核酸适配体在氮杂螺环酸检测中的应用与展望

氮杂螺环酸(azaspiracids,AZAs)是贝类滤食有毒微藻后产生的一种典型的海洋毒素,严重影响到人们的食品安全和人身安全。传统分析技术在时效性与便携度方面已经无法满足贝类食品从捕捞后快速进入餐桌的市场需求,极大限制了AZAs检测的要求和贝类产品市场准入。随着核酸适配体分析技术的兴起与快速发展,为小分子毒素AZAs的检测技术提供了一种新的解决方案。本文主要从AZAs的化学结构与毒性、传统检测方法与局限性、核酸适配体原理、分析检测技术以及核酸适配体与纳米载体的结合方式等方面总结了近十年核酸适配体技术在AZAs检测方面的发展与应用,为核酸适配体检测技术在海洋毒素快速检测等方面提供新思路。

氮杂螺环酸毒素在栉孔扇贝体内的代谢规律

氮杂螺环酸毒素(azaspiracids,AZAs)隶属八大类海洋贝类毒素,为一类含氮且具独特螺环结构的聚醚类毒素。采用液相色谱-三重四级杆复合离子阱质谱,研究了分离自中国近海的1株氮杂螺环酸产毒藻腹孔环胺藻(Azadinium poporum,AZDY06)所产氮杂螺环酸毒素在栉孔扇贝体内的蓄积、分布和生物转化机制。通过将栉孔扇贝暴露产毒藻的方式,分析扇贝内脏团、裙边、闭壳肌和其他可食组织4个组织部位的AZAs及其代谢产物分布,研究栉孔扇贝对毒素的代谢机理。结果表明,AZDY06主要产生AZA2毒素,单细胞产毒能力最高为(7.05±0.52)fg/cell;扇贝12 h内摄食5×10~7个产毒藻细胞后,体内AZAs毒素含量已超欧盟安全限量,达165.3μg AZA1eq/kg,蓄积效率为78.2%。AZAs毒素在扇贝各组织间分布存在显著差异:内脏团>其他可食组织>外套膜>闭壳肌。AZA2在扇贝中潜在转化方式为羟基化、去羧基化和氧化,共生成4种代谢产物:AZA6、AZA12、AZA19和AZA23,其中AZA19为最主要代谢产物,约占总毒素40%,其他代谢产物含量较低。本研究证明中国近海分布氮杂螺环酸产毒藻毒性危害较强,建议有关部门加快制定AZAs限量标准。

氮杂螺环酸毒素的生态分布、蓄积代谢与检测技术监控研究进展

中国是世界上赤潮灾害发生最严重的国家之一。近年来,与赤潮伴生的贝类毒素污染事件多发,给中国的近海生态、消费者的食用安全构成了威胁。其中氮杂螺环酸毒素(azaspiracids,AZAs)即为在中国海域最新发现的毒性强、残留高且代谢慢的一类脂溶性贝类毒素。研究发现,AZAs产毒藻广泛分布于中国近海,该毒素在双壳贝类中也多次被检出,已成为贝类质量安全的又一重要隐患。文章综述了AZAs的理化性质以及其毒性机理,现有的中国监控手段,并对生物检测法和液相色谱检测法等常用的检测方法以及全球化分布趋势进行综合性评价,以期为相关风险评估研究提供参考。

UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS非定向筛查贝类中氮杂螺环酸毒素及其代谢产物

为了分析复杂贝类和微藻中的氮杂螺环酸毒素(AZAs)及其代谢产物,建立一种基于超高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱组合式高分辨质谱(UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS)联用技术的非定向筛查分析方法。采用Full MS/dd MS^2、PRM和Target-SIM/dd MS^2三种质谱鉴定模式,整合多种数据采集挖掘策略,通过研究多种AZAs在不同基质样品中的质谱裂解规律及特征碎片离子丰度,实现AZAs及其衍生物的快速筛查检测和精准鉴别。结果表明:PRM模式能有效排除AZAs同分异构体的干扰,获得更高的专属性,适用于目标代谢物筛查;应用Full MS/dd MS^2和PRM结合的方式,根据AZAs裂解途径及多种AZAs代谢产物裂解规律,在贝类中共鉴别出20种AZAs系列化合物,其中包括初步推测了3种新型AZAs代谢产物的结构。应用本方法还发现AZA9、AZA10、AZA19等代谢物均随代谢过程持续升高,是AZA2在贝类代谢过程中的末端产物。该方法能够为复杂基质中的AZAs系列毒素及其衍生常规检测与精准鉴别提供参考,可应用于解析AZAs毒素在贝类体内的代谢转化机制研究。

氮杂螺环酸贝类毒素的研究进展

氮杂螺环酸也称原多甲藻酸,是一种具有独特螺环结构的聚醚类毒素,其对水产品的食品安全和消费者健康威胁极大,因此被双壳软体生物毒素工作组列为常见贝类毒素之一。但迄今人们对有关氮杂螺环酸的致毒机理、分子靶点以及生物毒性等,尚缺乏深入的了解。为推进对该类毒素的研究,本文就氮杂螺环酸的来源、检测方法、毒性及致毒机理以及对贝类生物的影响等进行了综述,并提出了未来需重点关注和解决的问题。

西他沙星关键中间体胺基氮杂螺环的不对称合成

7-(S)-(叔丁氧羰基胺基)-5-氮杂螺[2.4]庚烷是合成新一代喹诺酮类抗生素西他沙星和欧拉沙星的关键中间体,但现有合成方法收率低、立体选择性较差。本研究对其合成工艺进行了改进,开发了一种新的不对称合成方法,反应的收率和立体选择性得到了明显提高,且原料易得,步骤短,所得手性异构体光学纯度高。

栉孔扇贝对氮杂螺环酸毒素代谢解毒的生理应激响应

将栉孔扇贝(Chlamys farreri)暴露于分离自我国近海的一株氮杂螺环酸毒素(azaspiracids,AZAs)产毒藻——腹孔环胺藻(Azadinium poporum,AZDY06株,主产AZA2),研究了栉孔扇贝对AZAs的代谢解毒效应以及代谢过程中血细胞数量、抗氧化酶活性及细胞超微结构变化等生理应急响应。结果发现,栉孔扇贝对AZDY06所产的AZA2具有一定的代谢解毒能力,可将AZA2转化成AZA6、AZA12、AZA19和AZA23等4种极性较强且毒性较低的代谢产物。代谢解毒过程中,栉孔扇贝血细胞数量、关键抗氧化酶活性及靶器官细胞超微结构均出现一定的应激效应,且总体表现出明显的剂量-效应关系。栉孔扇贝血细胞数量对AZAs表现出较强的应激反应,且随实验过程出现较大波动,最高可达对照组的2—3倍;抗氧化系统酶如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物酶(POD)和酸性磷酸酶(ACP)活性也出现不同程度的变化:GSH-Px与POD在整个蓄积代谢过程中均表现出持续激活状态,且血液中这两种酶活性最高,可达内脏和鳃中的20倍以上;SOD活性与扇贝中AZAs含量有一定关系,AZAs含量为74.2—168.2μg AZA1 eq/kg时为诱导状态,过高或过低剂量均表现为抑制效果;而ACP对AZAs的应激表现也十分敏感,但代谢过程中大部分时间为被持续抑制状态。此外,AZAs还导致栉孔扇贝内脏和鳃细胞超微结构出现空泡化、核固缩等病理性变化;实验后期,低暴露组细胞结构出现一定的自我修复现象,而高暴露组则无此现象。本研究可为进一步深入探索AZAs的解毒机制,对其进行风险评价并制定限量标准提供科学依据。

可见光诱导烯烃去芳香化成环合成含氟氮杂螺环已二烯酮

发展了一种可见光诱导的N-苄基丙烯酰胺去芳香化成环合成多氟烷基化氮杂螺环已二烯酮的反应。此反应以多氟烷基碘或溴为自由基源,以fac-Ir(ppy)_3(fac:面式;ppy:2-苯基吡啶)作为光催化剂,在发光二极管(LED)蓝光灯照射条件下,使N-丙烯酰基-N-苄基苯甲酰胺串联自由基加成/去芳香化环合,合成了一系列含氟氮杂螺环已二烯酮类化合物,产率为61%~85%。值得提出的是,此反应能快速在氮杂螺环已二烯酮骨架上引入多种多氟烷基基团如CF_3I、C_3F_7I、C_4F_9I、C_6F_(13)、C_8F_(17)I、CH_2CF_2I和BrCF_2CO_2Et(Et:乙基)等,且底物适用范围广、反应条件温和(室温)、催化体系绿色,为具有潜在药用价值和生理活性的多氟烷基化氮杂螺环已二烯酮的合成提供了一条高效、快捷的新途径。

西他沙星中间体氮杂螺环的合成工艺改进

以乙酰乙酸乙酯为原料合成氮杂螺环(8),对其合成工艺中的三元环化反应进行了改进,采用γ-环糊精作相转移催化剂,使得该步反应时间缩短至5 h,收率提高至96.8%。考察该反应条件,得出最佳的工艺条件:γ-环糊精作相转移催化剂,n(γ-环糊精)∶n(4)=0.1,最佳反应温度70℃,反应时间5 h。回收γ-环糊精,并讨论其再利用效果。改进后的工艺更加经济高效。

7-对甲氧基苯基-9-甲基-1,6-二氮杂螺[4,4]壬酮的晶体结构

用X射线衍射法测定了标题化合物7-对甲氧-基苯基-9-甲基-1,6-二氮杂螺[4,4]壬酮(C15H20N2O2)的晶体结构,该晶体属三斜晶系:空间群为Pī;晶胞参数a=1.039 09(9)nm,b=1.084 54(10)nm,c=1.351 45(16)nm,β=76.502(7)°;V=1.410 8(2)nm3,Z=2;Dx=1.226 mg/m3,F(000)=560.最终偏离因子R=0.063 3,wR2=0.182 9.

基于原位形成的氮杂邻亚甲基苯醌和卤代萘酚的分子间[4+1]螺环化/去芳香化反应

报道了一种碱促进的卤代萘酚与N-(邻氯甲基)芳基酰胺[4+1]螺环化/去芳构化策略,以此来直接有效地合成氮杂螺环化合物.在温和条件下以中等至优秀的收率、高非对映选择性地合成了一系列氮杂螺环化合物.该反应可以兼容各种官能团,如醛基、游离羟基和不同的N保护基,如Bz和Ts等.对产物进行了转化,并提出了可能的反应机理.

几种螺环稠合六元环氮杂卡宾-铱(Ⅲ)钳型配合物的衍生合成

2014年,我们设计合成了一类结构独特的螺环稠合六元环-氮杂卡宾配体(SNHC),并初步证明了该配体比一般的咪唑型五元环氮杂卡宾具有更强的亲核能力和配位能力.在温和条件下, SNHC配体与Ir(Ⅰ)发生快捷的氧化还原配位,生成了含有两个Ir–C共价键的Ir(Ⅲ)钳形有机金属氢化物SNIr-H,产率高达91%.该类配合物在催化C–H活化/C–Si、C–C键形成反应中具有较高的活性和区域选择性,因此有必要合成更多的类似物和衍生物,进一步拓宽并深化该类配合物催化性质研究.本文通过扩展配体类型和Ir–C共价键的杂化模式,进一步转化和衍生该类金属有机配合物.这些化合物为开发新的金属有机试剂、新的催化反应性质提供了物质基础.

基于[3+2]环加成反应的氮杂螺[3,4]环辛烷的合成

哌嗪、吗啉是小分子药物中常见的结构片段,2,6-二氮杂螺[3,4]环辛烷和2-氧-6-氮杂螺[3,4]环辛烷等四元螺环化合物作为其类似物,在药物化学领域具有良好的应用前景.本研究以廉价易得的丙二酸二乙酯或丙烯酸乙酯为起始原料,经[3+2]环加成反应,可便捷高效地完成6-苄基-2,6-二氮杂螺[3,4]环辛烷和2-氧-6-氮杂螺[3,4]环辛烷克级水平的合成.

免疫增强剂对紫贻贝的毒素蓄积、抗氧化和免疫影响

为筛选影响紫贻贝中氮杂螺环酸毒素蓄积的免疫增强剂,设置添加维生素C(维生素C钠粉333.00 mg/L)、大黄素、花生四烯酸(6.66 mg/L)和黄芪多糖(333.00 mg/L)共4个处理组,评估不同组别紫贻贝[体质量(7.14±1.05)g]抗氧化功能和非特异性免疫指标的变化。试验结果显示:各免疫增强剂对紫贻贝存活率无影响(P>0.05),暴露期间紫贻贝软组织质量先降后升,除花生四烯酸组外其他处理组与对照组无显著性差异(P>0.05)。免疫增强剂均影响内脏团中毒素蓄积而对毒素代谢无影响。各组别最高毒素蓄积量为对照组1235.33μg/kg>维生素C组1153.12μg/kg>大黄素组755.74μg/kg>花生四烯酸组568.72μg/kg>黄芪多糖组141.43μg/kg。大黄素组、花生四烯酸组、黄芪多糖组氮杂螺环酸毒素含量分别为对照组的61.2%、46.0%和11.5%。添加黄芪多糖和花生四烯酸后,紫贻贝内脏团中超氧化物歧化酶活性显著升高(P<0.05),丙二醛含量显著降低(P<0.05),同时提高了非特异性免疫标志物溶菌酶含量和酸性磷酸酶活性。试验结果表明,花生四烯酸和黄芪多糖显著提高毒素蓄积过程中紫贻贝抗氧化和非特异性免疫能力。