固相纳米孔对核酸组装的“免标记、均相”表征和应用探索

随着核酸自组装领域的飞速发展,除了作为遗传信息的载体外,核酸成为了一种具有高操作自由度和无限可能性的功能材料.基于核酸自组装原理的DNA纳米技术凭借其强大的可编辑性已经广泛应用于生物传感、纳米材料工程、医学诊疗以及分子计算机等领域.纳米孔作为一种新兴的单分子分析技术具有高分辨、高通量、免标记等特点,近年来在基因测序、分子物理化学性质分析等领域展示出了极大的应用潜力.作为一种新型高分辨表征技术,纳米孔已经在DNA纳米技术研究中崭露头角,被用于原位追踪和分析核酸分子的自组装行为.另一方面,DNA纳米技术也为纳米孔传感所面临的技术瓶颈提供了更多样化的解决思路,如借助功能核酸(Aptamer或DNAzyme)和无酶扩增核酸分子线路实现纳米孔对待测物的特异性增敏检测.本专论旨在通过对近期纳米孔技术与核酸自组装的跨领域研究成果进行系统性回顾,总结并展望纳米孔传感领域内核酸自组装的研究进展,以期为单分子生物分析、信息检索、基因分型和临床诊断等领域提供新思路和新方法.     

γ-Fe2O3纳米颗粒尺寸及碳化气氛对碳化过程的影响

采用油酸铁热分解法制备出不同尺寸（4-19 nm）的γ-Fe₂O₃纳米颗粒,在350℃下,于5%CO/He、 5%CO/10%H₂/He和5%CO/20%H₂/He的三种气氛中,使用原位XRD反应装置研究了γ-Fe₂O₃纳米颗粒的碳化过程与物相变化规律,同时结合Raman、CO-TPR和TEM等手段对样品进行了表征。结果表明,γ-Fe₂O₃纳米颗粒完全碳化后会形成稳定比例的χ-Fe5C2和θ-Fe₃C的混合相;在相同碳化气氛下,随γ-Fe₂O₃颗粒尺寸增大完全碳化所需时间缩短,尺寸较小的γ-Fe₂O₃颗粒表面残留炭较多,会抑制碳化反应进程,碳化相中θ-Fe₃C相对含量随γ-Fe₂O₃纳米颗粒尺寸增大而增高;相同尺寸的γ-Fe₂     

固相萃取净化-气相色谱法测定食用菌及其栽培基质中26种多溴联苯醚

建立了食用菌及其栽培基质中26种多溴联苯醚（PBDEs）的检测方法。考察了不同提取溶剂,不同净化材料,不同仪器条件对检测结果的影响,确立了乙腈提取,盐析分层,乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）复合去活化硅胶固相萃取柱净化,气相色谱-电子捕获器（GC-ECD）分析,外标法定量的检测方法。方法的线性相关系数大于0.996,检出限为0.02～0.06μg/kg,定量限为0.06～0.2μg/kg,方法加标回收率在72.5%～119.2%之间,相对标准偏差在2.2%～14%之间。     

聚吡咯纳米纤维固相萃取-气相色谱法测定小鼠粪便中短链脂肪酸

建立了一种96微孔板装填聚吡咯纳米纤维固相萃取小鼠粪便中的短链脂肪酸的气相色谱测定法,解决了因采用水基质提取短链脂肪酸后直接进样分析而导致的气相色谱柱使用寿命缩短的问题。采用静电纺丝技术及原位化学聚合法制备聚吡咯纳米纤维,将其装填入96微孔板插管,提取小鼠粪便样本中的短链脂肪酸,有机相洗脱后采用气相色谱法测定样本中的短链脂肪酸含量。结果表明,6种短链脂肪酸在10～500μg/mL范围内线性关系良好,加标回收率在92.5%～128.3%之间。采用聚吡咯纳米纤维固相萃取,可有效提取粪便样本中的短链脂肪酸成分,并将水基质样本转换为有机相基质,有利于目标物信号检出,延长气相色谱柱的使用寿命。     

固相萃取净化结合液相色谱-串联质谱法测定禽蛋中5种阿维菌素类化合物

建立了同时测定禽蛋中（鸡蛋、鸭蛋和鹅蛋）阿维菌素、伊维菌素、多拉菌素、乙酰氨基阿维菌素、莫西菌素等药物残留的液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）。禽蛋样品采用1%甲酸乙腈溶液提取并盐析分层,上清液经Oasis PRiME HLB小柱净化。以0.1%甲酸乙腈溶液和含10 mmol/L乙酸铵的0.1%甲酸水溶液为流动相,采用ACQUITY UPLC BEH C₁₈色谱柱进行分离,质谱法在正离子模式下检测,外标法定量。结果表明5种目标物在0.1～250μg/L范围内呈现良好的线性,相关系数（R²）>0.99。莫西菌素在禽蛋中的定量限（LOQ）为1.0μg/kg,其他药物定量限为0.5μg/kg,回收率79%～108%,相对标准偏差（RSD）为1.2%～9.3%。同时发现,质谱气帘气压力是影响阿维菌素类药物灵敏度的关键因素。该方法能够满足禽蛋中5种阿维菌素类药物同时检测的要求。     

基于混酸回流制备碳点的中和过程

Carbon dots (C dots) are relatively novel carbon nanomaterials that have attracted significant interest due to their unique photoluminescence, good biocompatibility, and stability. The preparation methods of C dots was usually summarized into "top-down" and "bottom-up", and mixed acid reflux is a top-down strategy that can be used to synthesize C dots, during which neutralization is a necessary step that can significantly influence the properties and potential applications of the final product. Previously, this research area mainly focused on tuning the properties of C dots by changing the starting materials and/or varying the reaction conditions; the influence of the reagents used during neutralization has been largely ignored. As the previously reported C dots prepared by mixed acid reflux were obtained from different starting materials under varied conditions, a meaningful comparison is difficult. Herein, yellow-emitting C dots were prepared by mixed acid-refluxing a carbon-rich material derived from fullerene carbon soot. For the same batch of as-prepared C dots, the influences of four reagents, i.e., NaOH, Na₂CO₃, K₂CO₃, and NH₃·H₂O, during neutralization on the structures and photoluminescence of the resulting C dots were investigated in detail. The results of thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy clearly showed that the reagent used during neutralization can affect the degree of dissociation of the acidic functional groups on the C dots. This is further supported by examination of the C dot/surfactant mixtures where subtle changes in the phase behavior were observed. Structural changes of the C dots cause variations in their surface states, ultimately altering the optical characteristics, including UV-vis absorption and fluorescence. Among the treated C dots, the sample prepared with Na₂CO₃ showed the strongest emission under the same excitation wavelength, while that prepared with NH₃·H₂O exhibited a distinct red shift (~8 nm) in the emission curve. The results presented herein provide clear evidence that neutralization reagent selection is important for optimizing the properties of the resulting C dots obtained by mixed acid reflux. In addition, the photoluminescence of the C dots can be influenced by their counterions, providing a novel method for tuning the properties of C dots while explaining their behavior in saline solutions. In short, the basicity of the neutralizing reagent and the type of counterions affect the structure of the C dots surface, which brings different performances. This work reminds researchers that it is necessary to use the type of neutralizing reagent as an experimental condition when preparing C dots in the future.     

柱切换液相色谱法快速定量检测参附注射液中乌头碱类生物碱和人参皂苷

利用柱切换液相色谱,建立了参附注射液中苯甲酰新乌头原碱、苯甲酰乌头原碱、苯甲酰次乌头原碱、新乌头碱、次乌头碱和乌头碱6种乌头碱类生物碱,以及Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Ro、Rb2、Rb3、Rd 9种人参皂苷的分析方法。首先利用强阳离子交换的在线固相小柱选择性富集和净化样品中生物碱类成分,优化了色谱条件;并采用EC－C18柱作为人参皂苷的分析柱,通过优化实验条件,结合柱切换方式,去除了样品中辅料等大极性基质成分对色谱柱的污染,实现了生物碱分析和人参皂苷分析的自动切换。结果显示,样品中的生物碱和人参皂苷分离良好,线性相关系数（r2）均大于0.999,连续进样精密度的相对标准偏差（RSD） < 2.0%,重复性的RSD < 2.0%;其中6种生物碱的平均回收率为95.1%～98.6%,检出限为4.0～8.2 ng/mL;9种人参皂苷的平均回收率为91.7%～104%。所构建的基于柱切换液相色谱技术的在线固相萃取方法能够有效去除样品中的基质干扰,快速完成参附注射液中3种单酯型生物碱和9种人参皂苷的快速定量,同时也可对3种双酯型生物碱进行限量检测,可应用于药物的质量评价。     

基于甲基苯丙胺和吗啡的胶体金免疫层析试剂盒检测法的可靠性评价

通过固相萃取-液相色谱-多级质谱(SPE-LC-MS/MS)联用技术和毒品胶体金免疫层析试剂盒检测法对13种中药及调味品样品中甲基苯丙胺及吗啡分别进行定量分析,依据LC-MS/MS检测结果,对毒品胶体金免疫层析试剂盒检测法进行可靠性评价。实验结果表明:型号1试剂盒对甲基苯丙胺和吗啡的特异性均不高,检测准确率分别为57.7%与78.8%;型号2试剂盒对甲基苯丙胺的特异性不足,准确率为73.1%,但对吗啡的检测准确率达到100%。在利用毒品胶体金免疫层析试剂盒进行毒品快速筛查时,应注重排除干扰因素以提高免疫胶体金层析试剂盒的检测准确度。     

基于混合吸附剂磁性固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法测定水中磺胺和喹诺酮类抗生素残留

通过制备磁性大孔有机共聚物材料(Fe₃O₄@Si O₂@PLS)和磁性金属有机骨架材料(Fe₃O₄@ZIF-8),将两种材料同时作为磁性吸附剂,建立了混合吸附剂磁性固相萃取/高效液相色谱-串联质谱(MSPE/HPLC-MS/MS)测定水中4种磺胺类和8种喹诺酮类抗生素残留的分析方法。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射仪(XRD)对两种磁性材料进行表面形貌和结构表征,结果显示,亲水亲脂大孔有机共聚物(PLS)包覆于磁性纳米粒子Fe₃O₄表面,且Fe₃O₄成功附着于正六边形金属有机骨架材料(ZIF-8)晶体表面,可以满足磁性固相萃取的要求。通过优化吸附剂用量、萃取方式、吸附时间、样品p H值、洗脱剂种类及洗脱时间,在最优的实验条件下,12种目标物的线性范围为0.5～10μg/L,相关系数(r²)为0.996 1～0.999 8,检出...     

固相萃取/液相色谱-串联质谱法测定水果蔬菜中双胍辛胺的残留量

建立了测定沃柑、菠萝蜜、苹果、葡萄、生菜、黄瓜、西红柿、芦笋等水果蔬菜中双胍辛胺残留量的固相萃取/液相色谱-串联质谱方法。试样用0.2%乙酸水提取,二氯甲烷萃取杂质,提取液经WCX固相萃取柱净化,10%甲酸乙腈洗脱,氮吹至近干后以0.2%甲酸水复溶。采用甲醇和0.2%甲酸水为流动相,经Eclipse Plus C18(2.1 mm×100 mm,1.8μm)分离,在电喷雾离子源正离子模式下采用双胍辛胺的双电荷加合母离子m/z 178.8及其子离子m/z 100.0和187.0进行多反应监测（MRM）扫描,基质加标曲线进行定量。结果表明,双胍辛胺在0.005～0.160 mg/kg范围内线性关系良好,相关系数r≥0.995;0.010、0.020、0.050 mg/kg加标水平下的平均回收率为88.5%～109%,相对标准偏差（RSD,n=6）为2.1%～8.8%;方法检出限为0.005 mg/kg,定量下限为0.010 mg/kg。该方法快速、准确、灵敏,适用于水果蔬菜中双胍辛胺残留量的测定。