoRV核酸内切酶剪切后,得到不同长度DNA片段,分别对应V.P和S.T的数量。在微流控芯片中分析和测定各片段,可实现两种细菌的定量分析。在最佳实验条件下,传感器对两种细菌检测的线性范围为10~2～10~7 CFU/mL,检出限可达30 CFU/mL。此传感器为现场定性筛查致病菌污染水平和实验室准确检测其含量提供了可靠的方法。
2021年01期 v.49 50-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 7603K] [引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：698 ] |[网刊下载次数：0 ] - 覃秀;袁春玲;石睿;王述正;王益林;
基于金纳米棒(AuNRs)具有可调节的表面等离子共振(SPR)光学特性,以及多巴胺(DA)还原KIO_3生成的I_2刻蚀AuNRs,并使其光谱蓝移的原理,发展了一种以波长变化为响应信号的比色分析法,用于多巴胺(DA)的高灵敏测定。KIO_3不能刻蚀AuNRs,但在DA存在下, IO_3~-还原生成的I_2能刻蚀AuNRs,使其纵向局域表面等离子共振(LSPR)吸收峰蓝移,并伴有明显的由酒红色到蓝色的颜色变化。在保持AuNRs用量一定的条件下,考察了KIO_3浓度、温度、pH值和孵育时间等因素对信号响应的影响。结果表明,在KIO_3浓度为0.7 mmol/L、反应温度为50℃、pH=2.6及孵育时间为6 min的条件下, AuNRs吸收波长的蓝移值与DA浓度在0.80～60.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为0.62μmol/L(3σ/k),尿液中常见的共存物不干扰测定,实际尿液样品中DA的加标回收率在103.0%～110.8%之间。
2021年01期 v.49 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 3089K] [引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：536 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王羽;王蔚港;杨向黎;尹伶灵;商冉;李霞;陈燕;
准确快速诊断水体重金属类污染物的毒性对保障饮用水安全至关重要。本研究基于大肠杆菌(E.coli)细胞膜受损的毒性响应机理,以K_3Fe(CN)_6作为胞外电子受体,碳纳米管(CNTs)作为仿生纳米导线,建立了一种基于电化学传感器的水体重金属毒性检测新方法。考察了电极修饰材料、菌体浓度、电子传递体与毒性物质加入顺序、K_3Fe(CN)_6浓度、菌体与毒物的接触时间等因素对传感器灵敏度的影响。在最佳实验条件下,测得单一金属离子Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Ag~+和Pb~(2+)对E.coli毒性的半数抑制浓度(IC_(50))分别为10.72、15.03、6.14、16.28和20.98 mg/L。本方法操作简单、检测成本低、检测时间短且结果准确、可靠,有望用于水体急性毒性的快速预警和筛查,具有重要的实际应用价值。
2021年01期 v.49 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：446 ] |[网刊下载次数：0 ] - 袁敏;王梦雪;郑玉竹;曹慧;徐斐;叶泰;于劲松;
基于金纳米颗粒(AuNPs)对荧光基团的荧光共振能量转移和其自身独特的光学效应,结合高亲和力和高特异性的核酸适配体,建立了一种荧光和比色双模式检测As(Ⅲ)的方法。将荧光基团修饰的As(Ⅲ)特异的核酸适配体(FAM-Apt)吸附在未修饰的AuNPs表面,FAM-Apt与AuNPs之间发生荧光共振能量转移,导致荧光猝灭。体系中存在As(Ⅲ)时,As(Ⅲ)与FAM-Apt结合,使FAM-Apt从AuNPs表面释放,荧光增强;同时,失去FAM-Apt保护的AuNPs在盐溶液中发生聚集,溶液由红色变为蓝灰色,因此可以通过荧光和比色双模式进行As(Ⅲ)的检测。荧光强度和吸光度比值的变化分别与As(Ⅲ)浓度呈良好的线性关系,荧光法的线性检测范围为5～800μmol/L,检出限为3.64μmol/L(3σ);比色法的线性检测范围为5～100μmol/L,检出限为3.42μmol/L(3σ);两种模式综合后的线性检测范围为5～1000μmol/L,检出限为1.55μmol/L(3σ)。本方法简单、快速、易操作,两种检测模式可以相互验证和联合使用,并成功用于检测果蔬中的As(Ⅲ),为其它生物小分子、金属离子和蛋白质的检测提供了一种基于核酸适配体的通用方法。
2021年01期 v.49 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 3550K] [引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：711 ] |[网刊下载次数：0 ] - 温国基;戴连奎;刘薇;
提出了一种基于遗传算法(Genetic algorithm, GA)与线性叠加模型的拉曼光谱定量分析算法。仅需已知一种主要物质的拉曼光谱,即可基于一批包括该物质的混合物样本,结合相关分析获得各组分的特征峰位;再利用遗传算法拟合优化混合物对应的纯物质光谱矩阵;最后利用拟合得到的光谱矩阵,建立混合物中各种物质的拉曼光谱定量分析模型。本方法只在模型训练过程优化模型参数时计算量较大,而在实际预测时只需进行简单的矩阵运算即可,实时计算量很小,适用于连续在线应用。本方法可应用于液相或气相混合物的定量分析。以天然气为例,仅知主要组分甲烷的拉曼光谱时,基于一组已知其组成与拉曼光谱的天然气训练样本,建立了天然气中主要组分(CH_4、C_2H_6、C_3H_8、CO_2、N_2、H_2、CO)拉曼光谱定量分析模型;对于测试样本集,对应的预测均方根误差(Root mean square error, RMSE)分别为0.488%、0.103%、0.358%、0.079%、0.087%、0.126%和0.022%,复相关系数(Multi-correlation coefficient,R~2)分别为0.995、0.991、0.990、0.991、0.998、0.999和0.999。尽管此结果不及所有纯物质光谱均已知情况下得到的结果,但为大多数纯物质光谱未知的情况提供了一种解决方案。
2021年01期 v.49 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3344K] [引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：558 ] |[网刊下载次数：0 ] - 古连城;周爱南;陈新;吴芳玲;李建其;余绍宁;周鸣飞;丁传凡;
手性药物的检测对于深入了解药物作用机理具有十分重要的意义。布洛芬(Ibuprofen)是常用的临床消炎药物,具有R型和S型两种构型,但其消炎作用却几乎全部由S-布洛芬所提供。本研究建立了一种区分布洛芬手性的方法,将布洛芬对映体与γ-环糊精及BaCl_2混合,得到系列非共价复合物,利用捕集离子淌度质谱(Trapped ion mobility spectrometry-time-of-flight mass spectrometry, TIMS-TOF MS)测量各物质的离子淌度(Ion moboility)。采用TIMS-TOF MS成功分离了非对映体离子[γ-CD+R-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]~(2+)与[γ-CD+S-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]~(2+),碰撞截面的差值高达0.07 nm~2。此外,实验结果表明,一系列[γ-CD+S-Ibuprofen+Ba(BaCl)-H]~(2+)的离子淌度谱峰强度分数与其摩尔分数呈线性关系。本方法无需对样品分子进行前处理或化学衍生化,可以快速、高效地分析手性分子。
2021年01期 v.49 95-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 3282K] [引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] - 赵玥祯;徐杨;龚灿;鞠钰蕊;刘兆鑫;许旭;
考察了基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)使用纳米四氧化三铁(Fe_3O_4)基质分析氨基酸、寡糖和甘油三酯等小分子化合物的效果。与不同的纳米基质以及二元混合基质比较后,选择Fe_3O_4纳米基质,以D,L-焦谷氨酸、D,L-天冬酸、L-脯氨酸、L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖、棉子糖、三棕榈酸甘油酯和三油酸甘油酯为样品,考察了实验条件对噪音和信号强度的影响,结果表明,Fe_3O_4作为MALDI基质具有在增强检测信号强度的同时降低背景噪声的特点。在正电荷检测模式下,选择激光能量为70%,采用先加基质再加分析物的点样方法进行分析,结果表明,纳米Fe_3O_4基质用于检测氨基酸、寡糖和甘油三酯的重现性和灵敏度良好。在优化条件下分析L-苯丙氨酸、D-(+)-蔗糖和三油酸甘油酯,点内重复性相对标准偏差(RSD)<3.2%,点间重复性RSD<6.0%,在0.05～1.0 mg/mL范围内,测定3种样品的线性相关系数R~2>0.997,显示出良好的定量分析潜力。
2021年01期 v.49 103-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 4103K] [引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：347 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王会菊;杨明红;卞雪丽;牛丽雪;刘海兰;夏丹丹;
氧化锌(ZnO)具有良好的化学稳定性和热稳定性,以及较强的吸附性能,可作为固相微萃取(SPME)的纤维涂层。本研究采用水热法在NiTi纤维基体表面生长交联的氧化钛氧化镍复合纳米片(TiO_2@NiOCNFs),用恒电位法在其表面成功构筑花状ZnO纳米片(ZnONFs)涂层。将制备的新型ZnONFs-TiO_2@NiOCNFs-NiTi纤维与高效液相色谱(HPLC)联用,研究了其对典型芳香族化合物的萃取性能。结果表明,所组装的新型ZnONFs纤维涂层对5种苯并三唑类紫外线吸收剂(BUVFs)有良好的萃取选择性和高的萃取效率。在的优化条件下(pH 7.0、萃取温度30℃、萃取时间40 min、解吸时间3 min、搅拌速率500 r/min、 5%(w/V) NaCl),本方法对BUVFs的线性范围为0.05～200μg/L,相关系数大于0.9988,检出限(LODs)为0.042～0.230μg/kg。单支纤维对50μg/L BUVFs标准混合溶液萃取测定,日内和日间相对标准偏差(RSD)分别小于6.4%和7.5%(n=5)。所建立的固相微萃取-高效液相色谱(SPME-HPLC)法用于测定不同类塑料食品包装材料中的BUVFs,回收率为83.6%～104.0%,RSD为5.5%～8.3%。此纤维性质稳定、重现性好,单支纤维能够完成整个分析过程。
2021年01期 v.49 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2179K] [引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：515 ] |[网刊下载次数：0 ] - 贾二娜;林园;苏朝晖;
血液中的蛋白质在接触材料表面的吸附行为与方式是影响植入材料血液相容性的重要因素。本研究利用硅烷偶联剂在二氧化钛纳米管基底上制备了富含氨基与羧基的表面,并通过共价偶联的方式,将牛血清白蛋白(BSA)与纤维蛋白原(Fib)固定到二氧化钛纳米管表面。通过对蛋白质吸附及表面血小板粘附行为的研究探讨了BSA与Fib的二级结构变化与血小板粘附行为之间的关系。研究发现,经羧基固定的BSA和氨基固定的Fib表面蛋白质二级结构中的β-折叠和β-转角比例较高,血液相容性更好;同时BSA对血小板的粘附具有选择性,当采用氨基固定BSA时,会导致识别血小板中的特异性受体序列暴露,血小板激活程度增加。
2021年01期 v.49 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 5701K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] - 陈凤明;张峰;高飞;雍炜;杨敏莉;冯峰;
建立了热脱附-冷阱系统-质谱技术(TDU-CIS-MS)同时检测卷烟烟丝中7种生物碱(尼古丁、降烟碱、新烟碱、麦斯明、二烯烟碱、异喹啉和2,3-联吡啶)和9种香精(二氢香豆素、香兰素、香豆素、乙基香兰素、甲基香兰素、7-甲基香豆素、7-甲氧基香豆素、7-乙氧基-4甲基香豆素和环香豆素)的分析方法。通过在线热脱附卷烟样品,优化了热脱附温度、热脱附时间、冷阱捕集管及温度以及吹扫时间等条件,使挥发的生物碱和香精化合物进入冷阱系统富集,以DB-5MS色谱柱分离,在选择离子监测模式(SIM)下,采用基质曲线外标法定量分析以消除基质效应。结果表明, 7种生物碱和9种香精成分的线性检测范围为1～500μg/L,线性相关系数(R~2)均大于0.993,方法检出限为0.02～0.50μg/kg,定量限为0.10～2.0μg/kg。此方法样品前处理简单、安全、灵敏度和准确性高,适用于烟草中生物碱和香精成分的测定,对于加热不燃烧卷烟烟丝中复杂挥发性痕量物质成分的分析具有重要意义。
2021年01期 v.49 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 3235K] [引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：451 ] |[网刊下载次数：0 ] - 金贵善;刘汉彬;张建锋;韩娟;邱林飞;李军杰;张佳;石晓;
在矿物包裹体中CO_2碳同位素组成的分析中,通常采用离线式机械破碎或者高温加热爆裂的方式将包裹体中的CO_2释放出来,纯化后,利用同位素比质谱仪双路测试其碳同位素组成。本研究设计了一种在线连续流爆裂提取装置,通过气体转换接口ConfloⅣ与稳定同位素质谱仪(IRMS)连接,采用高纯氦气作为载气,将石英单矿物的包裹体加热爆裂释放出来,并迅速带离高温区,减少同位素发生交换,液氮冷冻收集的气体加热释放后,经色谱柱分离,测试CO_2碳同位素组成,分析精度优于0.20‰(1 σ)。此外,将进样针连接于此系统,利用碳酸盐标准物质生成CO_2气体,收集并进行测试验证,结果表明,多标准建立碳同位素组成校正曲线的线性相关性(R~2=1)较好。此系统可以快速、准确地在线分析矿物包裹体中CO_2碳同位素组成,实验过程全部在线完成,操作流程更加简化,实验效率大幅提高。
2021年01期 v.49 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] - 马丹英;符娟娟;唐金兰;包一麟;尚林伟;王潇;尹建华;
拉曼光谱学技术可在分子层次上获取组织病变的微观信息。本研究采用显微拉曼光谱系统对20位患者的健康与癌变乳腺组织进行原位拉曼光谱探测,研究组织中生化成分的变化。对健康与癌变乳腺组织的平均拉曼光谱进行对比分析发现,相比于健康组织,癌变组织的光谱强度明显降低。比较两类组织的蛋白质成分与脂质成分的拉曼强度比值发现,癌变组织中的脂质含量减少,蛋白质含量增加。同时,在组织癌变过程中,饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化,并且多不饱和脂肪酸的含量增加,单不饱和脂肪酸的含量减少。本研究表征了乳腺组织癌变过程中更多生化成分的含量变化,尤其是脂肪酸成分含量的变化,对乳腺癌变的生化机理研究具有重要意义,并有助于乳腺癌的早期监测及光谱学诊断。
2021年01期 v.49 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K] [引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：414 ] |[网刊下载次数：0 ] - 薛长国;唐毓;李世琴;张宏艳;李本侠;
表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)是快速、无损检测生物化学物质的良好平台,理论上可检测单个分子水平上的化学物质,但这种潜力受到SERS基底的限制。本研究采用基于可调控咖啡环效应的基底,用于提高SERS在测定痕量分析物时的灵敏度和简便性。通过氧等离子技术改变聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)衬底的表面亲疏水性,进而控制待测染料在衬底上形成的咖啡环形状,考察衬底对拉曼信号的影响;将绿色合成的纳米银颗粒(Silver nanoparticles, AgNPs)与待测染料溶液混合,沉积在PDMS衬底,形成咖啡环,探究拉曼信号的增强效果。结果表明,疏水性的增加,减小了咖啡环的尺寸,提高了咖啡环的紧密度,拉曼信号集中在环上,灵敏度高、重复性好,相对标准偏差(Relative standard deviation, RSD)为5%;咖啡环的形成不仅浓缩了分析物,还减少了AgNPs之间的空间,从而增强了热点效应,SERS检测灵敏度显著提高,检出限达到1×10~(-6) mol/L。这种基于咖啡环效应的SERS为废水中染料检测提供了灵敏和环保的方法,具有广阔的应用前景。
2021年01期 v.49 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 5401K] [引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：692 ] |[网刊下载次数：0 ]