同位素质谱和无机质谱分析

本文与本刊1991年专栏评述衔接,评述了1991～1992年10月间我国同位素质谱和无机质谱分析的情况。包括同位素分析、同位素示踪、同位位素稀释、同位素质谱计研制、火花质谱、二次离子质谱、离子探针、等离子体质谱等。资料来源以国内为主,也收集了少量代表学科先进水平的外国文献。参考文献252篇。     

热表面电离同位素质谱在人体钙同位素示踪研究中的应用

研究了用热表面电离质谱测量经同位素示踪的人尿中钙同位素丰度比的方法。方法主要涉及生物样品的化学前处理程序和质谱测量技术,并就不同的样品前处理方法等因素对测量结果的影响进行了讨论,测量结果用于钙吸收率的计算。     

13C稳定同位素示踪技术在小硅藻光合膜脂合成途径中的应用

采用¹³C稳定同位素示踪技术结合高分辨质谱方法,研究了小硅藻中4类光合膜脂(二酰甘油单半乳糖脂(MGDG)、二酰甘油双半乳糖脂(DGDG)、二酰甘油硫代糖脂(SQDG)和磷脂酰甘油(PG))的合成途径。与通过物质含量的变化进行合成与代谢途径研究的传统方法相比,本方法更直观、准确地阐明了小硅藻光合膜脂中碳原子的去向。研究结果表明,小硅藻中4类光合膜脂均被标记,且标记含量在小硅藻生长周期的整个平台期逐渐增加。对二级质谱碎裂片段分析结果表明,光合膜脂的空间结构在¹³C标记方面起着决定性作用,即4类光合膜脂的极性头部被优先标记,其次是甘油骨架,最后是两条脂肪酸酰基链,且两条脂酰链的位置差别影响不大,几乎是同步合成。本方法可以直观准确地阐明小硅藻中光合膜脂对碳原子的利用途径,为相关研究提供了参考。     

基于质谱分析的代谢组学研究进展

质谱分析技术是代谢组学研究的重要技术之一。该文通过近5年来的文献分析,对基于质谱分析的代谢组学研究方法的新进展,包括样品前处理方法、分析检测方法、数据处理方法等,以及近年来代谢组学在疾病诊断、药物研发、营养学、毒理学、运动医学等领域的应用进展,进行了较全面的综述,并对未来的发展趋势进行了展望。     

电感耦合等离子体质谱在同位素分析中的研究进展

综述了电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)在同位素分析方面的应用和最新进展,着重介绍了多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS),等离子体飞行时间质谱仪(ICP-TOF-MS),激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS),扇形磁场电磁双聚焦电感耦合等离子体质谱(ICP-SF-MS).     

大鼠体内铅镉分布的稳定同位素示踪ICP-MS研究

采用稳定同位素示踪技术研究重金属元素铅、镉在大鼠体内的分布,通过对大鼠进行浓缩同位素206Pb、112Cd灌喂,解剖取其肝、肾、睾丸和心脏等脏器,通过相应的化学处理,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测量铅、镉元素在各个脏器中的含量及其同位素组成变化.根据同位素比值的变化研究Pb、Cd在各脏器中的分布、蓄积规律和各脏器对引入的浓缩同位素利用率.结果发现:重金属Pb和Cd蓄积的最主要场所是肝和肾,其次是睾丸和心脏,而在脑中的积累最少.在肝和肾中Cd的同位素利用率为0.048 8%、0.015 4%,Pb的同位素利用率为0.010 1%、0.007 8%,远高于其它脏器.与传统的方法相比较,该法具有更接近慢性中毒、危害性小,能将重金属来源分为天然来源和人为引入等特点.     

同位素示踪法研究烟丝水分在加工过程中的转移

利用同位素重水(deuterium oxide,D2O)跟踪烟草中的水分子,从而研究水分在加工过程中的转移变化.首先将烟丝真空干燥以脱去烟丝中的全部水分(游离水和结合水),加入等量D2O使其真空复吸,达到平衡.然后在不同的取样点对烟丝加工过程中的水分D2O用真空管道技术进行完全提取.经乙酸酐衍生化处理后,再用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析,通过分析氘代乙酸与乙酸的摩尔比,得到D2O与H2O的摩尔比.从而确定在整个工艺过程中烟丝中的水分损失量和损失点.实验结果表明:烟丝中的水分流失几乎全部集中在炒制过程,从而为优化烟丝的加工工艺提供了理论依据.     

液相色谱-同位素比质谱技术发展及应用研究进展

液相色谱-同位素比质谱(LC-IRMS)是一种特征化合物同位素分析技术,该技术利用LC IsoLink接口设备实现液相色谱与同位素比质谱的联用,通过检测目标物质的稳定碳同位素比(δ¹³C),实现样品的产地来源与品质真实性鉴定。该文总结了IRMS与LC-IRMS技术的概况,以及过去20年LC-IRMS的发展历程;归纳整理了LC-IRMS在食品安全、生态与环境、生命科学及考古学等领域的应用情况;评述了LC-IRMS面临的技术局限、挑战及其未来的发展趋势。     

基于质谱分析的新精神活性物质代谢研究进展

近年来,新精神活性物质愈发泛滥,滋生了违法犯罪等社会问题,严重危害公众健康和社会安定。新精神活性物质在人体内代谢迅速,通过质谱方法检测其特征代谢物能够有效确定摄入情况。该文通过检索、整理和讨论相关文献,综述了近5年新精神活性物质体外、体内的代谢研究,总结了不同方法的适用性和优缺点,并与真实人体样本数据进行了比较。最后展望了代谢研究方法的发展趋势,以期为鉴定代谢产物,推断代谢途径与生物标志物等新精神活性物质代谢研究提供参考。     

基于多级质谱的蛋白质组定量新方法新技术进展

定量蛋白质组学已经成为蛋白质组学的一个重要分支,以生物质谱为核心的定量蛋白质组方法日益发展。按照定量所依据的质谱信号来源于一级质谱谱图还是多级质谱谱图可以将定量蛋白质组方法分为一级质谱定量和多级质谱定量。本文主要综述基于多级质谱的定量方法和技术进展,分析比较了这些方法的优缺点,并对基于多级质谱的定量方法发展进行了展望。     

基于3种非天然糖代谢标记的分泌蛋白质组分析性能对比

分泌蛋白质是调控细胞间信号转导的重要生物大分子。由于分泌蛋白的丰度相比于胞内蛋白以及培养基添加剂更低,因此分泌蛋白的高通量鉴定是目前蛋白质组学界研究的热点和难点。目前,基于生物质谱的分泌蛋白质组学分析一般均需要从无血清的条件培养基中获得分泌蛋白质,再对其进行富集和分析。该流程操作步骤繁琐,易造成分泌蛋白质的损失和降解。本工作采用基于生物正交化学生物学技术实现对分泌蛋白质的高选择性标记和高效富集。通过结合点击化学技术,综合评估了分泌蛋白质分析中用于代谢标记的不同糖类似物。采用3种最常用的商品化糖类似物,N-叠氮乙酰甘露糖胺(ManNAz)、N-叠氮乙酰半乳糖胺(GalNAz)和N-叠氮乙酰葡萄糖胺(GlcNAz)分别对HeLa细胞进行代谢标记,之后通过炔基生物素探针对条件培养基中的分泌蛋白进行富集,结合质谱分析来对比3种糖类似物对分泌蛋白的标记效率。最后通过无标定量蛋白质组学分析,系统评估了3种糖类似物用于分泌蛋白质组分析的性能。结果表明,基于ManNAz的分泌蛋白标记方法鉴定到了282个分泌蛋白、224个细胞质膜蛋白以及846个N-糖基化位点;对分泌蛋白的富集效率分别较GalNAz和GlcNAz提高了130%和67.2%;对细胞质膜蛋白的富集效率较GalNAz和GlcNAz分别提高了273.3%和148.7%,体现出了明显的优势。本研究的实验结果为分泌蛋白高选择性富集和系统分析提供了有益的对比分析和新技术策略。     

单细胞分析技术研究进展

细胞是生命结构和生命活动的基本单位,基于单细胞的研究是生命研究的基础。由于细胞体积极小、细胞微环境复杂并且起到关键作用的组分含量往往较低,因此在很多方面单细胞分析仍然是一项具有挑战性的任务。该文对现有的单细胞分析技术进行归纳、总结,重点介绍了不同单细胞分析技术的特点及其应用的最新进展。     

生物样品中大田软海绵酸类毒素代谢规律及检测方法的研究进展

近年来,中国赤潮污染日趋严重,因此引发多起贝类毒素中毒事件,威胁消费者的食用安全。大田软海绵酸（okadaic acid,OA）及其衍生物鳍藻毒素（dinophysistoxins,DTXs）是分布最广、危害最大的一类腹泻性贝类毒,具有急性腹泻毒性及多种慢性毒性。建立生物体液样品中OA类毒素残留的检测方法对辅助诊断患者的中毒情况极为必要。文章简要介绍了OA类毒素的理化性质、中毒事件、毒理作用,并详细总结了生物样品中OA类毒素代谢规律及检测方法的研究进展。     

毛细管电泳-质谱技术在手性化合物分离分析中的研究进展北大核心CSCD

目前使用的绝大多数药物为手性化合物,它们具有相似的物理和化学性质,但药理活性不同,且常以外消旋混合物的形式存在,因此对手性化合物的分离在生物、环境、食品和医药等领域一直备受关注。与广泛使用的液相色谱-质谱(LC-MS)相比,毛细管电泳-质谱(CE-MS)作为一种新型分离分析技术,具有分离效率高、样品和试剂消耗量低、选择性高和分离模式多样化等诸多优势,已经发展成为手性分析领域中有广阔应用前景的分析方法之一。CE-MS结合了CE的高分离效率和低样品消耗以及MS的高灵敏度和强结构解析能力,在蛋白质组学和代谢组学等领域发挥了重要作用。CE杰出的手性拆分能力与MS优势的结合,亦使CE-MS成为实现手性化合物高效分离分析的完美组合。在过去的十几年里,基于不同CE-MS分离模式的高性能手性分析体系层出不穷,如电动色谱-质谱(EKC-MS)、胶束电动色谱-质谱(MEKC-MS)和毛细管电色谱-质谱(CEC-MS)等,并成功应用于医药、生物、食品和环境科学等领域的手性化合物分析。该文主要综述了2011~2021年,CE-MS在手性化合物分析领域的技术、手性选择剂(如改性环糊精和聚合物表面活性剂等)的使用以及在医药等领域应用方面的研究进展,并讨论了不同手性分析模式的局限性,为未来的CE-MS手性分离分析技术发展及应用提供借鉴。     

毛细管电泳-质谱联用技术及其在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱（MS）鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳（CE）技术具有上样体积小、分离效率高、分离速度快等优势,其与质谱的联用在蛋白质组学研究中越来越受到关注。低流速鞘流液和无鞘流液接口的发展及商品化推动了CE-MS技术的发展。目前毛细管区带电泳（CZE）、毛细管等电聚焦（CIEF）、毛细管电色谱（CEC）等分离模式已与质谱联用,其中CZE-MS应用最广泛。目前被广泛采用的蛋白质组学研究策略主要是基于酶解肽段分离鉴定的"自下而上（bottom-up）"策略。首先,CE-MS技术对酶解肽段的检测灵敏度高达1 zmol,已成功应用于单细胞蛋白质组学;其次,毛细管电泳技术与反相液相色谱互补,为疏水性质相近的肽段（尤其是翻译后修饰肽段）的分离鉴定提供了新的途径。基于整体蛋白质分离鉴定的自上而下"top-down"策略可以直接获得更精准、更完整的蛋白质信息。CE技术在蛋白质大分子的分离方面具有分离效率高、回收率高的优势,其与质谱的联用提高了整体蛋白质的鉴定灵敏度和覆盖度。非变性质谱（native MS）是一种在近生理条件下从完整蛋白质复合物水平上进行分析的质谱技术。CE与非变性质谱联用已被尝试用于蛋白质复合体的分离鉴定。该文引用了与CE-MS和蛋白质组学应用相关的93篇文献,综述了以上介绍的CE-MS的研究进展以及在蛋白质组学分析中的应用优势,并总结和展望了其应用前景。     

Penicillium commune metabolic profile as a promising source of antipathogenic natural products

Penicillium is an important genus of ascomycetous fungi in the environment and in food and drug production. This paper aims to investigate statins and antipathogenic natural products from a Penicillium commune environmental isolate. Fractions (F1, F2, F3 and F4) were obtained from an ethyl acetate extract. Direct insertion probe/electron ionisation/ion trap detection mass spectrometry (MS and MS/MS) identified lovastatin (1) in F1, while GC-MS showed that 3-isobutylhexahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine-1,4-dione (2) was the main constituent of F2 (49.34%). F4 presented 3 (16.38%) as an analogue of 2 and their known structures were similar to that of an autoinducer-signal. F1 produced a significant decrease in the Pseudomonas aeruginosa biofilms, which is the main cause of bacterial pathogenicity. F2 and F4 were effective against Staphylococcus aureus biofilms, but when F2 was associated with oxacillin, it showed an important activity against both bacteria. These novel results suggest that P. commune INTA1 is a new source of promising antipathogenic products.     

酶切过程中肽段过烷基化对蛋白质定性和定量分析的影响

蛋白质的还原-烷基化是蛋白质酶切中的重要步骤,常用的烷基化试剂是碘乙酰胺(IAA),但是IAA除了和半胱氨酸发生反应,也可能和其他多种氨基酸发生副反应。我们模拟常规的酶切条件,系统地研究了蛋白质真实酶切时所有酶切肽段发生烷基化的情况。结果表明,多种氨基酸可以发生烷基化,其趋势为:半胱氨酸>肽段N端氨基酸>天冬氨酸>谷氨酸>组氨酸>天冬酰胺>赖氨酸>酪氨酸,同时也发现同一肽段上的氨基酸烷基化具有排他性和聚集性。根据定性结果,采用质谱多反应监测(MRM)技术对多个肽段进行了定量分析,评估了过烷基化对蛋白质定量分析的影响。该研究结果表明,过量的烷基化修饰对蛋白质的定性与定量分析都可能产生较大影响。在蛋白质组学研究的样本处理流程中,应避免样本的过烷基化。     

单克隆抗体药物糖基化修饰分析研究进展

单克隆抗体药物是一类以免疫球蛋白G的结构为基础的大分子糖蛋白药物,为癌症、自身免疫疾病以及病毒感染等多种疾病的治疗提供了全新的途径。单抗药物的糖基化修饰类型及水平对其稳定性、清除率、免疫原性、抗体依赖细胞毒性及补体依赖细胞毒性等都有一定的影响。单抗药物的迅速发展及其在多种疾病治疗中日益凸显的重要性都对单抗药物的研发及用药安全等方面提出了更高的要求。因此,建立规范可靠的单抗药物糖基化修饰分析方法有着十分重要的意义。该综述将简要介绍单克隆抗体药物糖基化修饰及相关的定性、定量分析方法。     

质谱在高通量快速检测技术中的应用研究进展

质谱是现代分析测试技术中同时具备了灵敏度高、特异性好、分析速度快等特性的普适性方法,现已被广泛应用于食品检验、环境监测、药物筛选、临床医学等众多领域的高通量快速检测技术中。该文针对近年来低分辨质谱、高分辨质谱以及原位电离质谱技术在高通量快速检测,特别是小分子化合物的高通量快速检测中的应用研究进展进行了综述,并对质谱技术用于高通量快速检测的发展趋势及应用前景进行了展望,以期为相关领域的科技人员提供理论支持和技术参考。