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2023, 51(6): 911-921
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221589
Abstract:
对食品中污染物的快速、高灵敏检测是预防食品安全事件发生的重要手段。DNA步行器（DNA walker）是一种在结构与功能上具有可编程性的动态纳米机器，其在自由能驱动下沿着预设轨道界面产生持续性机械位移。核酸酶驱动DNA步行器具有优异的信号放大能力和反应动力学，将其与核酸适配体相结合构建的生物传感器已被广泛应用于食品安全快速检测中。本文综述了核酸酶驱动的DNA步行器的构建及其在食品安全检测中的应用进展，并对其发展前景进行了展望。
对食品中污染物的快速、高灵敏检测是预防食品安全事件发生的重要手段。DNA步行器（DNA walker）是一种在结构与功能上具有可编程性的动态纳米机器，其在自由能驱动下沿着预设轨道界面产生持续性机械位移。核酸酶驱动DNA步行器具有优异的信号放大能力和反应动力学，将其与核酸适配体相结合构建的生物传感器已被广泛应用于食品安全快速检测中。本文综述了核酸酶驱动的DNA步行器的构建及其在食品安全检测中的应用进展，并对其发展前景进行了展望。
2023, 51(6): 922-933
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221625
Abstract:
纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料，在分析化学和疾病诊疗领域具有良好的发展潜力。金属有机框架（MOFs）材料是由金属节点和有机配体形成的多孔晶体材料，其结构与天然酶有一定的相似性。目前，研究者已经开发了多种基于MOFs的纳米酶，包括具有类过氧化物酶、类氧化酶、类超氧化物歧化酶和类水解酶活性的纳米酶等，并显示出广阔的应用前景。本文根据材料的结构特点，将基于MOFs的纳米酶分为原始MOFs、化学修饰MOFs、MOFs复合材料和MOFs衍生物4类，介绍了这4类纳米酶制备的基本原理与最新研究进展。在此基础上，根据比色传感、荧光传感和电化学传感等分析策略，综述了MOFs基纳米酶在生物分析方面的研究和应用进展，讨论了其在实际应用中所面临的挑战和未来的发展趋势。
纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料，在分析化学和疾病诊疗领域具有良好的发展潜力。金属有机框架（MOFs）材料是由金属节点和有机配体形成的多孔晶体材料，其结构与天然酶有一定的相似性。目前，研究者已经开发了多种基于MOFs的纳米酶，包括具有类过氧化物酶、类氧化酶、类超氧化物歧化酶和类水解酶活性的纳米酶等，并显示出广阔的应用前景。本文根据材料的结构特点，将基于MOFs的纳米酶分为原始MOFs、化学修饰MOFs、MOFs复合材料和MOFs衍生物4类，介绍了这4类纳米酶制备的基本原理与最新研究进展。在此基础上，根据比色传感、荧光传感和电化学传感等分析策略，综述了MOFs基纳米酶在生物分析方面的研究和应用进展，讨论了其在实际应用中所面临的挑战和未来的发展趋势。
2023, 51(6): 934-944
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231008
Abstract:
单细胞分析对于重大疾病的早期诊断及治疗、药物筛选和生理病理过程的研究具有重要意义。微流控芯片能够精确控制单细胞的微环境，实时监测单细胞的行为，已成为单细胞分析的强大工具。单细胞捕获是单细胞分析的重要步骤。目前已报道了多种微流控芯片用于单细胞捕获的方法，其中基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法具有操作方便、单细胞捕获效率高等优点，受到研究人员的广泛关注及使用。为了全面了解基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的研究现状，掌握单细胞高效捕获的微流控芯片结构设计，实现单细胞精准快速分析，本文综述了基于流体动力的单细胞高效捕获（>70%）原理及微流控芯片结构，根据结构设计不同分为微井结构、微柱结构和旁路通道结构，介绍了单细胞高效捕获的微流控芯片优化过程，总结了微流控芯片的材质、结构特点及单细胞捕获效率等，对不同单细胞捕获结构的优势及不足进行了分析。最后，对基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的发展趋势进行了展望。
单细胞分析对于重大疾病的早期诊断及治疗、药物筛选和生理病理过程的研究具有重要意义。微流控芯片能够精确控制单细胞的微环境，实时监测单细胞的行为，已成为单细胞分析的强大工具。单细胞捕获是单细胞分析的重要步骤。目前已报道了多种微流控芯片用于单细胞捕获的方法，其中基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法具有操作方便、单细胞捕获效率高等优点，受到研究人员的广泛关注及使用。为了全面了解基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的研究现状，掌握单细胞高效捕获的微流控芯片结构设计，实现单细胞精准快速分析，本文综述了基于流体动力的单细胞高效捕获（>70%）原理及微流控芯片结构，根据结构设计不同分为微井结构、微柱结构和旁路通道结构，介绍了单细胞高效捕获的微流控芯片优化过程，总结了微流控芯片的材质、结构特点及单细胞捕获效率等，对不同单细胞捕获结构的优势及不足进行了分析。最后，对基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的发展趋势进行了展望。
2023, 51(6): 945-953
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221536
Abstract:
心肌肌钙蛋白I（Cardiac troponin I，cTnI）是心肌损伤的生物标志物之一，快速检测其血清水平对急性心肌梗死（Acute myocardial infarction，AMI）的临床诊断至关重要。本研究以鼠抗cTnI单克隆抗体（4T21cc-19C7cc，dAb）修饰的金纳米棒（Gold nanorod，GNR）为标记探针，采用双抗体夹心法制备侧流免疫层析试纸条（Lateral flow immunochromatographic test strip，LFITS），用于快速检测临床血清样本中的cTnI。此GNR标记的LFITS（GNR-LFITS）具有可定量检测、灵敏度高和特异性强的优点，检测血清中cTnI的线性范围为5~100 ng/mL，检出限（Limit of detection，LOD）为1.2 ng/mL，与其它蛋白的交叉反应值均小于5%。GNR-LFITS具有较高的实际应用能力，对临床血清样本中cTnI的检测结果与商用酶联免疫（Enzyme-linkedimmunosorbent assay，ELISA）检测试剂盒具有良好的相关性（R2=0.989），在AMI早期诊断中具有良好的应用前景。
心肌肌钙蛋白I（Cardiac troponin I，cTnI）是心肌损伤的生物标志物之一，快速检测其血清水平对急性心肌梗死（Acute myocardial infarction，AMI）的临床诊断至关重要。本研究以鼠抗cTnI单克隆抗体（4T21cc-19C7cc，dAb）修饰的金纳米棒（Gold nanorod，GNR）为标记探针，采用双抗体夹心法制备侧流免疫层析试纸条（Lateral flow immunochromatographic test strip，LFITS），用于快速检测临床血清样本中的cTnI。此GNR标记的LFITS（GNR-LFITS）具有可定量检测、灵敏度高和特异性强的优点，检测血清中cTnI的线性范围为5~100 ng/mL，检出限（Limit of detection，LOD）为1.2 ng/mL，与其它蛋白的交叉反应值均小于5%。GNR-LFITS具有较高的实际应用能力，对临床血清样本中cTnI的检测结果与商用酶联免疫（Enzyme-linkedimmunosorbent assay，ELISA）检测试剂盒具有良好的相关性（R2=0.989），在AMI早期诊断中具有良好的应用前景。
2023, 51(6): 954-961
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231079
Abstract:
基于氧化铈（CeO2）的类有机磷水解酶和类氧化酶活性发展了一种比率型比色传感方法，实现了对氧磷的灵敏、准确检测。具有类有机磷水解酶活性的CeO2纳米粒子（CeO2 NPs）可催化对氧磷水解为对硝基苯酚，其在400 nm处有明显吸收峰，溶液体系由无色变为黄色； CeO2还具有类氧化酶活性，催化3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）氧化为氧化态TMB，在653 nm处有明显吸收峰，溶液由无色变为蓝色。当目标物对氧磷存在时，400 nm处吸光度（A400）增高；同时对氧磷抑制其类氧化酶活性，653 nm处吸光度（A653）降低。基于对氧磷加入前后体系A400/A653比值的变化，实现了对氧磷的灵敏、准确检测，检出限为0.03 μmol/L（S/N=3）。利用本方法检测了韭菜样品中对氧磷的含量，加标回收率在92.0%~99.2%之间。本研究发展了一种基于CeO2纳米酶双重活性的比率型比色传感检测方法，为食品中对氧磷残留的灵敏检测提供了新策略。
基于氧化铈（CeO2）的类有机磷水解酶和类氧化酶活性发展了一种比率型比色传感方法，实现了对氧磷的灵敏、准确检测。具有类有机磷水解酶活性的CeO2纳米粒子（CeO2 NPs）可催化对氧磷水解为对硝基苯酚，其在400 nm处有明显吸收峰，溶液体系由无色变为黄色； CeO2还具有类氧化酶活性，催化3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）氧化为氧化态TMB，在653 nm处有明显吸收峰，溶液由无色变为蓝色。当目标物对氧磷存在时，400 nm处吸光度（A400）增高；同时对氧磷抑制其类氧化酶活性，653 nm处吸光度（A653）降低。基于对氧磷加入前后体系A400/A653比值的变化，实现了对氧磷的灵敏、准确检测，检出限为0.03 μmol/L（S/N=3）。利用本方法检测了韭菜样品中对氧磷的含量，加标回收率在92.0%~99.2%之间。本研究发展了一种基于CeO2纳米酶双重活性的比率型比色传感检测方法，为食品中对氧磷残留的灵敏检测提供了新策略。
2023, 51(6): 962-971
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221546
Abstract:
具有特定构象的富G序列（如G-四链体和G-三链体）与荧光染料相互作用可有效增强其荧光信号强度，被广泛应用于构建无标记荧光生物传感。本研究以硫磺素T（Thioflavin T，ThT）为荧光染料，构建了两种基于富G序列的无标记荧光传感器，用于检测阿尔兹海默病标志物β-淀粉样蛋白（β-Amyloid protein，Aβ）的基因序列。实验结果表明，分子发夹茎长为4个碱基时，富G序列以G-三链体的结构存在，以此构建的G-三链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而降低，线性检测范围为1~100 nmol/L，检出限为0.3 nmol/L（S/N=3）。分子发夹茎长为8个碱基且5'端添加碱基AATT时，其与Aβ基因结合后，富G序列多以G-四链体结构存在，以此构建的G-四链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而增强，线性检测范围为0.1~100 nmol/L，检出限为0.04 nmol/L （S/N=3）。两种传感器制备过程相似但检测原理不同，为富G序列的深入研究与应用提供了参考，同时为单链核酸的无标记荧光检测提供了新的思路。
具有特定构象的富G序列（如G-四链体和G-三链体）与荧光染料相互作用可有效增强其荧光信号强度，被广泛应用于构建无标记荧光生物传感。本研究以硫磺素T（Thioflavin T，ThT）为荧光染料，构建了两种基于富G序列的无标记荧光传感器，用于检测阿尔兹海默病标志物β-淀粉样蛋白（β-Amyloid protein，Aβ）的基因序列。实验结果表明，分子发夹茎长为4个碱基时，富G序列以G-三链体的结构存在，以此构建的G-三链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而降低，线性检测范围为1~100 nmol/L，检出限为0.3 nmol/L（S/N=3）。分子发夹茎长为8个碱基且5'端添加碱基AATT时，其与Aβ基因结合后，富G序列多以G-四链体结构存在，以此构建的G-四链体传感器的输出信号随Aβ基因浓度增加而增强，线性检测范围为0.1~100 nmol/L，检出限为0.04 nmol/L （S/N=3）。两种传感器制备过程相似但检测原理不同，为富G序列的深入研究与应用提供了参考，同时为单链核酸的无标记荧光检测提供了新的思路。
2023, 51(6): 972-981
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231018
Abstract:
生物气溶胶监测对于疾病防控、防化反恐、环境保护与资源调查等至关重要。本研究提出了一种基于高折射率梯度薄膜增敏的平板玻璃光波导表面散射传感方法，通过探测光波导散射光强度随时间的变化，分析生物气溶胶在光波导表面的颗粒沉降过程，进而获取生物气溶胶的浓度等信息。本研究通过理论推导得出光波导散射光强度与沉降粒子数之间的函数关系式，选用牛血清蛋白（BSA）水溶液作为生物气溶胶原液，采用五氧化二钽（Ta2O5）梯度薄膜增敏的离子交换平板玻璃单模光波导测试了BSA分子团聚体沉降引起的表面散射光变化，通过比对测试分析了Ta2O5梯度薄膜的增敏效果。实验结果表明，散射光强度随BSA分子团聚体沉降量的增加而增大，与BSA原液浓度呈良好线性关系，当单模玻璃光波导表面覆盖Ta2O5梯度薄膜后，其在横电基模（TE0）下对BSA分子团聚体沉降的探测灵敏度提高了50倍，并且采用TE0模测得的探测灵敏度比横磁基模（TM0）高4倍。本研究制备的Ta2O5梯度薄膜增敏的平板玻璃光波导结构简单、制作容易、稳定性好，基于此波导的表面散射传感方法操作简便、灵敏度高、探测成本低，在生物气溶胶实时探测方面具有重要的实际应用价值。
生物气溶胶监测对于疾病防控、防化反恐、环境保护与资源调查等至关重要。本研究提出了一种基于高折射率梯度薄膜增敏的平板玻璃光波导表面散射传感方法，通过探测光波导散射光强度随时间的变化，分析生物气溶胶在光波导表面的颗粒沉降过程，进而获取生物气溶胶的浓度等信息。本研究通过理论推导得出光波导散射光强度与沉降粒子数之间的函数关系式，选用牛血清蛋白（BSA）水溶液作为生物气溶胶原液，采用五氧化二钽（Ta2O5）梯度薄膜增敏的离子交换平板玻璃单模光波导测试了BSA分子团聚体沉降引起的表面散射光变化，通过比对测试分析了Ta2O5梯度薄膜的增敏效果。实验结果表明，散射光强度随BSA分子团聚体沉降量的增加而增大，与BSA原液浓度呈良好线性关系，当单模玻璃光波导表面覆盖Ta2O5梯度薄膜后，其在横电基模（TE0）下对BSA分子团聚体沉降的探测灵敏度提高了50倍，并且采用TE0模测得的探测灵敏度比横磁基模（TM0）高4倍。本研究制备的Ta2O5梯度薄膜增敏的平板玻璃光波导结构简单、制作容易、稳定性好，基于此波导的表面散射传感方法操作简便、灵敏度高、探测成本低，在生物气溶胶实时探测方面具有重要的实际应用价值。
2023, 51(6): 982-993
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231142
Abstract:
开发具有形状适应性和良好抑菌活性的智能水凝胶对于细菌感染创面的治疗非常重要。本研究以生物相容性良好的壳聚糖（CS）、β-甘油磷酸钠（β-GP）和聚多巴胺纳米颗粒（PDA NPs）为原料，制备了具有粘附性和光热抗菌活性的可注射热敏水凝胶。通过在CS上接枝具有贻贝类活性的邻苯二酚基团，提高了水凝胶与组织的粘附性。在生理温度（37℃）下，邻苯二酚改性壳聚糖（CHI-C）、β-GP和PDA NPs经过简单搅拌混匀后，放置1.5 min即可通过氢键和席夫碱键结合形成交联网络。在水凝胶中引入具有高效光热转换能力的PDA NPs不仅赋予水凝胶优异的光热抗菌能力，而且增强了水凝胶网络的力学性能。本研究制备的CHI-C/β-GP/PDA水凝胶具有良好的生物相容性、优异的光热转化能力和极佳的抗菌效果。此水凝胶可在小鼠创面原位形成，这为不规则伤口愈合提供了良好的环境。实验结果表明，制备的智能水凝胶有望成为一种具有良好应用前景的伤口敷料，用于促进细菌感染伤口的愈合。
开发具有形状适应性和良好抑菌活性的智能水凝胶对于细菌感染创面的治疗非常重要。本研究以生物相容性良好的壳聚糖（CS）、β-甘油磷酸钠（β-GP）和聚多巴胺纳米颗粒（PDA NPs）为原料，制备了具有粘附性和光热抗菌活性的可注射热敏水凝胶。通过在CS上接枝具有贻贝类活性的邻苯二酚基团，提高了水凝胶与组织的粘附性。在生理温度（37℃）下，邻苯二酚改性壳聚糖（CHI-C）、β-GP和PDA NPs经过简单搅拌混匀后，放置1.5 min即可通过氢键和席夫碱键结合形成交联网络。在水凝胶中引入具有高效光热转换能力的PDA NPs不仅赋予水凝胶优异的光热抗菌能力，而且增强了水凝胶网络的力学性能。本研究制备的CHI-C/β-GP/PDA水凝胶具有良好的生物相容性、优异的光热转化能力和极佳的抗菌效果。此水凝胶可在小鼠创面原位形成，这为不规则伤口愈合提供了良好的环境。实验结果表明，制备的智能水凝胶有望成为一种具有良好应用前景的伤口敷料，用于促进细菌感染伤口的愈合。
2023, 51(6): 994-1002
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231062
Abstract:
基于近红外腔衰荡光谱技术（CRDS）结合闪光光解，搭建了一套用于瞬态自由基探测的高灵敏度实验装置。通过扫描自主设计的光学谐振腔腔长，实现激光器与腔的模式耦合，基于线性回归求和（LRS）算法对衰荡曲线进行拟合，获得衰荡时间，在20.3 km有效光程和6.25 s采集时间下，系统可实现5.05×10-11 cm-1的探测灵敏度。使用266 nm Nd:YAG激光器光解臭氧（O3）和乙炔（C2H2）的混合物产生氢过氧自由基（HO2·），测量了HO2·在6638.203 cm-1位置处的特征吸收，获得了分辨率为0.002 cm-1的吸收光谱。在2 kPa条件下，通过测量HO2·自反应的衰变获得了6638.203 cm-1处HO2·的吸收截面（σ）为3.3×10-19 cm2/molecule，对应的吸收谱线强度（S）为6.02×10-21 cm-1/（molecule/cm2）。
基于近红外腔衰荡光谱技术（CRDS）结合闪光光解，搭建了一套用于瞬态自由基探测的高灵敏度实验装置。通过扫描自主设计的光学谐振腔腔长，实现激光器与腔的模式耦合，基于线性回归求和（LRS）算法对衰荡曲线进行拟合，获得衰荡时间，在20.3 km有效光程和6.25 s采集时间下，系统可实现5.05×10-11 cm-1的探测灵敏度。使用266 nm Nd:YAG激光器光解臭氧（O3）和乙炔（C2H2）的混合物产生氢过氧自由基（HO2·），测量了HO2·在6638.203 cm-1位置处的特征吸收，获得了分辨率为0.002 cm-1的吸收光谱。在2 kPa条件下，通过测量HO2·自反应的衰变获得了6638.203 cm-1处HO2·的吸收截面（σ）为3.3×10-19 cm2/molecule，对应的吸收谱线强度（S）为6.02×10-21 cm-1/（molecule/cm2）。
2023, 51(6): 1003-1012
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221186
Abstract:
利用水热法制备UiO-66（OH）@Fe2O3复合材料，并将其用于As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的吸附。结果表明，UiO-66（OH）@Fe2O3去除As（Ⅲ）的最佳pH=11，平衡吸附时间为180 min，最大吸附量为140.0 mg/g，此时去除As（Ⅲ）的主要形态为H2AsO3-； UiO-66（OH）@Fe2O3去除As（Ⅴ）的最佳pH=9，平衡吸附时间为90 min，最大吸附量为260.0 mg/g，在该pH值下去除As（Ⅴ）的主要形态为HAsO42-。进一步探究了此吸附剂对砷的吸附动力学和热力学行为，考察了共存离子对吸附的影响，并评价了吸附剂的重复使用效果。结果表明，此吸附剂对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的去除均满足拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，并且在不同温度下的ΔG0均小于零，表明整个吸附过程属于自发的单层的化学吸附。除PO43-外，其它共存离子对吸附的影响较小。将吸附后的材料用0.25 mol/L Na2SO4洗脱，5次吸附-解吸实验结果表明，复合材料对As（Ⅲ）的去除率达60%以上，对As（Ⅴ）的去除率达80%以上。X射线衍射和红外光谱等的表征结果表明，此吸附剂对砷的吸附主要是以化学过程为主，砷主要通过与中心原子锆络合形成Zr—O—As键以及与Fe2O3水解产生的铁氢氧化物共沉淀而被去除。此吸附剂对于不同形态的砷具有较好的吸附活性，同时为以锆基框架材料作为基底材料的复合材料开发提供了理论参考。
利用水热法制备UiO-66（OH）@Fe2O3复合材料，并将其用于As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的吸附。结果表明，UiO-66（OH）@Fe2O3去除As（Ⅲ）的最佳pH=11，平衡吸附时间为180 min，最大吸附量为140.0 mg/g，此时去除As（Ⅲ）的主要形态为H2AsO3-； UiO-66（OH）@Fe2O3去除As（Ⅴ）的最佳pH=9，平衡吸附时间为90 min，最大吸附量为260.0 mg/g，在该pH值下去除As（Ⅴ）的主要形态为HAsO42-。进一步探究了此吸附剂对砷的吸附动力学和热力学行为，考察了共存离子对吸附的影响，并评价了吸附剂的重复使用效果。结果表明，此吸附剂对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的去除均满足拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，并且在不同温度下的ΔG0均小于零，表明整个吸附过程属于自发的单层的化学吸附。除PO43-外，其它共存离子对吸附的影响较小。将吸附后的材料用0.25 mol/L Na2SO4洗脱，5次吸附-解吸实验结果表明，复合材料对As（Ⅲ）的去除率达60%以上，对As（Ⅴ）的去除率达80%以上。X射线衍射和红外光谱等的表征结果表明，此吸附剂对砷的吸附主要是以化学过程为主，砷主要通过与中心原子锆络合形成Zr—O—As键以及与Fe2O3水解产生的铁氢氧化物共沉淀而被去除。此吸附剂对于不同形态的砷具有较好的吸附活性，同时为以锆基框架材料作为基底材料的复合材料开发提供了理论参考。
2023, 51(6): 1013-1023
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211239
Abstract:
制备了咪唑离子液体功能化的混合模式硅胶吸附剂（Sil-IL），将其作为固相萃取（SPE）吸附剂，结合高效液相色谱-紫外检测方法（HPLC-UV），建立了测定牛奶中酮洛芬、萘普生、吲哚美辛和托芬那酸4种非甾体类抗炎药物（NSAIDs）的分析方法。通过红外光谱、拉曼光谱和元素分析对Sil-IL进行了表征，初步探索了Sil-IL对目标物的保留作用机理，考察了样品溶液的pH值、上样流速、淋洗液及洗脱溶剂体积等因素对SPE效率的影响。结果表明，Sil-IL对4种NSAIDs的保留主要通过疏水作用和阴离子交换作用，Sil-IL吸附剂对4种NSAIDs具有较好的萃取选择性和萃取效率。在优化的SPE条件下，托芬那酸的线性检测范围为4~1000 μg/L，其它3种NSAIDs的线性范围为3~1000 μg/L，相关系数（R2）为0.9996~0.9998，检出限为1.2~1.9 μg/kg（S/N=3），日内和日间精密度分别为1.0%~3.0%和1.9%~6.3%，加标回收率为90.8%~105.3%。本方法准确可靠、灵敏度高、背景干扰低小、操作简便，可用于奶制品中4种NSAIDs残留的同时检测。
制备了咪唑离子液体功能化的混合模式硅胶吸附剂（Sil-IL），将其作为固相萃取（SPE）吸附剂，结合高效液相色谱-紫外检测方法（HPLC-UV），建立了测定牛奶中酮洛芬、萘普生、吲哚美辛和托芬那酸4种非甾体类抗炎药物（NSAIDs）的分析方法。通过红外光谱、拉曼光谱和元素分析对Sil-IL进行了表征，初步探索了Sil-IL对目标物的保留作用机理，考察了样品溶液的pH值、上样流速、淋洗液及洗脱溶剂体积等因素对SPE效率的影响。结果表明，Sil-IL对4种NSAIDs的保留主要通过疏水作用和阴离子交换作用，Sil-IL吸附剂对4种NSAIDs具有较好的萃取选择性和萃取效率。在优化的SPE条件下，托芬那酸的线性检测范围为4~1000 μg/L，其它3种NSAIDs的线性范围为3~1000 μg/L，相关系数（R2）为0.9996~0.9998，检出限为1.2~1.9 μg/kg（S/N=3），日内和日间精密度分别为1.0%~3.0%和1.9%~6.3%，加标回收率为90.8%~105.3%。本方法准确可靠、灵敏度高、背景干扰低小、操作简便，可用于奶制品中4种NSAIDs残留的同时检测。
2023, 51(6): 1024-1032
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231040
Abstract:
建立了基于硝基修饰的锆基金属有机框架材料（NO2-MOF）的分散固相萃取（DSPE）测定食品中米酵菌酸的方法。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和氮气吸附实验等对合成的MOF材料进行了表征，结果表明制得了一种比表面积大、结构稳定的MOF材料。此材料与米酵菌酸分子之间存在静电作用、π-π堆积效应和氢键等分子间弱相互作用，基于此实现了对目标物米酵菌酸的选择性吸附。考察了此材料作为DSPE吸附剂吸附米酵菌酸的实验条件，包括溶液pH值、吸附剂分散方式、吸附剂用量、萃取时间以及解吸附溶剂类型等，结合高效液相色谱-串联质谱技术，建立了米酵菌酸的检测方法，方法的定量限为1.6 μg/kg，检出限为0.5 μg/kg。此方法前处理时间短、灵敏度高、对环境友好，木耳和米粉中米酵菌酸的加标回收率为75%~96%，准确度高，为相关食品中痕量米酵菌酸的测定提供了技术参考。
建立了基于硝基修饰的锆基金属有机框架材料（NO2-MOF）的分散固相萃取（DSPE）测定食品中米酵菌酸的方法。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和氮气吸附实验等对合成的MOF材料进行了表征，结果表明制得了一种比表面积大、结构稳定的MOF材料。此材料与米酵菌酸分子之间存在静电作用、π-π堆积效应和氢键等分子间弱相互作用，基于此实现了对目标物米酵菌酸的选择性吸附。考察了此材料作为DSPE吸附剂吸附米酵菌酸的实验条件，包括溶液pH值、吸附剂分散方式、吸附剂用量、萃取时间以及解吸附溶剂类型等，结合高效液相色谱-串联质谱技术，建立了米酵菌酸的检测方法，方法的定量限为1.6 μg/kg，检出限为0.5 μg/kg。此方法前处理时间短、灵敏度高、对环境友好，木耳和米粉中米酵菌酸的加标回收率为75%~96%，准确度高，为相关食品中痕量米酵菌酸的测定提供了技术参考。
2023, 51(6): 1033-1041
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221372
Abstract:
建立了尿液样品中8种苯系物（BTEX）和17种挥发性卤代烃（VHC）的顶空固相微萃取/气相色谱-质谱分析方法（GC-MS）。通过单因素实验考察了萃取纤维、萃取温度、萃取时间、尿液pH值、搅拌速度和盐效应等因素对实验结果的影响，然后根据Box-Behnken试验设计原理，以25种目标化合物色谱图总峰面积为响应值进行因素之间交互作用的分析。优化后的条件为：将2 mL调至pH=4的尿样、40 μL内标（氟苯和氯苯-d5，500 μg/L）和0.55 g NaCl加入40 mL顶空瓶中，选用75 μm羧基/聚二甲基硅氧烷（Carboxen/PDMS）纤维于51℃、搅拌速度为400 r/min条件下顶空萃取35 min。25种目标物在0.05~50 μg/L范围内具有良好的线性关系（R2 > 0.990），方法检出限为0.008~5.780 ng/L，定量限为0.027~19.268 ng/L； 25种目标物的回收率为78.9%~115.2%，相对标准偏差为0.7%~16.2%。将本方法应用于山东省莱阳地区健康人群尿液的测定，结果表明，在15个人体尿液样本中共检出20种目标化合物，总浓度范围为3.13~43.17 μg/L，中位浓度为5.78 μg/L。1,2,4三甲基苯（1,2,4-TMB）是BTEX中位数含量最高的化合物，1,3二氯苯（1,3-DCB）是VHC中位数含量最高的化合物。本方法灵敏度高、重现性好，适用于尿液样品中BTEX和VHC的同时检测，可为这两类化合物的人体暴露研究提供重要的方法学基础。
建立了尿液样品中8种苯系物（BTEX）和17种挥发性卤代烃（VHC）的顶空固相微萃取/气相色谱-质谱分析方法（GC-MS）。通过单因素实验考察了萃取纤维、萃取温度、萃取时间、尿液pH值、搅拌速度和盐效应等因素对实验结果的影响，然后根据Box-Behnken试验设计原理，以25种目标化合物色谱图总峰面积为响应值进行因素之间交互作用的分析。优化后的条件为：将2 mL调至pH=4的尿样、40 μL内标（氟苯和氯苯-d5，500 μg/L）和0.55 g NaCl加入40 mL顶空瓶中，选用75 μm羧基/聚二甲基硅氧烷（Carboxen/PDMS）纤维于51℃、搅拌速度为400 r/min条件下顶空萃取35 min。25种目标物在0.05~50 μg/L范围内具有良好的线性关系（R2 > 0.990），方法检出限为0.008~5.780 ng/L，定量限为0.027~19.268 ng/L； 25种目标物的回收率为78.9%~115.2%，相对标准偏差为0.7%~16.2%。将本方法应用于山东省莱阳地区健康人群尿液的测定，结果表明，在15个人体尿液样本中共检出20种目标化合物，总浓度范围为3.13~43.17 μg/L，中位浓度为5.78 μg/L。1,2,4三甲基苯（1,2,4-TMB）是BTEX中位数含量最高的化合物，1,3二氯苯（1,3-DCB）是VHC中位数含量最高的化合物。本方法灵敏度高、重现性好，适用于尿液样品中BTEX和VHC的同时检测，可为这两类化合物的人体暴露研究提供重要的方法学基础。
2023, 51(6): 1042-1050
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.221388
Abstract:
油脂作为煎炸食品的重要配料，其品质对产品质量安全和行业发展具有重要意义。以菜籽油为研究对象，系统分析了菜籽油在煎炸过程中品质指标的变化规律及其对低场核磁共振（Low-field nuclear magneticresonance，LF-NMR）弛豫信号的影响，研究了菜籽油品质指标与弛豫特性之间的相关性，通过LF-NMR弛豫特性结合多元线性回归建立了菜籽煎炸油品质指标同步检测模型，并探究了自变量数对模型性能的影响。结果表明，菜籽油的酸价、极性组分、茴香胺值、羰基价、黏度和吸光度均随煎炸时间延长而增大，而碘值逐渐减小；煎炸过程中菜籽油回波衰减曲线的衰减速率呈上升趋势；弛豫特性指标（T2w、T21、T22、S22和S23）与菜籽煎炸油的品质指标（酸价、极性组分、茴香胺值、羰基价、黏度、吸光度和碘值）呈显著相关（p < 0.05）；同步检测模型的决定系数（R2）大于0.93，相对平均偏差（RAD）小于0.15，与单变量检测模型相比，除茴香胺值外，其它指标的RAD和预测均方根误差（RMSEP）均降低了55%以上。本研究结果表明，基于LF-NMR同步评价煎炸油品质是可行的，同时也为复杂体系的快速在线监测提供了理论基础和技术支持。
油脂作为煎炸食品的重要配料，其品质对产品质量安全和行业发展具有重要意义。以菜籽油为研究对象，系统分析了菜籽油在煎炸过程中品质指标的变化规律及其对低场核磁共振（Low-field nuclear magneticresonance，LF-NMR）弛豫信号的影响，研究了菜籽油品质指标与弛豫特性之间的相关性，通过LF-NMR弛豫特性结合多元线性回归建立了菜籽煎炸油品质指标同步检测模型，并探究了自变量数对模型性能的影响。结果表明，菜籽油的酸价、极性组分、茴香胺值、羰基价、黏度和吸光度均随煎炸时间延长而增大，而碘值逐渐减小；煎炸过程中菜籽油回波衰减曲线的衰减速率呈上升趋势；弛豫特性指标（T2w、T21、T22、S22和S23）与菜籽煎炸油的品质指标（酸价、极性组分、茴香胺值、羰基价、黏度、吸光度和碘值）呈显著相关（p < 0.05）；同步检测模型的决定系数（R2）大于0.93，相对平均偏差（RAD）小于0.15，与单变量检测模型相比，除茴香胺值外，其它指标的RAD和预测均方根误差（RMSEP）均降低了55%以上。本研究结果表明，基于LF-NMR同步评价煎炸油品质是可行的，同时也为复杂体系的快速在线监测提供了理论基础和技术支持。
2023, 51(6): 1051-1058
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231052
Abstract:
蛋白质磷酸化是最重要和最普遍的翻译后修饰之一，蛋白质磷酸化的测定对于全面了解生物过程中的磷酸化途径至关重要。质谱技术是分析蛋白质磷酸化的重要手段，但磷酸化肽固有的低丰度、低电离效率以及与非磷酸化肽共存等特性严重影响质谱对其进行直接分析。为解决此问题，需在质谱分析前对磷酸化肽进行选择性富集。本研究制备了一种基于季铵化磁性壳聚糖的复合材料用于磷酸化肽的富集。此磁性材料具有快速的磁响应性、良好的生物相容性、正电性以及廉价易得等优点。采用β-酪蛋白作为模型蛋白质，结果表明此材料对磷酸化肽具有良好的富集选择性。经过富集后，结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）检测手段，方法的检出限为0.4 fmol。本方法被成功用于脱脂牛奶中磷酸化肽的检测，表明其对复杂样品中磷酸化肽的富集和检测具有良好的应用潜力。
蛋白质磷酸化是最重要和最普遍的翻译后修饰之一，蛋白质磷酸化的测定对于全面了解生物过程中的磷酸化途径至关重要。质谱技术是分析蛋白质磷酸化的重要手段，但磷酸化肽固有的低丰度、低电离效率以及与非磷酸化肽共存等特性严重影响质谱对其进行直接分析。为解决此问题，需在质谱分析前对磷酸化肽进行选择性富集。本研究制备了一种基于季铵化磁性壳聚糖的复合材料用于磷酸化肽的富集。此磁性材料具有快速的磁响应性、良好的生物相容性、正电性以及廉价易得等优点。采用β-酪蛋白作为模型蛋白质，结果表明此材料对磷酸化肽具有良好的富集选择性。经过富集后，结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）检测手段，方法的检出限为0.4 fmol。本方法被成功用于脱脂牛奶中磷酸化肽的检测，表明其对复杂样品中磷酸化肽的富集和检测具有良好的应用潜力。
2023, 51(6): 1059-1065
doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.231035
Abstract:
建立了单颗粒电感耦合等离子体飞行时间质谱（SP-ICP-TOF-MS）分析生物样品中掺金属聚苯乙烯颗粒的新方法。采用四甲基氢氧化铵和过氧化氢消解含有聚苯乙烯微塑料颗粒的小鼠肝脏样品；采用离心浓缩的方法消除消解液中的基体，以满足SP-ICP-TOF-MS分析要求。本方法对聚苯乙烯颗粒的回收率为102%±11%，微塑料颗粒中Ce、Eu、Ho和Lu的检出限为0.004~0.026 fg，颗粒数量浓度检出限为37 particles/mL。本方法为研究微塑料的环境污染和毒理提供了新途径。
建立了单颗粒电感耦合等离子体飞行时间质谱（SP-ICP-TOF-MS）分析生物样品中掺金属聚苯乙烯颗粒的新方法。采用四甲基氢氧化铵和过氧化氢消解含有聚苯乙烯微塑料颗粒的小鼠肝脏样品；采用离心浓缩的方法消除消解液中的基体，以满足SP-ICP-TOF-MS分析要求。本方法对聚苯乙烯颗粒的回收率为102%±11%，微塑料颗粒中Ce、Eu、Ho和Lu的检出限为0.004~0.026 fg，颗粒数量浓度检出限为37 particles/mL。本方法为研究微塑料的环境污染和毒理提供了新途径。
