色谱

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第43卷第1期目次

2025, 43 (1): 0-0.

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“环境与健康分析专辑”引言

汪海林, 赖玮毅

2025, 43 (1): 1-2. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.11027

摘要 ( 48 )

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高效液相色谱-串联质谱法分析游离RNA修饰核苷的研究进展

张绿叶, 张维冰, 汪海林

2025, 43 (1): 3-12. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.07004

摘要 ( 131 )

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核糖核苷酸(RNA)的转录后修饰在基因表达调控中发挥重要作用,而RNA在降解与再合成过程中产生大量游离核苷,包含未修饰的基础核苷和多种类型的修饰核苷。修饰核苷无法被进一步分解,在胞内积累,或在转运蛋白作用下运输到胞外环境,直到被机体代谢,并在过程中发挥信号分子的作用。对生物样本中各级代谢物中修饰核苷的准确鉴定与定量能够为RNA降解和游离修饰核苷排泄调控提供重要信息,协助研究其生物学功能和发现潜在的临床应用。例如,小分子修饰核苷在应激反应和疾病状态下作为信号分子调控机体的应答;病理状态下体液和组织中发生特异性变化的修饰核苷可作为生物标志物,为疾病的诊断和治疗提供信息。高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术作为一种高灵敏度、高选择性、快速高效的分析工具,已在游离修饰核苷分析中展现出重要的应用价值。但HPLC-MS/MS准确分析游离修饰核苷仍面临一些挑战,如生物样品成分的复杂性,多种类目标物的化学性质差异,多种目标物的含量呈数量级的差异,以及众多的修饰核苷中同分异构体的干扰等。这些因素使得开发同时定量多种核苷的HPLC-MS/MS方法难度增加。本综述介绍了内源性游离RNA修饰核苷的来源及检测方法,概述了HPLC-MS/MS技术在内源性核苷分析中的样品前处理、色谱分离、质谱检测模式和定量方法开发等方面的研究进展,并综述了游离RNA修饰核苷的生物学功能、调控机制研究和作为疾病潜在分子标志物等的应用。

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环境污染物的跨胎盘转移效率研究进展

袁克宇, 熊军, 袁必锋

2025, 43 (1): 13-21. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.07002

摘要 ( 55 )

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随着工业化发展,环境污染物的种类和数量不断增加。环境污染物广泛存在于空气、食品和生活用品等传播介质中,妊娠期接触环境污染物不仅影响孕妇健康,还可能对分娩结果及胎儿的发育产生不利影响。胎盘作为母体和胎儿之间的屏障,对部分环境污染物具有选择性阻隔作用,即一些污染物被阻留于母体血液,而另一些环境污染物通过被动扩散、胎盘转运蛋白或内吞作用穿过胎盘屏障,进入胎儿脐带血中。跨胎盘转移效率(transplacental transfer efficiency, TTE)即污染物在脐带血中与在母体血液中水平的比值,常用于评估环境污染物跨越胎盘屏障的能力。TTE与污染物的相对分子质量、脂溶性、极性和结构特征等理化性质有关;母体和胎儿的健康状况、胎盘血流量、胎盘成熟度、胎盘转运蛋白和代谢酶的功能也会显著影响污染物的转移过程。本文总结了TTE的研究方法以及近年来有关环境污染物(全氟和多氟烷基物质(PFASs)、多溴二苯醚(PBDEs)、多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)等)的TTE研究进展,并讨论了影响TTE的主要因素。本文对环境污染物的跨胎盘转移机制研究具有指导意义,并有助于评估环境污染物对孕妇和胎儿健康风险的影响。

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常压质谱用于脂质识别的研究进展

王晓蓉, 尹伊颜, 欧阳津, 那娜

2025, 43 (1): 22-32. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.06007

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脂质是生物体的重要组成成分,参与细胞膜流动、神经递质传递和运输以及能量供应等多个过程。研究表明,癌细胞为了适应不断变化的生物微环境和快速增殖的需求,其脂质代谢过程不同于正常细胞。因而,对脂质组分进行快速检测、识别及监测研究,对了解生命过程、监测诊疗过程变化、提升诊疗效率等具有重要意义。质谱是直接获取分子结构最有效的手段之一,在生物分子及脂质鉴定中具有独特优势。近年来,常压质谱技术(ambient mass spectrometry, AMS)不断涌现,该技术无需样品预处理,为直接快速脂质识别及监测提供了有效手段。软电离技术的不断发展也为复杂多样的脂质分子检测提供了广阔的发展空间。电喷雾离子化(ESI)作为主要的软电离技术之一,易于离子化中高极性的生物样品,能够满足生物体内大多数脂质的检测需求。因此,研究人员基于ESI技术,开展了广泛的癌症脂质代谢研究,实现了不同脂质的鉴定和相对定量研究。由于脂质存在丰富的异构体,人们又创新性地将各种化学衍生法和其他技术与AMS结合起来,实现了对复杂脂质结构异构体的准确识别和相对定量研究。基于此,本文综述了近5年用于脂质检测的主要常压质谱技术及应用进展,并汇总了质谱解析脂质精细结构的典型策略。

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基于分子网络技术识别新污染物及其转化产物的研究进展

谈晓梅, 张雨薇, 焦昭钰, 于南洋, 韦斯

2025, 43 (1): 33-42. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.03014

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环境中新污染物及其转化产物分布广泛且风险未知。其种类繁多且结构复杂,使得传统的靶向分析和可疑物筛查分析难以满足分析需求。高分辨质谱技术的发展促进了基于液相色谱-高分辨率串联质谱的非靶向分析在环境领域的应用,尤其在识别未知转化产物方面有所贡献。然而,非靶向分析面临着如何从复杂数据中找到关注化合物及其转化产物的挑战。分子网络反映质谱之间的相似性,将结构彼此相似的分子家族成簇,实现海量质谱数据集的可视化和社区化,并通过网络和社区对污染物进行传播注释,可以全局展示和系统理解复杂串联质谱数据集,为非靶向分析提供了新方向。本文介绍了基于高分辨率串联质谱的分子网络分析方法及其在新污染物的非靶向筛查中的应用,包括技术原理、工作流程、应用现状和未来展望。本文重点展示了分子网络技术在药物、全氟化合物和消毒副产物等新污染物及其转化产物中的应用状况,强调分子网络技术普遍适用于各种环境介质中新污染物的筛查、揭示环境中污染物的全貌、推进化合物的环境行为和毒理学特性的研究。

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纳升解吸电喷雾电离质谱成像方法的近期研究进展

王靖博, 李小兰, 范瑞霞, 吕萍, 尹瑞川

2025, 43 (1): 43-49. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.07013

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常压质谱成像无需复杂的样品处理步骤,能在大气压下直接对组织切片中成百上千种分析物进行原位分析。目前,该领域正处于蓬勃发展的时期。已报道的常压电离技术种类众多,并呈现出“百花齐放”的良好态势;其中,纳升解吸电喷雾电离(nano-DESI)是近年发展迅速的一种基于液滴萃取的常压电离技术。脂质结构的复杂性给nano-DESI脂质成像带来了极大的挑战,而新型nano-DESI联用技术使脂质精细结构的鉴定与成像成为可能。与电喷雾电离(ESI)类似,nano-DESI倾向于产生多电荷态的分子离子,因而在蛋白质大分子的成像中具有显著的优势。本文聚焦于近3年nano-DESI在离子源研发、脂质结构分析和空间蛋白质组学方面的研究进展,并探讨了nano-DESI领域中亟需解决的关键问题。

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基于代谢组学和蛋白组学研究砷暴露对肥胖孕鼠肝脏代谢分子网络的影响

蔡丽静, 王妍, 谭峻峰, 周海霞, 梁诗佳, 吴衍, 张洁

2025, 43 (1): 50-59. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.05028

摘要 ( 60 )

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砷是普遍存在的环境毒物,可能影响生物体的正常生理过程。尽管已有研究探讨了砷对健康的影响,但砷暴露对肥胖孕妇肝脏代谢的影响及其作用机制尚不明确。本研究旨在通过高脂饮食诱导肥胖孕鼠模型,并采用灌胃方式模拟孕期砷暴露,以探究其对肝脏代谢的影响。孕鼠砷暴露后,我们利用代谢组学和蛋白组学技术,结合病理生化分析,对肝脏组织进行了深入研究。结果显示,砷暴露显著增加了肥胖孕鼠肝脏中的脂质累积,并伴随着炎症因子和氧化应激标志物的升高。代谢组学分析揭示了砷暴露对脂质代谢通路,特别是花生四烯酸代谢的显著影响。此外,蛋白组学分析确认了与脂质合成、氧化应激和炎症反应相关的蛋白质表达水平发生了变化。这些结果表明,砷暴露可能通过多种代谢途径和蛋白质调节通路,对肥胖孕鼠肝脏的脂质代谢产生显著影响。本研究不仅为理解砷暴露与肥胖及相关代谢性疾病之间的关系提供了新的科学视角,也为环境健康风险评估和公共卫生政策的制定提供了重要参考。

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基于固相萃取-高效液相色谱-串联质谱测定孕妇尿液中8种邻苯二甲酸酯代谢物及新生儿出生结局评价

王梓皓, 徐梦菲, 李贝妮, 吴萍, 吴微

2025, 43 (1): 60-67. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.12032

摘要 ( 48 )

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邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种环境内分泌干扰物,广泛存在于日常生活中,并可通过多种途径进入机体。孕妇作为一类特殊人群,若暴露于PAEs,将会对子代的生长发育造成不良影响。研究建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)同时检测孕妇尿液中8种PAEs代谢物(mPAEs)的分析方法。尿液样品经β-葡萄糖苷酶酶解后,采用Bond Elut Plexa固相萃取柱净化,样品经洗脱、浓缩、复溶后,进行HPLC-MS/MS分析。采用Agilent Eclipse Plus C18色谱柱(100 mm×3 mm, 3.5 μm)进行分离,以0.1%乙酸水溶液和0.1%乙酸乙腈作为流动相进行梯度洗脱,在多反应监测(MRM)模式下检测,内标法定量。结果表明,8种mPAEs在0.1~200 ng/mL范围内线性关系良好,检出限为0.015~0.048 ng/mL,定量限为0.050~0.160 ng/mL。在低、中、高3个加标水平(1、10、50 ng/mL)下,8种mPAEs的加标回收率为80.2%~99.7%。采用此方法对鄂州市妇幼保健院497名孕妇尿液中的8种mPAEs水平进行检测,结果表明,497名孕妇广泛暴露于PAEs,其中邻苯二甲酸单丁酯(MBP)的含量最高,中位数水平为104.46 ng/mL;邻苯二甲酸单苄酯(MBzP)的含量最低,中位数水平为0.22 ng/mL。同时,研究还对新生儿的出生结局进行了评估,线性回归模型表明,孕妇尿液中的邻苯二甲酸单乙酯(MEP)每增加一个自然对数(ln)水平,孕周减少0.11周(95%置信区间(CI): -0.18~-0.03);孕妇尿液中的邻苯二甲酸(2-乙基-5-氧己基)酯(MEOHP)和邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(MECPP)每增加一个ln水平,新生儿出生体重分别降低39.28 g (95%CI: -76.48~-2.09)和39.62 g (95%CI: -73.73~-5.52)。该方法操作简便,检出限低,具有较高的准确度和精密度,通过此方法测定了孕妇尿液中的8种mPAEs,并结合新生儿的出生结局发现,孕期PAEs暴露会影响新生儿的生长发育。

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超声辅助萃取-凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱检测食用鱼肉中12种卤代有机污染物

祝亦哲, 郑锐芬, 樊子昊, 刘灵, 叶靖瑶, 王凯, 唐才明

2025, 43 (1): 68-77. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.12028

摘要 ( 110 )

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卤代有机污染物(HOPs)因具有持久性、生物积累性、毒性等而广受关注。本研究应用超声辅助萃取和凝胶渗透色谱净化结合超高效液相色谱-高分辨质谱,建立了同时检测常见食用鱼肉中12种HOPs的方法。根据HOPs特性和鱼肉样品特点选择高效、可靠的前处理方法,优化了萃取净化方法和色谱-质谱参数。鱼肉通过甲醇-乙腈(1∶1, v/v)混合溶剂提取,低温高速离心,上清液经氮吹浓缩后转溶于乙酸乙酯-环己烷(1∶1, v/v)混合溶剂,过滤后由凝胶渗透色谱净化,洗脱液经氮吹浓缩后复溶,进样分析。液相色谱流动相为含2 mmol/L乙酸铵的水溶液和乙腈,通过梯度洗脱,离子源为电喷雾电离源,负离子模式,质谱数据采集方式为全扫描和数据依赖采集,同位素内标法定量。结果显示,12种HOPs均具有良好的线性关系,定量限为0.5 ng/g。以混合鱼肉为基质,在4、40和400 ng/g加标水平下,12种HOPs的加标回收率为67.6%~133.8%, RSD为0.5%~15.6%。应用本方法对27份实际鱼肉样品进行检测,发现鱼肉中均含有HOPs,含量为未检出~4.52 ng/g。该方法灵敏度好,准确度高,可作为鱼肉中HOPs的高通量筛查和定量检测方法。

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固相萃取-高效液相色谱-三重四极杆质谱法分析饮用水处理厂水样中7种香豆素

矫文美, 杨晶铭, 徐策, 高福康, 沈璐瑶, 元宇博, 郭志芬, 黄光

2025, 43 (1): 78-86. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.06014

摘要 ( 53 )

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本研究建立了一种固相萃取结合高效液相色谱-三重四极杆质谱法分析饮用水处理厂水样中7种香豆素类化合物的方法。样品前处理过程采用HLB小柱进行固相萃取,然后采用超纯水(含0.25%甲酸)淋洗,最后经甲醇(含0.25%甲酸)洗脱。萃取液用Phenomenex Luna C18柱(100 mm×2.0 mm, 3 μm)分离后,以甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,在电喷雾多反应监测模式下检测。以饮用水原水和出厂水为基质考察方法的基质效应、精密度和准确度。7种香豆素类化合物在各自的线性范围内呈现良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.99,方法检出限(MDL)为0.67~1.12 ng/L。不同加标水平(20、50、100 ng/L)下7种香豆素类化合物回收率为61.4%~91.5%,相对标准偏差(RSD, n=6)均≤11.2%。利用该方法分析了饮用水处理厂不同处理阶段的水样,其中7-羟基香豆素、6,7-二羟基香豆素、香豆素的检出率为100%,含量为0.21~27.9 ng/L。6-羟基-4-甲基香豆素在原水、混凝后水样、炭滤后水样中均未检出,只在砂滤后水样和出厂水中被检出,而且出厂水中的含量(4.69 ng/L)高于砂滤后水样(1.79 ng/L)。8-氯-7-羟基香豆素只在出厂水中被检出(0.28 ng/L)。本方法分析时间短,精密度和准确度良好,在监测实际水样中香豆素的含量及评估饮用水处理过程对于水样中香豆素类化合物去除方面可发挥积极作用。

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基于磁性氧化石墨烯核酸适配体分离材料构建17β-雌二醇传感器

金心宇, 陈乐源, 刘艳娜, 谢文菁, 彭汉勇

2025, 43 (1): 87-95. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.06009

摘要 ( 33 )

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17β-雌二醇(E2)是天然的甾体雌激素,在生物体的各项生理活动中发挥着至关重要的作用。然而,外源性E2也被归类为内分泌干扰物(EDC),即使在ng/L水平上也会干扰内分泌系统功能,且在医疗、畜牧业废水中均能检测到E2污染。目前,E2的检测方法主要以色谱-质谱联用方法为主,但受仪器等限制,难以应用于现场检测或大量样品检测。为了解决该难题,本工作用油包水微乳液法(W/O microemulsion)合成了一种基于磁性氧化石墨烯(MGO)的核酸分离材料,并进行了系统的表征,以开发高灵敏度、快速检测、高通量的荧光恢复(“turn-on ”)型生物传感器,用于检测环境样品中的E2。传感器基于荧光共振能量转移原理(FRET),即MGO通过吸附荧光基团标记的E2核酸适配体发生FRET效应猝灭荧光信号,而在E2存在时,核酸适配体与E2结合,从MGO上脱附,实现荧光信号恢复,且信号响应与一定范围的E2质量浓度呈线性关系。本工作引入了磁性固相分离方法,降低了背景信号值,从而提高了方法的灵敏度。本方法中相对荧光恢复强度与E2质量浓度呈良好的线性关系,检出限低至1 ng/mL,对多种干扰离子有较好的抵抗性,且在同族雌激素类似物中有良好的选择性。与色谱-质谱检测方法相比,该方法检测时间短,成本低,操作简便,可应用于环境水样中E2的快速检测。

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多维方法评价全氟辛酸对人结直肠癌细胞的毒性效应

张睿佳, 林颖诗, 涂蓝尹, 陈梓潼, 张维蔚, 栾天罡, 陈保卫

2025, 43 (1): 96-103. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2024.05022

摘要 ( 38 )

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全氟辛酸(PFOA)的暴露与溃疡性结肠炎的发生密切相关,但目前缺少PFOA暴露对人结直肠癌细胞(HCT116)产生毒性效应的相关分子机理研究。本研究从细胞毒性表型、细胞呼吸和代谢相关基因转录水平3个层次评价了PFOA对HCT116的毒性效应。首先,利用水溶性甲臜化合物(MTS)来评价PFOA暴露对HCT116细胞相对活性的影响;随后,利用细胞外流量分析仪对HCT116的线粒体呼吸活性进行测定;最后,用定量即时聚合酶链式反应(qPCR)对HCT116中代谢相关基因的转录水平进行检测。细胞毒性实验结果表明,与对照组相比,经高浓度(300 μmol/L)PFOA暴露48 h后,HCT116的细胞活性受到显著抑制(p<0.01),并在G0/G1细胞周期受到阻滞,而低浓度(30、50 μmol/L)的PFOA反而提高了细胞相对活性;低浓度(50 μmol/L)的PFOA能够促进HCT116的线粒体呼吸活性。利用自主开发的Metabolic Gene and Pathway Query检索软件和比较毒理基因组学数据库,本研究发现代谢相关基因二肽酶1(DPEP1)和鞘甘氨酸-1激酶(SPHK1)与PFOA引起的溃疡性结肠炎相关。qPCR实验结果表明,高浓度(300 μmol/L)PFOA能够显著诱导DPEP1和SPHK1的转录表达上调(约8~10倍),低浓度(50 μmol/L)PFOA未引起DPEP1和SPHK1转录表达水平的变化。本文发现细胞线粒体呼吸活性是评价低浓度PFOA干扰效应的一个敏感指标,DPEP1和SPHK1介导的细胞代谢过程可能是PFOA引起肠道毒性的潜在机制。

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