活 体 分 析 化 学 实 验 室 2009 年 度 工 作 总 结 主 任 : 陈 义 副 主 任 : 毛 兰 群 主 任 助 理 : 汪 福 意 本 年 度 共 承 担 各 类 国 家 项 目 35 项 : 主 持 国 家 基 金 委 杰 出 青 年 基 金 2 项 海 外 杰 出 青 年 基 金 1 项 重 大 研 究 计 划 4 项 重 大 国 际 合 作 1 项 重 点 项 目 1 项 面 上 基 金 8 项 ; 主 持 国 家 科 技 部 科 技 支 撑 计 划 1 项 973 课 题 1 项 863 项 目 1 项, 参 加 973 课 题 2 项 ; 主 持 中 科 院 方 向 性 项 目 2 项 实 施 中 科 院 百 人 计 划 1 项 ; 其 他 项 目 10 项 一 主 要 研 究 工 作 进 展 1. 仪 器 研 制 研 制 成 两 台 表 面 等 离 子 体 共 振 成 像 仪 (SPRi) 商 品 样 机, 完 成 了 调 试 程 序, 自 主 编 制 了 工 作 站, 发 布 了 两 项 企 业 产 品 标 准 构 建 了 一 套 无 分 子 泵 的 离 子 阱 微 米 尺 度 质 谱 新 系 统, 可 在 普 通 真 空 条 件 下, 准 确 测 定 了 美 国 标 准 局 3 微 米 聚 苯 乙 烯 球 的 质 量 (8.81 10 12 Da) 基 本 构 建 了 小 型 便 携 式 质 谱 系 统, 调 试 工 作 正 在 之 中 2. 生 物 识 别 与 选 择 分 析 (1) 信 号 转 导 与 抗 癌 药 物 : 设 计 合 成 和 表 征 了 一 系 列 钌 基 铂 基 多 靶 点 组 合 分 子 金 属 配 合 物, 包 括 18 种 有 机 金 属 钌 配 合 物,4 种 三 价 钌 配 合 物,9 种 顺 铂 卡 铂 类 似 物 应 用 自 制 的 TiO 2 纳 米 颗 粒 沉 积 毛 细 管 柱 分 离 富 集 蛋 白 激 酶 的 磷 酸 化 肽 底 物, 发 展 了 一 种 快 速 灵 敏 低 成 本 的 磷 酸 化 肽 MALDI-TOF MS 定 量 分 析 方 法, 为 蛋 白 酪 氨 酸 激 酶 小 分 子 抑 制 剂 的 快 速 筛 选 打 下 了 良 好 的 基 础 发 展 建 立 了 一 种 基 于 二 级 质 谱 分 析 的 蛋 白 质 组 学 研 究 方 法, 研 究 了 顺 铂 和 人 重 组 血 清 白 蛋 白 (rha) 的 相 互 作 用, 鉴 定 了 4 个 共 价 作 用 位 点 其 中 一 个 位 点 正 是 HA 转 运 锌 离 子 的 主 要 结 合 位 点, 为 解 释 顺 铂 导 致 与 锌 缺 乏 症 相 关 的 毒 副 作 用 提 供 了 直 接 的 证 据 另 外, 顺 铂 能 够 诱 导 二 硫 键 Cys124-Cys169 断 裂, 并 且 与 还 原 的 Cys124 的 巯 基 共 价 结 合, 进 而 可 能 对 血 清 白 蛋 白 的 生 物 功 能 产 生 重 要 影 响 考 察 了 有 机 金 属 钌 抗 肿 瘤 化 合 物 与 DNA 结 合 时 的 序 列 选 择 性 及 其 链 间 链 内 的 迁 移 特 性 ; 应 用 LC-MS 研 究 了 有 机 金 属 钌 抗 肿 瘤 化 合 物 与 G- 四 链 体 的 相 互 作 用, 研 究 发 现, 钌 基 基 团 主 要 结 合 在 G- 四 链 体 5 端 的 G 碱 基 上, 并 显 著 降 低 G4 结 构 的 稳 定 性 (2) 相 互 作 用 及 其 分 析 应 用 : 合 成 了 一 种 蛋 白 酪 氨 酸 磷 酸 酶 的 模 型 化 合 物
邻 巯 基 苯 甲 酰 苯 胺 (CPN), 研 究 了 有 机 金 属 钌 抗 肿 瘤 化 合 物 与 CPN 的 相 互 作 用 在 不 同 的 ph 条 件 下, 钌 化 合 物 与 CPN 结 合, 生 成 单 核 或 双 核 复 合 物, 降 低 CPN 与 H 2 O 2,GSH 的 反 应 活 性 因 Cys 的 巯 基 与 纳 米 金 相 互 作 用, 会 导 致 纳 米 金 颗 粒 产 生 团 聚, 溶 液 颜 色 发 生 改 变, 基 此 现 象 以 CMC 修 饰 的 纳 米 金 颗 粒 为 传 感 器, 建 立 了 尿 液 中 Cys 的 灵 敏 分 析 方 法 筛 选 出 能 特 异 性 结 合 链 亲 和 素 植 物 激 素 系 统 素 色 氨 酸 酪 氨 酸 的 核 酸 适 体, 并 进 行 了 结 构 优 化 和 改 造, 得 到 了 一 系 列 的 亲 和 力 强 特 异 性 好 结 构 简 单 的 核 酸 适 体, 为 下 一 步 建 立 基 于 核 酸 适 体 的 分 析 方 法 奠 定 了 基 础 通 过 分 子 设 计 构 建 了 新 的 智 能 型 双 功 能 核 酸 适 体, 新 的 适 体 只 有 与 凝 血 酶 结 合 后 才 能 与 链 亲 和 素 结 合, 而 且 与 链 亲 和 素 结 合 的 适 体 的 量 与 凝 血 酶 的 浓 度 直 接 相 关, 可 用 于 同 时 分 离 和 检 测 凝 血 酶 同 样 的 策 略 可 用 于 构 建 针 对 其 他 靶 分 子 的 智 能 型 双 功 能 核 酸 适 体, 用 于 特 定 靶 分 子 或 核 酸 序 列 的 同 时 分 离 与 检 测 初 步 建 立 了 活 性 赤 霉 素 的 SPRi 分 析 方 法 设 计 合 成 了 酰 胺 键 过 渡 态 类 似 物 ε- 对 硝 基 苯 磺 酰 -L- 赖 氨 酸, 用 其 进 行 了 具 催 化 活 性 的 寡 聚 核 苷 酸 的 筛 选, 获 得 了 与 其 特 异 性 结 合 的 核 酸 适 体, 并 进 行 了 结 构 优 化, 其 催 化 活 性 表 征 正 在 进 行 中 探 索 了 通 过 循 环 的 与 链 亲 和 素 结 合 - 洗 涤 - 水 解 - 放 大 的 过 程 筛 选 水 解 链 亲 和 素 的 寡 聚 核 苷 酸 的 方 法 3. 生 物 分 离 分 析 方 法 (1) 毛 细 管 电 泳 (CE): 建 立 了 针 对 芳 香 胺 和 三 聚 氰 胺 的 毛 细 管 暂 态 等 速 电 泳 富 集 方 法, 实 现 了 大 体 积 进 样 浓 缩, 灵 敏 度 提 高 250 倍, 可 用 于 食 品 及 食 品 包 装 袋 中 有 害 组 分 分 析 ; 发 展 了 针 对 赤 霉 素 (GA) 的 β- 环 糊 精 电 动 色 谱 聚 环 氧 乙 烷 动 态 涂 层 - 非 水 CE 和 高 效 液 相 色 谱 质 谱 联 用 (HPLC-MS) 分 析 方 法, 可 用 于 实 际 样 品 中 GA 的 分 析 ; 建 立 了 大 肠 杆 菌 与 抗 菌 药 物 相 互 作 用 的 超 速 显 微 毛 细 管 电 泳 分 析 方 法, 成 功 研 究 了 药 物 的 作 用 过 程 建 立 了 Zn-L-Aln 的 手 性 离 子 配 体 交 换 CE 新 方 法, 实 现 了 Dns-AAs 的 高 效 手 性 拆 分, 并 进 一 步 用 于 生 物 体 内 DAAO 酶 的 活 性 与 含 量 研 究, 发 现 其 在 大 鼠 体 内 含 量 的 顺 序 为 : 肾 > 肝 > 心 > 肺, 且 大 鼠 肾 缺 血 60 min 后 其 DAAO 酶 活 性 大 幅 降 低 (2) 质 谱 新 方 法 : 建 立 质 量 上 移 MALDI-TOF MS 测 定 新 方 法, 成 功 克 服 了 小 分 子 测 定 干 扰 问 题, 实 现 了 小 分 子 质 量 的 准 确 测 定, 已 用 于 多 种 小 分 子 如 赤 霉 酸 肽 脂 肪 酸 黄 酮 等 的 测 定 (3) 芯 片 电 泳 : 发 展 了 氨 基 酰 胺 的 芯 片 电 泳 分 析 方 法, 实 现 了 7 种 氨 基 酰 胺 组 分 的 分 离, 并 进 一 步 应 用 于 天 冬 酰 胺 酶 ( 治 疗 血 癌 之 有 效 药 物 ) 的 动 力 学 研
究 中 制 作 了 一 系 列 不 同 尺 寸 的 微 流 控 芯 片 反 应 器, 研 究 了 Baylis-Hillman 反 应, 使 反 应 转 化 率 提 高 了 5 倍 完 善 了 多 肽 微 流 控 合 成 体 系, 合 成 出 了 亮 脑 啡 肽 YGGFL, 三 次 合 成 粗 产 物 的 平 均 纯 度 为 88.5%, 产 率 为 91.8% 初 步 构 建 了 六 通 道 阵 列 微 流 控 多 肽 合 成 体 系, 以 β- 内 啡 肽 的 3E7 mab 亲 和 多 肽 库 中 活 性 较 高 的 6 种 多 肽 为 模 型 进 行 了 多 肽 的 阵 列 合 成, 同 时 获 得 了 6 种 不 同 的 多 肽 产 物 (4) 分 离 新 介 质 : 发 展 了 拟 模 板 分 子 印 迹 聚 合 物 制 备 新 方 法, 解 决 了 一 些 难 以 获 得 模 板 分 子 的 分 子 印 迹 问 题, 以 TMP 为 拟 模 板 制 备 了 对 MTX 有 高 亲 和 力 与 高 选 择 性 分 子 印 迹 聚 合 物 用 其 作 为 固 相 萃 取 材 料, 可 富 集 人 血 清 中 MTX 运 用 一 步 溶 胀 聚 合 法 并 结 合 相 分 离 技 术, 通 过 优 化 单 体 与 致 孔 体 系 相 比 例 和 致 孔 体 系 中 良 / 不 良 致 孔 剂 组 成, 制 备 出 超 大 孔 径 为 500 nm, 中 孔 孔 径 为 60 nm 的 双 孔 结 构 粒 径 均 匀 通 透 性 良 好 的 PGMA 色 谱 基 质 微 球, 为 高 通 量 生 物 大 分 子 分 离 分 析 提 供 可 能 以 环 氧 树 脂 为 基 质 制 备 了 具 有 三 维 连 续 骨 架 的 聚 合 物 整 体 柱, 经 柱 表 面 接 枝, 制 备 了 盐 敏 温 敏 分 离 介 质, 实 现 了 蛋 白 质 的 控 制 分 离 以 ATRP 法 合 成 了 一 系 列 不 同 分 子 量 的 pgma, 利 用 其 粘 弹 性 控 制 自 由 基 聚 合 反 应 中 的 相 分 离 过 程, 制 备 了 具 有 纳 米 级 骨 架 的 整 体 材 料 以 及 以 EDMA 为 基 质 的 整 体 柱, 经 表 面 接 枝 pbma 后, 可 用 于 蛋 白 质 混 合 物 的 分 离 以 超 浓 乳 液 聚 合 法 制 备 了 纳 微 多 孔 聚 合 物 整 体 介 质, 发 现 其 酶 固 定 化 介 质 可 保 持 活 性 至 少 一 个 月, 且 可 提 高 反 应 速 度 约 300 倍 制 备 了 BMA-EDMA-AMPS 毛 细 管 整 体 柱, 可 用 于 维 生 素 B 类 药 物 的 CEC 分 析 和 尿 液 中 药 物 的 分 析 4. 纳 米 及 生 物 电 化 学 和 电 分 析 化 学 (1) 葡 萄 糖 和 乳 酸 双 组 分 的 活 体 在 线 电 化 学 分 析 : 在 前 期 研 究 的 基 础 上, 综 合 考 虑 所 建 立 的 基 于 氧 化 酶 的 活 体 在 线 电 化 学 分 析 体 系 对 于 氧 气 和 溶 液 ph 的 强 依 赖 性, 以 及 在 实 际 生 理 和 病 理 过 程 中 脑 内 氧 气 和 ph 的 不 稳 定 性, 提 出 并 建 立 了 基 于 脱 氢 酶 的 葡 萄 糖 和 乳 酸 在 线 电 化 学 分 析 新 方 法 该 方 法 不 依 赖 于 氧 气 和 ph 的 变 化, 且 具 有 很 好 的 稳 定 性, 能 够 满 足 缺 血 / 再 灌 注 过 程 中 脑 内 葡 萄 糖 和 乳 酸 两 组 分 的 活 体 在 线 电 化 学 分 析 (2)Hb 的 折 叠 / 解 折 叠 研 究 : 利 用 血 红 蛋 白 (Hb) 内 部 血 红 素 基 团 的 电 化 学 信 号 变 化, 研 究 了 GdnHCl( 盐 酸 胍 ) 诱 导 Hb 解 折 叠 的 动 力 学 过 程 结 果 表 明 GdnHCl 诱 导 Hb 变 性 过 程 符 合 二 态 模 型, 说 明 基 于 血 红 素 的 电 化 学 信 号 研 究 Hb 解 折 叠 过 程 是 可 行 的 另 外, 酸 碱 诱 导 Hb 解 折 叠 / 重 折 叠 过 程 得 到 的 初 步 的 电 化 学 结 果 与 之 前 报 道 的 光 谱 法 观 察 到 的 结 果 一 致, 说 明 建 立 的 方 法 可 用 于 酸 碱 诱 导
Hb 解 折 叠 / 重 折 叠 过 程 的 研 究 (3) 单 胺 类 递 质 的 在 线 分 析 : 针 对 单 胺 类 神 经 递 质 难 以 实 现 选 择 性 电 化 学 检 测 的 问 题, 引 入 分 离 手 段 ( 如 高 效 液 相 色 谱 ), 利 用 单 胺 类 递 质 结 构 相 似 极 性 不 同 的 特 点, 以 电 化 学 作 为 检 测 方 法, 在 几 分 钟 内 实 现 其 完 全 基 线 分 离, 成 功 地 建 立 了 单 胺 类 递 质 的 在 线 高 效 液 相 色 谱 分 离 - 电 化 学 检 测 新 方 法 与 传 统 方 法 相 比, 建 立 的 方 法 具 有 较 好 的 分 离 效 果 和 较 快 的 检 测 速 度, 并 通 过 在 电 化 学 检 测 之 前, 先 分 流 出 抗 坏 血 酸 的 方 法, 成 功 避 免 了 由 于 抗 坏 血 酸 氧 化 产 物 在 电 极 表 面 吸 附, 导 致 电 极 性 能 下 降 的 问 题 5. 脑 神 经 电 分 析 化 学 研 究 利 用 所 建 立 的 抗 坏 血 酸 活 体 在 线 电 化 学 分 析 方 法, 研 究 了 脑 缺 血 早 期 神 经 病 理 过 程 中 脑 内 抗 坏 血 酸 的 变 化 规 律 建 立 了 2-VO 全 脑 缺 血 / 再 灌 注 模 型 和 左 侧 大 脑 中 动 脉 栓 塞 的 局 灶 性 脑 缺 血 / 再 灌 注 模 型, 研 究 了 大 鼠 纹 状 体 脑 区 抗 坏 血 酸 浓 度 在 不 同 脑 缺 血 / 再 灌 注 过 程 中 的 变 化 差 异, 发 现 了 该 脑 区 中 抗 坏 血 酸 的 浓 度 在 不 同 缺 血 / 再 灌 注 模 型 中 不 同 的 变 化 规 律, 对 于 脑 缺 血 过 程 中 的 生 化 机 制 的 研 究 具 有 重 要 的 意 义 6. 生 物 燃 料 电 池 研 究 构 建 了 血 清 中 发 电 的 微 型 生 物 燃 料 电 池 利 用 有 机 小 分 子 染 料 poly(brilliant creysl blue) 对 NADH 氧 化 的 优 良 电 化 学 催 化 性 能, 基 于 染 料 分 子 与 碳 纳 米 管 之 间 的 相 互 作 用, 制 备 了 基 于 NAD + 葡 萄 糖 脱 氢 酶 的 生 物 燃 料 电 池 阳 极 与 此 同 时, 基 于 胆 红 素 氧 化 酶 (BOD) 在 碳 纳 米 管 上 的 直 接 电 化 学, 制 备 了 基 于 BOD 的 生 物 燃 料 电 池 氧 气 阴 极 在 此 基 础 上, 将 抗 坏 血 酸 氧 化 酶 固 定 到 微 电 极 表 面, 研 制 了 一 种 无 抗 坏 血 酸 干 扰 的 微 型 葡 萄 糖 / 氧 气 生 物 燃 料 电 池, 此 电 池 在 正 常 人 血 清 中 的 最 大 输 出 功 率 比 未 固 定 抗 坏 血 酸 氧 化 酶 的 生 物 燃 料 电 池 提 高 了 50% 7. 光 学 探 针 及 生 物 分 子 局 域 结 构 分 析 (1) 蛋 白 质 的 定 位 标 记 及 局 域 结 构 分 析 : 将 极 性 敏 感 荧 光 探 针 CGTDP 定 位 标 记 于 α- 乳 白 蛋 白 的 精 氨 酸 残 基 Arg10 上, 定 量 测 定 了 Arg10 附 近 疏 水 核 II 的 极 性 此 外, 利 用 荧 光 探 针 CMTDP 对 巯 基 的 选 择 性 反 应, 将 其 定 位 标 记 于 牛 血 清 白 蛋 白 的 Cys34 位 点, 定 量 研 究 了 在 正 常 生 理 条 件 下 Cys34 位 点 局 部 极 性 以 及 在 N B 转 化 过 程 中 该 位 点 局 部 极 性 的 变 化 趋 势, 研 究 结 果 为 牛 血 清 白 蛋 白 的 ph 诱 导 的 构 象 变 化 提 供 了 一 种 直 接 的 证 据 还 将 活 性 基 团 π- 烯 丙 基 设 置 在 极 性 敏
感 的 荧 光 体 尼 罗 红 分 子 中, 发 展 了 新 的 小 分 子 极 性 敏 感 荧 光 探 针 DBHA 在 醋 酸 钯 的 催 化 作 用 下, 探 针 中 的 烯 丙 基 可 选 择 性 与 酪 氨 酸 的 酚 羟 基 反 应 利 用 这 一 特 性, 将 探 针 定 位 标 记 到 超 氧 化 物 岐 化 酶 的 Tyr108 残 基 上, 定 量 测 定 了 该 区 域 的 介 电 常 数 该 工 作 为 信 号 转 导 蛋 白 中 酪 氨 酸 残 基 的 区 域 结 构 分 析 提 供 了 一 种 新 的 研 究 方 法 (2) 含 可 切 断 活 性 键 的 罗 丹 明 类 荧 光 探 针 的 设 计 : 合 成 了 一 种 含 可 切 断 活 性 键 的 光 开 关 探 针 化 合 物 罗 丹 明 B 羟 酰 胺, 其 中 的 羟 酰 胺 基 团 可 与 Cu 2+ 形 成 螯 合 物, 促 进 酰 胺 键 的 水 解 断 裂, 使 罗 丹 明 B 得 以 释 放, 导 致 荧 光 的 恢 复 基 于 此, 建 立 了 一 种 Cu 2+ 的 高 选 择 性 和 高 灵 敏 度 荧 光 分 析 方 法 利 用 罗 丹 明 B 内 硫 酯, 构 建 了 小 鼠 成 纤 细 胞 中 汞 离 子 的 荧 光 成 像 分 析 方 法 (3) 粘 度 检 测 荧 光 探 针 的 设 计 及 性 能 研 究 : 以 苯 并 [g] 喹 喔 啉 为 荧 光 团 以 可 自 由 旋 转 的 苯 环 作 为 粘 度 敏 感 单 元, 合 成 了 五 个 不 同 取 代 的 2- 苯 基 - 苯 并 [g] 喹 喔 啉 衍 生 物, 并 对 它 们 的 光 学 性 质 进 行 了 系 统 研 究 其 中, 含 供 电 子 能 力 较 强 的 取 代 基 (-OH -N(CH 3 ) 2 ) 的 化 合 物 2-(4- 羟 基 苯 基 ) 苯 并 [g] 喹 喔 啉 和 2-(4- 二 甲 氨 基 苯 基 ) 苯 并 [g] 喹 喔 啉, 其 荧 光 强 度 对 粘 度 的 变 化 比 较 敏 感, 可 望 用 作 检 测 粘 度 的 荧 光 探 针 (4) 汞 离 子 分 子 探 针 的 研 究 : 通 过 在 酞 菁 分 子 中 引 入 4 个 胸 腺 嘧 啶 分 子 构 建 了 一 种 汞 离 子 选 择 性 传 感 器 分 子 4T-ZnPc 汞 离 子 诱 导 4T-ZnPc 聚 集, 导 致 其 特 征 的 Q 吸 收 带 减 弱 荧 光 强 度 降 低 这 些 光 学 特 性 的 变 化 与 汞 离 子 的 浓 度 呈 线 性 相 关, 且 具 有 很 好 的 可 逆 性, 其 他 金 属 离 子 不 干 扰 光 学 信 号 变 化 基 于 同 样 的 机 理 合 成 了 胸 腺 嘧 啶 修 饰 的 纳 米 金, 建 立 了 汞 离 子 选 择 性 可 视 化 检 测 方 法 二 发 表 论 著 专 利 情 况 本 年 度 发 表 SCI 论 文 53 篇 申 请 专 利 15 项, 获 得 专 利 授 权 2 项 三 人 才 引 进 和 培 养 本 年 度 引 进 研 究 员 1 人, 副 研 1 人, 助 研 3 人, 行 政 秘 书 1 人 现 有 博 士 后 2 人, 在 读 博 士 生 41 人, 硕 士 生 13 人 毕 业 博 士 研 究 生 9 人, 出 站 博 士 后 1 人 四 获 奖 情 况 本 年 度 获 中 国 分 析 测 试 协 会 (CAIA) 一 等 奖 1 项, 有 12 名 研 究 生 获 得 2008-2009 年 度 中 国 科 学 院 研 究 生 院 三 好 学 生,3 名 研 究 生 获 得 中 国 科 学 院 研 究 生 院 优 秀 学 生 干 部,1 名 博 士 生 获 得 中 国 科 学 院 研 究 生 院 优 秀 毕 业 生 ; 2 名 研 究 生 获 得 化 学 所 青 年 科 学 奖 特 别 优 秀 奖,9 名 研 究 生 获 得 化 学 所 青 年
科 学 奖 优 秀 奖,3 名 研 究 生 获 得 2008 年 度 化 学 所 所 长 奖 学 金,2 名 研 究 生 获 得 化 学 所 宁 波 大 成 奖 学 金 五 国 际 国 内 合 作 与 交 流 本 年 度 与 美 国 专 家 开 展 合 作 研 究 1 项, 邀 请 国 外 专 家 来 访 和 学 术 交 流 8 人 次, 出 访 交 流 6 人 次 全 室 共 参 加 国 际 学 术 会 议 34 人 次, 作 邀 请 和 大 会 报 告 11 人 次 ; 参 加 国 内 学 术 会 议 53 人 次, 做 邀 请 和 大 会 报 告 14 人 次 举 办 了 第 十 三 届 北 京 分 析 测 试 学 术 报 告 会 及 展 览 会 (BCEIA) 色 谱 分 会 共 同 举 办 了 2009 有 机 质 谱 年 会