卡罗琳·露丝·贝尔托西——诺贝尔化学奖史上第八位女性得主

卡罗琳·露丝·贝尔托西因开创了生物正交化学而获得2022年诺贝尔化学奖,该反应使科学家能够在不破坏细胞正常化学功能的情况下探索细胞、跟踪生物过程并实现了多种应用,提高了人类探索生命运动的能力和医学药物治疗的发展水平。通过回顾贝尔托西的研究背景以及相关的科研历程,提出了重视自主研究能力,在实践探索中收获无限可能;关注跨学科知识生产,在交叉领域开拓学科前沿;发挥科研“她”力量,更加多元与开放包容的思考与启示。     

丹荷颗粒治疗高脂血症质量标志物发现研究

为寻找丹荷颗粒治疗高脂血症的质量标志物,该研究基于丹荷颗粒体内成分分析结果,采用Cytoscape软件构建高脂血症-共有靶点-丹荷颗粒体内成分作用网络,利用DAVID及String数据库分别对共有靶点进行生物过程、通路富集及网络拓扑分析,明确丹荷颗粒降脂作用关键靶点及成分,再建立油酸诱导的HepG2细胞脂质堆积模型验证关键成分的降脂药效,最后结合相关成分在制剂中的含量、稳定性、特征性综合确定质量标志物。结果发现,丹荷颗粒体内成分作用于CES1、ADORA2A、ADORA1、APOB、LDLR、PPARA、PPARG、INSR、ESR2、ESR1共10个高脂血症疾病靶点,主要参与脂质代谢过程以及PPAR、cAMP信号通路,其中LDLR、PPARA、PPARG可能是关键靶点,而网络中与关键靶点直接作用的成分为白藜芦醇、柚皮素。白藜芦醇和柚皮素均可降低油酸诱导的HepG2细胞内脂滴数量,改善细胞脂质堆积严重程度,并显著降低细胞内甘油三酯含量,可能为关键成分;鉴于入体成分白藜芦醇和柚皮素来源于制剂中虎杖苷及柚皮苷,且制剂中虎杖苷及柚皮苷特征明显、含量丰富、稳定,故虎杖苷及柚皮苷可作为丹荷颗粒治疗高脂血症的质量标志物。该研究为丹荷颗粒质量标准的建立提供了合理的候选质控指标。     

基于铱纳米棒的电致化学发光生物传感器用于多巴胺检测

铱(Ⅲ)配合物差的水溶性限制了其在电致化学发光(ECL)领域的应用。该文用聚(苯乙烯-马来酸酐)(PSMA)羧基功能化三(2.苯基吡啶)铱(Ⅲ)(Ir(ppy)3)合成水溶性铱纳米棒(Ir NDs)。在共反应试剂三丙胺(TPrA)存在下,Ir NDs 表现出优良的ECL性能。借助多巴胺(DA)对Ir NDs-TPrA体系ECL的高效猝灭作用,实现了对DA的高灵敏检测,线性范围为2.0×10-8~4.0×10-4 mol/L,检出限为6.3×10-9 mol/L。羧基功能化的Ir NDs为铱(Ⅲ)配合物在ECL领域的应用提供了理想平台,也为DA的检测提供了新方法。     

芥子气中毒人员尿液标记物谱分析及其临床诊断应用

该研究基于暴露生物标记物溯源思路,应用于解决芥子气(SM)临床早期诊断、溯源确证难题。建立了芥子气中毒患者尿液中7种游离代谢产物的两步固相萃取/超高效液相色谱-串联质谱(SPE/UPLC-MS/MS)同时定量方法,检出限为5 pg/mL~1 ng/mL,定量下限为10pg/mL~5 ng/mL;结合前期建立的4种游离碱基加合物的同位素稀释-UPLC-MS/MS定量方法,对1例疑似芥子气中毒人员尿液中可能赋存的生物标记物进行了全筛查分析。尿液中共检出3类10种生物标记物,包括首次报道的游离代谢产物芥子亚砜,可确证患者为芥子气中毒;除硫二甘醇外,标记物含量均在暴露后3~4 d达到峰值,随后降低,至7 d仍可检出,其中谷胱甘肽加合物的β裂解产物含量相对较高,可作为芥子气中毒早期诊断与疗效评估的重要指标。     

非衍生化高效液相色谱-串联质谱法快速检测生物体液中草甘膦、草铵膦及代谢物

建立了一种非衍生化高效液相色谱-串联质谱快速检测生物体液中草甘膦、草铵膦及其代谢物等8种极性农药的方法。8种极性农药经Metrosep A Supp 5阴离子色谱柱(150 mm×4.0 mm,5μm)分离,以纯水-200 mmol/L碳酸氢铵溶液(含0.1%氨水)为流动相进行梯度洗脱,负离子多反应监测(MRM)模式进行检测。实验结果表明,8种极性农药在0.5~50 ng/mL范围内线性关系良好(r²>0.99),检出限(S/N≥3)为0.08~0.3 ng/mL,定量下限(S/N≥10)为0.3~1 ng/mL。方法的基质效应为86.5%~106%,目标化合物的回收率为81.5%~114%,日内相对标准偏差(RSD)为0.30%~2.8%,日间RSD为0.50%~5.3%。该方法无需复杂的衍生化过程,简便快速、灵敏度高、稳定性好,适用于生物体液中8种极性农药的检测。     

近红外荧光探针检测金属离子、小分子和生物大分子

荧光探针技术是近年来发展迅速的一种荧光分析方法,具有灵敏度高、选择性好、操作简便和响应迅速等特点,受到环境及生命科学领域的青睐。随着荧光探针技术的发展,近红外一区荧光探针由于具有发射波长长(600~900 nm)、对细胞损伤小、组织穿透性强和自发荧光背景低等优点,被广泛应用于细胞、组织等复杂生物体系中生物分子的检测、示踪及成像。本文评述了近年来(2016~2020年)近红外荧光探针对金属离子(Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Fe³⁺)、生物小分子(Cys、N₂H₄、H₂S、H₂O₂)与生物大分子(亮氨酸氨基肽酶、β-半乳糖苷酶)等重要生物分子的检测及成像的研究进展,讨论了该类探针在细胞及活体的分析应用,并对近红外荧光探针的前景进行了展望。     

激活型有机光声造影剂的应用

光声(PA)成像作为一种结合了光学和声学成像优势的新型成像方式,具有深层组织穿透和高空间分辨率等优点,在重大疾病的早期影像诊断方面有着巨大的应用前景。然而传统的PA造影剂依然存在信噪比低、选择性及特异性差等不足,容易产生假阳性诊断结果。激活型PA造影剂可以有效的降低背景噪声,并提升成像的灵敏度和特异性,是目前PA造影剂设计与构筑的主要趋势。本综述首先简单介绍了PA成像的原理,然后结合近几年在金属离子、酶、活性氮和活性氧等相关方面的生物成像应用,梳理了可激活探针在不同微环境中的响应方式。最后,对激活型探针在PA成像中的应用进行了总结和展望。     

大气颗粒物重金属形态分析

重金属作为大气颗粒物中重要有毒组分之一,其总量和存在形态与颗粒物重金属的健康风险密切相关。因此,颗粒物重金属形态分析对深入研究大气污染健康效应具有非常重要的意义。本文从以下四个方面对近年来国内外相关研究进行了归纳总结:(1)模拟体液、BCR、Tessier、Chester等逐级顺序提取方法被广泛用于重金属操作定义形态分析;(2)色谱-质谱联用技术和新型功能化材料用于重金属形态选择分析以及X射线吸收精细结构谱(XAFS)原位形态表征技术可以获取重金属价态、化合态、原子簇结构信息;(3)重金属形态粒径分布特征复杂,受多种因素影响,倾向于富集在细颗粒物中;(4)重金属形态时空分布具有很强的区域性,社会发展、工业来源、气候条件是主要影响因素,夏冬季节和雾霾天气危害性较大。     

基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计及应用

纸基生物传感器由于其具有成本低、操作方便、生物可降解、识别元件用量低等优点,近年来受到了广泛的关注。其中,以功能核酸作为识别元件的纸基荧光生物传感器具有较高的灵敏度、瞬时响应以及实时检测等特性,在便携式传感设备方面展现出巨大的潜力。此外,将核酸作为识别元件的纸基无细胞蛋白合成平台,通过条件合成的报告荧光蛋白可实现对病毒、重金属等目标物的特异性检测,具有良好的应用前景。首先,本文介绍了基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计,特别是基于核酸的识别元件与纸基材料的结合方式。其次,总结了基于核酸的纸基荧光生物传感器在临床诊断、食品安全检测、环境污染物检测等不同领域的最新研究进展,讨论了其优势与局限性。最后,探讨了基于核酸的纸基荧光生物传感器的发展方向与应用前景,以期为相关领域的研究提供参考。     

基于多肽识别的电化学生物传感技术

多肽具有分子量小、易于合成、生物兼容性好、稳定性高及序列灵活多样等优点。因此,多肽作为新型生物识别元件,已被广泛应用于生物传感器的构建。电化学分析灵敏度高、准确度好、设备简单、检测范围广且易于操作。本文介绍了基于多肽识别的电化学生物传感器技术,包括多肽的修饰与固定化、多肽与待测物的识别及检测原理;综述了近五年多肽电化学生物传感器对重金属离子、小分子、蛋白质、细菌和病毒的检测;展望了肽基电化学生物传感器的发展趋势。