基于智能手机图像的移动反应界面电泳距离检测和分析

现有的电泳滴定(electrophoresis titration,ET)技术仍采用计算机进行数据处理和分析,其定量检测的即时性和便携性仍存在明显不足。针对这一问题,本文发展了一种基于智能手机的ET系统,实现了ET的即时性定量分析。该系统集成了三通道电泳滴定芯片与蓝牙通信功能,并设计了手机软件。通过该软件,不仅可以控制ET装置的电泳运行,还可以调用手机摄像头获取有色电泳界面,即时识别反应界面并显示定量检测结果。ET装置尺寸为10 cm×15 cm×2.5 cm,重300 g,可轻松手持,适用于现场检测。本文以人源血清总蛋白和尿酸(UA)为研究目标,分别使用基于聚丙烯酰胺凝胶的蛋白电泳酸碱滴定与基于琼脂糖凝胶的尿酸酶催化电泳滴定进行检测分析。用人血清白蛋白(HSA)标准品与尿酸标准品验证装置的性能,结果表明:HSA和UA的拟合优度(决定系数)分别为0.9959和0.9935,线性(或对数线性)范围分别为0.5~35.0 g/L和100~4000μmol/L,检出限分别为0.05 g/L和50μmol/L,相对标准偏差最大值分别为2.87%和3.21%,表明该系统具有较好的检测准确性和稳定性。选取了5位志愿者的血清样本,针对人源实际血样中的血清总蛋白含量和尿酸含量进行检测,并与医院临床检测所使用方法的检测结果进行对比,检测相对误差分别≤6.03%和6.21%,证明本文提出的检测系统是一种具有综合性检测潜力的通用平台,具有临床应用价值与现场检测潜力。

基于电泳滴定和电容耦合非接触电导检测测定人源血清总蛋白

血清总蛋白含量检测与人体健康监测和疾病诊断密切相关,本文基于电泳滴定(ET)技术结合电容耦合非接触电导检测(C4D)技术实时捕获ET过程中通道内物质的电导率变化,在不依赖指示剂和光学检测设备的情况下,定量检测人源血清总蛋白含量,ET-C4D检测总耗时约300 s。本文以人源血清白蛋白(HSA)标准品作为模式蛋白,与聚丙烯酰胺凝胶(PAG)母液、核黄素等混合后,在紫外灯光下照射10 min聚合形成凝胶,进行ET实验,耦合在ET管道外壁的非接触式电导检测电极捕捉通道内物质在电泳过程中的电导率信号,经检测模块和数据采集卡处理后送入计算机,由开发的分析测试软件根据电导率信号进行定量分析,结果表明:线性范围为0.25~3.00 g/L,线性拟合度(R2)在0.98以上,检出限(LOD)为0.01 g/L,相对标准偏差为1.90%,0.50 g/L的HSA标准品的测试值与实际值的相对误差低于7.20%,表明该检测系统具备较好的检测稳定性和灵敏度。最后,针对人源实际血样中的血清总蛋白含量进行检测,建立了相应的总蛋白标准曲线,然后选取4位志愿者的血清样本进行ET-C4D检测,并将ET-C4D检测结果与双缩脲法的检测结果进行了比对,两种方法检测结果的相对误差在4.43%以内,进一步证明了该检测系统的准确性与可用性,以及该检测系统在临床即时检测(POCT)领域的潜在应用价值和生化分析价值。

鱼鳞中糖缀合物的体外抗氧化活性研究

探索了利用碱浸提和酶法去蛋白从淡水鱼鳞中提取糖缀合物的技术,对提取物初步分析后,进行体外抗氧化活性研究。结果表明:鱼鳞糖缀合物对DPPH·、O2·-、·OH有较强的清除能力,同时也有较好的还原能力和抗脂质过氧化能力,且与其浓度成正相关。

毛细管电泳中移动反应界面法富集和检测尿样中的氧化苦参碱

采用建立在移动反应界面理论上的体系进行尿样中氧化苦参碱的富集与定量检测。与传统的毛细管电泳相比,体系中引入了富集缓冲溶液(富集相)和分离缓冲溶液(分离相)。优化的条件如下:样品缓冲溶液为20mmol/L甲酸钠(用氨水调节pH至10.70),富集缓冲溶液为40mmol/L甲酸-甲酸钠(pH2.60),分离缓冲溶液为100mmol/L甲酸-甲酸钠(pH4.80);样品相压力进样1.4kPa×3min,富集相压力进样1.4kPa×7min,紫外检测波长210nm,电压21kV。氧化苦参碱在2.2～65mg/L的质量浓度范围内呈良好的线性关系(r=0.9991),检出限为0.74mg/L,灵敏度比常规毛细管电泳方法提高约70倍,重现性良好。该方法已经成功地应用于尿样中氧化苦参碱的检测。

鱼鳞中糖缀合物的提取与体外抗氧化活性研究

本文探索了利用碱浸提和酶法从淡水鱼鳞中提取糖缀合物的技术,通过考察NaOH浓度、料液比、提取时间对糖缀合物提取效率的影响,确定了其提取的最佳条件为:0.3 mol/L NaOH溶液、料液比为1:5、室温提取18 h。对提取物初步分析后,进行体外抗氧化活性研究,结果表明鱼鳞糖缀合物对DPPH.、O2.-、.OH有较强的清除能力,同时也有较好的还原能力和抗脂质过氧化能力。

基于甲酸和氢氧化钠的衍生移动反应界面的数值计算与实验验证(英文)

在甲酸(α相)和氢氧化钠(γ相)缓冲液形成的移动反应界面的基础上,提出了一种衍生移动反应界面模型。模型表明在α相和γ相之间会形成一个新的β相,β相和α相形成衍生移动反应界面,β相和γ相形成移动界面。为了验证该模型的有效性,该文给出了相关理论及数值推导过程。此外,基于毛细管电泳和自制装置进行了相关实验。结果表明,若使用以前的移动反应界面,实验结果与理论计算存在较大误差,而采用该文提出的衍生移动反应界面,实验数据与理论计算结果高度一致。该文提出的衍生移动反应界面理论及模型对于电泳,特别是毛细管电泳中样品的分离与富集具有重要的意义。

应用移动反应界面富集技术进行毛细管电泳尿液指纹分析

快速灵敏的尿液指纹图谱分析对于临床诊断中发现新的生物标记至关重要。该文建立了一种简便、快速、灵敏的移动反应界面(MRB)介导的富集技术进行毛细管电泳尿液指纹图谱分析。MRB由25mmol/L甘氨酸(Gly)-HCl(pH2.5)作为样品缓冲液和50mmol/LGly-NaOH(pH12.3)作为电泳缓冲液形成。与常规的毛细管区带电泳只能观察到尿液中不到10个峰相比,采用MRB可以观察到超过80个峰并将检测灵敏度提高了至少十几倍,显示该方法对于代谢组学分析具有重要的意义。

可视移动中和反应界面离线富集-毛细管电泳法检测电镀废水中痕量重金属离子

建立了一种可视化的、利用移动中和界面离线富集-毛细管电泳检测电镀水中痕量重金属离子的新方法。在该富集系统中,阳极电解液为2.1 mmol/L HCl-98 mmol/L KCl-痕量重金属离子,阴极电解液为4.0 mmol/LNaOH-96mmol/L KCl,界面向阴极移动,分离电压为180V,阴极电解液和阳极电解液的流速均为1mL/min。富集后凝胶中的金属离子浓度用毛细管电泳检测,标准曲线在实验浓度范围内均有良好的线性关系(r≥0.998 5),预富集倍数达80～150倍,Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)的检出限分别为0.163、0.256、0.077、0.153、0.203、0.062和0.142mg/L,均明显低于国家规定标准;日内和日间精密度均小于7.42%。所建方法已成功用于实际电镀废水样品中痕量重金属离子的富集和检测。

可视化移动反应界面滴定法测定豆浆中蛋白质的含量

利用移动反应界面滴定（moving reaction boundary titration,MRBT）技术可视化快速准确测定豆浆中的总蛋白质含量.在MRBT中,移动反应界面（moving reaction boundary,MRB）是由阴极液中的氢氧根离子和固定在聚丙烯酰胺凝胶（polyacrylamide gel,PAG）中的豆浆蛋白质分子形成,通过酸碱指示剂来指示MRB的移动.利用MRB移动速度（VMRB）与蛋白质浓度存在的函数关系建立标准曲线.配对t检验MRBT测定结果与凯氏定氮相比在95％的置信区间内无显著性差异.MRBT测定所需时间为10 min左右,线性范围为2.0 ～14.0 g/L,检出限为0.05 g/L,日内相对标准偏差小于1.90％,日间相对标准偏差小于4.39％,回收率为97.41％ ～99.91％.此外,三聚氰胺等非蛋白质氮（non-protein nitrogen,NPN）的添加,对豆浆中蛋白质的测定结果影响较小.

基于移动中和界面电泳酸碱滴定的新原理及装置

基于移动中和界面(MNB)概念,研制了一种基于电泳酸碱滴定(EABT)的新装置。其核心技术是在电泳管中建立MNB,通过对电泳管中的MNB在一定时间内迁移距离的测定,推测酸或碱的浓度。EABT实验表明:HCl浓度的对数值与MNB移动距离存在线性关系。此关系可用于检测未知酸的浓度;不同酸碱指示剂对EABT方法没有明显影响,这能有效避免在容量分析法中不同指示剂对判定终点断滴所造成的误差;EABT具有良好的精密性和稳定性,日内差和日间差的RSD值分别小于1.6%和3.8%。

基于智能手机的便携式毛细管电泳装置检测消毒剂中2种季铵盐

现有的小型毛细管电泳(CE)装置仍采用平板或计算机进行数据处理和分析,其便携性仍存在明显不足。针对这一问题,发展了一种基于智能手机的CE装置,实现了真正的便携式定量分析。该装置集成了电容耦合式非接触式电导检测(C4D)和蓝牙通信功能,并提供了手机界面软件。通过手机界面软件,不仅可以控制CE装置的电泳运行,还可以实时接收C4D检测器发出的数据信息,显示电泳图谱和进行数据处理。该装置尺寸为20 cm×20 cm×15 cm,重量为2 kg。为了验证所设计装置的性能,采用季铵盐(QAs)消毒剂(十二烷基二甲基苄基溴化铵(DDBAB)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB))作为分析对象。实验数据表明,DDBAB和DTAB线性范围分别为20~1000和30~1000μmol/L,线性回归方程的相关系数(R2)分别为0.9995和0.9989,检出限(LOD)分别为10和13μmol/L,日内相对标准偏差(RSD,n=3)分别为1.9%和2.7%。另外实验对DDBAB和DTAB混合离子液进行了测试,在8 min内可实现基线分离。最后,对现场使用的新洁尔灭消毒液中QAs进行了加标回收试验,DDBAB和DTAB的回收率分别为100.5%~101.5%和96.2%~99.3%。研究结果表明,所开发CE装置具有线性好、LOD低、重复好、准确性高,尤其便携好等优点,可用于消毒液中QAs现场定量检测。

基于电解质电导的电泳淌度高精确经验方程（英文）

电解质电导率的测定具有操作简单和精确度高等优点,若用于离子淌度的研究将会是准确、简便且廉价的手段。该研究基于电解质电导率提出了新理论方法。以单价离子为研究对象,在不高于0.05 mol/L离子强度下,根据19种单价电解质的电导率数据,将最大偏差接近10%的经验方程修正为最大偏差为5%的精确等式。校正公式的预测值也与移动界面法测定的盐离子淌度和露西方程得到的32种有机离子淌度有很高的一致性。研究还表明19种无机离子与32种有机离子的电解电导率与电泳淌度高度一致。本文还给出了小于0.02 mol/L离子强度下更加准确的方程(最大偏差2%),暗示改进后的经验公式具有极高的精确度。不仅如此,文献中的大量电解质电导率数据均可用于离子淌度的研究,且测定电解质电导率的简便性使得相关研究的深入更加容易。

凝胶中荧光颗粒原位电泳洗脱过量异硫氰酸荧光素用于图像分析

去除荧光标记后残余荧光染料可以提高荧光颗粒检测的灵敏度、准确度和效率。该文发展了一种原位电泳洗脱(electrophoretic elution,EE)模型,用于在荧光标记后快速去除多余的荧光探针,实现荧光颗粒的灵敏检测。将牛血清蛋白(BSA)和磁珠(MBs)作为模式蛋白和微颗粒,混合孵育获得MBs-BSA,用异硫氰酸荧光素(FITC)对MBs-BSA标记,得到MBs-BSA_(FITC)复合物。将含有多余FITC的MBs-BSA_(FITC)溶液与低凝聚温度琼脂糖凝胶溶液按1∶5的体积比混合,并将混合物凝胶和纯琼脂糖凝胶分段填充到电泳通道中。电泳过程中,利用颗粒尺寸与凝胶孔径的差异来保留MBs-BSA_(FITC),同时将游离的FITC洗脱。经过30 min的电泳洗脱,通道内多余的FITC清除率达到97.6%,同时目标颗粒荧光信号保留了27.8%。成像系统曝光时间为1.35 s时,电泳洗脱将颗粒与背景的荧光信号比(P/B ratio,PBr)从1.08增加到12.2。CCD相机的曝光时间增加到2.35 s,可以将PBr提高到15.5,可进一步实现对微弱荧光亮点的高灵敏检测。该模型有以下优点:(1)能对颗粒表面非特异性吸附的FITC实现有效洗脱,提高了检测的特异性;(2)能够将97%以上的游离FITC清除;(3)30 min内能够使凝胶内的背景荧光大幅降低,提高了PBr和检测灵敏度。因此,该方法具有在凝胶中进行基于磁珠/荧光颗粒点的免疫检测、在免疫电泳或凝胶电泳中对蛋白质/核酸条带进行荧光染色等领域的应用潜力。

毛细管电泳法基于Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的比值识别签字笔字迹的相对书写时间

可疑文件中墨水笔迹的相对时间鉴定对法庭科学、刑事案件的侦破和历史文献的整理都具有重要意义。该文建立了一种识别墨迹相对年代的毛细管电泳(CE)新方法。采用络合剂邻菲罗啉(1,10-phen)和反式-1,2-环己二胺四乙酸(CDTA)分别与Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)络合,然后用CE测定Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的峰面积,通过比较从可疑笔迹中提取的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的峰面积比与从整个文档中提取出的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的峰面积比,判断整篇文字是否同时书写。实验首先对两种络合剂与两种价态铁离子的特异性络合进行了研究,结果表明1,10-phen与Fe(Ⅱ)、CDTA与Fe(Ⅲ)具有特异性络合。初步研究还表明:由于商用墨水pH值较低,墨水中的Fe(Ⅱ)在墨水瓶中比较稳定,因此Fe(Ⅱ)在墨水瓶中的氧化可以忽略不计;但当墨水书写在纸张上时,墨水中的硫酸会逐渐被纸张的纤维素所消耗,从而导致Fe(Ⅱ)在纸张中被逐渐氧化;在老化过程中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的峰面积比发生了变化,书写的时间越长,Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的峰面积比就越小。该技术的成功应用依赖于找到一种合适的提取笔迹墨水的方法和CE分离测定Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的方法。样品前处理程序如下:剪取1 cm长的墨水迹线,剪碎后放入2 mL的EP管中,加入0.5 mL 5 mmol/L的1,10-phen萃取1 min,再加入0.5 mL 20 mmol/L的CDTA振荡10 min,10000 r/min离心15 min,取上清液进行CE分离检测。CE条件如下:熔融石英毛细管(40.2 cm(有效长度30 cm)×75μm i.d.),100 mmol/L硼酸-硼砂缓冲溶液(pH 9.2),压力上样(1.379 kPa,上样时间5 s),分离电压20 kV,检测波长254 nm,温度控制在25℃。最后,对两种不同的墨水进行了测定,以评价所建方法的适用性,结果表明所建方法对于鉴别可疑文件中真伪笔迹的相对年代具有重要的指导意义。

基于毛细管电泳和离子迁移率经验公式测定洛伐他汀的绝对淌度和解离常数

作为一种可以预防动脉粥样硬化和冠心病的潜在药物洛伐他汀,其绝对淌度m_(0)和解离常数pK_(a)值的测定有助于其性质与应用的研究。在前期相关研究基础上,该文提出了一种基于毛细管区带电泳(CZE)和离子淌度经验公式测定洛伐他汀m_(0)和pK_(a)的新方法。首先,根据经验公式由实际淌度(m_(act))、有效淌度(m_(eff))和m_(0)之间的关系推导出m_(0)的计算公式。对于一元酸HA,根据之前m_(0)的计算公式,以氢离子的浓度为自变量,m_(eff)的倒数为因变量可得到一条直线。根据这条直线的斜率计算得到pK_(a)。为了验证该方法的可行性和可靠性,应用该方法测定了巴比妥酸、苯甲酸、苄胺、苯酚、间甲酚等有机酸碱的m_(0)和pK_(a)值。同时,对于pH值低于6的缓冲体系,采用反向毛细管电泳技术,测定其pK_(a),并将测得的实验结果与理论参考值进行对比,发现两者具有较高的一致性,m_(0)的标准偏差小于6.0%,pK_(a)的标准偏差小于6.2%,且由线性回归方程的相关系数(R)可以看出测定pK_(a)时的线性回归直线拟合度较好,说明该文建立的新方法具有较高的可靠性。最后基于这种CZE与经验公式结合的新方法,采用二甲基亚砜(DMSO)作为电渗流标记物测定了洛伐他汀的m_(0)和pK_(a),得到的值分别为-1.70×10^(-8) m^(2)/(V·s)和9.00。该方法适用于酸性和碱性分析物m_(0)和pK_(a)等理化参数的测定,在药物分析尤其是新药理化特性研究中具有重要意义。

去锌牛胰岛素的制备和鉴定

锌离子在胰岛素中扮演着非常重要的角色,这是因为通过金属离子与蛋白质之间的相互作用,使得胰岛素的结构发生变化并影响胰岛素的生物功能。因此,去锌胰岛素在金属和蛋白识别以及结构研究中是必需的。该文采用乙二胺四乙酸(EDTA)二钠盐与锌离子进行配合作用形成稳定的[Zn-EDTA]2-配合物来去除胰岛素中的锌离子,然后用Sephadex G-25柱对体系进行凝胶过滤,以除去胰岛素中的配合物和原有的苯酚,并用电喷雾离子化质谱对分离的物质进行鉴定。结果显示除去锌离子的胰岛素与EDTA配合物的分离效果良好。采用原子吸收光谱来检验胰岛素馏分中锌离子的去除效果,结果显示94.3%的锌离子被去除,表明EDTA配合锌离子的效果显著。所有结果均表明该方法可用来制备去锌牛胰岛素。

基于氧化还原反应界面可视化定量检测辣根过氧化物酶

该文建立了一种可视化的、基于氧化还原反应界面移动距离定量检测辣根过氧化物酶(HRP)的方法。比较了隐色结晶紫显色体系和3,3′,5,5′-四甲基联苯胺显色体系对HRP的显色效率,并构建了基于3,3′,5,5′-四甲基联苯胺显色体系的氧化还原反应电泳滴定模型。同时,文中还设计了适用于该模型的小型化、便携式滴定检测芯片,并对滴定通道凝胶中组分进行了优化。结果表明,界面移动距离与HRP浓度存在对数线性关系,检测灵敏度可达0.002 mg/L,且可在10 min内完成HRP的裸眼检测。该方法不需要配备信号读取装置,用户只需要读取有色界面移动的距离即可实现对待测物的可视化定量检测,对于即时检测具有潜在的应用价值。

基于微阵列聚焦电泳的糖尿病血样临床阳离子交换高效液相色谱图中血红蛋白A_(3)峰位置推测

血红蛋白A_(1c)(HbA_(1c))是糖尿病诊断的关键生物标志物,目前其常用的分析方法为阳离子交换高效液相色谱法(CX-HPLC,5/50 mm分离柱),此方法虽然具有稳定、快捷与自动化等众多优点,但临床CX-HPLC(VARIANTⅡsystem)谱图中仍存在未知峰,尤其干扰HbA1c准确测定的谷胱甘肽化血红蛋白A_(3)(HbA_(3))在色谱图中的相对位置仍不清楚。针对这一问题,该文以人新鲜血液为样本,首先利用低分辨CX-HPLC对血样进行分析,提示未知峰P3存在。然后通过微阵列等电聚焦(IEF)电泳和高分辨阳离子交换HPLC(Mono-S 5/50 mm分离柱)对血样的主要血红蛋白(Hb)成分进行分析,提示未知峰P3为HbA3峰。随后,通过血红蛋白谷胱甘肽化实验,利用HbA_(1c)峰降低、HbA_(3)峰明显增强这一信息,进一步推测未知峰P3即是HbA_(3)峰,其在CX-HPLC中的保留时间在1.50 min左右。最后,结合前期研究讨论了体内应激情况下Hb谷胱甘肽化对HbA_(1c)检测的影响。该研究丰富了CX-HPLC的未知峰P3的色谱信息,为更精准诊断糖尿病提供了有价值的参考。

一种用青霉素G合成的用于重金属离子免疫检测的人工半抗原青霉烯酸硫醇铜盐的合成与表征

利用青霉素衍生物合成了一种新型的铜离子半抗原青霉烯酸硫醇铜盐(CMPA).通过动物免疫实验发现:(1)新合成的CMPA抗原具有很好的稳定性并且对免疫动物无毒害作用,在实验中也没有发生动物中毒现象;(2)免疫抗原(CMPA-BSA)能够刺激实验动物免疫系统产生效价高达150000的特异性抗体;(3)抗血清中抗体对抗原OVA-GSH-CuCl的亲和性高于OVA-GSH,表明抗体对铜离子具有特异亲和力.上述结果提示,已成功合成了针对铜离子的半抗原CMPA及相关全抗原CMPA-BSA,在环境及食品样品方面的铜离子免疫检测方面取得了明显的进步.