新型核壳型亲水聚合物-硅胶杂化填料的合成及其在蛋白质N-糖链富集中的应用

蛋白质的N-糖基化修饰与多种重要的生理、病理进程密切相关,是多种重大疾病诊断标志物研究的热点。由于糖蛋白本身多是低丰度表达的蛋白质,且糖链结构具有高度微不均一性,这使得蛋白质糖基化修饰的分析具有一定的挑战。本研究利用表面引发-原子转移自由基聚合(SI-ATRP)法,以带有双键的氨基葡萄糖为单体(GMAG),成功制备了新型核壳型亲水聚合物-硅胶杂化填料(pGMAG-SiO₂)。由于在硅胶表面引入致密的亲水聚合物层,该填料不仅保持了硅胶良好的机械强度,而且显著提高了其亲水性,因此非常适合作为亲水填料用于蛋白质的N-糖链富集。以麦芽七糖和鸡卵清蛋白的N-糖链为研究对象,考察了该填料对N-糖链的富集效果,并将该杂化填料成功用于人血浆中糖蛋白N-糖链的富集检测,共鉴定了47种糖型。以上结果表明,pGMAG-SiO₂填料对N-糖链具有较高的亲和性,可以用于N-糖链的高覆盖率鉴定。     

利用亲水富集策略分析人血浆中N-糖基化蛋白及N-糖类型

蛋白质的N-糖基化是最重要的翻译后修饰之一,许多已知的血浆肿瘤诊断标志物及治疗靶标都是N-糖基化蛋白。针对血浆的糖蛋白质组研究有利于发现新的蛋白标志物。然而,血浆蛋白质浓度分布的动态范围非常宽,且同一位点上的糖链存在微观不均一性,影响了血浆中糖蛋白的鉴定效率。本文利用亲水材料ZIC-HILIC制备亲水富集柱分别对人血浆中的N-糖链和N-糖肽进行富集,并结合碱性反相色谱进行肽段的预分离和高准确度质谱分析,最终在健康人的血浆中鉴定到了299个糖基化蛋白、637个糖基化位点,并识别出31种不同的糖型。在这些鉴定到的糖基化位点中,新发现有107个N-糖基化位点(占总位点数的16.8%)。本方法操作简单,可以有效富集N-糖肽和N-糖,为在血浆中寻找糖蛋白和糖链生物标志物提供了可靠的手段。     

固相萃取净化及超高效液相色谱-串联质谱法测定橡胶制品中的13种N-亚硝胺

建立了固相萃取(SPE)净化、超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)测定橡胶制品中13种N-亚硝胺的方法。样品于密闭萃取瓶中于60 ℃下用甲醇超声萃取30 min,C₁₈固相萃取小柱对萃取液进行净化,经C₁₈色谱柱分离,最后用电喷雾正离子(ESI⁺)和多重反应监测模式(MRM)对13种N-亚硝胺进行定性、定量测定。实验中对样品前处理、色谱分离条件和质谱检测条件进行了优化。在优化的实验条件下,橡胶样品中添加N-亚硝基二甲胺(NDMA)与N-亚硝基-二乙基胺(NDEA)为500 μg/kg、其他组分均为50 μg/kg时,各组分的相对标准偏差(RSD,n=7)小于10%;在实际样品中的加标回收率为70.7%~117.0%;方法的检出限(LOD,以10倍标准偏差计)为0.5~500 μg/kg。方法可应用于橡胶制品中13种N-亚硝胺的测定。     

Pronase E酶解释放糖蛋白N-糖链的方法及荧光标记衍生物的LC-MS分析

建立了一种用非特异性酶链酶蛋白酶 E(Pronase E)从糖蛋白上释放N-糖链的方法. 以牛胰核糖核酸酶 B(Ribo B)和鸡白蛋白(Chicken Albumin)为材料, 用Pronase E代替N-糖苷酶 F(PNGase F)释放N-糖链. 当蛋白酶质量与糖蛋白质量比为1∶1时, 得到只带一个天冬氨酸(Asn)的闭环N-糖链, 称其为糖氨酸(glycan-Asn), 这样既为糖链引入了天然的-NH2活性基团, 同时还保持了糖链原有的还原端闭环结构. 以9-氯甲酸芴甲酯(Fmoc-Cl)为衍生试剂对解离后的糖氨酸进行衍生, 采用高效液相色谱-电喷雾质谱联用技术(HPLC-ESI/MS)对Fmoc-Cl糖氨酸衍生物进行分析, 建立了糖蛋白的Pronase E酶解、微量糖氨酸的Fmoc-Cl衍生以及糖氨酸衍生物的HPLC-ESI/MS分析方法, 该方法保持了N-糖链的天然结构, 便于以-NH2为功能基团进一步进行荧光标记、分离制备以及糖链与蛋白质的相互作用研究.     

基于电喷雾电离质谱(ESI-MS)的苯胺稳定同位素标记对还原性寡糖(链)的定性定量分析方法

建立了一种基于电喷雾电离质谱的苯胺稳定同位素标记对还原性寡糖链进行定性及相对定量分析的研究方法. 用苯胺标记乳糖标准品, 优化了影响标记效率的各种因素, 在弱酸性环境下, 选择糖链/苯胺/硼氢氰化钠的摩尔比为1∶1.2∶10, 于70 ℃反应15 min即可标记完全; 同时考察了4对d0/d5苯胺标记的麦芽糊精寡糖在电喷雾电离质谱中的线性、动态范围以及重现性. 结果表明, 在15倍动态范围内, 相对定量方法呈良好的线性关系(R=0.9986)和重现性(CV=10.20%). 为进一步验证定量方法的可靠性, 将其应用于人奶中游离寡糖(HMOs)和牛奶中游离寡糖(BMOs)的分析. 研究结果表明, 人奶中的乳糖含量高于牛奶, 人奶游离寡糖比牛奶游离寡糖种类复杂, 且岩藻糖基化程度高. 该方法成本低廉, 标记效率高且后处理方法简单方便, 适于微量样品通量化分析, 对差异糖组的研究有重要意义.     

微量生物样品中糖蛋白N-糖链电喷雾电离质谱分析前处理方法的建立

基于电喷雾电离质谱检测技术,建立了一种可靠、高效、简单,适合于微量糖蛋白N-糖链解离、富集纯化的方法.以糖蛋白牛胰核糖核酸酶(Rib B)和卵清白蛋白(OVA)为模型蛋白直接酶解,比较了4种方法纯化酶解样品的效果.比较了直接酶解和经过聚偏氟乙烯(PVDF)膜富集后酶解微量复杂生物来源样品胎牛血清的酶解效果,最终建立了微量生物样品中糖蛋白N-糖链的质谱分析前处理方法.采用PVDF膜吸附复杂生物样品中的糖蛋白,N-糖苷酶F(PNGase F)酶直接在膜上完成糖链释放(37℃,24 h),采用微晶纤维素柱结合石墨碳柱对糖链进行富集纯化,用于微克级胎牛血清和健康人血清中N-糖链质谱分析的前处理.本方法通用性好,在微量生物样品糖链质谱分析检测的前处理方面具有一定应用价值.     

基于固定化Pronase E酶与质谱的糖链结构分析方法

位点特异性糖链结构的解析,是糖蛋白质结构分析面临的巨大挑战。Pronase E蛋白水解酶,能够降解糖蛋白或糖肽中大部分的氨基酸序列,而保留糖链与少量氨基酸的序列,与色谱、质谱分析等联用,可以实现糖链结构的鉴定,同时,保留的氨基酸序列可以辅助实现修饰位点的识别,两者结合,可以获取位点特异性糖链结构的信息。但Pronase E酶解的缺点是,酶解效率较低,常需要较高浓度的蛋白酶。本实验将Pronase E固定化在基质上,固定化后的Pronase E具备较高的局部浓度,从而实现目标糖蛋白的快速高效酶解。采用核糖核酸酶B作为标准糖蛋白,优化了Pronase E酶切的方案,包括酶切时蛋白与酶的用量比、酶切时间、固定化Pronase E酶的有效贮存时间等;同时优化选择了糖链的富集方法,并对于基质辅助激光解吸飞行时间质谱分析中,糖链适合的基质进行对比选择,从而获得更好的糖链谱图及更为丰富的糖链结构信息。     

固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法同时检测尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱

建立了固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱(SPE-UPLC-ESI MS/MS)联用方法,定量测定尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱。样品经Oasis MCX柱提取、纯化和富集后,采用电喷雾(ESI)离子源电离,正离子多反应监测(MRM)模式质谱进行定性和定量分析。麻黄碱和N-甲基麻黄碱在0.0250~2.50 μg/L质量浓度范围内线性关系良好,线性相关系数分别为0.9998和0.9992,提取回收率高于80%,提取效率的RSD小于5.0%,检出限均达到0.01 μg/L,可大大延长尿样检材中麻黄碱和N-甲基麻黄碱的检测周期。结果表明,该方法快速、准确,为尿液中痕量麻黄碱和N-甲基麻黄碱的分析提供了灵敏的分析方法。     

气相色谱-串联质谱法测定肉制品中10种挥发性N-亚硝胺类化合物

建立了气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）检测肉制品中10种挥发性N-亚硝胺类化合物残留量的方法。肉制品样品经同时蒸馏萃取法（SDE）萃取，采用冷冻去脂净化法，在多反应监测模式下分析，外标法定量。结果表明，采用优化后的条件，10种挥发性N-亚硝胺类化合物在1.00~1000 μg/L范围内线性关系良好，相关系数均在0.99以上。方法的检出限（LOD，S/N=3）和定量限（LOQ，S/N=10）分别为0.01~0.02 μg/kg和0.04~0.07 μg/kg。选取3种不同类型的肉制品（火腿肠、中式香肠和腌渍腊肉），在空白样品添加水平为LOQ水平、1.0、2.0 μg/kg时，10种挥发性N-亚硝胺类化合物的平均回收率为74.8%~94.3%，相对标准偏差小于8.3%。市售3类肉制品中6种挥发性N-亚硝胺类化合物（N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基吡咯烷、N-亚硝基哌啶、N-亚硝基二丁胺、N-亚硝基二丙胺）均有不同程度检出，且腌渍腊肉中每种挥发性N-亚硝胺类化合物的检出值最高。该方法操作简单，萃取充分，灵敏度高，试剂用量少，可满足实验室大量样品的日常检测需求。     

配体结构对含2-甲基咪唑及N-乙基咪唑的NAMI 衍生物水解及溶液稳定性的影响

制备并用UV、循环伏安(CV)和NMR 法研究了NAMI(新抗肿瘤转移抑制剂, trans-[RuCl₄(DMSO)(imidazole)]Na·2DMSO)衍生物trans-[RuCl₄(DMSO)(2-MeIm)]Na·2DMSO (2-MeIm＝2-甲基咪唑, 化合物1)和trans-[RuCl₄(DMSO)-(N-EtIm)]Na·2DMSO (N-EtIm＝N-乙基咪唑, 化合物2)的水解机理-动力学、溶液稳定性和电化学性质. 化合物1 和化合物2 与NAMI 相似, 在pH 7.40 的缓冲溶液中发生两步脱氯水解反应(I 氯水解及II 氯水解) (分步反应); 在酸性溶液(pH 5.00)中脱DMSO 水解. 通过线性拟合得到各水解反应速率常数k_obs 及半衰期t_1/2. 结果表明化合物在酸性溶液中的稳定性相对较高. 在NAMI 衍生物咪唑环的N 位引入乙基比在2 位引入甲基生成的化合物稳定. 含氮配体相同时,NAMI-A(新抗肿瘤转移抑制剂, A: 该系列中的第一个化合物, trans-[RuCl₄(DMSO)(imidazole)][Himidazole])衍生物略比相应的NAMI 衍生物稳定.     

含二级供电基团的三苯胺类光敏染料合成及太阳能电池中的应用

以N,N-二甲基苯胺作为二级给电子单元, 合成两种具有不同长度共轭链的三苯胺类光敏染料XS19和XS22. 研究了它们的光物理与光电化学性质, 并将它们用作TiO₂纳米晶电极的光敏化剂引入太阳电池, 结果表明, N,N-二甲基苯胺的引入能够抑制染料敏化太阳能电池中的电子复合, 提高电池的光电转换效率. XS22表现出更好的光伏性能, 在AM1.5 (100 mW•cm^－2)的光强下, XS22敏化电池的开路电压(V_OC)为685 mV, 短路电流密度(J_SC)为9.6 mA•cm^－2, 填充因子(FF)为0.72, 总光电转换效率为4.7%.     

糖蛋白质组学中基于化学反应的富集方法研究进展

蛋白质糖基化是一种广泛存在的重要的蛋白质翻译后修饰,糖基化肽在总酶解肽中占的比例不超过5%,这使得糖肽的分离富集成为糖蛋白质组学研究发展的关键技术之一。在诸多糖蛋白质组富集技术中,化学方法是富集技术的主导,本文从化学反应的角度介绍糖基化蛋白质富集的技术进展。富集过程按照连接和释放分别讨论,在连接过程中,重点介绍硼酸化学法、肼化学法、胺化学法和肟点击法;在释放过程中,以N-糖蛋白的酶释放法和O-糖蛋白的β-消除法为主导,一并介绍了最新的氧化断裂释放的化学法。最后,讨论总体富集策略的发展现状。该文以糖蛋白富集的共价反应为核心,分析不同方法的优缺点以及各技术在糖蛋白质组学研究中的应用和贡献。     

基于Endo-M N175Q糖链转移反应与丙酮富集糖肽的LC-MS分析糖蛋白N-糖链

基于化学酶标记和丙酮富集糖肽方法,建立了一种可靠、有效、简单的糖蛋白N-糖链分析方法。以唾液酸糖肽(SGP)为模型糖肽,比较了样品中丙酮加入量对SGP的富集效果,最终选择加入样品体积5倍量的丙酮。用丙酮富集经胰蛋白处理的核糖核酸酶B(RNase B)酶解液中的糖肽,以富集分离得到的糖肽(糖基供体)和PDPZ-Boc-Asn-GlcNAc(糖基受体)作为酶反应底物,进行Endo-M N175Q的转糖基反应,得到PDPZBoc-Asn-GlcNAc-N-糖链标记物。采用YMC C18色谱柱为分析柱,10 mmol/L甲酸铵-乙腈为流动相梯度洗脱,经液相色谱-串联质谱(LC-MS)检测得到5种高甘露糖型糖链。结果表明,丙酮可有效地富集大量肽和少量糖肽混合溶液中的糖肽,Endo-M N175Q可将天然糖肽的糖链转移到PDPZ-Boc-Asn-GlcNAc受体上。将该方法应用于胎球蛋白N-糖链分析,检测到5种复杂型N-糖链。该研究为各种糖蛋白N-糖链检测提供了新的分析方法。     

QuEChERS净化-液相色谱-串联质谱法测定茶叶中氯噻啉

建立了茶叶中农药氯噻啉残留的液相色谱-串联质谱检测方法。茶叶样品用乙腈提取,提取液经QuEChERS法净化,利用PSA(N-丙基乙二胺)、C₁₈、GCB(石墨化炭黑)等吸附剂材料进一步去除杂质,净化液经过离心后取上清液以水等体积稀释。以乙腈-0.1%(v/v)甲酸水溶液为流动相,在0.30 mL/min流速下梯度洗脱,用C₁₈色谱柱进行液相色谱分离,电喷雾正离子模式电离(ESI⁺),选择反应监测(SRM)模式检测,外标法定量。结果表明:氯噻啉在1~500 μ g/L范围内线性关系良好(相关系数r为0.9999),定量限为0.01 mg/kg(S/N≥10),在乌龙茶和绿茶中3个添加水平(0.01、0.3和3 mg/kg)的平均回收率为87.0%~101.0%,相对标准偏差(RSD, n=7)在2.1%~13.1%之间。对多种茶叶的测定结果表明,该方法操作简便、成本低、准确性高、特异性好、分析速度快,可以对茶叶中氯噻啉残留进行定性和定量检测。     

糖蛋白/糖肽分离富集中的化学

糖蛋白在许多生命过程中有重要的作用.糖蛋白/糖肽在复杂生物样品中的低丰度以及糖链结构的微观不均一性使其分离富集成为糖蛋白质组学研究中的难点,本文将糖蛋白/糖肽分离富集过程中使用的化学方法根据所应用的化学反应或外源功能基团的种类分为:肼化学方法,氨化学方法,硼酸化学法, β-消除米氏加成化学法;并对各化学方法的原理和优缺点进行了描述和讨论.     

固相萃取-大体积程序升温进样气相色谱-三重四极杆串联质谱测定饮用水中3种挥发性N-亚硝胺

建立了固相萃取大体积程序升温进样气相色谱-三重四极杆质谱联用（GC-QqQ-MS/MS）同时测定饮用水中N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基甲基乙基胺及N-亚硝基二乙基胺的分析方法。用椰壳活性炭固相萃取小柱萃取水样中待测物组分，少量二氯甲烷洗脱、无水硫酸钠脱水，大体积程序升温进样，气相色谱-三重四极杆质谱联用仪进行多反应监测（MRM）模式检测，外标法定量。3种N-亚硝胺在1~50 ng/L范围内线性关系良好，相关系数（r²）均大于0.999，在饮用水中进行10、20和50 ng/L水平的添加，3种待测物平均加标回收率为94.8%~109%，相对标准偏差（RSD）为4.44%~8.10%（n=5），定量限（LOQ）为0.08~0.7 ng/L。该法灵敏、准确、简单、可靠，适用于饮用水中3种N-亚硝胺组分的痕量检测。     

银杏种子糖蛋白的SDS-PAGE分离及N-糖链的质谱分析

利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离了银杏种子中的糖蛋白组分, 进一步用氨水催化释放N-糖链, 并采用电喷雾离子质谱(ESI-MS)及在线液相色谱-质谱联用(LC-UV-MS/MS²)等技术对胶条上释放的N-糖链进行了定性定量分析. 结果表明, 从银杏种子中分离得到11种糖蛋白, 共检测到11条N-糖链, 包括高甘露糖型(4.88%)和复杂型(95.12%) 2种类型, 其中分子量为21000, 36000和50000的糖蛋白所释放的核心α-1,3-岩藻糖和β-1,2-木糖修饰的N-糖链所占比率较高, 分别为68.23%, 64.37%和75.09%. 本研究对进一步研究银杏糖蛋白功能具有重要意义.     

人肝癌细胞HepG2与正常肝细胞L02的O-糖链的比较分析

以培养的原发性肝细胞癌HepG2细胞和正常肝细胞L02为研究对象, 用细胞裂解液提取总蛋白, 然后采用Carlson还原性β-消除法释放O-糖链, 以阳离子交换柱结合C₁₈柱纯化分离O-糖链, 用电喷雾电离质谱(ESI-MS)和串联质谱(MS/MS)对O-糖链进行序列鉴定, 以β-环糊精为内标对2种细胞系的O-糖链进行定量比较分析. 结果表明, 在肝癌细胞系HepG2中检测到10种O-糖链, 正常细胞系L02中检测到9种O-糖链, 其中9种O-糖链是2种细胞系中共有的, 但HepG2中存在癌细胞中特有的缩短的O-糖链N1A1(NeuAc-GalNAc, sialyl Tn 抗原). t检验结果表明, HepG2与L02相比, 在检测到的10种O-糖链中有5种的含量具有极显著性差异(P<0.01), 2种的含量具有显著性差异(P<0.05).     

超高效液相色谱-同位素稀释高分辨质谱法测定红葡萄酒中的18种农药残留

建立了采用超高效液相色谱-同位素稀释高分辨质谱法同时快速测定红葡萄酒中18种农药残留的方法。样品采用乙腈提取,以N-丙基乙二胺（PSA）和C₁₈作为吸附剂的分散固相萃取法（d-SPE）进行净化,以BEH C₁₈色谱柱进行色谱分离,分别通过高分辨质谱的全扫描/实时二级质谱扫描（full scan/ddms²）和目标选择离子监测（targeted SIM,tSIM）模式进行定性筛查和定量检测。以多菌灵-D₄、毒死蜱-D₁₀、吡虫啉-D₄、甲氧虫酰肼-D₉、嘧霉胺-D₅和戊唑醇-D₆为内标进行内标法定量,有效地降低了样品基质的影响。待测物在0.5~50 μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数（r）大于0.999。18种农药残留的检出限（LOD）为0.5 μg/kg,定量限（LOQ）为1.0 μg/kg。空白红葡萄酒样品在1~40 μg/kg范围内的4个加标水平的平均回收率为85.4%~117.9%,相对标准偏差为0.5%~6.1%。应用该方法对市售的红葡萄酒样品进行检测,共检出多菌灵、吡虫啉、嘧霉胺、戊唑醇和三唑醇5种农药残留,含量分别为2.6~143.0 μg/kg、0.6~0.9 μg/kg、2.1~3.1 μg/kg、0.6~3.0 μg/kg和0.6 μg/kg。该方法适用于红葡萄酒中农药残留的快速筛查和定量检测。     

极化效应指数与脂肪酯类化合物沸点的定量构效关系研究

基于烷基极化效应指数(PEI)构建了有效碳原子数(N_Ceff)用于定量表示烷基碳链相对长度. 用最佳子集回归方法建立了脂肪酯沸点与PEI, N_Ceff参数的定量构效关系模型, 该模型对训练集计算值与实验值的相关系数R²为0.9958, 标准偏差s为3.98 K, 对测试集预测值与实验值的相关系数R²分别为: 0.9958, 标准偏差s为3.92 K, 计算结果表明基于参数PEI和N_Ceff所建立的脂肪酯类化合物的沸点定量构效关系模型具有良好的预测能力.