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2010北京色谱年会成功召开

2010.12.12

用微流控和金纳米颗粒的微型化快速检测

  国家纳米科学中心蒋兴宇研究员作了题为《用微流控和金纳米颗粒的微型化快速检测》的报告,主要介绍了微流控免疫印迹检测及其在人类免疫缺陷病毒(HIV)检测方面的应用。

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国家纳米科学中心 蒋兴宇 研究员

  流控免疫印迹检测

  流控免疫印迹检测实验分为电泳、转膜和微流管道检测三个步骤。一个微流管道仅有150μm宽,载玻片有2㎝宽,每个管道中通入不同的抗体溶液,仅需1~3μL抗体溶液就可以同时检测细胞中多种蛋白的表达量。在一个微管道中通入几种分子量不同的管家基因表达蛋白的抗体的混合溶液,能够提供蛋白质翻译后修饰的信息,并能排除假阳性信号,而且分子量标准和目标蛋白在同一张结果图上。

  微流控免疫印迹与传统免疫印迹比较

  传统免疫印迹一次实验只能检测到一种蛋白的表达量,消耗大量抗体溶液(mL量级);而微流控免疫印迹可以同时检测细胞中多种蛋白的表达量,成本低,速度快,两者灵敏度相同。具体比较见下表:

传统免疫印迹 微流控免疫印迹
单次实验可检测蛋白数 1种 ≥10种
检测一种蛋白消耗抗体溶液体积 约1mL 约1μL
检测一种蛋白所需抗体成本 约20元 约0.2元
检测一种蛋白所需细胞全蛋白质量 约100μg 约4μg
免疫反应时间 约1h 约30min

  微流控免疫印迹的应用

  艾滋病无法根除和治愈,而且没有有效疫苗,因此,检测是预防的主要手段。检测人类免疫缺陷病毒(HIV)的现有方法是:

速度 准确度 成本
初筛——酶联免疫试纸条 低——假阳性率高
确认——免疫印迹

  基于微流控的艾滋病检测试剂盒初筛和确认一步完成。同时检测33个抗原和33个血清样品,检测时间在半小时以内(常规检测同样的量至少需要3日),所用样品量是传统免疫的1/100~1/1000,成本可以降低到小于1元/人次,通过检测荧光信号定量。

 

新型电雾式检测器Corona CAD Ultra

  戴安中国有限公司资深液相色谱技术专家李浪先生作了题为《新型电雾式检测器Corona CAD Ultra》的报告,主要介绍了Corona CAD Ultra的工作原理、技术特点及其与其它检测器的比较。

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戴安中国有限公司资深液相色谱技术专家 李浪 先生

  Corona CAD(Charged Aerosol Detectors)是ESA公司(2009年底被戴安公司收购)独特的ZL技术,曾获得R&D100最佳新产品奖;是近期发展最快、被采纳速度也最快的HPLC通用型检测技术之一。

  Corona CAD Ultra工作原理

  Corona CAD Ultra的工作原理一般包括雾化、蒸发、颗粒带电和颗粒的检测四个过程。雾化过程是指从液相色谱柱过来的流动相进入仪器并在这里用气体雾化(通常是氮气),然后直接喷雾到一个碰撞室,除去大的液滴,系统的气体流速大约是4L/min;蒸发过程是指剩下的流动相在往下通过干燥管时被蒸发,产生均一大小的颗粒;颗粒带电过程是指与此同时的另一路氮气流被一个电雾充电的高电压带上电,下一步被分析物颗粒与离子化的气体在一个混合腔里碰撞,这样电荷就被转移到样品的颗粒上。颗粒检测过程是指在通过一个离子陷阱之后过量的离子化气体被除去而带电颗粒挤入收集器,然后电荷被转移并被一个灵敏的静电计检测。

  Corona CAD Ultra技术特点

  Corona CAD Ultra采用一些新技术,在性能上体现诸多优点:1)极佳的灵敏度,柱上pg级的检测,质量敏感型通常比ELSD和低波长紫外要好。2)更加一致的响应值,独立于化学结构的响应,在缺乏标样时可作为相对测定。3)更宽的动态范围,四个数量级,从pg级到μg级,相当于在同一针进样的情况下,把<0.05%含量的杂质与主成份一起测定。4)广泛的应用领域,可用于食品饮料分析、环境分析、化学品分析和制药研发及分析领域,需要被分析物不挥发,但不需要紫外吸收或能离子化。5)即使在低浓度时也有很好的重现性。

  CAD与RI及ELSD的比较

  RI示差检测器灵敏度低,需要较大体积的进样,样品在柱上过载,分离度变差并且峰扩散,不能作梯度;ELSD蒸发光散射检测器非线性,低浓度时灵敏度较低,明显低估了二聚体的含量;CAD电雾式检测器灵敏度更高,比ELSD线性程度更好,动态范围更宽,对二聚体的估值稍高,是紫外检测器的一种有力补充。

  最后,李专家举了一个CAD的应用实例,检测Amikacin(氨基羟丁基卡那霉素A,即抗菌素BBK8)不纯物及其降解产物。操作方法简单,结果令人满意。

 

环境有毒有害物质的生物化学研究

  香港浸会大学化学系蔡宗苇教授作了题为《环境有毒有害物质的生物化学研究》的报告,主要介绍了二恶英的生成及其在生物体的毒性研究。

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香港浸会大学化学系 蔡宗苇 教授

  环境中由人类合成或由生产过程产生的有害化学物质越来越多,其中不少物质(如二恶英等环境荷尔蒙类物质) 对人体和生物具有强烈的毒性,甚至影响人类和生物的生育、遗传。因此,世界各国把对二恶英以及环境中荷尔蒙类物质的研究列为环境科学的前沿课题,初步调查结果表明,我国也存在着造成二恶英污染的潜在危险。

  二恶英的产生

  二恶英是指含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物。由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二恶英(PCDDs);由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃(PCDFs)。每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。其毒性比氰化钠要高50-100倍,比砒霜高900倍。

  二恶英主要是在一系列包括熔炼、纸浆的漂白以及生产某些除草剂和杀虫剂的工业生产过程中所产生的有害的副产品,但也可能在火山爆发和森林火灾等自然过程中产生,它同时还包括在生产氯代有机物的热过程中所形成的有害的副产品。此外,汽车尾气和香烟燃烧都可以产生二恶英,甚至在我们日常生活用品,如洗洁精、牙膏等含有及其微量的二恶英。

  二恶英的危害

  二恶英进入人体的途径主要有呼吸道、皮肤和消化道。它能够导致严重的皮肤损伤性疾病,具有强烈的致癌、致畸作用,同时还具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。如果人体短时间暴露于较高浓度的二恶英中,就有可能会导致皮肤的损伤如出现氯痤疮及皮肤黑斑,还出现肝功能的改变。如果长期暴露则会对免疫系统、发育中的神经系统、内分泌系统和生殖功能造成损害。研究表明,暴露于高浓度的二恶英环境下的工人其癌症死亡率比普通人群高60个百分点。

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