基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法研究进展

代谢组学是研究小分子代谢物的有用工具,能够直接反映生命体终端和表型信息,在精准医学和转化医学中发挥着重要作用。色谱-质谱联用技术具有灵敏度高、选择性好、动态范围宽、信息丰富等优点,已成为代谢组学研究的主要技术平台。代谢组学分析方法的创新与进展是代谢组学在各领域广泛应用的重要前提。该文综述了近5年来基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法取得的成果,并对目前存在的问题及发展前景给予展望。综述引用文献81篇。     

A2 BO4型类钙钛矿材料中非化学计量氧的分子模拟

A_2BO_4型类钙钛矿材料因其独特的物化性能,可应用于催化、固体氧化物燃料电池等领域。本文简要介绍了A_2BO_4型类钙钛矿材料的结构和非化学计量氧(δ)的研究方法,对材料的δ分子模拟研究进展进行了综述,重点介绍了材料非化学计量氧迁移、输运机制的分子模拟研究现状,包括未掺杂纯相、A位掺杂和B位掺杂A_2BO_4型类钙钛矿三类材料,同时也对该领域的发展趋势进行了展望。     

近红外光谱技术结合4种算法分析尾巨桉-马占相思制浆原料的混合程度与主化学成分

为缓解我国木浆供应压力,满足混合原料制浆的实际需求,该文进行了近红外光谱快速分析混合制浆原料的研究。采集145个人为控制尾巨桉含量的尾巨桉-马占相思混合样品的近红外光谱,用常规方法测定其综纤维素、聚戊糖、Klason木质素含量。对原始光谱进行一阶导数与标准正态变换预处理后,分别运用偏最小二乘法、支持向量机法、人工神经网络法和LASSO算法建立尾巨桉、综纤维素、聚戊糖、Klason木质素含量分析模型。其中LASSO法建立的尾巨桉和综纤维素含量分析模型最优,预测均方根误差(RMSEP)分别为1.80%、0.60%;绝对偏差(AD)分别为-3.03%~3.17%、-1.03%~0.98%,模型性能可满足较精确的快速分析。偏最小二乘法建立的聚戊糖含量分析模型最优,RMSEP为0.75%,AD为-1.26%~1.33%;支持向量机法建立的Klason木质素含量分析模型最优,RMSEP为0.48%,AD为-0.82%~0.86%,两个模型性能适用于非精确性的分析。该研究为混合制浆原料的快速分析提供了可能,同时也证实了LASSO算法的适用性。     

基于UPLC-MS/MS的2型糖尿病患者血清胆汁酸代谢产物分析

应用基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术的代谢组学方法检测2型糖尿病患者血清胆汁酸代谢谱,获得代谢标志物,发掘可预测糖尿病的潜在预防治疗靶点。采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(150 mm×2.1 mm,1.7 μm)分离,0.05%乙酸水溶液-乙腈为流动相,以0.40 mL/min流速进行梯度洗脱,用此方法测定了30例糖尿病患者和 50例正常人血清胆汁酸代谢谱。41种胆汁酸标准品在30 min内均得到良好分离,各成分在一定浓度范围内呈良好线性关系,检出限(LOD)为0.24~7.81 nmol/L,定量下限(LOQ)为0.49~15.63 nmol/L,相关系数(r2)为 0.986 7~0.999 7。血清中胆汁酸代谢谱与两组间存在相关性,通过正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)发现,有12种胆汁酸(包括甘氨熊脱氧胆酸、甘氨胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸、胆酸、熊去氧胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、甘氨脱氧胆酸、12 酮基石胆酸、鹅脱氧胆酸、脱氧胆酸、异石胆酸、石胆酸)承载了分组的重要信息。结合受试者工作特征(ROC)分析,最终获得牛磺鹅脱氧胆酸(AUC=0.68)、甘氨鹅脱氧胆酸(AUC=0.66)、甘氨熊脱氧胆酸(AUC=0.63)、胆酸(AUC=0.63)、脱氧胆酸(AUC=0.63)、甘氨脱氧胆酸(AUC=0.58) 6种胆汁酸代谢标志物,对于糖尿病的早期诊断及深入研究具有潜在的科研及临床价值。     

直接滴加液体缓冲剂CCD-I型交流电弧直读发射光谱法测定土壤中银锡

以氟化铵为液体缓冲剂,采用直接固体进样,使用CCD-I型交流电弧直读发射光谱法同时测定土壤中的Ag、Sn,其检出限为Ag 0.035μg/g,Sn 0.52μg/g。免去称样及与粉末缓冲剂混合磨匀的过程,缩短流程,快速简便。滴加氟化铵作缓冲剂,使Sn难挥发元素快速蒸发,增强检测信号强度,增加灵敏度。     

囊泡型荧光纳米界面的构建及其对CD44蛋白的比例型传感

本文设计合成了两亲性Eu(Ⅲ)配合物(Eu L^3+)、两亲性香豆素衍生物(CA)以及荧光素修饰的透明质酸(HA-FA).Eu L^3+和CA可在水中共组装形成带正电荷的囊泡型荧光纳米界面(Eu L^3+/CA).HA-FA可通过静电引力络合在Eu L^3+/CA表面,促使CA与FA之间发生有效的荧光共振能量转移,体系的荧光发射以荧光素的绿色荧光为主.当肿瘤细胞标识物CD44蛋白与络合在囊泡表面上的透明质酸发生特异相互作用后,降低了CA与FA之间的能量转移效率,体系的荧光发射从绿色转变为蓝色.据此,实现了对CD44的高灵敏检测(DL=1.79×10^-7g/m L),而所测试的氨基酸、蛋白质等生物分子几乎不对荧光纳米界面的荧光性质产生影响.基于此,我们成功地将Eu L^3+/CA/HA-FA用于人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231悬浮液中CD44蛋白的高效检测,该工作为构建新型CD44蛋白荧光探针提供了思路,为癌症早期诊断和治疗奠定了基础.     

一类高效率高分辨率加映射的WENO格式及其在复杂流动问题数值模拟中的应用

由于映射操作会带来额外的计算时间消耗, 传统加映射的WENO格式存在计算效率低的缺陷. 为了提高传统加映射WENO格式的计算效率, 通过利用标准符号函数的一种近似逼近函数构造出一族近似常值映射函数, 本文提出了一种新的加映射WENO格式, 称为WENO-ACM. 新映射函数满足文献中已有WENO-PM6格式映射函数的全部设计要求, 其中WENO-PM6是一种为了克服经典WENO-M格式潜在的精度丢失缺陷而提出的格式. 新格式保留了WENO-PM6在低耗散和高分辨率方面的优势, 同时, 显著的减少了每个时间步映射过程中的数学运算操作数, 进而在计算效率方面获得了明显的提升. 理论分析表明, 新格式在即使包含临界点的光滑区域也能够获得最佳收敛精度. 对近似色散关系的研究表明, 新格式的频谱特性也得到了显著的提升. 对大量标准测试算例进行了模拟计算, 包括精度测试、激波管问题、激波?熵波相互作用、爆炸波相互碰撞、二维黎曼问题、双马赫反射、前台阶流动、瑞利-泰勒不稳定性和开尔文?亥姆霍兹不稳定性问题等. 与广泛认可的WENO-JS, WENO-M, WENO-PM6格式综合比较发现, 新提出的WENO-ACM格式在高效率、低数值耗散和间断捕捉等方面都有显著的改进. 最重要的是, 与WENO-M和WENO-PM6格式相比, WENO-ACM将相对于WENO-JS格式的额外计算时间消耗分别减少了80%和90%以上.      

大尺寸非对称薄膜型声学超材料的低频隔声特性研究

针对低频声波的衰减问题，设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构，利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达100 mm,隔声频率降低至10 Hz,并在10～500 Hz的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比，通过在单胞中引入不对称性，使得结构的低频隔声频带拓宽了23 Hz。通过模态分析发现，不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式，Lorentz共振与Fano共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时，薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果，为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。     

能量色散型X射线荧光光谱法测定聚合物材料中镉和铅含量

提出了能量色散型X射线荧光光谱测定聚合物材料中镉和铅的测试分析方法及制样技巧。按照仪器分析条件测定同时含有镉和铅的6块不同浓度级别的标准物质来建立校准工作曲线,其线性范围分别在250ug·g-1、1100ug·g-1以内。镉和铅的方法检出限依次为4.7ug·g-1、4.1ug·g-1。该方法应用于测定欧洲标准物质ERM-EC680和ERM-EC681k,其镉和铅的实际测定值与标准物质证书的标称值相符,测定实际样品中的镉和铅的回收率介于90~110%。该方法测定标准物质和实际样品中镉和铅的精密度均小于10%。