电喷雾差分电迁移率分析技术在生物研究中的应用

电喷雾—差分电迁移率分析(ES-DMA)可以快速获取1～500 nm范围的蛋白质或其他生物纳米粒子的粒径分布信息。它与电喷雾质谱技术的不同之处在于,质谱是根据质荷比区分,而ES-DMA分离主要基于粒子的大小和形状,不同大小、不同形状的粒子置于电场中时,将会以不同的速度发生迁移,通过测量气溶胶颗粒迁移的平均速率,最后即可转化得到粒子的粒径。ES-DM A技术作为新型的表征和定量技术手段,推动了生物纳米颗粒的定性和定量研究。总结了ES-DMA的基本原理及其在生物学研究领域中的应用,并对ES-DMA的发展趋势和应用前景作出了展望。

电喷雾-差分电迁移率-粒子计数法绝对定量分析牛血清白蛋白

建立了基于电喷雾-差分电迁移率-粒子计数的蛋白定量分析方法,通过优化电喷雾电压、液体溶液流速以及气体流速等参数,对牛血清白蛋白标准物质进行了定量分析。结果表明,在泰勒锥状态下,样品溶液流速300 nL/min,空气流速1.0 L/min,二氧化碳流速0.1 L/min的条件下,可以实现牛血清白蛋白标准物质和溶液标准物质的准确定量分析,测定结果为分别为20.05 g/L和69.52 g/L,与标准物质定量值的相对误差在±5%以内。该方法快速准确、灵敏度高、耗样量少,且不需要内标和外标,为蛋白质绝对定量分析提供了一种新的方法。

大气颗粒物吸湿性研究

大气颗粒物吸湿性是反映颗粒物理化性质的重要指标,吸湿性研究对深入了解颗粒物的环境和健康效应具有重要意义.总结了国外近年来大气颗粒物吸湿性研究进展:①典型的大气颗粒物吸湿性分析方法为H-TDMA(吸湿性串联差分电迁移率粒径分析仪)系统及其优化方法.②大气颗粒物吸湿性呈单峰、双峰甚至多峰分布;根据Gf(吸湿性生长因子)随粒径变化的模式,可将大气颗粒物分为强吸湿性和弱吸湿性2类,也可分为纯不溶性、混合不溶性、混合可溶性和纯可溶性4类.③城市背景点颗粒物的Gf比城市观测点高;城市观测点的颗粒物Gf分布呈夏季高、冬季低,白天高、晚上低的特征.④颗粒物吸湿性与其化学组成和形态密切相关,纯可溶性盐颗粒物的Gf通常较高.⑤柴油燃烧源新排放的颗粒物属于弱吸湿性颗粒物,Gf非常小,但在其表面老化后或随燃料中硫含量的增加Gf会明显变大.⑥生物质燃烧排放颗粒物的Gf相对较高,但存在区域差异性.针对国内大气颗粒物吸湿性研究现状,提出了未来重点研究方向.

模拟三甘醇附着对黑碳气溶胶吸湿性的影响

为研究黑碳气溶胶粒子在附着三甘醇后吸湿性的变化,通过采用反向扩散燃烧器制取黑碳气溶胶,并运用自主搭建的吸湿性串联差分电迁移率分析仪对黑碳气溶胶进行粒径筛选、热消解和三甘醇附着,同时结合扫描电镜仪和气溶胶质量分析仪观察分析黑碳气溶胶在附着三甘醇前后形态结构和吸湿性的变化.分别筛选粒径为100,200,300nm的黑碳气溶胶粒子进行了三甘醇附着模拟实验.实验结果表明,三甘醇附着能够改变黑碳气溶胶粒径和吸湿特性,在相同条件下黑碳气溶胶附着少量三甘醇后就能出现显著的粒径变化.甶于三甘醇具有一定的吸水性且其表面张力小于相同室温条件下水的表面张力,因此附着了三甘醇的黑碳气溶胶在不同相对湿度条件下将会发生进一步的粒径变化.因而,大气中少量存在的三甘醇能够在一定程度上促进黑碳气溶胶微物理特性的改变,进而改变黑碳气溶胶对大气环境的影响.

基于三甘醇附着对黑碳气溶胶形态结构变化的模拟

为研究黑碳气溶胶粒子在附着三甘醇后形态结构的变化,本文通过采用甲烷和洁净空气燃烧制取黑碳气溶胶,并运用自主搭建的串联式差分电迁移率分析系统对黑碳气溶胶进行粒径筛选、热消解和三甘醇附着,同时结合扫描电镜仪和气溶胶质量分析仪观察分析黑碳气溶胶附着三甘醇后形态结构和质量的变化.通过筛选得到粒径为100 nm、200 nm和300 nm米的黑碳气溶胶粒子进行三甘醇附着模拟实验.由于黑碳气溶胶颗粒的特殊链状小球结构,使用热溶蚀器去除非元素碳物质后的黑碳气溶胶附着上三甘醇,发现粒径越大的黑碳气溶胶粒子越容易发生形态结构的变化,并且少量的三甘醇附着就能够显著促进这一形变过程的发生.因而,大气中存在的三甘醇能够在一定程度上促进黑碳气溶胶物理特性的改变,进而改变黑碳气溶胶对大气环境的影响.

微型化圆筒型与平板型DMA仿真对比研究

通过COMSOL建立圆筒型与平板型差分电迁移率分析仪(DMA)的仿真模型,保证鞘气、载气流速及分级区长度、高度相同的条件下,以50 nm粒子为检测对象,对比研究这两种结构DMA分级区体积V同步减小时,对粒子传递效率的影响。当V从15πcm^(3)减小至6πcm^(3),圆筒型DMA粒子传递效率从0.99急剧下降到0.42,平板型DMA则从0.86缓慢下降到0.71,当V达到7.5πcm^(3)时,平板型DMA的粒子传递效率开始超越圆筒型DMA;当V≤6πcm^(3)时,实现50 nm粒子分离的圆筒型DMA内部电场达到空气击穿强度,而平板型DMA则保持稳定。平板型DMA体积V减小至3πcm^(3)时,流场的侧壁效应变得显著,粒子传递效率降至0.5。仿真结果证明了平板型DMA更适合微型化发展,同时为DMA的微型化结构设计提供了参考。

基于单颗粒计数的蛋白质定量方法研究进展

蛋白质是执行功能的重要的生物大分子,蛋白质类生物标志物的鉴别与定量和复杂基质中目标蛋白准确含量的测定对疾病的预防、诊断及治疗有重要意义。伴随着生命科学的不断发展,科学家开发出许多种蛋白质定量方法,较为常见的有紫外可见分光光度法、酶联免疫吸附法及基于质谱的定量方法。但是对于高分子量蛋白质,尤其是分子量在200 kDa以上的蛋白质,由于其结构复杂及分子量巨大,导致前处理复杂或反应不专一、不完全,造成定量结果不准确。单颗粒计数法是通过对溶液中粒子逐一计数实现定量,相比于传统定量方法,单颗粒计数法具有灵敏度高、区分度好、外界因素干扰少的特点,加之此类方法样品处理简单,属于非破坏性的分析,适合对高分子量蛋白质进行完整结构水平的定量。总结了蛋白质定量方法,重点关注基于单颗粒计数的3种典型技术,包括单颗粒电感耦合等离子体质谱法(SP-ICP-MS)、单分子阵列技术(Simoa)和电喷雾-差分电迁移率-凝结核颗粒计数法(ES-DMA-CPC),系统阐述了这几种方法的工作原理及在蛋白质定量中的应用,并对未来该领域的发展进行了展望。