超分辨荧光显微镜-显纳镜

2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家Eric Betzig、德国科学家Stefan W.Hell和美国科学家William E.Moerner,表彰他们在"发展超分辨荧光显微镜"方面的贡献。超分辨荧光显微镜的出现,为深入研究生命过程的分子机制提供了新的工具和新的机遇。本文综述了三位获奖人发明的两种超分辨荧光显微镜的基本原理、方法发展和生物医学应用,并对国内相关研究进展作了简介。     

基于超高效液相色谱-高分辨质谱法的油料作物脂质组学分析

针对油料脂质分子众多、结构难识别的难题,采用超高效液相色谱-高分辨质谱对油菜籽、大豆、花生、向日葵籽、玉米5种油料作物中脂质进行分析。使用反相色谱柱ACQUITY UPLC BEH C₁₈(2.1 mm×100 mm,1.7μm)分离脂质,超高效液相色谱-高分辨质谱仪(UPLC-Orbitrap Fusion Mass)正、负离子模式下采集Data Dependent MS²数据,利用二级质谱碎片特征、精确分子质量、保留时间以及数据库匹配对脂质分子进行定性分析,获得脂质分子的唯一结构式。共鉴定出油料作物中132种脂质分子,包括8种甘油二酯(DG)、5种溶血磷脂酰胆碱(LPC)、2种溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)、24种磷脂酰胆碱(PC)、18种磷脂酰乙醇胺(PE)、8种磷脂酰肌醇(PI)、1种磷脂酰甘油(PG)、1种磷脂酰丝氨酸(PS)以及65种甘油三酯(TG),并使用峰面积比进行相对含量的比较。该方法可以很好地实现脂质成分的分离,将油料作物中脂质成分的分析从脂肪酸分析水平提升到脂质分子层面,为更好地实现油料作物中脂质成分的应用提供了研究基础,并...     

基于散射信号的超分辨光学相减显微镜

现有的光学超分辨显微成像技术主要依赖于特殊的荧光标记物,其对于大多数非荧光样品的超分辨成像就变得无能为力。因此我们提出将光学相减显微技术应用到非荧光样品的成像当中,利用普通共聚焦光斑和面包圈型光斑分别激发样品的散射光成像,从而得到样品同一区域的两幅图像,再通过图像相减的方法提高了图像空间分辨率。不同于一般的超分辨成像方法,这种光学相减显微镜不需要特殊的样品预处理过程,同时两次成像的激发光强度可以保持在一个较低水平,避免了样品损伤的影响。随后金纳米小球和有机聚合物微丝的散射成像实验证明了光学相减显微镜可以将空间分辨率提高到215 nm (0.33λ, 1λ = 650 nm),并且通过探测散射信号得到更多的样品细节信息。     

超高效液相色谱-高分辨质谱分析比较油茶籽油与橄榄油的甘油酯组成差异

采用基于超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)技术的脂质组学方法,分析比较了油茶籽油和橄榄油中的甘油酯组成,并总结了不同甘油酯的液相色谱保留行为.利用提取离子流图、母离子谱图和子离子质谱图,依据中性丢失质量计算甘油酯的脂肪酰基链组成.结果表明,油茶籽油和橄榄油中共检测到55种甘油酯,其中在油茶籽油中检测到全部...     

超高效液相色谱-高分辨质谱法测定蜂蜜中的苯甲酸、山梨酸、安赛蜜与糖精钠

建立了蜂蜜中苯甲酸、山梨酸、安赛蜜、糖精钠的超高效液相色谱-高分辨质谱分离测定方法。样品采用甲醇-水溶液(10∶90)提取,Diamonsil Plus C18色谱柱进行色谱分离,以0.5 mmol/L乙酸铵溶液和甲醇为流动相梯度洗脱,通过高分辨负离子扫描模式进行定性,外标法定量。结果表明,4种物质在0.02~2.0mg/L范围内均具有良好的线性关系,相关系数为0.998 7~0.999 7。苯甲酸、山梨酸的方法定量下限为0.5mg/kg,安赛蜜、糖精钠为0.3 mg/kg。在低、中、高3个加标浓度下,方法的回收率为89.0%~104.0%,相对标准偏差(RSD)为2.0%~7.9%。该方法灵敏、简单、快速,定性准确可靠,适用于大批量蜂蜜中苯甲酸、山梨酸、安赛蜜、糖精钠的检测。     

超细粒子铜基甲醇触媒的HREM研究

超细粒子铜基甲醇触媒的ＨＲＥＭ研究顾永达，吕剑，戴丽珍（中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原０３０００１）于瀛大，关若男（中国科学院金属研究所固体原子象开放实验室沈阳１１００１５）关键词超细粒子，铜基触媒，高分辨电镜近十余年来，超细粒...     

单分子定位超分辨显微成像有机荧光探针的研究进展

在生物医学领域,对纳米尺寸级别的微小生物目标进行精确定位研究具有非常重要的意义,而光学显微成像技术为此提供了强有力的工具。 光学显微成像技术受到光学衍射极限的限制,难以分辨尺寸在衍射极限(<200 nm)以下的生物结构,无法直接获取微小生物结构信息,阻碍了生物医学的进一步发展。 近年来,随着纳米分辨显微成像技术的出现,新型荧光探针的开发、成像系统与设备的不断发展及成像算法不断完善地深入结合,促进了光学衍射极限以下尺寸微观目标的研究。 基于单分子定位的超分辨荧光显微成像(SMLM)包括光激活定位成像(PALM)与随机光学重构超分辨成像(STORM),将有机荧光探针与超分辨光学显微成像技术紧密结合在一起,荧光探针的光物理性质直接决定着超分辨成像结果的好坏。 因此,设计不同性能的荧光探针可以实现超精细结构的不同超分辨成像,为研究其生物学功能提供了有力的工具。 本文着重围绕基于SMLM的原理、有机荧光探针的设计要求、用于SMLM的荧光探针种类及其生物应用等方面进行总结综述,指出了单分子定位成像上存在的不足,并对其发展方向进行了展望,希望为对超分辨成像研究感兴趣或初涉该领域的研究者提供成像理论与探针设计方面的帮助。     

超高效液相色谱-高分辨四级杆飞行时间质谱法快速筛查乳制品中磺胺类与氟喹诺酮类药物

利用超高效液相色谱-高分辨四级杆飞行时间质谱联用技术,建立了一种快速筛查乳制品中8种氟喹诺酮5种磺胺类药物及其4种乙酰化代谢物的新方法。采用乙腈-20%三氯乙酸溶液(100∶1,V/V,pH 2.0)作溶剂和Oasis HLB固相萃取载体作吸附剂,实现了牛奶样品中17种目标物的同时提取和有效净化。利用MassLynx Chromlynx软件建立了这17种分析物的数据库。以Full Scan/MSE进行定性筛查和定量检测。4种代谢物在10~2000μg/L范围内和其它分析物在0.5~100μg/L范围内,其基质匹配内标校准曲线呈现良好的线性(R2>0.983)。氟喹诺酮的定量限为0.5~0.8μg/kg,磺胺类药物及代谢物的定量限为0.5~13.0μg/kg。在3个添加水平分析物的平均回收率(69%~92%)在职业分析化学家协会(AOAC)提出的允许范围之内,相对标准偏差均小于15%。本方法快速而灵敏,成功用于乳制品中抗生素及其代谢物的筛查、确认和定量分析。所研究的每种药物及代谢物残留均低于有关的最高残留限量(MRLs),但某些乳制品中其总残留量已超过最高残留限量。     

超高效液相色谱-串联高分辨质谱对刺梨槲皮素及其糖苷类化合物的鉴定分析

为探明刺梨中的槲皮素组分及其结合态糖苷类化合物构成,采用超高效液相色谱-串联高分辨质谱法,通过标准品保留时间对照、相对分子质量、二级质谱碎片等信息对刺梨槲皮素及其糖苷类化合物进行了解析。从刺梨中共鉴定出1种槲皮素与9种含有槲皮素母核结构物质,可确定化学组成的化合物为槲皮素、槲皮素-3-O-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[6"-O-(3-羟基-3-甲基戊二酰)-β-D-半乳糖苷]、槲皮素-3-O-葡萄糖-鼠李糖苷,其中,槲皮素-3-O-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[6"-O-(3-羟基-3-甲基戊二酰)-β-D-半乳糖苷]首次在刺梨中发现。根据离子碎片推断槲皮素糖苷裂解途径,丰富了刺梨资源的基础研究成果,为槲皮素结构鉴定以及后续开发刺梨槲皮素糖苷的药食利用价值提供了参考。     

疑似蛇毒液样品的纳升级超高效液相色谱-高分辨质谱分析鉴定

针对5个疑似蛇毒毒液及其沾染样品,基于纳升级超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（Nano LC-MS/HRMS）技术,结合尺寸排阻色谱分离,建立了一种蛋白质种类及物种归属的严格鉴定方法。5个样品经尺寸排阻色谱分离后均得到3个洗脱峰,分别冻干后以胰蛋白酶进行溶液内酶解处理并进行液相色谱-高分辨质谱分析鉴定。首先采用全扫描-数据依赖型MS/MS（Full MS/dd MS²）采集模式对样品中的肽段信息进行非靶向采集,依次与Swiss-Prot、蛇亚目（Serpentes）、游蛇科（Colubroidea）、眼镜蛇科（Elapidae）、眼镜蛇亚科（Elapinae）、眼镜蛇属（Naja）蛋白质数据库逐级收缩比对;再筛选符合肽谱匹配度、肽段错误发现率小于1%和特征肽段数目大于等于2的蛋白质,共鉴定到32种蛋白质均来自中华眼镜蛇（Naja atra）,可归属于Naja atra的10个家族,主要为三指毒素、金属蛋白酶、磷脂酶A2等。最后,采用平行反应监测模式选取每种蛋白质的两条特征肽段进行靶向验证,当两条特征肽段均满足“至少75%的y⁺和b⁺离子的Δm/z小于5 ppm”时,方认为鉴定到了样品中的某一蛋白质。最终鉴定出5个样品均含有Naja atra蛇毒。此鉴定方法研究系统、严格,可为蛇毒中毒司法鉴定以及毒药物研究等提供有效的技术支持。     

HPLC法拆分高效盖草能乳油中吡氟氯禾灵的光学异构体

建立了高效盖草能乳油中有效成分精吡氟氯禾灵的快速、准确的高效液相色谱分析方法;在流动相为正已烷-异丙醇（体积比70：30）,流速1.0mL/min,检测波长为280nm,柱温为25℃时,高效盖草能乳油中吡氟氯禾灵的光学异构体在Chiralcel OK柱得到很好分离;方法的标准偏差和相对标准偏差分别为0.46g/L和0.43%     

Preparation of Saccharide-Silica Composites by a Sol-Gel Method and the Application for Optical Resolution of Metal Chelate Compounds

A novel organic-inorganic composite was prepared by a sol-gel process using hydrolysis and condensation of tetraethoxysilane (TEOS) reacted with a saccharide. During the process, ethoxy groups of the TEOS were replaced with hydroxyl groups of the saccharide and, consequently, saccharide molecules were combined with silica through their hydroxyl groups. Samples obtained under different reaction conditions were used for optical resolution of a metal chelate compound. The resolution ability of the composites was affected by the amount of water added for hydrolysis and of the saccharide. In particular, the amount of water drastically influenced the optical resolution performance. Composites obtained at the lower H2O/TEOS ratio gave the metal chelate compound a higher optical rotation. Three types of composites with the same composition were prepared by kneading, impregnation and by the sol-gel method, and were compared. The sol-gel composite showed the best optical resolution ability. It was concluded that the optical resolution ability was closely related to dispersibility of saccharide in the silica matrix.     

Enhancement of Enantioselectivity in the Optical Resolution of Primary Alcohols with Modified Cyclodextrin Colyophilized Lipase

Colyophilization of lipase was carried out with immobilized β‐cyclodextrins (β‐CyD) bearing methyl, acetyl, benzoyl, and nicotinoyl substituents. The colyophilizates enhanced stereoselectivity in the acylation of several alcohols. The enantioselectivity in the acylation of ethyl‐1‐hydroxymethyl‐phenylphosphine oxide using colyophilized lipase with nicotinoyl‐β‐CyD increased approximately threefold (from E=34 to E=113). The amphiphilic character of modified CyDs has been found to influence the enhancement of enantioselectivity.     

Optical Resolution of Two Pharmaceutical Bases with Various Uses of Tartaric Acid Derivatives and Their Sodium Salts: Racemic Ephedrine and Chloramphenicol Base

The optically active dibenzoyltartaric acid, tartaric acid, and its sodium salts were successfully applied to the optical resolution of (1R,2S)(1S,2R)-2-(methylamino)-1-phenylpropan-1-ol (EPH) and (1R,2R)(1S,2S)-2-amino-1-(4-nitrophenyl)propane-1,3-diol (AD) as resolving agents. It was observed that both compounds’ resolution using a mixture of salts of quasi-racemic resolving agents showed a change in chiral recognition under the same conditions compared to the result of the use of the single enantiomeric resolving agent. The changes are followed by detailed analytical (XRD, FTIR, and DSC) studies. Meanwhile, the DASH indexing software package was also tested on powder XRD patterns of pure initial materials and intermediate salt samples of high diastereomeric excess.     

透射电镜三维重构技术在螺旋纳米材料手性判断中的应用

螺旋材料在手性催化、手性拆分以及手性光学材料等领域的潜在应用价值引起了研究者的广泛兴趣,手性的判断在研究应用中也显得尤为重要。单一的透射电镜和扫描电镜的二维图像不能作为准确判定螺旋材料手性的唯一依据。透射电镜三维重构技术可作为一种直观有效的方法确定螺旋材料的手性。本文通过透射电镜的三维重构技术对两种单手螺旋的3-氨基苯酚-甲醛树脂及单手螺旋碳质纳米管样品的手性做出了判断。     

近场扫描光学显微镜及其探针技术研究新进展

对近场扫描光学显微技术(NSOM)研究与应用新进展作了概括介绍,较详细地阐述了NSOM的关键部件——探针技术的发展,并对NSOM的前景作了展望。     

对映体选择性配体交换膜的制备和DL-氨基酸的拆分

制备了一种新型光学分离膜,即带有Ｌ－脯氨酸手性选择子的交联聚乙烯醇膜,考察了ＤＬ－酪氨酸,ＤＬ－苯丙氨酸和ＤＬ－色氨酸通过膜的对映体选择性渗透性能。发现Ｌ－氨基酸优先透过膜,消旋氨基酸透过膜的对映体拆分机理类似于手性配体交换色谱方法拆分消旋氨基酸的机理,在ＤＬ－氨基酸的对映体选择性膜透过中,对映体选择性吸附着重要的作用。     

用嗜热菌蛋白酶催化合成天冬甜精并同时进行DL-苯丙氨酸甲酯的光学拆分

以DL-苯丙氨酸甲酯作原料,利用嗜热菌蛋白酶和固定化嗜热菌蛋白酶催化合成了天冬甜精,经拆分得到D-苯丙氨酸甲酯。实验结果表明,不仅天冬甜精产率高,而且D-苯丙氨酸甲酯的回收率好,光学纯度高。     

基于纳米粒子的光学细胞传感器在癌细胞研究中的应用

作为一种极为灵敏、快速的新型生物检测技术,光学细胞传感器在生物医学领域的研究应用备受关注,成为当今生物分析化学领域的研究前沿和热点.它是以细胞作为传感元件来研究信号识别、传导和指示的过程,在毒性物质、病原体等外界条件作用下,研究细胞中活性分子及其生理条件的变化,通过光学信号的变化定量分析细胞膜表面分子、胞内酶分子及微环...