光化学比色传感器阵列的研究进展

光化学比色传感器阵列以其价格低廉、方法简单、响应快速、信息量大等优点,得到了日益广泛的应用。本文主要介绍了光化学比色传感器阵列的研究进展,概括了近年来其在气体、生物样品、离子和小分子,以及混合物检测方面的应用,针对其不同原理及性能展开了讨论,并展望了其研究和应用前景。

烟气中氯代芳构化合物催化氧化的研究进展

焚烧是固体废物处理的重要方式,但由此产生的烟气中含有氯代芳构化合物(chlorinated aromatic hydrocarbons,CAHs),对环境和健康构成威胁.催化氧化技术因其高去除率、低能耗、低二次污染等优点被认为是去除烟气中CAHs最有效的方法之一.本文系统介绍了常见的催化剂种类,包括贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和分子筛催化剂,并比较了它们的优缺点.同时,深入探讨了催化氧化反应的机制、催化剂失活原因和再生方法,并强调了催化剂的组分、载体、结构和制备方法等对催化剂活性的重要影响.最后,根据文献研究,对CAHs的催化氧化进行了展望.未来研究应进一步优化催化剂设计,提高反应效率,并将其应用于实际焚烧烟气治理.

基于巯基-烯烃点击化学的聚丙烯酰胺型亲水作用色谱固定相的制备

采用巯基-烯烃点击反应制备了一种新型聚丙烯酰胺键合烯基修饰硅胶的亲水色谱固定相。丙烯酰胺与二硫代苯甲酸苄酯通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）反应合成聚合物。在甲苯中,3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、丙烯胺和吡啶反应后,再与硅胶反应制备烯基修饰硅胶（EUS）。在甲醇中,以2,2-偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂,被硼氢化钠还原的聚丙烯酰胺与EUS于55℃反应48 h,键合上巯基活化的聚合物。利用元素分析和红外光谱的方法对固定相TE-UPAM（Thiol-ene urea polyacy（amide））进行表征,含碳量与EUS相比有所增加,在1636和1570 cm!1处存在多重酰胺键红外特征峰。考察了流动相中水含量、盐浓度和p H值的变化对极性化合物保留时间的影响。结果表明,保留时间随水含量的增加而减小;中性和碱性化合物保留时间随盐浓度的增大而延长,在p H 3.3~4.8范围内,碱性化合物的保留时间随p H的降低而缩短,均与酸性化合物相反。固定相TE-UPAM在亲水模式下与传统硅胶固定相比较,更好地分离了7种核苷和碱基,再通过对寡糖的分离,表明此固定相分离极性化合物的巨大潜力。

基于高分辨质谱的代谢组学分析技术研究进展

代谢组学研究的目标是对生物体系中所有内源小分子代谢物进行全面的定性和定量表征。由于代谢物组成复杂、种类繁多、理化性质各异、且浓度差异大,给分析工作带来了极大的挑战。高分辨质谱因具有高灵敏度、高质量分辨率和质量精度、宽动态范围等优势,已成为代谢组学研究的主流分析工具。本文综述了近5年来基于高分辨质谱的代谢组学分析技术和方法的最新进展,包括微纳液相色谱、多维色谱与高分辨质谱联用、直接进样高分辨质谱、高分辨质谱成像技术及代谢物定性策略等,并对其发展前景进行展望。

纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)涂覆型手性固定相的制备研究与分离应用

以C_8硅烷修饰的大孔硅胶作基质,涂覆制备了纤维素-三(4-甲基苯甲酸酯)手性固定相,研究了涂覆溶剂体系对固定相选择性的影响。实验选择氯仿或二氯甲烷作溶剂,分别添加N,N’-二甲基甲酰胺、苯酚、硝基苯、苯甲酸甲酯、苯乙酮涂覆制备了多个手性固定相,并以7种不同结构的手性化合物对固定相进行评价。结果表明,添加剂的种类与添加量对固定相的装柱柱效、保留以及选择性均会产生一定的影响。添加与纤维素酯等质量的苯甲酸甲酯制得的固定相性能较佳,其对于西孟坦中间体和酮咯酸消旋体具有良好的对映体拆分能力,具备工业制备分离的应用潜力。

山东省AQI、颗粒物和臭氧时空演化特征及关键影响因素识别分析

山东省空气质量存在明显的时空差异,并受气象和社会经济因子等的综合影响.为了解山东省空气质量指数(AQI)以及颗粒物和臭氧(O_(3))浓度等时空演化特征,探究颗粒物与O_(3)浓度之间的协同关系,基于山东省16个地级市2013年12月—2021年12月的AQI和空气污染物(SO_(2)、NO_(2)、CO、O_(3)、PM_(2.5)和PM_(10))浓度数据与同期的气象数据、工业及生活污染物(氨氮、SO_(2)、氮氧化物和烟尘、粉尘等)排放量和社会经济数据,运用R语言和ArcGIS对各地区AQI与PM_(2.5)和O_(3)浓度等的时间和空间变化特征及关键影响因素识别分析.结果表明:(1)山东省AQI和空气污染物浓度具有明显的月际、季节和年际变化特征以及地区性差异.鲁东地区各季节空气质量明显优于鲁西地区,呈现由东向西空气污染愈加严重的趋势.PM_(2.5)浓度呈鲁西地区最高,鲁中、鲁南和鲁北地区次之,鲁东地区最低的分布特征;鲁东地区与其他地区夏季O_(3)浓度差异较大,而其他时期各地区间O_(3)浓度差异较小.(2)日照时长、风速、逆温强度、人均GDP、第二产业占比、城镇化率以及氨氮和SO_(2)排放量对AQI和PM_(2.5)浓度年际变化均贡献较大,而气温、相对湿度、万元GDP能耗以及氮氧化物和SO_(2)排放量对O_(3)浓度年际变化贡献均较大.(3)气象因子中日照时长和风速对空气污染物浓度整体变化的解释率分别为35.01%和23.35%,工业及生活污染物排放因子中氮氧化物和SO_(2)排放量对空气污染物浓度整体变化的解释率分别为25.07%和49.01%,社会经济因子中第二产业占比和万元GDP能耗对空气污染物浓度整体变化的解释率分别为33.54%和25.90%.研究显示,近年来山东省PM_(2.5)浓度等大幅下降,但O_(3)污染仍较严重,目前空气污染防治工作需进入“季节—全年”“城市—区域”等协同新局面.

电催化合成1,2-二硼化合物的研究

1,2-二硼化合物是一种新型的有机硼类化合物,该化合物可构建复杂和精细的化学品。然而,用简单的烯烃为原料合成二硼化合物的方法非常有限,这是合成领域中一个具有挑战性的研究。利用绿色可持续的电力作为输出能源,提出了一种由N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二异丙基乙胺(DIEA)共同促进1,2-二硼化合物的电催化合成方法,其中溶剂DMF和DIEA的促进作用对整个催化体系的产率有非常重要的影响。该方法具有高收率和良好的功能相容性等优点,这种1,2-二硼化合成方法的原材料易获取,为烯烃二硼化反应提供了一种独特的方案。

代谢组学技术在环境毒理学研究中的应用

代谢组学作为系统生物学的一部分,通过考察机体受刺激后体液或组织中内源性代谢物的动态变化规律,并结合生物信息统计方法,可系统全面地揭示内因和外因作用于机体的毒性效应和机制。代谢组学技术具有快速、灵敏度高、选择性强的特点,逐渐在低剂量环境污染物长期暴露的毒性效应评估方面发挥出优势。本文综述了代谢组学技术的主要研究手段,在毒理学研究中的发展历程和优点,以及在环境毒理学研究中的应用及前景展望。重点讨论了代谢组学技术在重金属和持久性有机污染物(POPs)毒性评估以及环境胁迫耐受性评价中的应用。

基于液相色谱-质谱联用的代谢组学研究中代谢物的结构鉴定进展

基于液相色谱-质谱联用的代谢组学技术因其高效分离能力和高灵敏检测能力已成为生命科学研究的重要手段,但由于缺乏有效的通用标准谱图库,检测到的大量代谢物的结构难以鉴定。这制约了代谢组学覆盖度的提高和生物标志物的发现,造成化学和生物信息的严重丢失,成为代谢组学发展的主要技术瓶颈。随着质谱仪器及计算机技术的进步,基于大气压电离质谱(API-MS)的代谢物结构鉴定技术飞速发展,本文从质谱仪器、代谢物分子结构式判别、数据库及谱图检索以及计算机辅助谱图解析等方面,对代谢物结构鉴定的最新进展进行了综述。

基于液相色谱-质谱技术的代谢组学分析方法新进展

液相色谱-质谱联用技术是代谢组学研究领域的主要技术平台之一,近年来基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法获得了巨大发展。本文结合本研究组在代谢组学方面的研究成果,综述了近年来液相色谱-质谱联用技术在代谢组学分析方法方面的新进展,并对其发展前景进行了展望。综述引用文献41篇。

细胞器超分辨成像荧光染料

超分辨显微镜提供超越传统光学显微镜衍射极限的成像能力,彻底改变了细胞生物学领域研究。在这一背景下,具有光稳定性、易于修饰和荧光开关可调等独特性能的有机小分子染料获得了新的发展机遇。聚焦于不同细胞器超分辨成像荧光染料,总结了目前可用的超分辨荧光探针的设计和靶向策略。首先简要介绍了三种主要的超分辨成像技术,包括结构光照明显微镜技术、受激发射损耗显微技术和单分子定位成像技术,以及它们对荧光染料性能的不同要求,并介绍了近五年来用于线粒体、溶酶体、细胞膜、脂滴和细胞核的超分辨成像的荧光染料。最后讨论了该领域当前所面临的挑战。

基线脂代谢谱特征对降糖药物干预再发心血管事件影响的预测研究

目的·探讨基线脂代谢谱与降糖药物格列吡嗪和二甲双胍干预后心血管结局的关系,寻找能够预测格列吡嗪和二甲双胍长期心血管效应的脂质组分。方法·选取116例分别接受格列吡嗪(56例)和二甲双胍(60例)治疗3年的2型糖尿病(T2DM)合并冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)患者,运用液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术(LC-QTOF/MS)测定基线血清中的119种脂质组分。随访所有患者心血管复合终点(包括心血管死亡、全因死亡、非致命性心肌梗死、非致命性脑卒中及冠脉血运重建)的发生情况。通过Logistic回归分析脂质组分与患者心血管复合终点的关系。采用连续净重新分类指数(cf NRI)和整体鉴别指数(IDI)评价基线脂质组分是否有助于提高对再发心血管事件的预测能力。结果·除利尿剂使用率和PC(O-34:2)及SM(d18:0-24:0)水平外,2组间基线药物分布及临床特征和生化指标的差异均无统计学意义。Logistic回归分析结果显示:基线ChE(20:4)是格列吡嗪组患者再发心血管事件的保护性因素(OR=0.87,P=0.039);ChE(20:4)显著提高了心血管复合终点的cf NRI和IDI,分别为69%和0.07(P=0.011,P=0.028)。基线SM(d18:1-22:0)是二甲双胍组患者和全部受试者再发心血管事件的危险因素(OR=1.65,P=0.039;OR=1.64,P=0.014);SM(d18:1-22:0)显著提高了二甲双胍组和全部受试者的心血管复合终点的cf NRI,分别为74%和55%(P=0.012,P=0.005)。结论·在由LC-QTOF/MS方法测得的119种脂质组分中,基线ChE(20:4)和SM(d18:1-22:0)可分别为T2DM合并CHD患者接受格列吡嗪和二甲双胍长期治疗后出现心血管复合终点的保护性和危险因素,且均有助于提高预测再发心血管事件风险的准确性。

一种含SNAP-tag TM底物的硫醇荧光探针

合成了一种同时含α,β-不饱和酮活性位点和SNAP-tag TM底物的香豆素母体探针香豆素-烯酮-苯甲氨基鸟嘌呤(CAKBG).通过测试探针CAKBG的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱,发现探针CAKBG在极性溶剂(例如,甘油、乙二醇、水、DMSO)中有更长的吸收波长,且探针CAKBG对溶液的pH变化不敏感.此外,光谱实验发现生物硫醇Cys和Hcy均能引起探针CAKBG的最大吸收波长发生蓝移,且当激发波长为405 nm时,Cys和Hcy均能导致探针CAKBG在487 nm处的荧光发射峰明显增强.细胞成像结果表明,含有SNAP-tag TM底物的硫醇荧光探针CAKBG在活细胞中可以对Cys、Hcy进行荧光成像.综上,SNAP-Tag TM蛋白标签技术有望今后在硫醇荧光探针的细胞成像中得到推广应用.

表面辅助激光解吸电离-飞行时间质谱中多聚体离子产生规律的研究

表面辅助激光解吸电离质谱(SALDI-MS)已经成为固态、液态样品分析的重要手段,并且分析对象逐渐由生物大分子扩展到小分子。然而,对小分子电离微观反应机理的研究仍处于起步阶段。本研究选择3种分子结构相似的稠环芳烃化合物芘、六苯并苯、红荧烯作为研究对象,考察了这3种化合物激光电离产物的差异,并研究了激光能量对六苯并苯产物离子分布的影响。结果表明,观察到芘、六苯并苯多聚体离子产物,还观测到了六苯并苯失去C_2H_2的碎片离子峰;而没有观测到明显的红荧烯聚合物离子产物,只观测到了大量失去C6H5的碎片离子峰。最后,对3种不同化合物的激光电离微观机理进行了分析。由于芘、六苯并苯具有平面大π键,分子间的π-π键相互作用是产生多聚体离子的主要原因;而红荧烯的空间位阻削弱了分子间相互作用,从而阻碍了多聚体离子的形成。

二维阵列色谱分离系统及其在血浆蛋白质组中的应用

本研究发展了在线二维阵列式液相色谱系统,对血浆蛋白质进行分离分析。在线二维阵列式液相色谱系统进行血浆样品的蛋白质水平分离,整个分离过程仅需4 h,并能进行高丰度蛋白质的快速定位。相比于高丰度蛋白质馏分的直接鉴定,经蛋白质均衡器材料富集后,鉴定得到的低丰度蛋白质数量提高了10倍,低丰度蛋白质的损失大幅度减少。本研究将二维阵列色谱分离系统对血浆样品进行完整的分离分析,共鉴定到了1474种蛋白质,蛋白质浓度动态范围达到了7个数量级。高丰度蛋白质馏分中共鉴定到252种蛋白质,其中有61种为高丰度蛋白质。结果表明,在线二维阵列式液相色谱系统实现了血浆样品中高丰度蛋白质的快速去除和高丰度蛋白质馏分中低丰度蛋白质的富集,显著提高了血浆蛋白质的鉴定能力,在其它复杂样品的分离分析中具有一定的应用前景。

超电荷试剂在蛋白质紫外激光解离质谱表征中的应用研究

本文采用193 nm紫外激光解离质谱(UVPD-MS)研究非变性电喷雾条件下,超电荷试剂环丁砜对蛋白质序列、结构表征的影响。UVPD可在5 ns内对保持高级结构和非共价相互作用的不同价态碳酸酐酶进行快速激发解离,解离序列覆盖率达79.8%,具有较高的解离结构选择性。超电荷试剂环丁砜的引入可显著增加非变性电喷雾产生的碳酸酐酶离子的电荷数目,UVPD解离序列覆盖率提升至87.2%,实现对难解离区域的位点覆盖和序列、结构表征。加入环丁砜后,碳酸酐酶仍能保持高级结构谱学特征及与锌离子的非共价结合,锌离子结合区域等大部分结构区域的UVPD位点解离效率未见显著变化。但是,电荷数目的增加存在引起蛋白质局部结构变化的风险。

高纯试剂环己烷的提纯方法

环己烷作为一种重要的有机试剂,在工业生产、实验室分析等领域有着广泛的应用。利用环己烷的熔点与其杂质差异较大的特点,通过重结晶-过滤提纯-萃取除醇-干燥脱水等步骤,获得了纯度为99.998%的高纯环己烷,各项指标优于T/CRIAC 0072—2022《化学试剂高效液相色谱用试剂环己烷》中相关指标要求。解决了环己烷试剂痕量杂质除去难度大、成本高等问题。降低了环己烷的提纯成本,减少了环境污染。所获得的高纯试剂环己烷在光谱分析、痕量污染物分析、化工合成等领域有着广泛的应用前景。

改进的QuEChERS方法用于鱼肉中孔雀石绿、隐色孔雀石绿、结晶紫和隐色结晶紫的快速检测(英文)

孔雀石绿（MG）和结晶紫（CV）具有抗菌等活性，常被违法用于水产养殖业。但 MG、CV 及其代谢产物隐色孔雀石绿（LMG）、隐色结晶紫（LCV）具有致癌性。所以水产品中染料的残留检测是食品安全分析的重要问题。由于水产品基质复杂，样品前处理尤为重要。本文发展了一种基于 QuEChERS 技术与高效液相色谱联用的方法，用于鱼肉中4种染料的同时检测。对 QuEChERS 方法中提取剂体积、提取次数以及分散固相萃取材料进行了优化。结果表明反相/强阴离子交换材料（C18SAX）能有效提高回收率。在最优条件下，4种染料在0.5-100 mg / L 范围内线性良好，相关系数均大于0.998。该方法在鱼肉中的回收率为73％-91％，RSD 为0.66％-5.41％。结果表明该方法简单、高效，适合于鱼肉中染料的快速检测。

HPLC／ESI-MS法鉴定半枝莲乙酸乙酯组分中黄酮苷元类化合物

利用正离子模式电喷雾质谱研究了包括正黄酮、异黄酮、二氢黄酮、异二氢黄酮和黄酮醇在内的5个黄酮亚类苷元的质谱断裂碎片,并得到了能够区别鉴定这5类黄酮苷元的特征碎片离子。其中,2个CO的连续丢失可以看作异黄酮的特征断裂,[0,4B-H2O+H]+是二氢黄酮的特征碎片离子,黄酮醇和异二氢黄酮则主要发生0,2键和2,3键的断裂,分别形成特征的0,2A+和2,3B+碎片离子。在此基础上,利用高效液相色谱与电喷雾质谱联用技术对半枝莲乙酸乙酯组分中的化合物进行研究,确定了异红花素(isocarthamidin)、印黄芩素(scutellarin)、木樨草素(luteolin)、柚皮素(naringenin)、4’-羟基汉黄芩素(4-’hydroxy-wogonin)和芹菜素(apigenin)6个黄酮苷元,并结合紫外光谱信息和质谱碎片信息,对另外6个黄酮苷元类化合物进行初步的结构推断。

离子迁移谱定量检测复杂基质中新型炸药六亚甲基三过氧化二胺

六亚甲基三过氧化二胺(Hexamethylene triperoxide diamine,HMTD)是一种新型有机过氧化爆炸物,由于原料易得、制备方法简单,常被用于恐怖袭击和犯罪活动中。本实验基于非放射性电离源真空紫外灯(VUV)发展了一种试剂分子辅助灯电离正离子迁移谱技术,通过优化筛选试剂分子,最终选择丙酮作为HMTD定量检测的试剂分子。利用质谱对丙酮的反应试剂离子和HMTD的产物离子进行了离子归属,确定反应试剂离子为丙酮二聚体离子m/z 117[(CH_3)_2CO]_2H^+,HMTD的产物离子为其质子化的分子离子m/z 209[HMTD+H]^+。在迁移管和热解析温度120℃的条件下,利用HMTD最大信号强度和第10 s的信号强度对其标准样品进行定量检测,线性范围分别为5~50 ng/μL和5~100 ng/μL,检出限分别可达0.2和0.3 ng/μL。化妆品如香水等常常干扰和抑制离子迁移谱测量,发展在香水基质中HMTD的现场快速筛查和检测方法具有现实意义。将这两种定量方法应用于3种不同品牌香水样品中HMTD的定量检测,对比发现利用HMTD第10 s的信号强度进行定量具有较好的回收率和准确性,该方法适用于复杂基质中HMTD的准确快速定量检测。