四乙酸铅电位滴定法测定原油中的硫醚硫

提出复合双铂片电极作参比和指示电极,在V(冰乙酸):V(甲苯):V(水)=7:2:1介质中以少量KBr作催化剂,四乙酸铅-冰乙酸溶液作滴定剂,建立了原油中硫醚硫的测定方法.试验结果表明,该方法电位滴定突跃明显,分析速度快,电极不需内外充液,直接使用,操作简单,重复性好(相对标准偏差RSD=0.32%)等特点,已应用于兰州石化常减压原油中硫醚硫含量的测定.     

精馏系统内真空度对生物油模型化合物蒸馏特性的影响

利用小试精馏装置对生物油模型化合物进行蒸馏实验,通过调节系统的真空度将生物油模型化合物分别在常压和减压状态下进行蒸馏,分析并总结了馏分中各组分的变化规律.结果表明,随着系统内真空度的不断升高,生物油模型化合物的总馏出率不断增加且结焦率不断降低,水分更容易被蒸出,馏分中有机物的初馏温度降低而馏出率增加.因此,增大真空度可...     

减压吹扫捕集-气相色谱-质谱联用分析水样中的多环芳烃

建立了减压吹扫捕集-气相色谱-质谱联用分析水样中多环芳烃的方法.采用85μm聚丙烯酸酯固相微萃取纤维作为捕集阱,在40～90℃的样品加热温度和5～90kPa的负压状态下,吹扫捕集水样中的15种多环芳烃,取样量10mL,吹扫时间20min,解析温度340℃,解析时间10min,以进样口作为热解析装置,采用气相色谱-质谱联...     

环境空气监测气体分析仪在线校准装置研制

设计一种新型的膜渗透动态配气系统,将动态配气膜渗透技术、基体空气标准添加方法、大气采样技术相结合,研制环境空气监测气体分析仪在线校准装置.该装置实现了环境空气污染组分SO2、NO2、CO在线监测仪的连续、实时、基体添加校准,校准不确定度小于3％(k=2).设计的长寿命膜渗透动态配气系统制备的标准气体混合物,可以连续使用...     

微流路中利用DNA选择性固定蛋白质

报道了一种可控的通过DNA复合物在微流路中杂交固定蛋白质的方法. 微流路系统中的玻璃基底上固定寡聚核苷酸, 其中的层流提供了不同的DNA-蛋白质复合物. DNA的特异性识别可以将蛋白通过表面寻址固定在基底上. 并且在体系中引入了全内反射荧光技术来追踪整个过程. 此方法的特异性和灵敏度均较高, 且蛋白质的固定和去除可重复. 实验结果显示, 同时检测特异性和非特异性的识别, 可以有效提高生物检测的准确性. 这项技术可以提高具有微流路结构的生物传感器装置的检测质量.     

用激光散射法研究冷冻剂R12水合物的生成动力学

建立了高压混相全透明循环管路装置, 装置中配备有水合物生成器、激光粒度仪和控温系统等, 工作压力可达4 MPa, 用来研究水合物生成动力学行为. 利用激光散射方法, 测定了0.24和0.32 MPa下, 温度为277.1 K 时, 冷冻剂CCl₂F₂, 即R12, 生成水合物的颗粒尺寸和分布, 液体流量范围为300~1400 L/h. 并使用Rosin-Rammler分布分析了所测粒径分布数据. 实验结果表明, 反应初期水相中水合物粒子的直径增加很快, 随着水合物的大量生成, 水相中水合物的浓度不断增加, 水合物颗粒的尺寸逐渐趋于稳定. 在液体流量较大和压力较高的情况下所生成水合物颗粒的浓度较大. 根据物料平衡, 建立了水合物的粒度生长模型, 将水合物生成气消耗量与所生成水合物粒度分布相关联. 基于由粒度生长模型算出的气体消耗量与实测值相近.     

Ni 掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性

采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Ni掺杂ZnO纳米线的电子结构、磁学和光学性质.磁学性质计算结果显示六种Ni掺杂ZnO纳米线的磁性耦合体系出现了铁磁(FM)、反铁磁(AFM)和顺磁(PM)二种不同的耦合状态.能量计算结果表明Ni原子在纳米线外表面沿[0001]方向替代Zn原子时能量最低,体系的AFM耦合相对稳定,AFM体系表现出金属性.态密度计算结果显示FM耦合在费米能级附近出现了明显的自旋极化现象,发生了强烈的Ni 3d和O 2p杂化效应,掺杂产生的磁矩主要来源于Ni 3d未成对轨道电子和部分O 2p轨道电子的贡献,FM耦合表现出半金属性.另外,光学性质计算结果显示Ni掺杂ZnO纳米线的远紫外吸收峰发生了红移现象,而380 nm附近的近紫外吸收峰发生了明显的蓝移现象,在整个紫外区都表现出了优异的发光性能.以上结果表明Ni掺杂ZnO纳米线是一种很有前途的磁光电子材料.     

CH3O和CO在Pd(111)表面偶联反应机理的理论研究

采用DMol³程序包中的GGA-PW91方法, 结合周期平板模型, 对CH₃O和CO在Pd(111)表面的反应进行了系统研究. 计算结果表明, 吸附在Pd(111)表面顶位上的CO分子中C原子所带正电荷最多, 容易与亲核试剂反应, 化学吸附能稍低, 有利于在表面上移动发生亲电插入反应; CH₃O 在Pd(111)表面fcc穴位吸附稳定, O原子上所带的负电荷较多, 易被亲电试剂进攻. 过渡态搜索表明, Pd(111)表面顶位上的CO与fcc穴位上CH₃O反应生成CH₃OOC的为放热反应, 反应能垒较低, 有利于偶联反应的进行.     

免疫亲和质谱法研究／β2-微球蛋白抗原表位

采用免疫亲和分离与质谱分析相结合的方法,对β2-微球蛋白抗原表位进行了系统研究.完整的抗原分子和已固定在载体(CNBr-activated Sepharose beads)上的单克隆抗体发生免疫亲和反应后,用Endoproteinase Glu-C,Trypsin,AminopeptidaseM和carboxypeptidase Y四种不同的蛋白酶依次酶解抗原分了,并采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对与抗体连接受保护而未发生水解的肽段进行了研究.结果表明:β2-微球蛋白抗原表位位于整个蛋白分了氨基酸序列的61～67位,即为SFYLLYY.通过合成肽段的分析,证明了SFYLLYY即为抗原表位,与亲和质谱方法分析结果一致.     

免疫亲和质谱法研究β2-微球蛋白抗原表位

采用免疫亲和分离与质谱分析相结合的方法, 对β2-微球蛋白抗原表位进行了系统研究. 完整的抗原分子和已固定在载体(CNBr-activated Sepharose beads)上的单克隆抗体发生免疫亲和反应后, 用Endoproteinase Glu-C, Trypsin, Aminopeptidase M和carboxypeptidase Y四种不同的蛋白酶依次酶解抗原分子, 并采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对与抗体连接受保护而未发生水解的肽段进行了研究. 结果表明: β2-微球蛋白抗原表位位于整个蛋白分子氨基酸序列的61～67位, 即为SFYLLYY. 通过合成肽段的分析, 证明了SFYLLYY即为抗原表位, 与亲和质谱方法分析结果一致.     

“一锅法”合成2-氨基-N,3-二甲基-5-卤代苯甲酰胺

报道了从3-甲基-2-氨基苯甲酸出发一锅三步合成2-氨基-N,3-二甲基-5-卤代苯甲酰胺的方法.3-甲基-2-氨基苯甲酸(1)与固体光气反应生成中间体8-甲基-2H-3,1-苯并噁嗪-2,4(1H)-二酮(2),化合物2与甲胺水溶液发生胺解反应生成2-氨基-N,3-二甲基苯甲酰胺(3),3再与氯代丁二酰亚胺(NCS)、溴代丁二酰亚胺(NBS)或碘代丁二酰亚胺(NIS)发生芳香亲电取代反应生成目标产物2-氨基-N,3-二甲基-5-卤代苯甲酰胺(4～6).整个反应过程不需分离中间产品,最终产物经减压浓缩除去有机溶剂后,直接从水中析出针状晶体,总收率达到87%～94%,较文献报道的分步法收率提高30%以上.该方法工艺操作简单、反应条件温和、反应时间短、收率高,是一条环境友好的绿色合成路线.     

冷却速率对液态Ni凝固过程中微观结构演变影响的模拟研究

用分子动力学方法和EAM模型势对液态金属Ni原子系统在不同冷却速率下凝固过程中微观结构的演变进行了模拟研究.结果表明, 冷却速率对微结构演变有决定性影响, 当冷速为1.0×10¹⁴和 4.0×10¹³ K•s^-1时, 系统将形成以1551、1541和1431三种键型为主的非晶态结构. 当冷速为2.0×10¹³和 1.0×10¹² K•s^-1时, 系统将形成不同的晶态结构；前者形成以1421、1422二种键型为主的 fcc 与hcp结构共存的晶态结构；后者形成以1421键型为主的fcc 结构占绝对优势的晶态结构, 其结晶起始温度Tc分别为1073 K和1173 K.同时发现, 原子的平均配位数（最近邻数）对温度和冷速的变化相当敏感, 且其突变点正好与结晶转变温度Tc相对应, 这将为液态金属结晶转变过程的研究提供一条新途径.     

新戊基钛在MCM-41表面的接枝反应及产物性质

采用原位红外光谱法在真空系统中考察了MCM-41分子筛表面与四新戊基钛Ti(CH2CMe3)4的反应,发现这个反应可在室温下定量进行,得到表面新戊基钛(≡Si－O)2Ti(CH2CMe3)2. 这种表面新戊基钛很容易与CH3OH、H2O和O2进一步发生反应分别得到(≡Si－O)2Ti(OCH3)2、(≡Si－O)2Ti(OH)2和(≡Si－O)2Ti(OCH2CMe3)2等表面化合物.在氧气中焙烧由(≡Si－O)2Ti(CH2CMe3)2水解所得的(≡Si－O)2Ti(OH)2可制得表面含钛MCM-41介孔分子筛（Ti-MCM-41）.元素分析、低温N2吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱、X射线粉末衍射和FTIR等表征结果表明,接枝反应和后续的处理不破坏分子筛的介孔结构; Ti-MCM-41的比表面积和孔直径较MCM-41略有降低; Ti原子在Ti-MCM-41表面以TiO4四面体配位状态分散,并对乙烯氧化有较明显的光催化活性.论文还通过对Ti-MCM-41与水热合成骨架含钛[Ti]-MCM-41结构和光催化活性的比较,对分子筛类材料光催化作用机制进行了分析探讨.     

平面五配位硅、 锗XBe5H6(X=Si,Ge)团簇

采用密度泛函理论PBE0方法, 在aug-cc-pVTZ水平上理论预测了含平面五配位硅和锗原子的XBe₅H₆ (X=Si, Ge)团簇. 势能面系统搜索及高精度量化计算表明, 它们均为全局极小结构. XBe₅H₆(X=Si, Ge)团簇整体呈完美的扇形结构: Si/Ge原子被5个金属Be原子配位; 4个H原子以桥基方式与Be原子相键连, 剩余的2个 H原子以端基方式与两端的Be原子成键. 化学键分析表明, XBe₅H₆(X=Si, Ge) 团簇中XBe₅单元具有完全离域的1个π及3个σ键, 外围铍氢间形成4个Be—H—Be 三中心二电子(3c-2e)键及2个定域的Be—H键. XBe₅单元上离域的2π及6σ电子赋予体系π和σ双重芳香性, 并使Si/Ge原子满足八隅律（或八电子规则）. 能量分解-化学价自然轨道分析揭示, Si/Ge和Be₅H₆之间主要为电子共享键.     

DNA碱基(对)及其Zn2+复合物对CO2,N2,H2小分子的吸附

用M062X/6-31+G^*方法探讨了腺嘌呤(A)、 胸腺嘧啶(T)、 鸟嘌呤(G)、 胞嘧啶(C)及其碱基对(AT, GC)以及Zn²⁺复合物(AAA-Zn²⁺, AAT-Zn²⁺和GGC-Zn²⁺)对混合小分子H₂, N₂, CO₂的吸附情况, 系统研究了其相互作用模式及吸附强度, 预测了常见混合气体分子与碱基(对)及复合物的吸附位置. 研究表明, CO₂倾向于以氢键的形式结合到碱基(对)的氨基氢或亚氨基氢上, 而N₂和H₂分子则倾向于结合到这些碱基(对)的平面π电子上, 以堆垛的形式存在. 根据吸附强度大小, 预测了由这些碱基为骨架合成的金属有机骨架(MOF)吸附材料对小分子的选择性吸附顺序为H₂22. 研究表明, 以AT对结合金属Zn²⁺为节点的纯天然碱基对构成的MOF要比实验合成的AA碱基对与Zn²⁺结合的MOF具备更好的吸附和分离性能.     

锌锰氧化物原位负载磷酸氢钙以提高水氧化性能:一种放氧化合物的模型（英文）

能源已经成为人类赖以生存和社会发展的物质基础.随着社会飞速发展和人口迅速增长,全球能源消耗逐年激增.资料显示,天然气、石油、煤这三种化石能源仍然是全球主要能源.众所周知,化石燃料不可再生,已探明储量的化石燃料仅可供人类使用100-200年.而且,化石燃料的燃烧会带来严重的环境污染和CO_2等温室气体的排放.这些问题促使人类寻找开发其它可再生新型能源.而利用太阳光就是很重要的一个可行方案.光合作用整个过程主要涉及到光系统I(PS I)和光系统II(PS II).在PS I中,太阳光激发后会有一个电子的转移,使得NADP~+被还原为NADPH,然后NADPH会和CO_2作用产生糖类.在PS II中,水通过Mn_4CaO_5簇被氧化为氧气.而人工光合作用则是将H_2O和CO_2转化为O_2和其他含碳化合物或者是直接将H_2O光解为H_2和O_2.通过人工模拟光合作用,将水裂解为H_2和O_2被视为更为直观可行的解决能源的方法.其中,水氧化是一个复杂缓慢的过程,也是水全裂解的瓶颈.因此设计合成高效水氧化催化剂是提高人工光合作用性能的关键.自然界光合作用中水氧化反应进行的场所是PSII的放氧复合体(OEC),其活性中心是被蛋白质环境包围的Mn_4CaO_5簇.2011年,Shen等报道了解相率为1.9?的的PSⅡ的X-射线晶体结构,在电子密度图上清楚无疑地锁定了CaMn_4O_5簇中各个金属的位置以及它们周围的配体的位置.三个Mn、一个Ca、四个O组成一个立方烷的骨架结构,四号Mn通过氧桥键与立方烷中的一个Mn原子相连,该Mn原子上有两个水分子,另外两个水分子配位在Ca上.整个CaMn_4O_5簇周围的氨基酸起到了稳定OEC的作用.人们一般认为,Mn和Ca是PSⅡ中WOC必不可少的辅助因子.大量实验表明,钙是WOC的功能性和稳定性中必不可少的存在.锰和钙不仅在地球上资源丰富,而且于环境无害,因此是一种极具吸引力的水氧化催化剂.基于此,本文通过焙烧浸渍锰盐的金属有机骨架材料(MOF),成功合成出一种锌锰氧化物(ZMO),并在含三氟甲磺酸钙的中性磷酸缓冲溶液中进行的光催化水氧化反应的同时原位负载钙磷石(CaP),展现出TOF高达0.18 mmol_(O2) mol_(Mn)~(–1) s~(–1)的优良性能.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、原子吸收、X射线光电子能谱、热重、N_2吸附-脱附等温线等对催化剂的物相、颗粒大小、元素组成以及比表面积等进行了一系列表征,证明了CaP作为助催化剂提高了锌锰氧化物的光催化产氧性能.该催化剂主要使用了过渡金属锌、锰,以及钙元素,并且在常温和中性条件下使用,因而可以被视为一种有效模拟OEC的功能型化合物.     

电化学制备异质二氧化钛结构增强其在光电分解水中转化效率（英文）

本文描述了一种利用电化学方法合成第二型异质二氧化钛纳米棒结构的方法,这种纳米棒由部分还原的黑色二氧化钛和原始的白色二氧化钛组成.这种异质结结构的半还原的二氧化钛纳米棒与原始的白色二氧化钛和完全还原的黑色二氧化钛纳米棒相比,展现出更好的光电催化性能.这可归结于这种条件下合成的纳米棒具备的协同作用.一方面,这类结构增强了整个太阳光光谱的利用率.底层的黑色二氧化钛能够大量吸收可见光,而上层的白色二氧化钛能够较好的利用太阳光中紫外光的部分.另一方面,因为形成了第二型异质结结构,电荷的激发分离和传输得到了有效的控制.这种简单的制备方法可进一步拓展合成其他金属氧化物,来进一步研究光电分解水的性能.本文利用传统的三电极系统:0.05 mol/L的硫酸作为电解液,在加–0.5 V的偏压下进行.相比与已报道的还原手段,该电解液中质子的浓度相对比较低,可以保证这个还原过程逐步发生.电化学还原曲线可以明显反映二氧化钛还原的过程,尽管从扫描电子显微镜中很难观察到响应的区别,但是在该过程中,电极片的颜色发生了明显的变化.相应的,我们将这个系列的电极进行了光学和晶体学的研究,发现其在还原过程中,能带能够逐步减小.而在X射线衍测试当中,仅最终完全还原的得到的样品在20度左右出现两个额外的峰,可归结为还原状态的二氧化钛.电化学扫描进一步测试其能带的相应位置,证明了黑色被还原的二氧化钛和白色的原始二氧化钛是同时存在的.最后将这个系列光电极光电催化分解水的性能进行了比较,发现在同等的测试条件下,形成异质结结构的二氧化钛具有最高的光催化效率,其值大约是白色二氧化钛的三倍,同时也比纯黑的二氧化钛增长了20%左右.另外,异质结结构的二氧化钛与黑色的相比,在可见光区域有相同的效率的同时具备更好的紫外光转化效率.最后,我们分析了异质结形成以后的相对应的能带结构,该结构能够更好的促进光吸收和转化.     

色谱研究动态

经过近110年的发展,色谱已经成为应用最为广泛的仪器分析技术。色谱研究人员和技术人员也是当今最容易就业的一类分析化学专业人才。虽然色谱理论的发展还不是十分令人满意,但色谱技术已经相当成熟,即使上世纪80年代兴起的毛细管电泳(CE)研究热潮也已趋于平稳发展。那么,色谱研究人员还能干些什么呢?笔者通过观察和文献调研,在这里提出一些看法,供读者思考和批评。 色谱研究相对成熟的标志之一是在高水平杂志上发表的相关研究论文数目逐渐减少,比如在J. Am. Chem. Soc.(以下简称JACS)上,2009年以来发表的色谱相关论文有20余篇,但均不是直接研究色谱的,而是利用色谱作为表征技术来研究蛋白质、多肽、纳米材料、聚合物材料的。在Angew. Chem. Int. Ed.(以下简称Angew)上发表的论文也大体是这样。这说明有关色谱的基础研究目前很难产生影响整个化学学科发展的成果,虽然在Anal. Chem.这样的二级学科刊物上仍然有很多色谱研究论文发表。相比而言,在很多专业性和应用性的期刊上则有大量的色谱应用论文发表,证明色谱正在解决更多的应用问题。 那么,色谱研究人员现在在干什么呢?笔者认为可以大致分为三种情况:一部分原来的色谱研究人员转而研究微-纳流控技术或芯片实验室(还应该属于色谱范畴),这是一个非常有前途的研究领域。特别是原来从事CE研究的人员,很容易转而研究微通道(芯片)电泳。另一部分则是针对当前的热点科学问题,研究色谱技术的特殊应用。比如在蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、糖组学、脂质组学、材料科学、生命科学和环境科学等研究领域,色谱(包括CE)是必不可少的分离分析方法。不少色谱研究人员做了一些出色的工作,为相关领域的发展提供了重要的分析新技术和新方法。最近发表的工作有利用色谱作为表征技术来研究纳米材料(JACS, DOI: 10.1021/ja909133f; JACS, 2009, 131: 17093-17095, DOI: 10.1021/ja902293w)及其与其他物质的相互作用(JACS, 2009, 131: 17194-17205, DOI: 10.1021/ja9083623)、聚合物材料(JACS, 2009, 131: 13631-13633, DOI: 10.1021/ja905924u)、反应机理(JACS, 2009, 131: 16573-16579, DOI: 10.1021/ja904197q; JACS, 2009, 131: 11492-11497, DOI: 10.1021/ja9028928)、蛋白质和多肽的纯化(JACS, 2009, 131: 11306-11307, DOI: 10.1021/ja9048338; Angew, 2010, 49: 895-898, DOI: 10.1002/anie.200904413),以及复杂原油样品的分析(Angew, 2010, 49: 895-898, DOI: 10.1002/anie.200904413),等等。第三部分色谱研究人员仍然在探索创新的分离介质和方法。比如整体柱的制备与修饰、新型色谱器件和检测方法的研究。 下面介绍几篇最近发表的关于整体柱的制备与修饰、新型色谱器件和检测方法研究的论文供读者参考。 (1)整体柱功能化的新方法。整体柱的功能化目前主要采用功能化单体共聚合和/或聚合后功能化两种策略。比如硼酸盐亲和色谱(BAC)多用于含顺式二醇基团的糖或糖蛋白等生物分子的分离富集,但采用上述两种策略所得到的含硼聚合物整体柱都必须在碱性条件下工作,这可能导致生物样品的降解。为此,南京大学刘震教授研究组提出了一种新的整体柱功能化方法(Angew, 2009, 48: 6704-6707, DOI: 10.1992/anie200902469)。他们首先采用邻氨基苯基硼酸与1,6-六亚甲基二胺反应生成稳定的含B-N键的配合物,然后与环氧树脂实现开环共聚合,形成表面含有相邻氨基和苯基硼酸基团的聚合物整体柱。在中性(或碱性)条件下,相邻两基团不发生配合作用,而硼酸基团可以与待分析样品中含顺式二醇基团的物质发生配合作用。因此这类整体柱可在中性pH条件下富集(保留)含顺式二醇基团的糖或糖蛋白质,流动相变为酸性时便可将保留的物质洗脱下来。在糖蛋白组学和糖组学研究中,这类聚合物整体柱可能发挥非常重要的作用。 (2)新型高效液相色谱(HPLC)泵。迄今为止,HPLC高压泵基本都是活塞式往复泵,虽然有人研究过超声波、磁流体力学、电渗流、电动力学和电化学泵,但都不足以产生毛细管HPLC所需的压力。Pawliszyn (Anal. Chem., 1995, 67: 212-219)、Miller (Anal. Chem.,1988, 60: 1965-1968)和Hjerten (Anal. Chem., 1998, 70: 366-372)等教授的研究组曾报道过液体热膨胀泵,显示了诱人的应用前景。最近,复旦大学张祥民教授研究组在热膨胀泵研究方面取得了很好的结果(Anal. Chem., 2010, 82: 842-947, DOI: 10.1021/ac901855t)。他们首先从理论上推导了热膨胀泵的液体膨胀系数、温度、压力等因素与流速之间的关系,然后加工构建了以不锈钢膨胀室(内充水)、陶瓷管外缠绕电加热丝和热电偶构成的热膨胀泵;采用4个单元热膨胀泵和2个阀构成了梯度系统,流速范围为0.05～5.00 L/min。最后通过性能评价和氨基酸样品的梯度分析证明:该系统可用于毛细管HPLC的等度和二元梯度洗脱分析,显著降低了仪器和运行成本。 (3)气相色谱(GC)通用定量检测系统。寻找一种不用标准样品和校正过程就能实现准确定量分析的色谱检测器一直是色谱研究人员的追求,在这方面,柱后同位素稀释和电感耦合等离子体质谱(ICPMS)作为GC和HPLC的检测器已有成功的应用。但是碳在等离子体中的离子化效率很低,加上高的碳背景信号,导致了分析灵敏度不高,大大制约了该技术的应用。更重要的是ICPMS检测得不到化合物的结构信息。最近,西班牙University of Oviedo的Alonso教授研究组报道了一种GC通用的柱后碳同位素稀释定量检测系统(Angew, 2009, 48: 2561-2564, DOI: 10.1002/anie200805545),该系统不需要标准样品,也不需要校正过程,就能实现GC分离的有机化合物的准确定量分析。其原理是在GC柱后加一个燃烧反应器,将有机化合物转化为CO2,并连续加入13CO2,再用电子轰击离子化质谱（EI-MS）进行检测。这样就可实现与化合物结构无关的离子化(无论用什么离子源),进而通过同位素比实现准确定量。当不用燃烧室时,就可以获得化合物的MS结构信息。 (4)微流控反相HPLC芯片与四极杆-飞行时间质谱(Q-TOF MS)联用分析磷酸化多肽。LC-MS/MS是目前蛋白质组学分析的主要技术,如何实现高丰度蛋白质的在线去除和低丰度蛋白质的在线富集是一个研究热点。荷兰Utrecht University的Heck教授研究组最近报道了他们在磷酸化多肽富集、分离和鉴定方面的研究进展(Anal. Chem., 2010, 82: 824-832, DOI: 10.1021/ac901764g)。他们采用反相-TiO2-反相HPLC芯片与Q-TOF MS联用,成功实现了大量磷酸化多肽的在线富集和鉴定。该方法用于人类白血球磷酸化蛋白组学的研究,共鉴定了1012个磷酸化多肽,相应于960个不同的磷酸化位点。 (5)集成微流控装置自动分析单细胞。单细胞分析是分析化学的前沿领域。美国University of North Carolina at Chapel Hill的Ramsey教授研究组最近报道了一种整体集成微流控装置(Anal. Chem., 2010, 82: 967-973, DOI: 10.1021/ac902218y)。该装置集成了包括溶胞部分、电泳分离通道和电渗泵驱动的电喷雾喷头,它直接连接到MS上,实现了单细胞的在线分析。作者以红细胞为模型体系,检测到了单个红细胞中的血红素和α、β亚单位血红蛋白,分析通量达到了每秒12个细胞。该装置有望用于单细胞的高通量分析。     

色谱最新进展

1可媲美二维液相色谱-质谱联用技术的一维毛细管液相色谱-串联质谱技术 如今二维鸟枪式(shotgun)液相色谱结合串联质谱用于蛋白质组学的研究屡见报道,通常使用反相液相色谱和其他可以正交的分离模式联用结合串联质谱可以分离上千种蛋白质。由于整体硅胶柱具有优越的渗透性,因此其可以长柱形式实现高效分离;结合平缓的梯度洗脱可以分离高复杂性的样品。日本Keio University的Yasushi Ishihama等成功地将整体硅胶柱应用于一维液相色谱-串联质谱 (LC-MS/MS)中,鉴定了大肠杆菌细胞表达的蛋白质组。他们使用的是一根长350 cm、内径100 μm的整体硅胶-C18毛细管柱来进行鸟枪式蛋白质组分析。实验中将4 μg大肠杆菌的胰蛋白酶酶解物进样至整体柱,随后启动一个长达41 h的梯度程序,采用流量为500 nL/min、压力不超过20 MPa的非超高压液相色谱条件,最终大肠杆菌中2602种蛋白质(包括830种膜蛋白)的22196条非冗余肽段得到了鉴定。相比使用传统的15 cm长、3 μm粒径的C18硅胶填充柱的LC-MS/MS,该体系可以获得较之平均高约5倍的峰响应值。如此高的响应值可能是因为使用长的整体硅胶柱以及缓慢的梯度获得的高效分离大大降低了电离抑制影响的缘故。因为这个高分辨率的体系不需要任何预分离,这种单次蛋白质组学检测方法可以大大地简化鸟枪技术的工作量,也降低了所需样品量,虽然采用了长时间的缓慢梯度,但是仍然减少了总的分析时间。(来源: Anal. Chem., 2010, 82: 2616-2620) 2纳米结构启动质谱技术 质谱在检测生物分子方面有很大的潜力,但现有方法仍存在灵敏度不够高、需要基质分子促使分析对象发生离子化等缺陷。纳米结构启动质谱(nanostructure-initiator mass spectrometry, NIMS)技术使用纳米结构表面的“启动子”或者“笼状物”进行释放和离子化吸附在其表面的完整分子,能以极高的灵敏度分析非常小的区域,从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析,而且还能用于组织成像。此技术克服了一般质谱方法灵敏度低和需要基质辅助离子化的缺陷。近几年,来源于动植物油脂及微生物代谢的生物柴油因其具有广泛的适用性而受到关注。由于柴油的品质与其脂肪酸的含量和性质密切相关,因此建立与当今代谢工程匹配的最佳脂肪酸克隆体高通量分析方法是生物柴油发展的关键。Wolfgang Reindl和Trent R. Northen将NIMS技术作为一种快速简便的分析手段用于植物及微生物脂肪酸的分析。研究证明,NIMS技术在负离子模式下可实现大量饱和及不饱和脂肪酸的直接检测,并且在几个数量级范围表现出良好的线性关系,检出限可达fmol级;另外,可以实现微量橄榄油、黄豆油和藻类短杆菌肽的定性及定量分析。NIMS的独特表面允许样品进行原位净化,这使得信噪比可以达到10倍以上。这项研究为植物及微生物油脂的快速分析奠定了基础,促进了生物柴油的发展。(来源: Anal. Chem., Article ASAP DOI: 10.1021/ac100159y, Publication Date (Web): March 31, 2010, in press) 3在线毛细管电泳-激光诱导荧光检测-多级质谱(CE-LIF-MSn)技术用于母乳喂养婴儿的食用母乳和粪便中寡聚糖图谱的建立 CE-LIF常被用在碳水化合物的检测分析中。没有紫外吸收的碳水化合物经过衍生可以在很低浓度水平被检出,灵敏度可达到pmol,所以在复杂生物样品的检测中CE-LIF备受关注。但是对检出物质进行确认却是一个复杂和耗时的过程。CE-MS则在物质鉴定方面有独特的优势。荷兰Wageningen University的Henk A. Schols教授课题组将在线CE-LIF-ESI(电喷雾离子源)-MSn用于母乳喂养婴儿的 食用母乳和粪便中的寡聚糖图谱的建立。LIF通过CE毛细管上的窗口进行柱上检测,毛细管中的液体通过一个鞘流接口进入到MS中。这种设计可以在同一次分析中既得到LIF信号又得到离子强度信号,并可将两组信号进行相关分析以进行物质确证。通过在线CE-LIF和ESI-MS串联对母乳喂养婴儿所食的母乳和其粪便中8-氨基芘-1,3,6-三磺酸钠盐(APTS)衍生的人乳低聚糖物质(HMOs)分析图谱的比较,对HMOs在胃肠道中的代谢有了进一步的认识。与母乳中的寡聚糖相比,在母乳喂养婴儿的粪便中确证了lacto-N-fucopentaose (LNFP)和lacto-N-neo-tetraose(LnNT)两种新的异构体。通过粪便中的寡聚糖图谱可以推断出高相对分子质量的HMOs在胃肠道中的生物转化和降解。(来源: Electrophoresis, 2010, 31: 1264-1273) 4动态针捕集技术在临床呼气试验中的应用 现代分析科学为各领域的实际应用提供了有效的途径和手段,在医药学领域,使用超痕量分析对人呼气中存在的挥发性生物标志物或药物进行检测的新型诊断方式便是一例。德国罗斯托克大学的Maren Mieth等曾提出个性化的动态针捕集技术用于呼吸气体的取样和富集(见: Anal. Chem., 2009, 81: 5851-5857)。动态针捕集技术利用装有吸附填料的捕集针对所要分析的气体进行采集,在样品处理方面较之固相萃取或者固相微萃取技术更加快速、灵敏、稳定、即时。最近,他们又首次在医疗机构的临床条件下,针对低量(20 mL)呼出气体,完成了多床层动态针捕集联合中心切割气相色谱/质谱法(GC/MS)和全二维气相色谱/飞行时间质谱法(GC×GC/TOF-MS)的分析。为了实现快速有效的分离分析,他们应用高通量自动化解吸和分离系统,采用22根不锈钢针（60 mm×0.41 mm i.d., 0.72 mm o.d.）捕集气体,针管吸附物可稳定存在约7.8 h。实验中首先建立中心切割GC/MS方法,在消除了高浓度的挥发性消毒剂和麻醉剂的背景干扰后,采用该体系成功地测定了11位接受心脏手术病人的呼出气体,找出了5种病人呼出物随时间变化(术前、 术后各时间点)的规律,显示了此方法具有作为判断病情发展的辅助手段的良好潜力。接下来又采用GC×GC/TOF-MS对被分析物进行无偏向性的筛查和鉴定,从一位麻醉后病人呼出物的分析结果可以看出,采用该方法能检测到超过200种物质,并可成功地鉴定其中的60种。因此,可将检测结果作为进一步筛查标志物的依据和基础。此项研究表明了动态针捕集技术结合色谱-质谱联用能够为临床呼气试验提供特定的解决问题的途径。(来源: Anal. Chem., 2010, 82: 2541-2551) 5采用小分子作为亲和色谱配体纯化蛋白质的新方法 亲和色谱(AC)是目前进行蛋白质纯化的最有效的色谱分离技术,但现有配体基本上是蛋白质,使该技术的使用范围受限,同时又具有价格昂贵和易降解的缺点。采用化学稳定的小分子配体将大大扩大AC在生物药品净化上的使用范围,但设计能与大分子蛋白质紧密并特异性结合的小分子存在很大的技术难度。丹麦University of Copenhagen的J. E. Rasmussen和K. J. Jensen等报道了一个完 整的用于开发和建立新型小分子亲和树脂的综合方法。该方法组合了虚拟筛选和颗粒上自动串行库筛选,其中使用了一种新的光编码方案促进结构的全面完整的“一珠一化合物”库的亲和力映射。他们用该方法制备了用于识别人生长激素(hGH)的小分子亲和树脂,并评价其对大肠杆菌裂解液中hGH的选择吸收和洗脱能力,hGH的纯度(91%)和回收率(61%)均较好。(来源: Angew. Chem. Int. Ed., published online: 18 Mar, 2010)