超高效液相色谱-串联质谱法同时测定土壤中30种抗生素

土壤基质复杂,土壤中残留的抗生素种类繁多,浓度多为痕量水平,高灵敏度的仪器方法、有效的净化和富集方法、多种类抗生素的同时检测是土壤中抗生素检测的重点和难点。该研究建立了固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定土壤中7类(磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类、大环内酯类、β-内酰胺类、酰胺醇类和林可酰胺类)30种抗生素的方法。首先,通过参数优化确定最佳质谱条件,选择BEH-C18色谱柱,以0.1%(v/v)甲酸甲醇溶液-0.1%(v/v)甲酸水溶液为流动相,10%(v/v)甲醇水溶液为进样溶剂。然后,通过提取条件(萃取剂种类及体积)和固相萃取条件(上样液pH、淋洗液有机溶剂比例、洗脱液种类及体积)的优化,确定使用10 mL乙腈和Na₂EDTA-McIlvaine缓冲液的混合溶液(1∶1, v/v)为萃取剂,萃取液pH调节至8.0后,采用HLB小柱进行固相萃取,并以10 mL超纯水淋洗净化,最后用10 mL甲醇-乙腈(1∶1, v/v)洗脱目标分析物。在优化的分析条件下,该方法的定量限为0.043~4.04 μg/kg,目标化合物的标准曲线线性关系良好,相关系数在0.992~1.00的范围内,在20、100、200 μg/kg的添加浓度下,大多数目标化合物的加标回收率范围为44.8%~164%,相对标准偏差为0.700%~14.8%。将该方法用于6个实际土壤样品的分析,结果显示在30种抗生素中,17种抗生素有检出,其中12种抗生素的检出率为100%。环丙沙星和诺氟沙星是土壤样品中含量最高的两种抗生素,它们的含量范围分别是13.7~32.1和15.6~43.6 μg/kg。本研究建立的方法简单、快速、溶剂使用量少,能用于土壤样品中痕量水平的7类30种抗生素的同时测定。     

3D打印便携式凝胶电泳装置用于蛋白质的快速检测

随着现场分析对于快速、便携和经济型检测的需求,分析仪器的便携化和微型化备受关注。3D打印技术的不断发展,将会极大推动小型化、便携式实验设备的开发和研制。分析仪器的微型化有助于促进资源不足地区在医疗现场、食品安全和环境污染等方面的现场监测。目前,用于蛋白质分离的凝胶电泳装置多为实验室用小型化分析仪器,可用于现场快速分离蛋白质的小型化仪器尚未见报道。该研究设计加工了一款便携式凝胶电泳装置,用于蛋白质的快速分离检测。首先,通过3D打印加工的凝胶电泳装置可在实验室内方便、快捷、低成本的复制。其次,通过对预染蛋白质相对分子质量标准的分离测试,对该系统结构进行优化。优化后该凝胶电泳装置电泳槽的尺寸仅为15 mm×20 mm×17 mm,采用3D打印技术可在5 h内加工完成,耗费打印材料10 mL。正负极所用电泳缓冲液共需4 mL,所使用的25 V锂电池可实现100 h左右的工作时间。装置优化后可实现蛋白质的快速高效分离。随后,在5种常用蛋白质相对分子质量标准的分离中,该装置与商业化平板凝胶电泳分离效果相当,同时具备更快的分离速度。该研究在便携式凝胶电泳装置的开发及其在蛋白质快速分离方面取得了初步成果,但在分离完成后立即对蛋白质进行定量分析以及更多实际样品的应用方面还需要进一步研究。     

砷的生物地球化学

地下水和饮用水中低剂量砷引起的环境健康问题在全球范围内受到广泛关注.本文从生物地球化学行为的角度综述了关于砷在环境中迁移转化方面的研究进展.首先介绍了砷在土壤、水体和大气等介质中的分布、形态以及砷在这些介质中的循环.然后阐述了环境水体中控制砷迁移的两个过程即:砷在土壤表面的吸附-解吸和沉淀-溶解过程,并详细讨论了在吸附-解吸过程中生物、物理和化学等因素的影响.     

细菌介导重金属转化过程及金属组学研究方法

重金属污染依然是我国严重的环境问题之一。在重金属胁迫下，微生物可通过复杂的过程，对重金属进行转化，降低重金属的毒性，其中转化涉及的分子机制广受关注。目前，在上述机制相关研究中，对转化过程中重金属的衡量多局限于总量的测定，而对其赋存形态的研究不足，导致难以取得有效进展。对细菌介导重金属的转化过程及金属在其中的赋存形态进行综述，探讨了金属组学研究方法在其中的应用，重点针对重金属的颗粒态与蛋白质结合态进行分析、表征和鉴定，为微生物介导重金属的转化研究提供新视角。     

单细胞视角下铅的体内代谢与检测

在全球工业需求和储能需求持续增加的背景下，铅污染仍然是当前主要的环境问题之一。持续的铅暴露导致了复杂的体内毒理效应，其临床治疗效果受限于铅检测技术的缺乏与铅动力学研究的不足。单细胞水平上铅的检测技术，可以揭示动力学相关的细胞机制，从微观角度考量细胞异质性对人体内铅运输和铅分布的影响。分析了铅污染现状并归纳了铅暴露源特征，总结了单细胞水平上铅代谢与检测方面的研究进展。细胞机制与细胞异质性对完善铅的动力学模型和理解有关机制的作用不容忽视。单细胞检测技术作为有效的研究工具，包括流式细胞技术、质谱流式细胞技术以及基于电感耦合等离子体质谱的单细胞电感耦合等离子体质谱技术、电感耦合等离子体飞行时间质谱技术和激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱技术等，需要更加标准化与体系化的检测方案。基于生物数学模型与单细胞检测技术的发展，单细胞视角下铅的动力学研究有望进一步细化与完善。     

高效液相色谱-电喷雾-串联质谱研究四溴双酚A双(2-羟乙基醚)诱导大鼠嗜铬细胞瘤细胞呼吸链氧化磷酸化和能量代谢紊乱

四溴双酚A衍生物的毒理学研究亟须开展。已有研究发现四溴双酚A双(2-羟乙基醚)(tetrabromobisphenol A bis(2-hydroxyethyl ether),TBBPA-BHEE)可诱导大鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12)活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成。然而TBBPA-BHEE对PC12细胞线粒体呼吸链氧化磷酸化过程的干扰机制尚不明确,TBBPA-BHEE是否通过破坏线粒体功能干扰细胞能量代谢亟待进一步探讨。建立了基于HPLC-ESI-MS/MS分析PC12细胞内ATP、ADP、AMP及cAMP(cyclic AMP)浓度的方法,在此基础上评价了TBBPA-BHEE暴露对PC12线粒体呼吸链氧化磷酸化过程及能量代谢的影响。研究发现,TBBPA-BHEE可加速PC12线粒体呼吸链氧化磷酸化过程;TBBPA-BHEE诱导的PC12线粒体功能紊乱可引起细胞能量代谢紊乱。一方面揭示了TBBPA-BHEE对PC12潜在的毒性作用机制,另一方面也证实HPLC-ESI-MS/MS是研究细胞线粒体呼吸链氧化磷酸化及能量代谢过程的有力工具。     

液相色谱-串联质谱法测定人血浆中卡托普利的浓度

建立了测定人血浆中卡托普利的LC/MS/MS法。取血浆0.2 mL,用对溴苯甲酰甲基溴进行衍生化,经甲醇沉淀蛋白后,以甲醇-10 mmol/L乙酸铵-甲酸(80/20/0.4,V/V)为流动相,用Zorbax SB-C18柱分离,通过配有电喷雾离子化源的四极杆-线性离子阱质谱仪,以多反应监测(MRM)方式进行检测。用于定量分析的离子反应分别为m/z416→m/z216(卡托普利衍生物)和m/z28→m/z193(安定)。卡托普利的线性范围为2.5~1000μg/L,最低定量限为2.5μg/L,样品分析时间为2.0 m in。该法精密、准确,在灵敏度和分析速度上优于以往文献报道,适用于游离型卡托普利血药浓度的监测和药动学研究。     

无固定相分离-电感耦合等离子体质谱法在环境中痕量金属纳米颗粒分析中的应用

环境中金属纳米颗粒的分析检测不仅需要关注其浓度和化学组成,还需要对其形状、粒径和表面电荷等进行表征。此外,环境中金属纳米颗粒的分析需要解决其低赋存浓度以及复杂基质干扰的难题。无固定相分离技术与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的在线联用,具有较强的颗粒分离能力和较低的元素检出限,能够快速准确地提供金属纳米颗粒的粒径分布、化学组成等信息,在金属纳米颗粒的分离检测方面表现出极大的潜能。但这一联用技术尚无法获得金属纳米颗粒物的颗粒数浓度和单个颗粒的元素信息,难以判断金属纳米颗粒涂层厚度、纯度以及颗粒的均相/异相团聚行为等。新兴的单颗粒-电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)与无固定相分离技术的在线联用,可以获得金属纳米颗粒的流体动力学粒径、元素质量计算粒径和颗粒数浓度等信息,进而弥补无固定相分离与ICP-MS在线联用技术的不足。该文介绍了流体动力色谱、毛细管电泳和场流分离3种常用无固定相分离技术的分离机制和适用检测器,着重综述了无固定相分离技术与ICP-MS/SP-ICP-MS在线联用技术的特点及其在环境金属纳米颗粒分析中的应用。关于场流分离,主要介绍了可以与ICP-MS联用的沉降场流分离和流场流分离。该文还对流体动力色谱、毛细管电泳和流场流分离与ICP-MS在线联用技术的特点进行了比较。最后,该文对无固定相分离技术与ICP-MS/SP-ICP-MS在线联用技术的发展提出了展望。