2014年毛细管电泳技术年度回顾

本文为2014年毛细管电泳(CE)技术的年度回顾.介绍了2014年涉及CE技术的国际会议5个,国内会议2个,总结了各会议的研究报道情况;归纳了在ISI Web of Science中检索到的2014年度发表的与CE技术相关的论文,并对以上论文在生物医药研究、检测器使用以及重要分析化学杂志发表的情况进行了分类说明.最后,回顾和比较了2012-2014年的CE进展.     

基于电迁移的蛋白质制备技术和方法新进展

基于电迁移的蛋白质制备技术是对一类分离和制备技术的统称,其特征是在电场的作用下对目标物质进行分离和纯化制备,这种技术在生物大分子和蛋白质组的研究中应用广泛。基于电迁移的制备技术主要包括制备型电泳、制备型电色谱、制备型等电聚焦和自由流电泳等。本文对每种制备型电迁移装置的设计、特点和基于该种装置的各种应用方法的优缺点进行了详细阐述,并列举了一些实例。另外,微量级制备型电泳因分离度高、回收率高以及高效快速的优点,在微量级生物样本分析中发挥着日益重要的作用,近年来备受关注,本文也着重关注了这方面的进展,并对基于电迁移的制备技术做了展望。     

微生物电化学污水处理技术的优势与挑战

微生物电化学技术（Microbial Electrochemical Technology, MET）最为一种新型水处理工艺,因其具有污染物同步去除和能源化的特点受到广泛重视. 近年来微生物电化学系统（Microbial Electrochemical System, MES）的研究者在其电子传递机理、功能菌群分析、系统功能拓展、低成本材料开发和大型系统构建等方面取得大量进展. 然而该技术作为污水处理工艺的可行性却始终存在争议. 本文从应用角度将MET工艺与现有厌氧、好氧工艺进行对比,分析各工艺在有机物降解和能量回收方面的特点,有助于找到MET工艺在水处理领域中的适宜定位. 相对厌氧与好氧工艺,MET工艺具有低污泥产率,运行过程能量自给以及电流加速污染物去除等优势特征,但在推进MET工艺的实用化进程中仍需进一步简化其系统结构、降低构筑成本、提高运行稳定性,并应基于MET的运行特征确定其适宜的应用范围以发挥MET工艺的技术优势.     

基于离子液体促进的手性配体交换毛细管电泳法分离分析去氧肾上腺素光学异构体

基于非手性离子液体对手性配体交换的促进作用,建立了一种测定去氧肾上腺素手性异构体的毛细管电泳分离分析方法。在系统优化了电泳条件后,采用20 kV的分离电压、25 ℃的毛细管柱温、254 nm的检测波长以及5 s的压力(3447 Pa)进样时间,在添加4.0 mmol/L Cu(Ⅱ)、8.0 mmol/L L-脯氨酸(L-Pro)和15 mmol/L氯化-1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)的20 mmol/L Tris-H₃PO₄缓冲溶液(pH 5.4)中,R-去氧肾上腺素和S-去氧肾上腺素的分离度为1.42,峰面积与质量浓度分别在12.5~150.0 mg/L和15.0~150.0 mg/L范围内有线性关系。将该方法用于加标血液和尿液样品中R和S型去氧肾上腺素的测定,尿液中的加标回收率为93.7%~108.2%,相对标准偏差在3.18%(n=3)以内;血液中的加标回收率为91.4%~113.1%,相对标准偏差在4.82%(n=3)以内。     

毛细管电泳法考察全氟辛酸与人血清白蛋白的相互作用

利用毛细管电泳（CE）技术建立了全氟辛酸（PFOA,C₈HF₁₅O₂）与人血清白蛋白（HSA）相互作用的分析方法。在生理条件下构建配体（PFOA）-受体（HSA）相互作用模型,通过淌度移动法、区段-区段动力学（plug-plug kinetic,PPK）法、简化的Hummel-Dreyer（HD）法研究其与HSA的相互作用。简化的HD法运用非线性方程、Scatchard方程和Klotz方程获得PFOA-HSA体系的相互作用参数,进而分析了模型适用度。结果表明,淌度移动法、PPK法、简化的HD法均适用于PFOA-HSA体系相互作用的分析,其中简化的HD法最优。模型适用度分析得出非线性回归方程为最适理论模型。相互作用参数测试表明PFOA-HSA相互作用体系之间发生的结合反应只有单一类型的结合位点且结合稳定。相关工作阐明了人血清白蛋白与PFOA的相互作用机制,可为PFOA毒理机制的深入研究提供有益参考。     

毛细管电泳技术在单克隆抗体药物分析中的应用

单克隆抗体药物在生物制药行业占有重要地位,是生物医药领域发展的主要方向。因此,单克隆抗体药物的质量控制已成为全球生物制药企业及法规机构关注的热点,对单克隆抗体药物精确表征的需求日益增加。毛细管电泳技术具有分离效率高、分析速度快、分离模式多、样品用量少等特点,已成为单克隆抗体药物分析和质量控制的重要手段。该文对毛细管凝胶电泳、毛细管等电聚焦、毛细管区带电泳等模式在单克隆抗体药物的纯度分析、等电点测定、电荷异质性分析和N-寡糖分析的应用进行综述,以期为国内单克隆抗体研究开发和生产的企事业单位提供技术参考。     

基于电泳法的石墨烯涂层制备与摩擦学性能研究

采用电泳沉积方法在硅基体上制备石墨烯涂层,研究了不同电压对石墨烯涂层表面形貌、微观结构与摩擦学性能的影响,并在往复式球盘摩擦磨损试验机上研究了石墨烯涂层在不同载荷(1~9 N)下的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜、能谱仪、光学显微镜、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪分析石墨烯涂层的表面形貌、结构特征、磨损表面形貌及石墨烯结构成分的变化.结果表明:石墨烯涂层可将硅基体的表面摩擦系数从0.6降至0.1;在低压(15~60 V)条件下电泳制备的石墨烯涂层具有更加致密的微观结构,表面承载能力强,减摩性能优异.本研究中揭示了基于电泳法制备的石墨烯涂层作为固体润滑涂层应用的可行性.     

毛细管电泳测定4个不对称合成化合物的光学纯度

采用毛细管电泳技术,以α-环糊精、β-环糊精和β-环糊精聚合物为手性选择剂,对4种不对称合成物3-(二乙基氨基)-1-苯基-1-丙醇(a)、1-苯基-3-(1-哌啶）-1-丙醇(b)、3-吗啉-1-对甲苯基-1-丙醇(c)和1-（4-氯苯基）-3-吗啉-1-丙醇(d)的消旋体和光学活性异构体进行了手性分离。 结果发现,使用20 kV的分离电压,以浓度为30 g/L的β-环糊精聚合物的80 mmol/L三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液（pH=3.2）为背景电解质溶液,4种化合物在40 min内均可得到基线分离。 根据对映异构体峰面积和保留时间的比值确定了4种不对称化合物的光学纯度。 测定的RSD均不大于1.5%。     

色谱及毛细管电泳最新研究亮点

教授,博士生导师,70年8月出生。1992年7月于贵州大学化学系获理学学士学位,1995年7月于南京大学化学化工学院获理学硕士学位,1998年7月于中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位。2000年1月至2002年1月,日本兵库大学(University of Hyogo)日本学术振兴会（JSPS）特别研究员。2002年8月至2005年11月,加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）博士后。2005年12月起任南京大学化学化工学院教授,2006年3月起为博士生导师;2008年入选教育部“新世纪人才计划”,2011年4月起任滑铁卢大学兼职教授。第五届《色谱》杂志编委。主要研究方向：以液相色谱、毛细管电泳和生物质谱为核心技术,发展创新性生物分子识别、富集、分离、检测和鉴定新原理、新技术和新方法。合著专著1本,发表论文70余篇,SCI引用1000余次,申请专利5项     

两步电泳沉积制备TiO2光阳极用于高效染料敏化太阳能电池

采用不同沉积电压制备TiO₂光阳极,研究电压对薄膜沉积速率、厚度和形貌的影响。通过台阶仪、光学照片、扫描电子显微镜（SEM）、电化学交流阻抗谱、开路电压衰减曲线对光阳极和电池进行系统表征,并测试了染料敏化太阳能电池器件的电流密度-电压（J-V）曲线,计算其光电转换效率。结果表明,提高沉积电压时,光阳极薄膜的沉积速率加快,膜厚也增加,但是电压过高时,薄膜会有裂缝和覆盖不全的问题,这会对电池的效率造成负面影响。综合考虑低沉积电压条件下薄膜均匀无裂缝和高沉积电压条件下沉积速率快的优点,采用先30 V电压、后60 V电压的电泳沉积方式来制备光阳极,结果呈现协同效果,既降低了制备时间又得到高质量的薄膜,在无其他修饰的情况下,电池的光电转换效率可以达到7.29%。