不同金属/适配体双功能复合磁性纳米材料的制备及其对外泌体的富集性能

外泌体作为一种细胞外囊泡,其内容物可以反映亲代细胞的重要信息,而自身也具有独特的结构,能够执行特征的生物学功能。基于外泌体的表面化学和生物学特征,制备了不同类型的金属/适配体(Apt)双功能复合磁性纳米材料,并将其应用于外泌体的富集纯化。将适配体和外泌体表面目标膜蛋白的特异性结合性能与以钛、锆为代表的金属氧化物和外泌体磷脂双层膜的特异性亲和作用结合,可极大地提高分离材料对外泌体的分离选择性和富集容量。分别以Fe_(3)O_(4)@Zr-MOFs、Fe_(3)O_(4)@Zr-Ti-MOFs和Fe_(3)O_(4)@TiO_(2)等金属有机框架(MOFs)/金属氧化物磁性纳米材料为基底,制备对应的双功能MOFs/金属氧化物-适配体复合磁性纳米材料Fe_(3)O_(4)@Zr-MOFs-Apt、Fe_(3)O_(4)@Zr-Ti-MOFs-Apt和Fe_(3)O_(4)@TiO_(2)-Apt,并进一步对不同材料的外泌体富集性能加以评价。以超速离心法提取的模型外泌体以及尿液为样品,对修饰相同质量适配体和不同含量金属氧化物的双功能材料的富集性能加以对比。将3种双功能磁性纳米材料应用于尿液外泌体的富集,得到的外泌体裂解后经质谱鉴定,分别得到233、343和832个外泌体蛋白。这一结果也表明双功能磁性纳米材料可以充分结合核酸适配体亲和的高选择性和金属氧化物的高富集容量优势,对于复杂生物样品中外泌体的快速、高效分离纯化具有潜在的应用价值,而针对材料制备和分离纯化方法的设计也为新型外泌体富集材料的设计提供了一条可行的新思路。

基于质谱的鳙鱼不同组织中内源性肽的分布研究

痕量内源性肽作为功能性生物活性物质广泛存在于生物体中,通常与细胞生长、物质代谢、免疫遗传等生理活动密切相关,并发挥着重要调节作用。由于不同组织与器官的生理功能不同,其中的内源性肽的种类和数量也存在差异。本文基于质谱技术对鳙鱼不同组织中的内源性肽加以研究,并探讨其种类与分布特征。基于磁固相微萃取(Magnetic Solid Phase Extraction,MSPE)技术,联合使用聚合物改性的磁性纳米材料Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PAA和Fe_(3)O_(4)@PEI对样品中的内源性肽进行选择性富集,结合蛋白质组学方法对血液和不同脏器中的内源性肽进行差异比较和分析,并通过基因分析揭示其潜在的生理功能。结果表明,鱼脑中内源性肽的种类最多,而鱼肠中相对较少。质谱鉴定结果也说明鳙鱼体内不同组织与鱼血中的内源性肽存在很大差异,其种类与功能存在共性与个体差异,且差异性内源性肽与器官的生理结构和功能有所关联。这一研究结果初步揭示了鱼类不同组织中内源性肽的生理功能及生物过程的关系,为进一步进行空间蛋白质组学、不同组织的功能研究以及病毒入侵细胞的分子机制研究等提供了一定的理论依据。

以甲酸溶液为介质的磁性介孔硅纳米材料的制备及其吸附性能

以甲酸溶液为介质,采用溶剂热法、改良的Stober法,用聚乙烯-聚乳酸共聚物做模板剂制备磁性介孔硅纳米材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、综合物性测量系统(PPMS)、比表面积及孔径分布测量仪等分析测试手段对所得磁性介孔硅纳米材料进行表征,并研究了其吸附性能。结果显示,以0.2mol/L甲酸溶液为介质制备的磁性介孔材料孔径为8.2nm、比表面积为258m2/g、孔体积为0.32cm3/g,饱和磁化强度达53A·m2/kg。这种磁性介孔硅纳米材料对牛血清蛋白、中性红、亚甲基蓝等物质有良好的吸附能力,其饱和吸附量分别达到53.6、24.1、66.8mg/g,表明制备的磁性介孔硅纳米材料在复杂环境样品的分离和富集方面具有一定的应用前景。

分子光谱的快检技术解决方案

分子光谱技术操作简便快速、仪器小巧、检测成本低,是理想的快检技术。而其灵敏度低、谱带重叠而导致的光谱干扰问题常常影响其应用。对常量组分分析近红外光谱技术是个理想的选择;对微量和痕量,甚至是超痕量物质分析,采用固相萃取(SPE)结合分子光谱是一种合适的途径(固相萃取光谱,SPES)。多元校正,以及光谱处理和波长选择等化学计量学方法,是解决光谱干扰的有效手段,已经广泛应用于近红外光谱分析。我们提出采样误差分布分析(SEPA)方法,来解决近红外光谱建模难,模型稳健性差等问题,SEPA可以应用于异常样本、光谱处理、交互检验、模型评价、模型转移等方面。

不同蛋白A亲和色谱填料的制备工艺比较及性能评价

蛋白A亲和色谱填料由于能够和免疫球蛋白G(IgG)特异性作用,已广泛应用于临床医学、生物医药领域。采用不同结构和形貌的基质,通过不同的表面修饰方法得到的填料性能差别很大。研究分别以常用的琼脂糖和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)小球为基质,通过多功能环氧基定向固定蛋白A制得琼脂糖基质亲和色谱填料(A-S)和PGMA基质亲和色谱填料(P-S)。通过马来酰亚氨基定向固定蛋白A制得琼脂糖基质亲和色谱填料(A-R)和PGMA基质亲和色谱填料(P-R)。通过对蛋白A的键合工艺加以优化,研究了基质种类、基质粒径以及蛋白A含量等条件对材料性能的影响,提高了材料对IgG的吸附性能。结果表明,尽管所制备的4类材料对IgG都有一定的吸附选择性,但P-R的性能明显更加优异,可在较低的蛋白A配基密度下达到较高的动态载量。制备了不同配基密度的亲和色谱填料,其中配基密度为15.71 mg/mL的P-R对牛免疫球蛋白的动态载量为32.23 mg/mL,对人免疫球蛋白的动态载量达到54.41 mg/mL,且在碱处理160个循环后动态载量仍为初始值的94.6%。耐压测试结果表明P-R的机械强度远高于同等条件下制得的琼脂糖基质的亲和材料A-R,当流速到达80 mL/min时,PGMA基质色谱柱的流速与压力仍保持较好的线性关系,P-R的耐压性能好,可以在更高的流速下进行分离纯化。以上结果说明以马来酰亚氨基在PGMA上固定蛋白A的工艺更适宜于蛋白A亲和色谱填料的工程化生产,所发展的方法有望在固定蛋白和免疫吸附材料合成领域发挥更大的作用。

分子光谱快检技术:固相萃取荧光光谱法

分子光谱技术操作简便快速、仪器小巧、检测成本低,是理想的快检技术。一般来说,分子光谱普遍存在谱带重叠严重而导致光谱干扰的问题,其选择性不好。从灵敏度方面考虑,大体上可得出结论:近红外光谱适用于常量分析,紫外可见适合微量分析,荧光光谱适合痕量分析。从目前检测行业的需求来看,作为快检技术,不同光谱方法各有优缺点,但整体上还需要提高其灵敏度和选择性。

基于化学计量学的枸杞多糖部分酸水解产物PMP-HPLC指纹图谱

本文通过构建枸杞多糖的部分酸水解产物指纹图谱,结合多种化学计量学方法评价不同产地枸杞多糖的差异并用于市售样品的真伪鉴别。采用水提醇沉法提取16批不同产地的枸杞多糖,采用三氟乙酸部分水解,将水解产物中的单糖和寡糖采用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)柱前衍生化HPLC分析,通过中药色谱指纹图谱软件评估不同产地样品的相似性,采用聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对指纹图谱进行综合评价。结果表明,不同产地枸杞多糖部分酸水解产物中均含有7种单糖、聚合度(DP 2~4)的半乳糖醛酸聚糖和3种其他类型的二糖。16批产地的枸杞多糖相似度在0.911~0.997,HCA、PCA和PLS-DA将不同产地的枸杞多糖分为3类,分类结果与产地有一定的相关性,并且筛选出3个影响产地间差异的标志性成分,分别为葡萄糖(Glc)、阿拉伯糖(Ara)和半乳糖(Gal)。本文建立的指纹图谱可用于枸杞多糖的质量控制。

南海海绵Pseudoceratina sp.化学成分的细胞毒协同增效作用及靶点预测

以肿瘤细胞毒活性筛选为导向,采用硅胶柱色谱及高效液相色谱等现代色谱技术对南海海绵Pseudoceratina sp.化学成分进行分离纯化,并利用电喷雾质谱和核磁共振波谱等波谱技术对化合物进行结构表征;采用磺酰罗丹明B(SRB)法评价化学成分对人肺癌细胞A549、人肝癌细胞HepG2和人宫颈癌细胞HeLa的增殖抑制作用,分析化学成分和单一化合物的细胞毒活性,探讨可能的联合作用机制;采用Chemmapper Server对化合物进行靶点计算,推测作用靶点。结果表明,从南海海绵Pseudoceratina sp.中分离并鉴定得到溴代酪氨酸类生物碱hemifistularin-3(1)和11,19-dideoxyfistularin 3(2),2个化合物对3种肿瘤细胞的半数抑制浓度(IC_(50))均大于91.76μmol/L,而以一定配比时IC_(50)可达到8.71μmol/L,二者对肿瘤细胞的增殖抑制具有明显的协同作用;2个化合物作用靶点可能集中在热休克转录因子1和辣椒素受体1,而协同作用可能跟化合物的多靶标作用相关。

介孔碳-碳纳米管-硫化铜复合材料对电极的制备及其在量子点敏化太阳能电池中的应用

首先研究了介孔碳(MC)、碳纳米管(CNT)和不同MC/CNT质量比(m_(MC)/m_(CNT))制备的MC-CNT二元复合材料对电极的光电转换效率(PCE),进一步加入预先水热合成的CuS纳米材料,制备出MC-CNT-CuS三元复合材料对电极,同时探讨了CuS添加量和膜厚对对电极PCE的影响。实验结果表明,当m_(MC)/m_(CNT)=3/2时,2种碳材料能最大程度地发挥协同作用,使电池性能最好,PCE达12.69%。再加入0.4 g CuS时PCE可进一步提高,且对电极印刷5层时最优,此时所组装的电池获得的PCE最高(13.18%)。

负载爆米花状铜粒子的植酸掺杂碳纳米管网络用于Hg(Ⅱ)的高灵敏检测

Hg(Ⅱ)易于在生物体内积累,对人类健康和生态环境构成严重威胁,实现Hg(Ⅱ)的灵敏、快速且准确的检测至关重要。以逐步电沉积的方式,先后在丝网印刷碳电极表面修饰植酸掺杂的碳纳米管网络(PACNTnet)和爆米花状铜粒子(popCu),以构建Hg(Ⅱ)电化学传感器。含有丰富含氧官能团和磷酸根的PACNTnet为Hg(Ⅱ)提供了大量的结合位点,而适量Cu(Ⅱ)与Hg(Ⅱ)之间的协同作用实现了电流信号的放大。因此,所制备的电化学传感器对于Hg(Ⅱ)的检测表现出良好的选择性、重现性和稳定性,在Hg(Ⅱ)质量浓度为0.02~2μg/L的线性范围内,传感器灵敏度高达5.51μA/(μg·L^(-1)),检测限低至0.012μg/L。此外,大米和茶叶样品的加标回收实验也获得了良好的回收率,证明了该传感器在实际样品中的应用潜力。

三溴化吡啶衍生-发光二极管激发的荧光光谱法快速测定玉米粉中黄曲霉毒素B_(1)的含量

以发光二极管(LED)为激发光源,光纤光谱仪为检测设备,构建了LED激发的小型荧光光谱检测装置;利用三溴化吡啶衍生黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))产生强荧光信号,提出了快速测定玉米粉中AFB_(1)含量的方法。称取5 g样品,加入25 mL 80%(体积分数)甲醇溶液和1.0 g氯化钠粉末,超声提取20 min,过滤。分取5 mL滤液,过C_(18)固相萃取小柱,得到澄清透明溶液。分取2 mL,加入1 mL 200 mg·L^(-1)三溴化吡啶溶液,于60℃恒温衍生反应4 min。在LED激发波长370 nm下,记录体系在429 nm处的荧光强度。结果表明:AFB_(1)质量浓度在10~500μg·L^(-1)内与体系荧光强度呈线性关系,检出限(3s/k)为3.47μg·L^(-1);对实际样品进行加标回收试验,AFB_(1)回收率为80.1%~109%,测定值的相对标准偏差(n=5)为2.4%~7.7%。

基于超高效液相色谱-电雾式检测的槐糖脂指纹图谱

槐糖脂具有良好的抗菌、抗病毒等生物学活性以及温和、低毒、环境友好的特点,是目前最具有市场前景的生物表面活性剂之一。但其组成成分复杂,尚缺乏有效的质量评价方法。针对槐糖脂无紫外吸收的特点,该研究选择了灵敏度高、重现性好、适用于无紫外吸收或弱紫外吸收物质检测的电雾式检测器(CAD),建立了槐糖脂的超高效液相色谱(UHPLC)指纹图谱。槐糖脂样品采用80%乙醇水溶液为提取溶剂,在液固比10∶1(mL/g)条件下超声提取10 min,利用Thermo Fisher Scientific Hypersil Gold色谱柱(150 mm×2.1 mm, 1.9μm)进行分离,以乙腈-0.01%(v/v)甲酸水溶液作为流动相梯度洗脱,流速0.2 mL/min,柱温40℃,电雾式检测器检测,检测器参数设置为幂律函数1.0,采集频率5 Hz,过滤常数3.6,雾化温度45℃。此外,利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOF-MS)对槐糖脂指纹图谱中的色谱峰进行鉴定,共鉴定出16个化合物,包括8个酸型槐糖脂、6个内酯型槐糖脂和2个脂肪酸类化合物。方法精密度、重复性和24 h稳定性试验结果显示,15个特征峰相对于对照峰(油酸)的相对保留时间和相对峰面积的相对标准偏差(RSD)均小于3.0%(n=6)。采用上述方法对17批槐糖脂样品进行测定,相似度评价结果显示,17批样品的相似度数值均在0.965及以上,不同批次的槐糖脂样品之间化学成分差异较小,内在质量较为一致。该研究建立的方法稳定可靠,可用于槐糖脂的质量评价,为槐糖脂的生产工艺研究与开发利用奠定了基础。

荧光光谱法研究单壁碳纳米管与牛血红蛋白的相互作用

选取了单壁碳纳米管(SWCNTs)及两种分离后的单一手性单壁碳纳米管(6,5)-SWCNTs、(8,3)-SWCNTs分别与牛血红蛋白(BHb)结合,通过荧光光谱法分析SWCNTs与BHb的相互作用。结果表明,SWCNTs对BHb的荧光猝灭为动态猝灭与静态猝灭结合的机制,(6,5)-SWCNTs和(8,3)-SWCNTs对BHb的荧光猝灭属于静态猝灭的机制;298 K下BHb与3种SWCNTs的结合常数大小顺序如下:SWCNTs>(6,5)-SWCNTs>(8,3)-SWCNTs;范德华力、氢键和疏水作用是相互作用中的主要作用力。

海带中岩藻多糖的分离纯化与结构分析

通过DEAE-纤维素和凝胶过滤色谱反复柱层析,采用苯酚-硫酸法和高效凝胶过滤色谱法(HPGFC)检测,从提取的海带岩藻多糖中得到了均一多糖TC-1,并结合多种分析手段:包括糖组成分析、甲基化分析、红外光谱(IR)分析等对其化学结构进行测定。结果表明:TC-1重均相对分子质量(Mw)为3.7×105,主要由岩藻糖构成,此外还伴有少量的木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成的结构复杂的硫酸酯多糖。其中岩藻糖糖基以1,4-、1,3-连接方式存在;木糖以1,3-连接方式存在;甘露糖以1,3-、1,6-连接方式存在;葡萄糖以1,3,4-、1,2,4,6-连接方式存在;半乳糖以1,6-、1,3,6-、1,3,4,6-连接方式存在。

杀线威在Fe_3O_4/Ag纳米磁粒上的吸附及表面增强拉曼光谱研究

采用共沉淀法合成了Fe_3O_4磁性纳米颗粒,进一步以柠檬酸三钠还原法制备出了具有SERS活性的Fe_3O_4/Ag磁性包覆修饰材料,用紫外可见吸收光谱、能谱及透射电镜对结构与形貌进行表征,发现所制备的Fe_3O_4/Ag纳米材料粒径约为30~60nm,形貌规整接近球形,经测试Fe_3O_4/Ag材料很容易被磁铁收集,能够满足分散萃取再收集的需要。根据密度泛函理论(DFT)对杀线威(Oxamyl)、Oxamyl-Ag和OxamylAg4进行了理论结构优化计算,得到了杀线威的理论拉曼光谱和与Ag表面增强拉曼光谱及其谱峰的归属,结合表面增强拉曼光谱(SERS)测定,研究了杀线威在Fe_3O_4/Ag表面的吸附行为和增强效应,测算得到杀线威在Fe_3O_4/Ag表面上的增强因子为2.08×105。研究表明:理论计算的杀线威拉曼光谱与测定的拉曼光谱具有较好的一致性,DFT理论计算中发现研究分子与活性Ag原子作用越多,与实测值常规拉曼NRS越接近;杀线威以双键侧N原子和S原子与Fe_3O_4/Ag表面吸附作用为主;双键侧N优先与Ag吸附成键后,整个分子靠近Ag表面,最终使得双键侧N原子与S原子共同吸附在Ag表面;Fe_3O_4/Ag磁性纳米复合材料具有显著的富集吸附和拉曼增强作用;可利用其作为拉曼基底,以实现SERS光谱法对杀线威农残的快速分析检测。

光控水凝胶的构筑及在生物医药领域的应用

水凝胶由于具有优越的保水性、良好的生物相容性和可降解性,被认为是最接近人体组织的生物医用材料。通过构建环境敏感水凝胶可以高度拟合生物组织的微环境,实现其在组织工程与再生医学领域的应用。由于光具有非物理接触和时空分辨等优势,利用光调控技术可实现水凝胶微环境的精确构筑与调控。本文重点介绍了近年来光控水凝胶的构筑,以及在生物医学和材料领域的应用进展。

腊梅花保存方法对精油成分的影响

通过水蒸气蒸馏法分别对冷冻保存、干燥处理的腊梅花进行精油提取,并采用GC-MS对所得精油进行成分分析,比较不同保存方法处理后腊梅花的精油产率及香气成分的差别,结果表明冷冻保存为较好的保存方法;对冷冻保存7、14、30、45、60、75 d和90 d的腊梅花精油中香气成分的变化规律进行研究,结果表明腊梅花的合适保存时间为60 d。

固相萃取光谱(SPES)及其在光谱快检中的应用

将被测样品溶液经固相萃取进行分离富集,在不洗脱情况下直接采集固相介质光谱,发展了固相萃取光谱(solid phase extraction spectroscopy,SPES)技术。SPES技术检测速度快、操作简便、检测成本低,非常适合快检要求。将SPES技术应用于紫外可见和荧光光谱检测中,分别建立了空气中痕量光气含量的检测方法和水中超痕量苯并比(BaP)含量的检测方法。研究结果显示,SPES方法大幅度提高了检测灵敏度,改善了方法的选择性,具有良好的应用前景。

单壁碳纳米管在胆酸类表面活性剂中的分散及手性碳管(6,5)的双水相分离方法

选用牛磺脱氧胆酸钠和脱氧胆酸钠等6种胆酸类表面活性剂,考察其对单壁碳纳米管(SWCNTs)的分散能力.紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果表明,在超声功率为225 W,超声时间1 h的分散条件下,胆酸类表面活性剂均能对SWCNTs均匀分散,均可作为SWCNTs的分散剂.在相同条件下,质量分数为2%的牛磺脱氧胆酸钠对SWCNTs的分散能力最强,脱氧胆酸钠对SWCNTs的分散能力最弱.此外,还采用聚乙二醇/葡聚糖双水相系统对SWCNTs分散液进行了萃取分离,获得了纯度较高的手性SWCNTs(6,5).所筛选的SWCNTs分散剂及采用的双水相分离方法为单一手性SWCNTs的分离提供了一定的技术参考.

一种强阴离子交换树脂的制备及用于蜂蜜中喹诺酮类药物的富集检测

采用沉淀聚合法,合成了对氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(VBC-DVB),并通过与三甲胺修饰反应,获得了一种含季铵基团的强阴离子交换树脂(SAX)。表征结果显示,树脂是呈单分散形态的微球,平均粒径为(3.8±1.5)μm,且具有较高的离子交换容量(0.83 meq/g)及良好的选择性吸附性能,对5种喹诺酮类药物(诺氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、加替沙星、司帕沙星)的饱和吸附容量明显高于同类型商品化Oasis MAX固相萃取柱。将其用于蜂蜜样品中5种喹诺酮药物的选择性富集和HPLC分析。结果显示,该方法在一定范围内线性关系良好(r2≥0.998 9),平均加标回收率为86.8%~120.3%,日内重复性RSD不大于7.0%,日间RSD不大于8.5%。研究结果表明,所制备的SAX材料可用于复杂基质中喹诺酮类药物残留的高效前处理分析。