基于铝箔的固相基底电喷雾电离质谱的进一步发展研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21405127
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Development of electrospray ionization on solid substrates (solid-substrate ESI) facilitates mass spectrometric analysis by avoiding the clogging problem encountered in conventional capillary-based ESI, allowing more convenient sampling and permitting new applications. Our recent study demonstrated that ESI with household aluminum foil as solid substrate (Al-foil ESI) is a versatile mass spectrometric method allowing various applications, including on-surface cleanup of samples, direct analysis of complex samples and monitoring of thermal reactions. These new features significantly facilitate mass spectrometric analysis in various research fields, e.g. protein studies, food analysis, therapeutic monitoring, environmental analysis….etc. ..In solid-substrate ESI, the properties of substrate surface are critical factors influencing the effectiveness of these techniques in different applications, e.g., on-surface sample pretreatment and direct analysis of complex samples. In the present, we are going to further improve the applicability of Al-foil ESI in these applications by on-surface modifications, which is an effective approach in further improving the applicability of solid-substrate ESI. Al-foil has a planar surface that allows more convenient and flexible surface modification when comparing with other solid substrates, e.g., wooden-tip and metal needles, which have been used for ESI. We will attempt to incorporate different materials of particle coating, e.g., C18, C8, C4, silica, TiO2….etc, onto the Al foil surface and investigate the effect of these materials on the efficiency of sample cleanup, i.e., removal of salts and detergents from proteins and peptides and the analytical performance, i.e., sensitivity and specificity, in direct analysis of complex samples, i.e., analysis of glycopeptides and phosphopeptides in peptide mixtures and determination of 1-hydroxypyrene, a biomarker for exposure to environmental polycyclic aromatic hydrocarbons, in human urine. Different coating parameters, e.g., amount of particle materials, particles sizes, methods of coating…etc, will be explored to achieve desired applicability and analytical performance. Besides, the present study also aims to develop a robust instrumental prototype for study of thermal reactions with Al-foil ESI. The optimized prototype can be applied is different research areas, e.g., study of structural stability of proteins and monitoring of thermal chemical reactions.
电喷雾电离质谱在化学、生物及临床医药等领域具有广泛的应用。常规的电喷雾电离采用毛细管引导液体样品,容易引起堵塞问题,且不能分析粘稠和固态样品。我们在前期工作中发展了以铝箔为固体基底的电喷雾电离质谱新方法,该方法具有灵敏度高、背景干扰低、分析速度快的特点,可以在铝箔上实现对复杂样品的直接分析和样品的原位处理以及热反应。本项目拟在前期工作的基础上,进一步发展铝箔电喷雾电离技术,对铝箔进行表面修饰和改性,提高目标化合物在复杂样品中处理的选择性及检测的灵敏度;并建立加热系统,实现铝箔上热反应的监测。本项目的开展将为食品、环境、药品及生物临床等样品的分析提供新方法,并为其他新型质谱技术的发展提供新思路。

结项摘要

本项目采用了合成树脂黏合剂法修饰铝箔表面。将不同的材料均匀涂覆在铝箔表面,并对修饰的表面采用电镜进行表征,建立了操作便捷、重复性好、通用性的表面修饰方法。研究了铝箔表面不同的修饰对多肽/蛋白质溶液中金属盐和去污剂的去除作用,实现多肽/蛋白质溶液原位预处理和电喷雾离子化同时在表面修饰铝箔上完成。研究了TiO2纳米颗粒修饰的铝箔,对蛋白酶解液中磷酸肽的选择性吸附作用。通过优化富集、冲洗和洗脱条件,提高了磷酸肽的检测灵敏度和选择性,鉴定了磷酸化位点。本项目还研究了铝箔表面不同的修饰对尿液中1-OHP的选择性富集,提高复杂的真实样品中痕量物质检测的灵敏度,特异的定性、定量分析尿液中的1-OHP,定量检出限达到0.1 ng/mL,定性检出限达到0.01 ng/mL。通过精确控制和测量铝箔的温度,搭建高适用性及可靠的基于铝箔的热化学反应监控系统,研究影响温度对生物化学反应如蛋白质的热致变性,药物的热分解,以及生物小分子的热反应,本研究还发展了基于铝箔表面修饰的薄层色谱用于电喷雾电离及其应用。这些研究结果揭示了铝箔具有广泛的应用前景。本项目的结果将为食品、环境、药品及生物临床等样品的分析提供新方法,并为其他新型质谱技术的发展提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Detection of native proteins using solid-substrate electrospray ionization mass spectrometry with nonpolar solvents
使用非极性溶剂的固体基质电喷雾电离质谱法检测天然蛋白质
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2017.11.079
  • 发表时间:
    2018-04-03
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Bin, Hu;Yao, Zhong-Ping
  • 通讯作者:
    Yao, Zhong-Ping
Field-induced wooden-tip electrospray ionization mass spectrometry for high-throughput analysis of herbal medicines
用于草药高通量分析的场诱导木尖电喷雾电离质谱法
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2015.06.025
  • 发表时间:
    2015-08-05
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yang, Yunyun;Deng, Jiewei;Yao, Zhong-Ping
  • 通讯作者:
    Yao, Zhong-Ping
Direct analysis of traditional Chinese medicines by mass spectrometry
质谱法直接分析中药
  • DOI:
    10.1016/j.jchromb.2015.11.032
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Chromatography B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wong Melody Yee-Man;So Pui-Kin;Yao Zhong-Ping
  • 通讯作者:
    Yao Zhong-Ping
Rapid detection of adulterated drugs in herbal dietary supplements by wooden-tip electrospray ionization mass spectrometry
木尖电喷雾电离质谱法快速检测草药膳食补充剂中的掺假药物
  • DOI:
    10.1039/c6ay01735e
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    ANALYTICAL METHODS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Hu, Bin;Huang, Yingyan;Yao, Zhong-Ping
  • 通讯作者:
    Yao, Zhong-Ping
Surface-Modified Wooden-Tip Electrospray Ionization Mass Spectrometry for Enhanced Detection of Analytes in Complex Samples
表面改性木尖电喷雾电离质谱法增强复杂样品中分析物的检测
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.7b03675
  • 发表时间:
    2018-02-06
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Hu, Bin;So, Pui-Kin;Yao, Zhong-Ping
  • 通讯作者:
    Yao, Zhong-Ping

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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