多维立体分离分析技术面临的挑战性问题及对应策略

高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)等高效分离技术的发展为蛋白质组、天然产物、环境样品等复杂体系的分离分析提供了新的手段。然而一维分离模式所能提供的分辨率和峰容量仍十分有限,难以满足人们对复杂样品进行高效分离与高灵敏检测的要求。多维分离是近年来发展起来的一种新型复合分离技术,与一维分离模式相比,这种技术可以极大地提高峰容量,便捷地调整分离选择性,因此已成为近期分析化学领域的重要研究热点。多维液相分离方法可以采用不同的HPLC模式(如排阻色谱、离子交换色谱、亲和色谱、反相色谱等)和CE模式(如毛细管区带…     

核酸适配体亲和色谱的研究进展

核酸适配体亲和色谱是将核酸适配体作为色谱固定相上的亲和配体的一种新型色谱技术。核酸适配体是一种可以特异性地识别目标物的寡聚核苷酸,与免疫抗体相比,核酸适配体在筛选制备、稳定性及应用等方面都显示出独特的优点。本文介绍了核酸适配体亲和色谱在小分子、蛋白质和细胞的分离和分析中的应用,对核酸适配体亲和色谱的研究现状和发展前景进行了综述。     

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)快速诊断技术的研究现状

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)及相关新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的爆发引起人们对全球健康问题的极大关注,也给全球经济造成了巨大损失。由于SARS-CoV-2具有较长潜伏期及无症状感染者的出现使疫情形势更加严峻,因而对可疑病例进行早期诊断和及时管控是控制病毒传播的重要措施。开发简单、快速、灵敏、准确的SARS-CoV-2诊断技术是疫情防控的关键。本文对SARS-CoV-2的结构进行了简单介绍,对目前常用的SARS-CoV-2诊断技术的研究现状进行了详细介绍,并对有望应用于即时医疗的检测技术进行了概述,对未来的发展趋势进行了展望,以期为研究人员开发高度准确、廉价、便携的SARSCoV-2诊断技术提供研究思路,为COVID-19及其他新兴传染病的紧急防御和快速部署提供参考。     

聚多巴胺表面改性技术在分离科学领域中的应用

聚多巴胺作为新型仿生材料,具有制备过程简单、环保和适用面广（可用于各种类型基质表面改性）等优点,已被广泛应用于化学、生物医学、药学、传感器和电池制造等领域。在分离科学领域,聚多巴胺不仅可用于制备色谱固定相,也可用于制备新型的富集材料。该文对聚多巴胺的形成机理研究现状进行了简单介绍,主要综述了近年来聚多巴胺在色谱分离和富集领域的应用,包括毛细管电泳/电色谱、液相色谱、分子印迹固相萃取、分散固相微萃取和固相微萃取等技术领域。     

亲和色谱纯化超螺旋质粒DNA的研究进展

非病毒载体质粒DNA已被广泛应用于基因治疗和DNA疫苗,目前迫切需要开发其大规模制备和分离纯化方法。亲和色谱是一种高分辨率、高选择性的分离技术,在蛋白质、抗体、核酸等生物大分子的分离纯化方面显示了良好的应用前景。本文综述了亲和色谱技术在超螺旋质粒DNA分离纯化中的研究进展,总结了各种亲和色谱方法分离超螺旋质粒DNA的机理和优缺点,并展望了亲和纯化技术在质粒DNA生产和制备中的应用前景。     

纳流液相分离与电感耦合等离子体质谱联用技术研究新进展

高效微纳液相分离技术如纳流液相色谱、毛细管电泳、微芯片色谱/电泳等与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测技术联用，既具有前端分离技术高选择性、高灵敏度、快速、低样品消耗的特点，又结合了后端ICP-MS检测分辨率高、动态范围宽、可绝对定量等优势，正在发展成为一种重要的高内涵联用分析手段。该文对近年来纳流液相分离与ICP-MS联用装置的发展作一系统介绍，对其在化学与生物化学分析等领域的应用予以综述，并展望了该联用技术的发展前景。     

新型冠状病毒(COVID-19)的检测和诊断

2019年12月以来席卷全球的新型冠状病毒(COVID-19)肺炎是一种高传染性疾病,给全球社会、经济和生活带来了巨大的负面影响,严重威胁人类的生命安全。由于尚无用于COVID-19的特定药物或疫苗,快速及时的检测和诊断对于控制疫情至关重要。本文介绍了目前检测COVID-19的方法,主要比较了CT检测、核酸检测和抗体检测在检测COVID-19中各自发挥的作用,总结了各种方法的优势和不足之处,综述了各种方法的最新研究进展。病毒分离是检测病毒感染的黄金标准,但是要求严格的条件,这些条件多数实验室和医院无法满足。CT检查可以直接看到症状,但是存在特异性低的局限;核酸检测能提供直接的证据,是当前检测新型冠状病毒的主要方法,但是存在假阳性;抗体检测能提供非直接的证据,适于进行筛查工作,但是其无法用于感染的早期诊断且可能得到假阳性或假阴性结果。本文提出了联合使用和综合判读可以从技术和时间差上互补,并对未来的发展趋势和研究重点进行了展望。     

毛细管电泳中的毛细管区段灌注及其相关技术

毛细管区段灌注是一种随手性毛细管电泳、亲和毛细管电泳和胶束电动力色谱-质谱发展而产生的实验技术。由于它能消除采用以上方法时遇到的缓冲溶液对检测的影响。因此引起人们的关注。本文对区段灌注技术的原理,区段灌注技术在手性毛细管电泳、亲和毛细管电泳和胶束电动力色谱中的应用,以及目前区段灌注技术存在的一些问题进行了评述。本文还对由区段灌注技术发展而来的逆流毛细管电泳、液相预柱毛细管电泳、多步配体进样等实验技术进行了简介。     

生物制药研究中的多维色谱

对全二维气相色谱(GC×GC)、全二维液相色谱(HPLC×HPLC)、多维毛细管电泳等多维分离技术在生物制药研究中的应用进行了综述,其中对作者所在研究组在全二维气相色谱应用于中药及固相萃取-液相色谱联用分析系统等方面的工作做了重点介绍。由所综述的生物制药研究得出结论：多维分离方法以其高分辨、快速、自动化等特点已经在生物制药领域显示出它的巨大优势,并将发挥更大的作用。     

室温离子液体在色谱分离中的应用进展

室温离子液体作为21世纪的新型溶剂,近几年在分析领域应用广泛.本文重点综述了离子液体在气相色谱、液相色谱、毛细管电泳及薄层色谱等方面的应用进展,并对其在色谱分离中的研究进行了展望.     

基于成簇的规则间隔短回文重复序列的严重急性呼吸综合征冠状病毒2检测的最新进展北大核心CSCD

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)导致的新冠肺炎(COVID-19)迅速蔓延全球,给全球公共卫生系统带来了挑战。由于逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和抗原测试的普遍适用性和灵敏度较差,并且具有不同突变的SARS-CoV-2变体持续的出现,给疫情防控带来了更大的挑战,因此,高灵敏度、无需设备并且能够区分SARS-CoV-2变体的诊断方法亟须发展。基于成簇的规则间隔短回文重复序列(CRISPR)的诊断对设备要求低,具有可编程性、灵敏性和易用性,已经发展出多种核酸检测工具用于传染病的诊断,其在临床上具有巨大的应用潜力。文章聚焦于近期发表的基于CRISPR实现SARS-CoV-2检测和变体区分的最新技术,总结其特点并对其发展进行了展望。     

增强型绿色荧光蛋白的色谱分离和纯化

增强型绿色荧光蛋白(EGFP)是生物领域常用的标记物。在前期成功克隆表达EGFP的基础上,本实验建立了两步分离纯化EGFP的色谱方法,并验证其分离纯化效果,检验EGFP的活性。首先用金属螯合亲和色谱柱HisTrap HP对EGFP的重组菌体破碎上清液进行初步分离,再用葡聚糖凝胶排阻色谱柱Sephadex G-10 HR对其进行脱盐纯化。采用丙烯葡聚糖凝胶排阻色谱柱Sephacryl S-300 HR和十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测分离纯化后的EGFP纯度。最后通过荧光分光检测器和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)验证分离纯化后的EGFP是否具有荧光活性。结果表明该方法可以简便快速地分离纯化EGFP,纯度超过98%,同时保持了EGFP的荧光活性。     

超高效合相色谱法拆分和测定克伦特罗对映体

建立了基于超高效合相色谱技术(UPC²)的克伦特罗对映体拆分方法,并对所建立的方法进行了方法学考察及应用。实验考察了两种克伦特罗对映体标准溶液的稳定性,并对手性色谱柱、助溶剂、系统背压、色谱柱温度等色谱分离条件进行了优化。采用Acquity Trefoil AMY1 (150 mm×3.0 mm, 2.5 μm)手性色谱柱进行分离,以超临界CO₂-含0.5%(v/v) 10 mol/L醋酸铵的甲醇溶液为流动相,以流速2.0 mL/min梯度洗脱,检测波长为241 nm,进样体积为10 μL,系统背压为13.8 MPa,柱温为40 ℃时,两种克伦特罗对映体分离效果最好。两种克伦特罗对映体的线性范围为1.0~20.0 mg/L,相关系数均大于0.9997,仪器检出限(S/N=3)均为0.5 mg/L。10.0 mg/L混合标准工作溶液重复进样6次,(+)、(-)克伦特罗对映体峰面积的相对标准偏差(RSD, n=6)分别为0.65%和0.76%。应用该方法对市售克伦特罗外消旋体标准品进行拆分,采用外标定量法计算克伦特罗外消旋体标准中间溶液10.0 mg/L中两种克伦特罗对映体含量,其中(+)-克伦特罗的含量为5.6 mg/L, (-)-克伦特罗的含量为5.5 mg/L。该计算结果与文献报道的工业品克伦特罗外消旋体中(+)-克伦特罗与(-)-克伦特罗的比例为1.02∶1.00基本相符。该方法具有分析速度快、分离效果好、有机溶剂消耗少等特点,适用于克伦特罗对映体的拆分,为其他手性化合物的拆分、药效精细分析和产品质量评定提供了可靠的技术支持。     

The Two-Way Switch Role of ACE2 in the Treatment of Novel Coronavirus Pneumonia and Underlying Comorbidities

December 2019 saw the emergence of the coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2), which has spread across the globe. The high infectivity and ongoing mortality of SARS-CoV-2 emphasize the demand of drug discovery. Angiotensin-converting enzyme II (ACE2) is the functional receptor for SARS-CoV-2 entry into host cells. ACE2 exists as a membrane-bound protein on major viral target pulmonary epithelial cells, and its peptidase domain (PD) interacts SARS-CoV-2 spike protein with higher affinity. Therefore, targeting ACE2 is an important pharmacological intervention for a SARS-CoV-2 infection. In this review, we described the two-way switch role of ACE2 in the treatment of novel coronavirus pneumonia and underlying comorbidities, and discussed the potential effect of the ACE inhibitor and angiotensin receptor blocker on a hypertension patient with the SARS-CoV-2 infection. In addition, we analyzed the S-protein-binding site on ACE2 and suggested that blocking hot spot-31 and hot spot-353 on ACE2 could be a therapeutic strategy for preventing the spread of SARS-CoV-2. Besides, the recombinant ACE2 protein could be another potential treatment option for SARS-CoV-2 induced acute severe lung failure. This review could provide beneficial information for the development of anti-SARS-CoV-2 agents via targeting ACE2 and the clinical usage of renin-angiotensin system (RAS) drugs for novel coronavirus pneumonia treatment.     

高效逆流色谱法制备苏木中的氧化巴西木素

氧化巴西木素是苏木的主要化学成分之一,具有广泛的药理活性且常作为染色剂应用于各行各业。采用传统柱色谱法进行分离,不仅会造成色谱柱材料的污染,也会造成活性成分的损失。故采用高效逆流色谱(HPCCC)对苏木中的活性化合物氧化巴西木素进行分离纯化。苏木乙醇提取物经乙酸乙酯萃取后直接进行高效逆流色谱分离。首先利用基于薄层色谱的常用溶剂体系估算法和摇瓶法结合高效逆流色谱分析模式进行溶剂体系筛选。结果表明,最佳溶剂体系为氯仿-甲醇-水(4∶3∶2, v/v/v)。高效逆流色谱以反相模式为洗脱模式,主机转速为1600 r/min,流速为10 mL/min,分离温度为25 ℃,检测波长为285 nm,在氯仿-甲醇-水(4∶3∶2, v/v/v)溶剂体系下,从500 mg苏木乙酸乙酯萃取物中一次性分离制备得到15.2 mg纯度为95.6%的氧化巴西木素及一微量成分caesappanin C。采用高效逆流色谱分离制备氧化巴西木素,可避免苏木中的活性成分氧化巴西木素对色谱柱中的固体填充材料染色和难以洗脱等问题,并缩短分离纯化工作时间,提高工作效率。故可将高效逆流色谱应用到苏木中其他色素化合物或其他染料植物的分离制备工艺研究中。     

多维高效液相色谱分离模式组合

简述了多维高效液相色谱法的特点及发展简况,重点对分子排阻色谱／反相色谱、离子交换色谱／反相色谱、正相色谱／反相色谱、分子排阻色谱／离子交换色谱、液固色谱／反相色谱、亲合色谱／反相色谱、非手性柱／手性柱等的联用模式及实际应用进行了概括和总结。     

Selective on-line serum peptide extraction and multidimensional separation by coupling a restricted-access material-based capillary trap column with nanoliquid chromatography–tandem mass spectrometry

As the serum peptidome gets increasing attention for biomarker discovery, one of the important issues is how to efficiently extract the peptides from highly complex human serum for peptidome analysis. Here we developed a fully automated platform for direct injection, on-line extraction, multidimensional separation and MS detection of peptides present in human serum. A capillary SPE column packed with a novel mix mode restricted access material (RAM) exhibiting strong cation exchange and size exclusion chromatography (SCX/SEC) properties were coupled with a nanoliquid chromatography–mass spectrometry (nanoLC-MS) system. The capillary SPE column excludes the high abundant serum proteins such as HSA by size exclusion chromatography and simultaneously extracts the low molecular weight peptides by binding to sulfonic acid residues. Subsequently, the trapped peptides are eluted to a capillary LC column packed with a RP-C18 stationary phase. After injection of only 2 μL human serum to the one-dimensional nanoLC-MS system around 400 peptides could be identified. When conducting a multidimensional separation, the described SCX/SEC/RP-MS platform allows the separation and identification of 1286 peptides present in human serum by the injection and on-line processing of 20 μL human serum sample.     

微乳液相色谱法同时分离7种水溶性维生素

采用微乳液相色谱法同时分离7种水溶性维生素(V_(B1)、V_(B2)、V_(B6)、VB_(12)、叶酸、烟酰胺和VC)。考察了微乳流动相体系中表面活性剂、油相、助表面活性剂的种类以及流动相的pH值、柱温等对水溶性维生素分离的影响。优化后微乳体系的组成为:十二烷基硫酸钠(SDS)/聚氧乙烯月桂醇醚(Brij35)/正丁醇/乙酸乙酯/水(质量比为2∶60∶66∶8∶864)。色谱柱为Agilent TC C18(250 mm×4.6 mm,5μm),柱温为30℃,检测波长为254 nm,流速为0.5mL/min。7种水溶性维生素在20 min内达到基线分离。在4~36 mg/L范围内,7种水溶性维生素的质量浓度与峰面积的相关系数均大于0.999 1。不同添加水平下,V_(B1)、V_(B2)、V_(B6)、VC和烟酰胺的平均回收率为93.9%~102.9%。该方法可用于食品和药品中的多种水溶性维生素的分离、鉴别及快速测定。     

非水胶束电动色谱分离邻苯二甲酸酯类化合物

非水胶束电动色谱(NAMEKC)兼具非水毛细管电泳的优点和胶束电动色谱的分离机制,尤其适于对强疏水性化合物进行分离分析。在以甲酰胺为非水溶剂的电泳介质中,采用十二烷基硫酸钠（SDS）形成胶束相,开展NAMEKC方法的研究。通过添加水溶液、调节水溶液酸度、添加有机溶剂、改变SDS浓度等操作条件的考察,在15 min 内实现了3种美国环保局优先监测的污染物——邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯的分离。分离度最小者为1.5,检测限优于3.04 mmol/L(以信噪比为3计)。3种典型的强疏水性物质的成功分离,显示出NAMEKC方法在分离疏水性物质方面的优势,扩展了NAMEKC在电中性有机物分析中的应用。     

Comprehensive analyses of bioinformatics applications in the fight against COVID-19 pandemic

Novel coronavirus disease 2019 (COVID-19) is a global pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2 (SARS-CoV-2), which can be transmitted from person to person. As of September 21, 2021, over 228 million cases were diagnosed as COVID-19 infection in more than 200 countries and regions worldwide. The death toll is more than 4.69 million and the mortality rate has reached about 2.05% as it has gradually become a global plague, and the numbers are growing. Therefore, it is important to gain a deeper understanding of the genome and protein characteristics, clinical diagnostics, pathogenic mechanisms, and the development of antiviral drugs and vaccines against the novel coronavirus to deal with the COVID-19 pandemic. The traditional biology technologies are limited for COVID-19-related studies to understand the pandemic happening. Bioinformatics is the application of computational methods and analytical tools in the field of biological research which has obvious advantages in predicting the structure, product, function, and evolution of unknown genes and proteins, and in screening drugs and vaccines from a large amount of sequence information. Here, we comprehensively summarized several of the most important methods and applications relating to COVID-19 based on currently available reports of bioinformatics technologies, focusing on future research for overcoming the virus pandemic. Based on the next-generation sequencing (NGS) and third-generation sequencing (TGS) technology, not only virus can be detected, but also high quality SARS-CoV-2 genome could be obtained quickly. The emergence of data of genome sequences, variants, haplotypes of SARS-CoV-2 help us to understand genome and protein structure, variant calling, mutation, and other biological characteristics. After sequencing alignment and phylogenetic analysis, the bat may be the natural host of the novel coronavirus. Single-cell RNA sequencing provide abundant resource for discovering the mechanism of immune response induced by COVID-19. As an entry receptor, angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) can be used as a potential drug target to treat COVID-19. Molecular dynamics simulation, molecular docking and artificial intelligence (AI) technology of bioinformatics methods based on drug databases for SARS-CoV-2 can accelerate the development of drugs. Meanwhile, computational approaches are helpful to identify suitable vaccines to prevent COVID-19 infection through reverse vaccinology, Immunoinformatics and structural vaccinology.