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色谱在糖组学分析中的应用

色谱 2024年第7期42卷 646-657页

作者：郑义曹翠岩郭志谋闫竞宇梁鑫淼中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 赣江中药创新中心江西南昌330100

糖组学是继基因组学和蛋白组学后发展起来的组学技术,是研究细胞、组织或生物体内糖组的组成、结构及功能的一门学科。糖组学研究对深入了解生命活动规律、疾病的预防和治疗以及药物的质控和研发具有重要意义。糖组在生物样品中的丰度较... 详细信息

糖组学是继基因组学和蛋白组学后发展起来的组学技术,是研究细胞、组织或生物体内糖组的组成、结构及功能的一门学科。糖组学研究对深入了解生命活动规律、疾病的预防和治疗以及药物的质控和研发具有重要意义。糖组在生物样品中的丰度较低,且受单糖组成、糖苷键连接位置、连接方式、分支结构等因素的影响,使得糖链的组成与结构复杂多样,给糖组学研究带来了巨大挑战。液相色谱分离技术以及液相色谱-质谱联用技术被广泛应用于糖组的结构解析,在糖组学研究中发挥了不可或缺的作用。本文首先从色谱分离原理的角度讨论了糖链的富集方法及其在糖组学研究中的应用案例,并比较分析了各种方法的优势与不足;在糖链的分离与分析方面,从色谱分离模式的角度,分别列举了反相色谱、高效阴离子色谱、亲水相互作用色谱和多孔石墨化碳色谱分离糖链、糖缀合物或糖衍生物的分离原理,以及各类色谱模式联合质谱解析在糖组学分析中的研究进展。本文对各类色谱方法的分离特色进行了总结与讨论,为研究人员针对特定样品或特定目标物的分离与分析选择合适的方法提供了参考。近年来,在色谱技术的推动下,糖组学研究取得了相当大的进展。随着色谱新材料和新方法的不断开发,色谱技术将在糖组学研究中发挥更加重要的作用。

关键词：液相色谱糖组学糖链富集糖链分离

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蛋白质N-磷酸化修饰富集方法进展

色谱 2024年第7期42卷 623-631页

作者：江波高博魏淑娴梁振张丽华张玉奎中国科学院大连化学物理研究所医学蛋白质组全国重点实验室国家色谱研究中心中国科学院分离分析化学重点实验室辽宁大连116023 中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266580

蛋白质磷酸化作为一种最普遍和最重要的翻译后修饰调控着几乎所有的生命过程。随着高效富集方法和生物质谱技术的快速发展,低丰度的蛋白质O-磷酸化修饰获得了规模化鉴定,从而使其生物学功能得到较为透彻的研究。而发生在组氨酸、赖氨酸... 详细信息

蛋白质磷酸化作为一种最普遍和最重要的翻译后修饰调控着几乎所有的生命过程。随着高效富集方法和生物质谱技术的快速发展,低丰度的蛋白质O-磷酸化修饰获得了规模化鉴定,从而使其生物学功能得到较为透彻的研究。而发生在组氨酸、赖氨酸和精氨酸侧链氨基的N-磷酸化修饰,由于P-N键化学稳定性差,导致其在酸和热条件下不稳定。而目前依赖酸性条件的O-磷酸化富集方法难以适用N-磷酸化富集,导致蛋白质N-磷酸化生物功能研究严重滞后。因此,迫切需要发展针对蛋白质N-磷酸化的高效富集方法。本文首先介绍了蛋白质N-磷酸化的结构特征和已报道的生物学功能,重点综述并分析了近20年来蛋白质N-磷酸化修饰富集方法,并对每一种富集方法的优缺点进行了评述,最后对潜在的富集方法进行了展望。

关键词：蛋白质N-磷酸化生物功能富集方法综述

乙炔选择加氢反应中碳化钯的动态精细调控: 气氛和氧化锌助剂的作用

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 190-200页

作者：陈欢虞周楠杨冰张亚峰车春霞刘晓艳张峰韩伟温翯王爱琴张涛大连理工大学化学学院辽宁大连116024 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院应用催化科学技术重点实验室辽宁大连116023 中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心甘肃兰州730060

碳化钯通常被认为是乙炔选择加氢反应中原位生成的活性相,其生成有助于抑制次表面非选择性的氢化钯物种,从而实现高选择性乙炔加氢制乙烯的目标.次表面上碳化钯和氢化钯物种之间的竞争很大程度上决定了乙炔加氢反应的选择性.然而,由于... 详细信息

碳化钯通常被认为是乙炔选择加氢反应中原位生成的活性相,其生成有助于抑制次表面非选择性的氢化钯物种,从而实现高选择性乙炔加氢制乙烯的目标.次表面上碳化钯和氢化钯物种之间的竞争很大程度上决定了乙炔加氢反应的选择性.然而,由于实际反应环境的复杂性,反应环境下的两种物种之间的动态转化过程和竞争关系尚不清晰.特别是,反应环境(比如氢气组分)对碳化钯物种的调控机制仍不明确,也使得对碳化钯活性物种的精准调控变得困难.此外,氧化锌助剂作为乙炔选择加氢反应中最常用的助剂之一,存在典型的金属-氧化物界面相互作用,也会对渗碳过程产生重要影响.因此,从动态视角理解碳化钯物种的原位形成过程,对于精准设计和合成高性能乙炔选择加氢钯基催化剂具有重要的科学意义.近年来,先进原位表征光谱技术的不断发展使得从原子、分子层面理解原位过程机制成为可能.本文旨在通过先进的原位表征技术揭示乙炔选择加氢反应中碳化钯物种的动态生成过程,并进一步探究气氛环境、温度、助催化剂等参数对碳化钯物种的动态调控机制,从而为高性能乙炔选择加氢催化剂的精准设计和合成提供有力支撑.原位研究结果表明,在氢气升温还原条件下,空气焙烧后新鲜催化剂中氧化钯相首先转变为氢化钯相;随着还原温度升高,氢化钯相的含氢量逐渐降低.当切换至乙炔选择加氢反应原料气时,氢化钯相迅速分解为金属钯,并随着恒温碳化时间的延长,烃类裂解产生的碳原子逐渐渗入钯的体相,最终形成稳定的碳化钯活性相.通过移除乙炔加氢反应原料气氛中的氢气,考察了反应气中的氢气组分对碳化钯形成的调控机制.实验发现,在仅有乙炔和乙烯存在时,碳化过程仍能发生;而引入少量氢气(体积分数2.2%)后,碳化程度显著增强,C/Pd原子比从0.136提升至0.154.相变机理研究表明,氢气的引入促进了氢化钯物种的形成,并通过晶格扩张作用促进渗碳过程.此外,还研究了氧化锌助剂对原位渗碳过程的影响,揭示了氧化锌助剂对碳化钯的抑制作用.结合原位CO吸附漫反射红外光谱、准原位X射线光电子能谱分析发现,低温氢气还原下Pd-ZnO界面作用促进了微量表面PdZn合金的生成,从而抑制了碳的渗入.这种现象在不含氢气的碳化气氛中尤为显著,碳含量降低一个数量级(C/Pd原子比仅为0.019).在此基础上,通过调节反应条件,实现了对碳化钯物种碳含量的精准调控,并与反应活性关联,揭示了碳化钯含量与乙炔选择加氢反应活性之间的线性关系.电子结构表征和同位素实验进一步表明,Pd-C的电子相互作用促进了向Pd中心原子的电子转移,从而提高了氢气的活化解离能力和乙炔加氢反应活性.综上,本工作原位解析了碳化钯的动态形成过程,阐明了氢气辅助插碳和ZnO抑制插碳的微观机制,实现了碳化钯活性物种的精准调控,揭示了碳化程度与反应活性的线性关系,为高性能乙炔选择加氢催化剂设计提供了参考.

关键词：乙炔选择加氢碳化钯渗碳过程原位光谱动态机制

基于UHPLC-Q/Orbitrap HRMS结合分子网络技术的经典名方清骨散基准样品化学成分分析

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中国中药杂志 2024年第13期49卷 3526-3539页

作者：肖柳君艾嘉浩黄飞飞薛倩倩甘佳攀田淑云陆绍铭邹佳芬余文怡徐鑫金红利徐青赣江中药创新中心江西南昌330000 江西省中药药效物质基础重点实验室江西南昌330000 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中科院大化所中国医药城生物医药创新研究院江苏泰州225300

该研究采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q/Orbitrap HRMS)结合分子网络技术快速分析了经典名方清骨散基准样品中化学成分。首先采用ACQUITY UPLC BEH Shield RP_(18)色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以乙腈-0.1... 详细信息

该研究采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q/Orbitrap HRMS)结合分子网络技术快速分析了经典名方清骨散基准样品中化学成分。首先采用ACQUITY UPLC BEH Shield RP_(18)色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以乙腈-0.1%甲酸水为流动相进行梯度洗脱,流速为0.4 mL·min^(-1),柱温30℃条件下,在加热电喷雾离子源正、负离子2种模式下采集质谱数据。随后将采集的清骨散基准样品质谱数据上传至全球天然产物社会分子网络(GNPS)平台进行计算分析,并运用Cytoscape 3.8.2软件构建可视化分子网络。在此基础上,根据对照品的裂解规律,结合保留时间、高分辨质谱精确相对分子质量、特征碎片离子、文献报道及数据库匹配等信息鉴定清骨散基准样品中的化学成分。最终从清骨散基准样品中共鉴定和推测出105个化学成分,包括19个环烯醚萜苷类、23个黄酮类、15个苯丙素类、11个三萜皂苷类和37个其他类化合物,其中2个成分为潜在的新化合物。该研究采用的方法不仅实现了清骨散基准样品中化学成分的快速、准确鉴定,为清骨散复方制剂的药效物质研究和质量控制提供科学依据,也为中药复方制剂中化学成分的快速鉴定提供参考。

关键词：清骨散基准样品超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱分子网络化学成分

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

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色谱 2024年第4期42卷 333-344页

作者：李亚楠刘晓艳王䶮刘震叶明亮汪海林国科大杭州高等研究院环境学院浙江杭州310024 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析化学重点实验室辽宁大连116023

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... 详细信息

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1~10μmol/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5μmol/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(Ti 4+-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5μmol/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)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。

关键词：液相色谱-串联质谱固定化钛离子亲和色谱数据非依赖采集磷酸化蛋白质组 17β-雌二醇雌激素致死效应

大连先进光源驱动激光纵向平顶整形及其束流动力学模拟分析

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中国激光 2024年第14期51卷 172-181页

作者：高清华李馨萌张百超杨栋元余永张未卿贺志刚俞盛锐吴国荣杨学明浙江师范大学杭州高等研究院浙江杭州311231 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 深圳综合粒子设施研究院广东深圳518107 南方科技大学理学院化学系与先进光源科学中心广东深圳518055

驱动激光纵向整形是一种通过降低电子束发射度从而提升自由电子激光亮度的有效方法。目前处于预研阶段的大连先进光源(DALS)是最高重复频率为1 MHz的自由电子激光用户装置,其驱动激光采用掺镱光纤激光器的四倍频输出波长为257.5 nm的紫... 详细信息

驱动激光纵向整形是一种通过降低电子束发射度从而提升自由电子激光亮度的有效方法。目前处于预研阶段的大连先进光源(DALS)是最高重复频率为1 MHz的自由电子激光用户装置,其驱动激光采用掺镱光纤激光器的四倍频输出波长为257.5 nm的紫外光。通过脉冲堆积的方法对驱动激光实施纵向整形,获得了顶部宽度约42 ps,上升沿下降沿均约为2 ps的纵向平顶分布。基于正在建设中的DALS注入器,在不同驱动激光分布条件下进行了束流动力学模拟,结果表明相对于高斯分布的驱动激光,实验测得的平顶分布能够将电子束发射度降低20%。该结果有力支撑了DALS高亮度注入器的建设,也为未来提升DALS的出光亮度开拓了更大空间。

关键词：激光技术自由电子激光大连先进光源驱动激光脉冲整形发射度

基于保留时间和质荷比匹配的液相色谱-质谱联用技术用于非标记肽段的差异分析

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分析化学 2008年第7期36卷 867-873页

作者：厉欣徐松云张宇邹汉法中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心大连116023

建立了一种无需化学标记的,基于纳升级毛细管液相色谱-电喷雾离子阱质谱联用技术和质谱数据处理的肽段差异分析方法。本方法采用定量差异分析与肽序列鉴定分析分别进行的策略,首先对样品进行质谱全扫描的液质全谱式分析,在全扫描质谱数... 详细信息

建立了一种无需化学标记的,基于纳升级毛细管液相色谱-电喷雾离子阱质谱联用技术和质谱数据处理的肽段差异分析方法。本方法采用定量差异分析与肽序列鉴定分析分别进行的策略,首先对样品进行质谱全扫描的液质全谱式分析,在全扫描质谱数据中提取肽特征点信息,通过保留时间和质荷比参数匹配不同样品中的共有肽特征点,比较其相对峰强度有无差异。最后对样品中存在丰度差异的肽特征点进行选择性二级质谱分析和序列鉴定,从而实现复杂样品中肽段的差异比较分析。以血浆蛋白酶解混合物为实验对象,考察了本方法用于肽段相对定量分析的重现性以及浓度信号响应曲线等。结果表明:提取的肽特征点峰强度相对标准偏差的中值分析。

关键词：无标记液相色谱-质谱联用定量蛋白质组学多肽组

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整体柱的制备方法及其应用

分析化学 2001年第12期29卷 1464-1469页

作者：平贵臣袁湘林张维冰张玉奎中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心大连116012 中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心

整体柱具有渗透性好、制备简单、无需塞子制作等优点 ,从而避免了由塞子所引起的问题 ,已引起人们越来越多的关注。本文对整体柱的制备方法、结构表征及其应用作一评述

关键词：整体柱电色谱液相色谱评述

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生物膜色谱及其在药物活性成分分析中的应用

分析化学 2002年第2期30卷 231-236页

作者：毛希琴孔亮汪海林邹汉法中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心大连116021 中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心

介绍了一种新兴的色谱技术──生物膜色谱技术，综述了生物膜色谱技术近十几年的发展状况、生物膜的制备与固定化的各种方法，着重介绍其用于药物与膜相互作用研究的原理及研究成果，并展望了该技术在药物活性成分筛选和活性评价领域的... 详细信息

介绍了一种新兴的色谱技术──生物膜色谱技术，综述了生物膜色谱技术近十几年的发展状况、生物膜的制备与固定化的各种方法，着重介绍其用于药物与膜相互作用研究的原理及研究成果，并展望了该技术在药物活性成分筛选和活性评价领域的应用前景。

关键词：生物膜固定化色谱药物活性成分评述