一种基于定量驱动策略和18O标记方法的比较蛋白质组学分析平台

定量蛋白质组学技术是一种高通量的蛋白质分析技术, 有望大大推动生物学和医学研究的发展. 最近提出了一种基于定量驱动的定量蛋白质组学分析新策略, 它采用定量和定性分析分开的模式, 先通过液相色谱一级质谱(LC-MS)定量分析确定差异肽段, 然后针对这些差异肽段再做液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)定性分析, 最后通过定性和定量数据的匹配来获得差异蛋白结果. 这种策略被证明可以针对性地鉴定差异肽段, 增加差异蛋白的检测个数. 我们基于该策略和18O标记方法建立了一种新的定量蛋白质组学分析平台. 研究证明了该分析平台在定量蛋白质组学研究中的可行性. 本文还根据此研究在理论上提出了一种新的MS/MS分析的数据依赖模式, 即实时定量依赖的MS/MS离子选择模式.     

肿瘤生物标志物的超灵敏检测研究进展

肿瘤是严重威胁人类健康的高发病率和高死亡率疾病.肿瘤生物标志物是反映肿瘤的发生和发展、监测肿瘤对治疗反应的一类物质.肿瘤生物标志物的超灵敏检测有助于肿瘤的早期诊断和临床治疗.近年来,肿瘤生物标志物的检测方法研究迅猛发展,成为国内外研究的热点.本文对最新发展的肿瘤生物标志物检测方法进行了全面综述,着重介绍了比色法、质谱法、荧光分析法、化学发光、表面增强拉曼散射、电化学分析法和单分子检测,并对肿瘤生物标志物检测方法的发展方向做了展望.     

新的质谱电离方法测定氨根中~(15)N的丰度

一、引言 稳定同位素标记法在农业、生物和医学等领域有重要的应用。用~(15)N稳定同位素制成的各种标记物,可以显示出生物体内各个组织的新陈代谢情况,稳定同位素丰度的检测,又是这一方法的关键。目前,测定氨根中~(15)N丰度的经典方法是利用气体同位素质谱计,其电离     

稳定同位素(13)~C标记C_(60)的制备及光谱性质

富勒烯纳米材料因其独特的结构和生物活性在生物医学领域广受关注,然而真正实现它们的商业化应用,仍需要进一步地研究,解决关键的生物安全性问题.本文利用电弧放电法,以稳定同位素13C直接替位掺入C60碳笼上的骨架碳原子,合成了13C-C60,确定了稳定同位素13C的掺入量,研究了稳定同位素效应所引起的C60分子质谱及振动光谱的变化特征,证实这种13C直接标记法不破坏富勒烯碳笼的本征结构.研究发现13C标记的C60分子的质谱分子离子峰呈正态分布,较强的分子离子峰m/z随13C标记量的增加而增大;其分子振动的红外和拉曼光谱虽然都保留了C60分子的特征光谱峰,但又随13C标记量的增加而发生不同程度地迁移和劈裂,这主要是由于稳定同位素13C的掺入,致使C60分子结构的对称性降低.这种稳定同位素13C标记富勒烯13C-C60,将为安全、无损、定量的富勒烯纳米材料体内的生物安全性研究奠定重要基础.     

硅纳米线场效应晶体管生物传感器在肿瘤分子诊断中的应用

肿瘤的早期诊断是目前临床医学最具挑战性的问题之一.分子诊断不仅能对肿瘤早期做出确切的诊断,而且能对肿瘤分期、分型、疗效监测和预后评估做出判断.硅纳米线作为新型一维半导体纳米材料,具有超高灵敏度、专一选择性、无标记检测、快速实时响应等独特优势,在近年来的生物医学检测应用,特别是肿瘤的分子诊断方面引起了极大的关注.基于此,本文介绍了硅纳米线场效应晶体管(FET)的工作原理、硅纳米线的制备方法、传感灵敏度的影响因素,综述了硅纳米线FET生物传感器在肿瘤分子诊断中的应用(包括核酸的定性与定量检测、肿瘤蛋白标志物检测、以及分子间相互作用研究),并展望了硅纳米线生物传感器的未来发展趋势,希望能为硅纳米线在肿瘤早期诊断的进一步应用提供一定的参考.     

铅染毒大鼠血、毛发及组织脏器铅指纹差异现象

铅同位素比值可被作为"铅指纹"而由体内生物样品追溯外在铅污染源,然其可靠性未见文献报告.以往研究曾发现同一个体生物样品间铅同位素比值存在差异,为确证此现象,了解铅暴露后体内血、发及各组织脏器铅指纹与受试物铅指纹的一致性及染毒剂量对其的影响,研究选取32只SD雄性大鼠分为4组分别按0,30.0,60.0,120.0mg/kg体重每天经消化道醋酸铅染毒4周,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定其血、毛、肝、肾、股骨中的铅同位素比值.结果显示:血、发及各组织器官的铅指纹之间存在显著性差异(P<0.05).血铅指纹与受试物原始铅指纹差异程度与染毒剂量有关,而其他组织脏器铅指纹基本上不受染毒剂量影响.发铅不适宜作为铅溯源的生物标志物,而血铅相对更适于用来追溯外在铅污染源,尤其在高铅浓度暴露下更为准确可靠.该结果为铅同位素比值法进行生物样品铅溯源的研究提供了科学依据.     

煤与煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学判识

根据煤系有机机质碳同位素分布受控于沉积环境及其相应生物生产力变化这一理论假设,应用气相色谱／碳同位素比值质谱技术,对比研究了煤系沉积中煤和煤系页岩可溶有机质分子碳同位素分布特征,结果显示煤较煤系页岩更富集重碳同位素,据此提出了判识煤和煤系页岩生油的分子碳同位素地球化学方法,并成功应用于吐鲁番盆地煤成油对比。     

南沙海洋沉积单体长链正构烷烃成因的碳同位素证据

对南沙海洋现代沉积物中单体长链正构烷烃同位素进行了测定,研究了单体正构烷烃碳同位素组成特征及其成因问题,结果表明,它们的碳同位素组成较轻,具有混源成因的特征,经研究认为低纬度高等植物和微生物是它们的主要端元生物源,根据单体正构烷烃丰度和碳同位素组成,采用混合模型定量计算了两种端元生物源对单体构烷烃的贡献,所获得资料指示了两种生物源在不同样品中的贡献是不同的,趋势是随着埋深,微生物生物源贡献增大。     

基于GC-QTOF构建挥发性有机物的非靶标筛查方法

挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)是一类影响大气质量的重要污染物,对生态安全与人体健康都具有重要影响. VOCs种类众多,全面的环境监测存在很大的技术挑战.本研究从环境空气样品中VOCs的定性筛查出发,采用气相色谱-四级杆飞行时间串联质谱(GC-QTOF)建立了一套VOCs的非靶标筛查方法,其主要流程如下:(1)在70 eV下对样品中VOCs进行分析,将获得的质谱图与仪器配套的谱图库比对,筛选出可能的候选物;(2)在15 eV条件下获取分子离子峰,根据候选物分子离子的准确度误差5 ppm(parts per million)作为阈值鉴定化合物;(3)如果分子中涉及同位素元素,进行质谱同位素分析;(4)使用保留时间预测模型,进一步辅助识别;(5)使用标准样品对识别的VOCs进行确证.采用108种VOCs进行非靶标筛查流程测试发现, 94种可以被正确识别,准确率为87%,显著高于采用GC-MS分析和谱库对比的识别率58%.对大连某企业环境大气中的VOCs进行了采样分析,筛查出30种VOCs,其中有23种通过标准样品确认,初步说明本研究构建的非靶标筛查方法可以作为环境大气中未知VOCs定性识别的技术工具.在后续研究中,将进一步对非靶标筛查方法进行环境样品分析验证和完善优化.     

光学相干层析及其在实验力学中的应用

光学相干层析(optical coherence tomography, OCT)是一种基于低相干干涉原理的层析成像方法,具有非侵入和快速成像等优点,可用于透明和半透明生物组织和材料内部微米级分辨率和毫米级深度的层析成像.与数字图像相关方法或位相测量等技术相结合之后, OCT还可作为一种弹性成像方法,用于载荷作用下物体内部位移与应变的全场测量,且灵敏度可分别达到纳米级和微应变级.目前, OCT弹性成像已广泛应用于眼角膜、皮肤、肿瘤、高聚物、复合材料等多种生物组织与非生物材料的测试,为定量评价组织与材料内部微观力学特性的分布提供有效的实验手段.本文在介绍OCT成像原理、位移与应变场重构方法的基础上,总结了OCT在实验力学中的典型应用,并探讨了该方法目前存在的问题与挑战.     

基于表面增强拉曼光谱技术的肿瘤标志物检测进展

肿瘤标志物是反映肿瘤发生情况的物质,与肿瘤诊断、治疗与监测息息相关,肿瘤标志物检测是肿瘤早期筛查的有效手段.随着精准医疗时代来临,对肿瘤标志物检测技术的要求不断提高,表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术利用纳米粒子间的局域表面等离激元共振效应,增强分子光谱信号,提高检测灵敏度和准确度,成为了肿瘤标志物检测技术研究的热点,在生物医学、临床诊断等领域具有极大发展潜力.本文以组织检测和液体活检为分类,综述了近5年基于SERS肿瘤标志物检测的研究进展,并提出了通过样品处理、基底改进和探针制备等方式提升标志物检测灵敏度、特异性的思路.同时,本文对SERS技术在临床应用中面临的挑战和发展进行了分析与展望,以期开发出更具潜力的检测技术.     

循环血中肿瘤标志物检测的进展及其临床意义

肿瘤标志物 (tumormarker)是指由肿瘤组织产生的存在于肿瘤组织 ,或分泌至血液或其他体液 ,或因肿瘤组织刺激 ,由宿主细胞产生而含量明显高于正常参考值的一类物质 .随着医学的发展 ,近年来出现了许多通过循环血中的肿瘤标志物及其活性来诊断恶性肿瘤的新方法 ,如 :端粒酶活性、性激素受体、特异性mRNA、谷胱甘肽转移酶 μ基因、rDNA转录活性、血粘附分子和肿瘤相关基因及其表达产物等 .这些肿瘤标志物为肿瘤的诊治提供了有价值的信息     

土壤-植物体系中锌镉稳定同位素分馏研究进展

稳定同位素分馏技术对于示踪土壤-植物体系中重金属的迁移转化过程具有重要作用.本文阐述了土壤-植物体系中锌镉迁移转化主要涉及的土壤根际过程、根系吸收过程和根部-地上部转运过程及其对应产生的同位素分馏特征.在土壤根际过程,土壤固相对锌、镉的吸附解吸反应影响重金属在土壤溶液中的移动性和同位素组成:锌轻同位素、镉重同位素倾向于被土壤固相释放进入土壤溶液;植物根系活化作用则导致土壤固相结合的锌重同位素的释放.根系吸收过程影响土壤-植物间的同位素分馏:质外体吸附锌重同位素,共质体吸收过程中低亲合力转运系统产生锌轻同位素富集,高亲合力转运系统基本不产生分馏或略产生锌轻同位素富集;植物根系存在含硫基团结合镉,并且仅有低亲合力转运系统对镉轻同位素进行吸收转运.在根部-地上部转运过程,根部区室化作用影响植物体内重金属的迁移和地上部同位素组成:锌重同位素、镉轻同位素倾向于在根部储存,导致锌轻同位素、镉重同位素向地上部迁移.在土壤-植物体系中,锌镉同位素分馏现象存在明显差异,反映出植物对锌镉元素不同的吸收、转运和储存机制.     

计算系统毒理学:形成、发展及应用

系统生物学的发展为传统毒理学的研究提供了新机遇,逐步形成了系统毒理学.计算系统毒理学旨在整合毒理组学实验数据,构建多水平、多尺度的预测模型,定量评估化合物的安全性.目前已经发展了静态网络分析预测、动态网络模拟和有害结局路径等几种研究方法.虽起步不久,但在全面理解毒理学机制、发现新的生物标志物及化合物安全性综合评估等方面已表现出良好的应用前景.本文主要综述了计算系统毒理学的诞生背景、数据资源、研究方法、应用领域及未来展望.     

超低本底化学流程和单颗粒云母Rb-Sr等时线定年

低化学流程本底和高精度同位素测定是实现微量样品处理的必要条件. 以辽宁复县金伯利岩中金云母单颗粒Rb-Sr等时线定年为实例, 介绍处理微量样品的超低本底化学流程, 以及应用新型高精度热电离质谱计(IsoProbe-T)精确测定小于ng级Sr同位素组成的方法. 单颗粒矿物Rb-Sr同位素分析技术可以应用于高分辨同位素示踪和年代学研究, 从而进一步拓展Rb-Sr同位素体系的研究应用空间.     

高浓重氮参考样品的研制

在氮同位素分离和氮-15标记物质的制备和应用中,都需要高浓氮-15参考样品或称标准物质,用来标定分析仪器。本工作通过化学分析、样品转化和质谱测定,制得一种含98.35±0.02原子％~(15)N标准样品,计有20克硫酸铵,可向国内提供,以标定质谱计或发射光谱仪,并能与含天然丰度氮-15样品配制成其它~(15)N浓度的标准样品。     

腺相关病毒外壳修饰与肿瘤靶向治疗

靶向性是肿瘤基因治疗取得成功的关键因素. 在众多基因治疗病毒载体中, 腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)是目前广为关注的基因治疗载体系统. AAV具有广泛的宿主范围, 这也导致其缺乏组织或细胞特异性, 对靶细胞的基因转染效率不高. 因此, 提高AAV载体在体内运输的靶向性和感染目的细胞的效率, 是实现AAV基因治疗的关键. 迄今为止, 科学家已开发出很多策略来改造腺相关病毒的外壳, 期望增强其靶向性或重靶向目的细胞. 这些策略不仅包括传统的化学修饰、噬菌体展示、外壳基因组改造和嵌合载体, 也包括新颖的标记营救、衣壳蛋白定向进化、AAV外壳直接肽段展示和AAVP (AAV-Phage)等. 本文评述了对AAV外壳改造达到靶向肿瘤细胞的研究进展.     

聚合物电解质包裹金核银壳纳米棒制备双模式光学细胞成像探针

报道了一种新型的荧光及表面增强拉曼散射(SERS)双模式光学成像探针. 该探针以金核银壳纳米棒为SERS增强基底, 其表面标记拉曼分子产生SERS信号. 随后通过层层吸附的方法在标记了拉曼分子的金核银壳纳米棒表面包裹聚合物电解质. 最后在聚合物电解质层上连接异硫氰酸荧光素产生荧光信号. 将探针置入HeLa细胞, 实现了荧光、SERS双模式成像. 该探针具有以下优点: (1) 能产生荧光、SERS两种信号, 实现双模式光学成像; (2) 金核银壳纳米棒具有优异的SERS增强能力, 使得探针进入活细胞后仍能提供高信噪比的SERS信号; (3) 聚合物电解质在形成隔离层避免荧光信号被金属淬灭的同时, 提高了探针的生物兼容性. 这种双模式光学成像探针在药物输运和肿瘤靶向等研究中具有重大的应用前景.     

放射性核素标记的硼携带剂

硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy,BNCT）面临的严峻挑战之一就是缺少精确的剂量测算体系.核素成像是一种非侵入且能提供体内硼携带剂分布的技术.本文介绍了核素成像中硼携带剂的放射性核素标记方法的研究进展.¹⁸F标记的4-硼-L-苯丙氨酸(¹⁸F-BPA)最早是由亲电取代法制备的,也是研究最多的一种放射性标记的硼携带剂.研究表明,BPA和¹⁸F-BPA在正常组织/器官中具有相似的药代动力学.[¹⁸F]-FBPA也可以从高价碘叶立德前体进行亲核氟化反应得到,该方法标记时间较短,比活度高.作为靶向肿瘤的正电子发射断层扫描显像剂,¹⁸F标记的含硼酪氨酸衍生物([¹⁸F]-FBY)可以通过同位素交换法非常高效地制备.利用亲电碘化反应可以对巢式和闭式的碳硼烷进行放射性碘(¹³¹I和¹²⁵I)的标记.利用同位素交换反应也可以实现放射性碘标记碳硼烷衍生物,但是标记产物比活度较低.在水溶液中...     

分子信标连接体系用于核酶切割产物的超灵敏检测

建立了一种新的核酶切割产物的超灵敏检测方法. 利用分子信标作为核酶切割产物的连接模板和检测分子, 在RNA/DNA核酸杂合体连接过程中, 核酶切割产物的信息被实时转换为荧光信号. 该方法实现了在不标记核酶或RNA底物的情况下, 高灵敏、高特异性地检测核酶切割产物, 检测下限可达 0.05 nmol/L. 为真实准确地反映核酶切割反应提供了一种简便快捷的非同位素分析方法, 也为核酶基因药物的快速筛选、核酶动力学、核酶在基因治疗中的深入研究提供了全新的思路和技术. 应用该方法对丙型肝炎病毒锤头核酶的切割产物进行了检测.