摘要：超分辨显微镜提供超越传统光学显微镜衍射极限的成像能力,彻底改变了细胞生物学领域研究。在这一背景下,具有光稳定性、易于修饰和荧光开关可调等独特性能的有机小分子染料获得了新的发展机遇。聚焦于不同细胞器超分辨成像荧光染料,总结了目前可用的超分辨荧光探针的设计和靶向策略。首先简要介绍了三种主要的超分辨成像技术,包括结构光照明显微镜技术、受激发射损耗显微技术和单分子定位成像技术,以及它们对荧光染料性能的不同要求,并介绍了近五年来用于线粒体、溶酶体、细胞膜、脂滴和细胞核的超分辨成像的荧光染料。最后讨论了该领域当前所面临的挑战。

摘要：赖氨酸(K)已被广泛用于靶向赖氨酸的交联剂设计、蛋白质复合物的结构解析以及蛋白质-蛋白质相互作用等研究领域。在基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技术的“鸟枪法”蛋白质组学研究中,复杂生物样品中的蛋白质被酶切成上万条肽段,为直接分析含有K的肽段带来了巨大挑战。鉴于目前缺乏针对含K多肽的有效富集方法,本工作发展了一种基于疏水标记试剂C10-S-S-NHS和反相色谱分离的方法(简称HYTARP),实现对复杂样品中含K多肽的高效富集和鉴定。合成的C10-S-S-NHS试剂可以高效标记含不同数目K的标准肽段,且对HeLa细胞蛋白酶解肽段的标记效率高达96%。通过考察标记肽段在反相色谱中的保留行为,发现大部分被标记的含K肽段在流动相中乙腈比例升高至约57.6%(v/v)时开始洗脱。进一步优化色谱洗脱梯度,发现阶梯式洗脱能够实现对复杂样品酶解肽段中标记的K肽段的高效分离和富集。富集后样品中含K肽段的占比>90%,较富集前提高了35%。富集的含K肽段对应蛋白质的丰度动态范围跨越了5~6个数量级,实现了对复杂样品中低丰度蛋白质的鉴定。综上,本工作发展的HYTARP策略为降低样品复杂度、提高含K肽段及低丰度蛋白质的鉴定覆盖率提供了一种简单、高效的方法。

摘要：蛋白质翻译后修饰在细胞内起着关键的调控作用,对细胞的功能和代谢具有重要影响。近年来,荧光探针在研究蛋白质翻译后修饰中的应用不断发展。该文重点介绍了荧光探针在蛋白磷酸化和糖基化等修饰中的应用,包括其原理、设计策略以及在细胞和生物体内的应用。荧光探针的发展为研究蛋白质翻译后修饰提供了强有力的工具,有望深化对这些修饰过程的理解,并为药物研发和疾病诊断提供新的途径。

摘要：原创药物的研制得益于蛋白质新靶标的发现,而新靶标的发现依赖于高可信度、高通量的药物-蛋白质相互作用分析方法。蛋白质作为生命功能的执行者,其表达量、空间定位与结构差异直接影响药效的发挥。目前,超过85%的蛋白质尚被认为是无法成药的,主要原因是缺少药物分子靶向的空腔以及相应的反应活性位点。因此,基于蛋白质组学层次实现对氨基酸反应活性位点的表征成为原创共价靶向药物设计的关键,也是克服难以成药靶标蛋白问题的关键。近年来,质谱技术的飞速发展极大地推动了基于蛋白质组学技术的药物-靶蛋白相互作用研究。其中基于活性的蛋白质组分析(ABPP)策略是利用活性位点导向的化学探针分子在复杂样品中实现功能状态酶和药物靶标等蛋白质的检测。基于化学探针的开发和质谱定量技术的发展,ABPP技术在氨基酸反应活性表征研究中展现出重要的应用潜力,将助力于药物新靶标的发现和药物先导化合物的开发。ABPP策略主要基于蛋白质的活性特征进行富集,活性探针作为ABPP策略的核心,近年来取得了飞速进展。该文回顾了ABPP策略的发展历程,重点介绍基于广谱活性探针的ABPP技术在多种氨基酸反应活性筛选领域的研究进展,并对其在药物靶点发现中的应用前景进行展望。

摘要：亲水作用色谱(HILIC)作为一种分离极性化合物的液相色谱模式,近年来越来越受到关注和重视。一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视,如药物分析、代谢组学、蛋白质组学等研究领域都不同程度地涉及强极性化合物的分离问题;另一方面是由于HILIC具有流动相组成简单、分离效率较高、与质谱兼容以及反压较低等优势。固定相是HILIC发展和应用的基础,本文主要从固定相分子结构的角度对HILIC固定相的结构特征、保留特性以及应用概况等进行了综述。对传统正相色谱固定相用于HILIC以及专门设计的HILIC固定相进行了介绍,评述了各自的优缺点和应用概况;对近年来HILIC固定相在中药分离中的应用进行了介绍;并对HILIC固定相的发展进行了展望。

摘要：开展了基于衍生化气相色谱-质谱联用的水稻代谢物分析方法的研究。采用D-最优试验设计对代谢物的提取溶剂进行优化,考察了水、甲醇、乙腈和异丙醇的提取效率,通过多元统计分析评价提取效能和溶剂配比的相关性,最终确立以80%(v/v)甲醇/水作为代谢物提取的最适溶剂。在此基础上对该方法的分析性能进行评价,发现绝大多数代谢物(>90%)具有良好的精密度、重现性和稳定性(相对标准偏差小于30%),且占总峰面积88.0%的代谢物的响应值与其浓度间呈线性关系(相关系数>0.9)。采用气相色谱-质谱联用方法从水稻种子中共鉴定出86个代谢物,涵盖糖、氨基酸、有机酸、甾体等多类浓度差异大的物质,适合于水稻的代谢表型差异研究。

摘要：室内装修造成的苯系物污染严重影响居民的生命健康。本研究设计了一种新型螺旋管状膜固相萃取进样装置,并与便携式单光子电离-飞行时间质谱仪(SPI-TOF MS)联用,用于空气中痕量苯系物的现场快速检测。螺旋的结构设计可以有效地增加管状膜的长度,在14min内即可完成苯、甲苯和二甲苯的检测,灵敏度分别提高了32.1、71.8和129.9倍,线性相关系数(R^2)均大于0.990 0,定量限(LOQ)分别低于33.3、67.8和93.6μg/m^3,能够满足国家规定的室内空气苯、甲苯和二甲苯的排放限值。重复测试8次,三者的相对标准偏差(RSD)分别为3%、1.7%和2.4%。该便携式质谱仪体积仅为(29×40×31)cm^3,质量为27kg,有望用于室内空气低浓度苯系物的现场多点快速检测。

摘要：蛋白质糖基化分析对深入认识其生物功能和发现生物标志物意义重大。由于生物样品中糖肽的丰度低,糖肽的富集至关重要。该文合成了一种以色氨酸为功能基团的新型仿生聚合物材料(简称Poly-Trp),并用于糖肽的高选择性富集。扫描电子显微镜、热分析仪和红外光谱仪等表征证明Poly-Trp已成功合成。通过考察溶液条件变化对糖肽在Poly-Trp保留的影响,发现糖肽在Poly-Trp上的保留分别随着溶液中乙腈浓度的降低和酸度的升高而变弱。且Poly-Trp对牛胎球蛋白糖肽的富集选择性高于商品化ZIC-HILIC和氨基硅胶,能抵抗物质的量倍数为100的牛血清白蛋白的干扰。该研究中仿生聚合物材料的设计为糖肽富集材料提供了新思路和新方法。

摘要：纳米载体一般是由天然高分子或人工合成高分子组成的、纳米级范畴的运输系统,具有减少药物毒性、提高药物的靶向性、增加药物有效性等优点。随着生物医学技术的进步,有研究表明,作为氧化代谢产物的活性氧(ROS)在疾病部位常常伴随着过表达的异常现象。基于此,近年来ROS刺激响应纳米载体获得了关注和发展,以不同响应机制的ROS响应基团为基础,发展了一系列的ROS响应纳米载体,实现了疾病部位ROS刺激下的药物特异性可控释放。该文聚焦于近年来常用于纳米载体的ROS响应基团,依据元素划分为两大类:硫族元素类响应基团(硫醚、缩硫酮、硒化物、二硒化物、碲化物)和其他元素类响应基团(芳香硼酸酯、过氧草酸酯、二茂铁);通过不同的设计理念将其引入纳米载体,根据ROS响应纳米载体的不同响应机制(疏水-亲水相变、断裂),探讨了载体各自的ROS响应情况、体外药物释放情况,以及在活体中的应用情况。

摘要：色谱微型化的设计创新与光电器件和材料技术进步的结合,形成色谱关键技术的创新。检测器的新设计提高了检测灵敏度并显著降低消耗,已用表面热电离原理研制出对胺类有极高灵敏和选择性的检测器。指出微型色谱整机的低成本高性能集成化的成功将在2～3年内出现高性价比的商品仪器,并应用在现场、在线和实验室的检测分析中。本文综述了近年来色谱仪器微型化和检测器方面关键技术的研究进展。