色谱

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第42卷第4期目次

2024, 42 (4): 0-0.

摘要 ( 39 )

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离子色谱在中草药成分分析中的应用

张保鑫, 田景琴, 柴国柱, 贺文琪, 兰小中, 韩兴昊

2024, 42 (4): 311-326. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.10009

摘要 ( 310 )

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离子色谱是用于分离分析不同基质样品中离子性物质的一种新型高效液相色谱技术。自1975年发展至今,已被广泛应用于环境、能源、食品、医药等多个领域,具有操作简单、分析快速、灵敏度和选择性高,且能同时分离测定多种组分等优点。近年来,随着离子色谱技术自身迭代发展,可测定分析的样品种类已包括离子、糖类、氨基酸、有机酸(碱)等,同时离子色谱法也越来越成为针对中草药复杂组分中单个有效成分分析与鉴定的重要手段。本文介绍了离子色谱技术的不同类型、原理及研究进展,整理了近几十年离子色谱在中草药糖苷类、氨基酸、蛋白质、无机盐以及有机酸、生物碱类和黄酮类等复杂成分中的应用情况;检索文献发现,离子交换色谱、电导检测法为离子色谱中最常用的技术类型和检测方式,且目前离子色谱在生物碱类成分分析中的应用展现出较传统分析方法更好的优势,但在无机阴离子的形态分析和黄酮类、苯丙素类、甾体类等主要活性物质中的直接应用研究报道较少。最后,综述了离子色谱(联用)新技术及其在中草药中的最新进展,并对该色谱方法未来在复杂组分分离分析方面的应用进行了探讨和展望,为离子色谱技术分析中草药复杂化学成分的进一步发展提供理论参考。

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深共晶溶剂协同羧甲基-β-环糊精促进美托洛尔的毛细管电泳手性分离

李小倩, 夏之宁

2024, 42 (4): 327-332. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.01024

摘要 ( 85 )

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手性药物的对映体理化性质极其相似,而药理、毒理作用常常存在显著差异,因此探索提高对映体分离性能的创新策略对手性分离具有重要意义。以往关于毛细管电泳(CE)中β-受体阻断药美托洛尔(MET)对映体分离的研究主要集中在仅添加手性选择剂环糊精(CD)及其衍生物,而对于在CD的基础上添加辅助添加剂的研究较少。本研究将3种深共晶溶剂(DESs)氯化胆碱-葡萄糖、氯化胆碱-果糖和乳酸-葡萄糖作为辅助添加剂,用于MET的CE手性分离,推测了DES对基于CD的毛细管电泳分离MET对映体的协同作用。首先考察了CD种类、CD浓度、缓冲液pH值和缓冲液浓度对MET分离的影响,优化得到了最优条件(15 mmol/L羧甲基-β-环糊精、pH=3.0、40 mmol/L磷酸盐缓冲液)。其次制备了3种DESs作为添加剂,研究不同DESs及其质量分数对手性分离的作用,最终确定了最佳条件:采用质量分数1.5%的氯化胆碱-果糖型DES,此时MET的分离度从不添加DES时的1.30提升至2.61,实现了基线分离。最后对分离效果以及机理进行了推测。本文所建立的MET对映体手性分离分析方法不仅对提高手性药物质量、保证临床用药安全有效具有重要意义,还有助于将DES协同用于CD衍生物毛细管电泳手性分离的进一步研究与发展。

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定量磷酸化蛋白质组解析17β-雌二醇致死效应的细胞调控过程

李亚楠, 刘晓艳, 王, 刘震, 叶明亮, 汪海林

2024, 42 (4): 333-344. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.04025

摘要 ( 102 )

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17β-雌二醇(E2)是人体内一种重要的内分泌激素,在生理浓度下(0.2~1.0 nmol/L)对生殖系统、乳腺等靶器官的生长发育起着重要的调节作用。但很多研究表明,高剂量(μmol/L~mmol/L)的E2能够诱导肿瘤组织消退和细胞凋亡,其具体调控机制尚不明确。本工作聚焦于高剂量(μmol/L)的E2致死效应,首先分析了μmol/L水平的E2对HeLa细胞表型的影响,发现在1~10 μmol/L下E2以浓度依赖的形式抑制HeLa细胞增殖,并诱导HeLa细胞发生死亡,其中,用5 μmol/L E2处理2天后可使约74%的HeLa细胞增殖受到抑制,并引起约50%的HeLa细胞死亡。在此基础上,为了探究高剂量E2诱导细胞死亡的内在调控过程,将基于固相萃取(SPE)的固定化钛离子亲和色谱技术(Ti⁴⁺-IMAC)与基于数据非依赖采集模式(DIA)的蛋白质组定量技术结合,用于筛选HeLa细胞内参与高剂量(μmol/L)E2致死效应调控过程的磷酸化位点。最终,在5 μmol/L E2和二甲基亚砜(DMSO)处理的HeLa细胞中共鉴定到超过10000个磷酸化位点; t检验分析发现, 在E2处理后, 有924个磷酸化位点(对应599个蛋白质)的丰度发生了显著变化(显著性水平(p)<0.01, |log₂(倍数变化)|≥1), 推测其可能参与调控E2致死效应过程。此外,有453个磷酸化位点(对应325个蛋白质)仅单独发生在E2或DMSO处理后的HeLa细胞样品中,表明这些磷酸化位点在E2处理后发生了磷酸化或去磷酸化,也可能参与E2致死效应的调控过程。分别对以上两种方式筛选的E2调控的磷酸化蛋白质进行富集分析, 发现这些磷酸化蛋白质主要参与细胞分裂、核糖体/核质转运、信使核糖核酸(mRNA)加工/剪接及转录等过程,表明高剂量的E2可能通过调控核糖体及mRNA加工等过程影响蛋白质转录,进而诱导细胞发生死亡。此外,我们发现表皮生长因子受体(EGFR)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族蛋白(包括MAPK1、MAPK4和MAPK14)上多个磷酸化位点的修饰水平在高剂量E2处理后发生了明显变化,表明EGFR和MAPK信号通路可能在雌激素诱导的细胞死亡中起着重要调控作用。本实验得到的磷酸化蛋白质组定量结果有助于进一步了解高剂量E2的内在调控过程,为后续解析高剂量E2的作用机制及疾病的治疗提供了参考。

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超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定心脏组织中腺苷含量

朱佐银, 郭文博, 赵含珂, 王杰, 杨俊花, 周新丽

2024, 42 (4): 345-351. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.09016

摘要 ( 126 )

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采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)建立了一种灵敏度高、特异性好,且能够快速准确检测心脏组织中腺苷含量的方法。将样品溶于含10 μmol/L稳定剂2-羟基-3-壬基腺嘌呤盐酸盐(EHNA)的1 mL超纯水中,低温研磨2 min, 60 Hz冰水浴超声萃取40 min。以甲醇和5 mmol/L醋酸铵溶液为流动相,流速为0.4 mL/min,柱温为40 ℃,进样量为3 μL,采用电喷雾离子源(ESI)正离子切换多反应监测(MRM)模式对心脏组织中的腺苷进行定性定量分析,以标准曲线外标法准确定量。结果显示,在检测范围内线性关系拟合较优,线性范围为0.1~160 ng/mL,相关系数(r²)为0.9930,检出限(LOD)为0.03 ng/mL,定量限(LOQ)为0.1 ng/mL;腺苷在鼠心脏组织低、中、高3个水平的加标回收率分别为113.6%、96.3%、102.9%,日内精密度为1.7%~8.4%,日间精密度为2.6%~7.4%。相关性和一致性分析结果表明,UPLC-MS/MS法和双抗体夹心法测量结果存在正偏倚,两种方法腺苷检测结果呈极显著的正相关(P<0.0001);采用该方法随机测定17份小鼠和17份大鼠心脏样品,小鼠和大鼠心脏组织中腺苷的含量范围为3.25~8.78 mg/kg和10.24~15.19 mg/kg,腺苷的平均含量分别为5.37 mg/kg和12.60 mg/kg。本研究为心脏组织腺苷含量的测定提供了一种简单、精确、高效的检测方法,可为临床研究和疾病诊断提供重要的技术支持。

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高效液相色谱联合2,2'-二硫二吡啶衍生反应测定人血清不同类型游离巯基及其与冠心病的关系分析

邵芷钰, 曾洁, 董军, 李红霞, 杨睿悦, 陈文祥, 王思明

2024, 42 (4): 352-359. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.02001

摘要 ( 84 )

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游离巯基对于心血管疾病的诊断和治疗具有潜在的临床预示价值,本研究建立了一种基于2,2'-二硫二吡啶衍生反应的高效液相色谱测定人血清游离巯基的分析方法,能够同时获得人血清中总游离巯基(Total-SH)、小分子化合物形态游离巯基(LMM-SH)、蛋白质形态游离巯基 (P-SH)三者的含量。选用Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm),以0.1%甲酸水溶液-0.1%甲酸乙腈溶液为流动相,在1 mL/min的流速下进行梯度洗脱,5 min内可实现良好的色谱峰基线分离,其中2-硫代吡啶酮色谱峰代表血清样本中总游离巯基含量,吡啶二硫衍生物色谱峰代表小分子化合物形态游离巯基含量,二者差值为蛋白质形态游离巯基含量。本研究对衍生反应条件进行了优化,并进行了方法学验证,结果表明,该方法线性关系良好,相关系数≥0.9994,线性范围为31.25~1000 μmol/L,Total-SH和LMM-SH的检出限分别为2.61 μmol/L和0.50 μmol/L,定量限分别为8.71 μmol/L和1.67 μmol/L;加标回收率为91.1%~106.0%,日内精密度和日间精密度为0.4%~9.1%。使用本方法测定了714名志愿者的血清样本,总游离巯基浓度为376.60~781.12 μmol/L,平均浓度为555.62 μmol/L;小分子化合物形态游离巯基的浓度为36.37~231.65 μmol/L,平均浓度为82.34 μmol/L;蛋白质游离巯基浓度为288.36~687.74 μmol/L,平均浓度为473.27 μmol/L。Spearman相关性检验分析发现,血清游离巯基浓度与冠心病严重程度及常见临床生化指标存在密切关联。本研究提供了一种简便可靠的血清游离巯基分析方法,探索了其与冠心病的关系,为冠心病风险相关标志物的研究提供了新的参考指标。

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接枝多胺聚合物制备大孔阴离子交换色谱介质及其蛋白吸附行为评价

姜泽平, 郭旺, 李子炀, 侯恒扬, 霍文迪, 王佳一, 马磊, 靳海波, 黄永东, 张荣月

2024, 42 (4): 360-367. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.11003

摘要 ( 51 )

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以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的增加均表现为增长趋势;同时结合蛋白吸附容量的变化选择了最优合成条件。通过扫描电子显微镜观察介质的表面形貌,发现其孔隙连通性较好,且接枝前后介质孔道结构无明显变化,PAA配基密度对介质结构无明显影响。此外,通过压汞法和氮气吸附法测定接枝前后不同介质的孔径尺寸和孔径分布情况,并考察该类介质的孔径与蛋白吸附行为的关系,发现其蛋白结合容量未出现随介质孔径尺寸增加而显著下降的现象,且孔径尺寸增加更有利于蛋白在介质内部传质。在126 cm/h的流速下FastSep-PAA介质的原始孔径(即FastSep-epoxy的孔径)为400 nm时的蛋白动态结合容量(DBC)最高(70.3 g/L),该孔径下介质比表面积大,蛋白可吸附位点较多;原始孔径为700 nm及以下的介质蛋白DBC均随流速增加而均有一定下降;原始孔径为1000 nm的介质蛋白DBC几乎不受流速影响,流速由126 cm/h增加至628 cm/h时蛋白DBC仅下降3.5%,且在628 cm/h的流速下能保持57.7 g/L,蛋白分子在该孔径下的扩散速率受限较小,传质性能优异,这一特性表明该类大孔聚合物阴离子交换色谱介质在蛋白高通量分离中具有较大的优势。

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全自动QuEChERS前处理仪结合气相色谱-四极杆-飞行时间质谱法测定橄榄油中222种农药残留

梁艳, 雷春妮, 王波, 张欢, 王新潮, 周小平, 漆珍珍, 朱梦晨

2024, 42 (4): 368-379. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.09010

摘要 ( 129 )

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基于QuEChERS方法,建立了全自动QuEChERS前处理仪结合气相色谱-四极杆-飞行时间质谱法(GC-QTOF-MS)快速测定橄榄油中222种农药残留的分析方法,并考察了提取溶剂酸化程度、正己烷体积、振荡时间、离心温度、净化剂对222种农药残留测定的影响。首先选择响应较好且无明显干扰的离子用于定量及定性,再通过对全自动QuEChERS前处理仪的参数设置开发了净化流程,用含2%甲酸的乙腈溶液提取,上清液在含有400 mg N-丙基乙二胺(PSA)、400 mg十八烷基硅烷键合硅胶(C18)和1 200 mg无水硫酸镁的离心管中净化离心,净化液经氮气吹干,用乙酸乙酯定容后供仪器分析,最后采用基质标准溶液进行定量。从基质效应、线性范围、检出限、定量限、精密度及正确度等方面对定量分析方法进行验证。结果表明:222种农药中86.04%的农药线性范围为0.02~2.00 μg/mL, 10.81%农药的线性范围为0.10~2.00 μg/mL, 3.15%农药的线性范围为0.20~2.00 μg/mL,相关系数(R²)均大于0.99,222种农药在各自线性范围内线性关系良好;全部被测农药的检出限范围为0.002~0.050 mg/kg,定量限范围为0.007~0.167 mg/kg,其中有170种农药定量限可以达到0.007 mg/kg, 21种农药定量限可以达到0.017 mg/kg,占总数量的86.04%;在0.2、0.5和0.8 mg/kg 3个添加水平下,平均回收率为70%~120%的农药占全部被测农药的79.58%,平均回收率为80%~110%的农药占全部被测农药的65.92%,相对标准偏差(RSD, n=6)<10%的农药占全部被测农药的93.54%, RSD(n=6)<20%的农药占全部被测农药的98.35%。应用该方法对14份市售橄榄油样品进行了检测,共检出7种农药,其含量范围为0.0044~0.0490 mg/kg。该方法操作简单、快速、灵敏度高,且自动化程度较强,前处理过程无需人员值守,减轻劳动力的同时减少了人员误差,能够满足橄榄油中多种农药残留检测的需求,也可以为其他油类农药残留检测及复杂基质的自动化前处理提供参考。

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植物精油成分气相色谱保留指数的全息定量构效关系

郭锐, 焦龙, 胡祖彪, 王清臣, 钟汉斌, 景明利

2024, 42 (4): 380-386. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.07011

摘要 ( 62 )

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气相色谱保留指数(RI)是色谱分析中的重要参数,但通过实验获取RI值的过程较为繁琐,需要建立一种简便、高效、准确的模型来预测RI值。本文搜集了60种植物精油成分的RI实验值,构建了精油成分化合物的结构性质与RI值之间的全息定量构效关系(HQSAR)模型。当碎片大小(fragment size)、碎片特征(fragment distinction)和全息长度(hologram length)模型参数分别设置为“1~4”、“C, Ch”和199时,可以建立最优HQSAR模型。利用外部测试集验证和留一交叉验证对模型进行检验,经外部测试集验证的预测均方根误差(RMSEP)、预测决定系数( $Q F 3 2$ )、一致性相关系数(CCC)和平均相对误差(MRE)分别为40.45、0.984、0.968和2.20%;经留一交叉验证的交叉验证均方根误差(RMSECV)和MRE分别为72.56和4.17%。此外,HQSAR模型的分子贡献图表明,芳香族化合物的烷基链在连接了羟基基团后,其RI值会增大;脂肪族化合物中存在的长链烷基也会导致RI值增大。研究结果表明,所建立的HQSAR模型能够用于预测植物精油成分的RI值,并为其他精油成分RI值的预测提供可靠依据。

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顶空-气相色谱法测定橄榄油中6种卤化溶剂残留

雷春妮, 王波, 顾强, 张欢, 张晓美, 李建科

2024, 42 (4): 387-392. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.08018

摘要 ( 106 )

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卤化溶剂残留量是评价橄榄油质量的重要指标之一。国家橄榄油质量标准GB/T 23347-2021中规定了橄榄油中每种卤化溶剂残留量≤0.1 mg/kg、卤化溶剂残留量总和≤0.2 mg/kg,其检验方法是国际油橄榄理事会发布的COI/T.20/Doc. No 8-1990标准方法,该方法操作繁琐、重复性差、自动化程度低,不适于大批量橄榄油样品中卤化溶剂残留量的测定,而目前国家尚未制定橄榄油中卤化溶剂残留量测定的标准方法。该文建立了橄榄油中氯仿、四氯化碳、1,1,1-三氯乙烷、二溴氯甲烷、四氯乙烯和溴仿6种卤化溶剂残留量的顶空-气相色谱法。将橄榄油试样摇匀后,称取2.00 g(精确至0.01 g)于顶空瓶中,立即封盖待顶空-气相色谱仪分析,采用空白初榨橄榄油配制标准工作液,外标法定量。考察了顶空进样器的进样时间、平衡温度、平衡时间对6种卤化溶剂残留量检测的影响,在进样时间3 s、平衡温度90 ℃、平衡时间30 min时6种卤化溶剂的分析效果较好。结果表明:6种卤化溶剂在0.002~0.200 mg/kg范围内线性关系良好,相关系数≥0.9991,检出限为0.0003~0.0006 mg/kg,定量限为0.001~0.002 mg/kg,不同加标水平下的平均回收率为85.53%~115.93%,相对标准偏差(n=6)为1.11%~8.48%。该方法的6种卤化溶剂定量限显著低于COI/T.20/Doc. No 8-1990标准方法的定量限(0.02 mg/kg),且操作时间短,精密度高,准确性好,自动化程度高,适合大批量橄榄油样品中6种卤化溶剂残留量的测定分析。

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开放性实验:聚乙烯亚胺修饰碳点的合成、纯化与表征

李瑞, 许贯虹, 于海琳, 岑瑶, 彭艳, 沈凡丽, 魏芳弟

2024, 42 (4): 393-398. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.12017

摘要 ( 106 )

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开放性实验是培养拔尖创新人才的有效手段。我们基于学生兴趣、科研热点和实验室条件,设计了实验方案。实验采用一步水热法,以柠檬酸(CA)为碳源,聚乙烯亚胺(PEI)为修饰剂,合成PEI修饰碳点(PEI-CDs)。首先,将CA、PEI在0.1 mol/L的盐酸中超声至完全溶解,混匀后转移到高压反应釜中,放入烘箱130 ℃反应2 h,制得PEI-CDs原液;然后将冷却至室温的原液旋转蒸发浓缩至2 mL,并用无水乙醇沉淀、洗涤;最后,将所得沉淀放入真空干燥箱,70 ℃干燥12 h得到PEI-CDs粉末。利用紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、红外光谱仪和透射电镜对所合成的PEI-CDs进行表征。结果表明,所采用的无水乙醇沉淀纯化方法简单、快速、经济、绿色,制得的PEI-CDs水溶性好,发光性能优异,大小均一,稳定性高。通过该开放性实验,学生不仅熟悉了大型仪器的使用,而且增强了科学研究的兴趣。

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