表面增强拉曼光谱法无标记检测蛋白质

蛋白质是生物体细胞和组织的主要组成部分,它通过形成一定的空间结构与其他分子作用而发挥功能。然而,受实验技术方法的限制我们对生物体中蛋白结构的认识非常有限。表面增强拉曼光谱(SERS)具有超高灵敏度,能够通过提供原子间相互作用的指纹图谱检测蛋白质的结构。我们实验室最近设计了一种新的SERS检测方法:用铝离子诱导银纳米粒子聚合产生热点,用于核酸结构的研究首次观察到了结构特征峰。在这个工作中,我们采用相同的纳米粒子对5种蛋白质(牛血清白蛋白、细胞色素C、肌红蛋白、过氧化氢酶、溶菌酶)进行SERS定量分析。信号增强效果比传统聚合体提高了约100倍,而且有较高的重现性。五种蛋白质的检出限可低至0.03ng·mL~(-1)。因此,我们相信该方法在蛋白分析中广泛应用前景。     

MALDI质谱技术在酶活性分析中的应用

酶作为生物催化剂参与很多重要的生理过程,同时也是一类重要的生物分子。酶的活性分析对于疾病诊断和治疗具有重要意义。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)具有操作简单、分析速度快、灵敏度高和易于实现高通量分析的特点,已被广泛用于各种组学研究和生物分子的检测,在酶的检测和活性分析中亦发挥了重要作用。该文综述了国内外利用MALDI-TOF MS分析酶活性和进行药物筛选的策略,总结了各种方法的优缺点,提出了MALDI质谱技术在酶活性分析领域存在的问题和挑战,并对其发展前景进行了展望。     

利用软电离质谱技术研究乌头碱在肠内细菌中的生物转化

采用人肠内细菌和乌头碱温孵的方法及电喷雾质谱技术, 探讨了乌头碱在人肠内的生物转化规律. 根据在正离子电喷雾电离条件下乌头类生物碱质子化分子[M+H]+提供的分子量信息, 并结合精确质量测定提供的元素组成及串联质谱提供的结构信息, 可以对乌头碱的转化产物直接进行定性分析. 研究结果表明, 乌头碱在人肠内细菌环境中可通过脱乙酰基、脱甲基、脱羟基以及酯化反应产生新型的单酯型、双酯型和脂类生物.     

d(C4)相关序列形成四分子i-Motif结构的电喷雾质谱研究

设计了与富含胞嘧啶(C)的DNA序列d(C4)相关的DNA序列d(C4), d(TC4), d(AC4), d(T2C4), d(A2C4), d(C4T), d(C4A)和d(TC4T); 采用电喷雾质谱测定发现这些序列形成四分子非共价复合物离子, 根据离子的相对丰度可确定形成四链i-motif结构的数量和可能性; 同时考察了腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)在d(C4)序列的5'和3'端对其形成四分子i-motif结构的影响. 结果表明, 在d(C4)的5'端增加A碱基或T碱基更易形成四分子复合物; 5'端含T碱基比含A碱基更利于形成四分子复合物; 而在d(C4)序列中增加2个A碱基或T碱基比增加相应的单个碱基形成了更高丰度的四分子离子峰.     

16-O-去甲基乌头碱的生物转化及电喷雾质谱研究

采用乌头碱和人肠内细菌体外温孵的方法, 探讨乌头碱在肠内的生物转化规律. 乌头类生物碱在ESI正离子模式条件下形成质子化分子[M＋H]^＋, 利用离子阱电喷雾串联质谱和傅立叶离子回旋共振电喷雾串联质谱方法可以直接分析乌头碱的转化产物. 本文首次报道了乌头碱在人肠内菌群环境中产生16-O-去甲基乌头碱, 16-O-去甲基乌头碱可进一步被肠内细菌转化, 通过脱乙酰基、脱苯甲酰基、脱甲基、脱羟基以及酯化反应, 产生新型的单酯型、双酯型和20余种脂类生物碱等转化产物.     

d(TC_n)序列形成i-Motif四聚体的电喷雾质谱分析

富含胞嘧啶(C)的DNA序列d(TCn)能通过C和质子化CH+氢键之间的相互作用形成平行的双链结构,两条质子化双链从头到尾插入,进一步形成反平行i-Motif四链结构.利用电喷雾质谱在乙酸一乙酸铵缓冲溶液中研究了样品浓度、缓冲液的浓度、溶液的pH值及d(TCn)序列中C的长度(n=3,4,5,6)对d(TCn)形成四分子i-Motif结构影响.结果显示:d(TCs)序列在pH 4.0～5.0,甲醇含量为30％,浓度为20 mmol/L醋酸-醋酸铵缓冲溶液中形成四聚体准分子离子强度最高.对于所研究的d(TCn)序列,序列长度(n)越大,形成四分子i-Motif离子的相对强度越高.     

发夹型DNA结构特征的表面增强拉曼光谱分析

对DNA携带的遗传信息的探索一直是人类科学研究的重要课题。DNA碱基间的相互作用不仅形成B型双螺旋结构而且可能形成其他变化的结构。然而,受实验技术条件的限制,我们对不同DNA结构的物理化学特征和形成条件的认识非常有限。最近,我们在含有碘的银溶胶中加入铝离子,将其作为表面增强拉曼(SERS)的基底用于DNA四链结构的研究。我们首次观察到反映四链DNA结构特征的高灵敏和高重现性拉曼光谱。我们前期的研究显示:这种新的银溶胶用于DNA分子拉曼检测,产生稳定增强的由分子内原子间相互作用,如氢键和碱基堆积等引起的拉曼信号,在DNA空间结构的研究中具有巨大的应用潜力。本工作我们应用这种银溶胶作为基底,利用拉曼光谱对一系列发卡型DNA结构进行了研究。我们发现了不同的碱基堆积对表面增强拉曼光谱的影响,这种新的发现可用于定量识别DNA序列中G-C含量,为SERS在DNA测序领域应用提供新思路。     

光化学反应在分析化学中的应用——光动力学法测定微量铁

光化学法是分析化学中新发展起来的一种分析方法。这种方法是在分析过程的某一阶段应用光化学反应。光动力学法是光化学分析方法的一种。     

16-O-去甲基去氧乌头碱在肠内细菌中的生物转化研究

采用人肠内细菌和乌头碱体外温孵的方法,探讨乌头碱的代谢产物16-O-去甲基去氧乌头碱在人肠内的生物转化。利用离子阱电喷雾串联质谱(ESIMS/MSn)方法直接分析16-O-去甲基去氧乌头碱的代谢产物。乌头类生物碱在ESI正离子模式条件下形成质子化分子[M H] 。16-O-去甲基去氧乌头碱可被人肠内细菌转化,通过脱乙酰基、脱苯甲酰基、脱甲基、脱羟基以及酯化反应产生新型的单酯型、双酯型和脂类生物碱等10余种代谢产物。双酯型生物碱具有较高的毒性,相对应的单酯型和脂类生物碱毒性较低。16-O-去甲基去氧乌头碱被肠内细菌转化为单酯型和脂类生物碱会使其毒性降低。     

乌头碱的代谢产物去氧乌头碱的生物转化及其电喷雾串联质谱

采用人肠内细菌和乌头碱体外温孵的方法, 探讨去氧乌头碱在人肠内的生物转化. 利用离子阱和傅里叶变换离子回旋共振质谱直接分析去氧乌头碱的转化产物. 乌头类生物碱及其代谢产物在正离子电喷雾质谱条件下形成质子化分子([M+H]+), 通过多级串联质谱进行结构表征. 去氧乌头碱可被人肠内细菌转化, 通过脱酰基、脱甲基脱羟基以及酯化反应产生新型的单酯型、双酯型和脂类生物碱等10余种代谢产物. 双酯型的去氧乌头碱的毒性较高, 当它被肠内细菌转化为单酯型和脂类生物碱时会使其毒性降低.