李瑩,席興軍,周曉晶,初僑,林楠,王尉,張經(jīng)華,
(1.北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,北京 100124;2.北京市理化分析測試中心,有機(jī)材料檢測技術(shù)與質(zhì)量評價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100089; 3.中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院,北京 100191)
N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制*
李瑩1,席興軍3,周曉晶2,初僑3,林楠2,王尉2,張經(jīng)華1,2
(1.北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,北京 100124;2.北京市理化分析測試中心,有機(jī)材料檢測技術(shù)與質(zhì)量評價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100089; 3.中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院,北京 100191)
采用半制備液相色譜法制備N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。分別以UV,IR,MS和NMR方法對N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定性分析,以高效液相色譜方法進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn),經(jīng)F檢驗(yàn)表明在置信區(qū)間為95%的范圍內(nèi)測定結(jié)果穩(wěn)定。與國內(nèi)8家資質(zhì)合格的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行聯(lián)合定值,計(jì)算出不確定度結(jié)果。N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值結(jié)果為98.63%,置信水平為95%時(shí)的擴(kuò)展不確定度為0.098 6%(k=2)。該N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于有關(guān)食品檢測方法的校正。
N-乙酰基神經(jīng)氨酸;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);均勻性;穩(wěn)定性;不確定度
N-乙?;窠?jīng)氨酸(N-acetylneuraminic acid,NANA,結(jié)構(gòu)式見圖1)是唾液酸家族中最常見的一種[1]。
圖1 N-乙酰基神經(jīng)氨酸結(jié)構(gòu)式
唾液酸是一族神經(jīng)氨酸的氮或氧基取代的衍生物,是一個含有9個碳原子并具有吡喃糖結(jié)構(gòu)的酸性氨基糖,系統(tǒng)命名為5-氨基-3,5-二脫氧-D-甘油-D-半乳壬酮糖。5號碳上不同的連接基團(tuán)構(gòu)成了不同的唾液酸衍生物,最主要的兩種唾液酸為5-乙酰氨基-3,5-二脫氧-D-甘油-D-半乳壬酮糖(N-乙酰神經(jīng)氨酸)和3-脫氧-D-甘油-D-半乳壬酮糖(KDN),其它唾液酸均由這兩種衍生而成[2-5]。
唾液酸廣泛存在于動物組織和體液中[6],是糖蛋白、低聚糖和糖脂的重要成分。N-乙酰基神經(jīng)氨酸能使唾液產(chǎn)生光滑的感覺,通過改變粘液的流體阻力充當(dāng)免疫調(diào)節(jié)劑,以及在大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)育中發(fā)揮非常重要的作用[7]。此外,N-乙?;窠?jīng)氨酸是一種天然的營養(yǎng)成分,在燕窩[8-9]、鹿茸[10]、雞蛋[11-12]、奶粉[13-14]等食品中含量較高,且已經(jīng)作為一種營養(yǎng)輔助劑加入到嬰幼兒配方奶粉中。經(jīng)查新,國內(nèi)外未發(fā)現(xiàn)N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),為了滿足相關(guān)產(chǎn)品分析檢測、質(zhì)量控制工作的需求,保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可比性和溯源性,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的國際發(fā)展趨勢[15],筆者制備了N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
1.1 主要儀器與試劑
半制備高效液相色譜系統(tǒng):LC-6AD型,日本島津公司;
高效液相色譜儀:LC-20A型,日本島津公司;
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:EYELA-OSB-2100型,東京理化器械株式會社;
冷凍干燥機(jī):ALPHR1-2 LD plus型,德國CHRIST公司;
紫外可見分光光度計(jì):UV-1800型,日本島津公司;
傅立葉變換紅外-近紅外光譜儀:Spectrum 400型,美國珀金-埃爾默公司;
核磁共振譜儀:Bruker 400 MHz,德國Bruker公司;
超高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜儀:UHR-TOFmaXis 4G型,德國Bruker公司;
甲醇:色譜純,美國Thermo Fisher公司;
超純水:默克密理博Milli-Q Integral 3純水機(jī)生產(chǎn)。
1.2 半制備色譜條件
色譜柱:SHIM-PACK PREP-ODS(H)·KIT柱(250 mm×20 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.1%磷酸(1∶9);流量:7 mL/min;柱溫:30℃;運(yùn)行時(shí)間:11 min;檢測波長:203 nm。
1.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品制備
取N-乙酰基神經(jīng)氨酸粗提品適量溶解于超純水溶劑中,充分溶解后經(jīng)半制備液相色譜系統(tǒng)分離純化,收集目標(biāo)峰餾分,進(jìn)行旋蒸后冷凍干燥,最終獲得純度大于98%的高純度化合物。經(jīng)定性分析后,分裝在干凈、干燥的2 mL棕色樣品瓶中,于4℃冷藏。
1.4 定性分析方法
經(jīng)紫外光譜、紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振波譜分析,對N-乙?;窠?jīng)氨酸進(jìn)行定性。
紫外光譜測定使用紫外-可見分光光度計(jì),以乙腈為背景溶劑,于0~400 nm下波長掃描,得到紫外光譜圖。
紅外光譜測定使用傅立葉變換紅外-近紅外光譜儀,采用KBr壓片法得到紅外光譜圖。
質(zhì)譜測定使用超高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,在正、負(fù)離子模式下測定,掃描范圍(m/z):100~1 000。
核磁共振波譜測定使用400 MHz核磁共振譜儀,氘代試劑為DMSO-d6(含TMS),25℃條件下得到氫譜和碳譜。
1.5 純度定值分析方法
采用高效液相色譜技術(shù)測定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度,并通過8家實(shí)驗(yàn)室協(xié)作對本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值。從不同HPLC洗脫條件、不同色譜柱等多方面對所制備樣品的純度進(jìn)行定值。
1.5.1 不同色譜柱條件
采用兩根C18色譜柱Waters XTerraRP C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)和Waters Atlantis HILIC Silica柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),在相同的流動相、不同流動相配比的條件下測定N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度。
(1)Waters XTerra RP C18柱的色譜條件
流動相:乙腈-0.1%磷酸(1∶9),流量為1.0 mL/min;柱溫:30℃;運(yùn)行時(shí)間:20 min;檢測波長:203 nm。
(2)Waters Atlantis HILIC Silica柱的色譜條件
流動相:乙腈-0.1%磷酸(95∶5),流量為1.0 mL/min;柱溫:25℃;運(yùn)行時(shí)間:20 min;檢測波長:203 nm。
1.5.2 不同流動相條件
流動相:甲醇-0.1%磷酸(8∶2)與乙腈-0.1%磷酸(95∶5),流量均為1.0 mL/min;柱溫:30℃;運(yùn)行時(shí)間:20 min;檢測波長:203 nm。
1.5.3 定值色譜條件
色 譜 柱:Waters Atlantis HILIC Silica柱(150 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.1%磷酸(95∶5),流量為1 mL/min;柱溫:25℃;運(yùn)行時(shí)間:20 min;檢測波長:203 nm。
此方法為最終定值確定方法,為了保證定值結(jié)果的準(zhǔn)確度,8家定值單位均采用此方法進(jìn)行定值。
2.1 定性分析
分別采用UV,IR,MS和NMR方法對N-乙?;窠?jīng)氨酸進(jìn)行定性。
UV(CH3OH):波長為203 nm,譜圖見圖2;MS:m/z310.1129[ M+H]+,譜圖見圖3;308.0992[M-H]+,譜圖見圖4。1HNMR(400 MHz,DMSO-d6):δ1.70(t,J=11.8 Hz,1H,3-H),1.89(s,3H,12-H),1.99(q,J=4.9 Hz,1H,3'-H),3.18(d,J=1.0 Hz,1H,10-H),3.29(dd,J=10.9 Hz,J=6.8 Hz,1H,15-H),3.50(ddd,J=2.2 Hz,J=6.8 Hz,J=9.0 Hz,1H,14-H),3.51(d,J=8.4 Hz,1H,1-H),3.61(dd,J=10.9 Hz,J=2.2 Hz,1H,15'-H),3.74(dd,J=10.6 Hz,J=1.0 Hz,1H,6-H),3.83(dd,J=4.9 Hz,J=11.8 Hz,1H,2-H),8.04(d,J=8.4 Hz,1H,9-H)譜圖見圖5;13CNMR(400 MHz,DMSO-d6):δ53.50,66.19,39.97,95.13,70.82,171.76,69.64,172.26,23.04,70.29,64.09,譜圖見圖6;IR(KBr壓片)波數(shù)(cm-1):3 339(νN-H),2 933 (ν-C-H),1 722(νC=O),1 654(νC=O酰 胺 ),1 122(νC-O-C),1 024(νC-O),譜圖見圖7。
圖2 紫外光譜圖
圖3 正離子模式質(zhì)譜圖
圖4 負(fù)離子模式質(zhì)譜圖
圖5 N-乙?;窠?jīng)氨酸核磁共振氫譜圖
圖6 N-乙?;窠?jīng)氨酸核磁共振碳譜圖
圖7 N-乙酰基神經(jīng)氨酸紅外光譜圖
綜合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)及與數(shù)據(jù)庫對比[16],確定本樣品為N-乙?;窠?jīng)氨酸。
2.2 定值方法
2.2.1 檢測波長的確定
采用高效液相色譜配備檢測器為SPD-M20A二極管陣列檢測器,進(jìn)行全波長掃描后生成三維光譜圖見圖8,根據(jù)三維光譜圖確定N-乙?;窠?jīng)氨酸的最佳吸收波長。由圖8可知,N-乙酰基神經(jīng)氨酸的最佳檢測波長為203 nm。
圖8 N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)三維圖譜
2.2.2 色譜柱選擇
分 別 選 擇 Waters XTerra RP C18柱 (150 mm×4.6 mm,5 μm)和Waters Atlantis HILIC Silica柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)進(jìn)行比較,C18柱對N-乙酰基神經(jīng)氨酸的保留效果較差,而HILIC Silica親水色譜柱對N-乙?;窠?jīng)氨酸的保留效果較好,最終選擇規(guī)格為150 mm的HILIC Silica色譜柱作為定量分析色譜柱。
2.2.3 流動相選擇
選用甲醇-0.1%磷酸、乙腈-0.1%磷酸兩組流動相進(jìn)行比較,試驗(yàn)結(jié)果表明,甲醇-0.1%磷酸流動相對N-乙酰基神經(jīng)氨酸的分離效果較差;乙腈-0.1%磷酸水流動相的分離效果較好,峰型理想,故選擇乙腈-0.1%磷酸(95∶5)作為定值實(shí)驗(yàn)流動相。
2.2.4 檢測器比較
對島津蒸發(fā)光散射檢測器ELSD-LTⅡ和島津二極管陣列檢測器(DAD)進(jìn)行比較,結(jié)果表明,二極管陣列檢測器信號響應(yīng)較好,且為實(shí)驗(yàn)室常用檢測器,最終確定檢測器為二極管陣列檢測器。
2.3 均勻性檢驗(yàn)
根據(jù)JJG 1343-2012《 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的要求》[17],對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)。采用的是隨機(jī)順序重復(fù)測量的方法,從分裝后200瓶樣品中隨機(jī)抽取20瓶樣品。抽取的樣品瓶號按照正序、倒序、亂序的方式測量3次,結(jié)果見表1、表2。
表1 N-乙?;窠?jīng)氨酸均勻性檢驗(yàn)的測量數(shù)據(jù)(n=3) %
表2 N-乙?;窠?jīng)氨酸均勻性研究方差分析結(jié)果
查F臨界值表,得F0.05(19,40)=2.03,計(jì)算得F=MS瓶間/MS瓶內(nèi)=1.99<F0.05(19,40),表明本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是均勻的。
式中:n0=3。
瓶間標(biāo)準(zhǔn)偏差sbb是該方差的平方根:sbb=sA=0.015 5。
重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差sr由MS瓶內(nèi)開平方求得,sr=0.027。
2.4 穩(wěn)定性考察
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性考察按先密后疏的原則,分別在第0,1,3,6個月進(jìn)行穩(wěn)定性檢測。筆者以6個月為期,對制備的N-乙酰基神經(jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在不同時(shí)間段條件下進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn),結(jié)果見表3。
表3 N-乙?;窠?jīng)氨酸穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果
通過對表3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用直線作為經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,觀察斜率值是否有顯著變化,以此對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性變化進(jìn)行預(yù)測。斜率β1按式(2)計(jì)算:
式中:β1——回歸系數(shù),即直線斜率;
xi——第i個時(shí)間點(diǎn);
yi——第i個時(shí)間點(diǎn)的檢測值;
n——穩(wěn)定性測量次數(shù),n=8。
直線上某點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差:
與斜率相關(guān)的不確定度s(β1):
自由度為n-2,P=0.95(95%置信水平)的分布因子t=2.441,由于|β1|<t0.95,n-2·s(β1),故斜率是不顯著的,因而未觀測到該樣品的不穩(wěn)定性。6個月(T=6)的長期穩(wěn)定性的不確定度:us=s(β1)·T=0.034 7%。
上述結(jié)果表明N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在6個月內(nèi)未觀測到明顯的不穩(wěn)定性。更長時(shí)間的穩(wěn)定期將根據(jù)持續(xù)不斷的檢測結(jié)果進(jìn)行確定。
2.5 定值結(jié)果
本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值按照J(rèn)JG 1343-2012 標(biāo)準(zhǔn)要求,通過多個實(shí)驗(yàn)室協(xié)作實(shí)驗(yàn)定值,參加定值的實(shí)驗(yàn)室有8家,每個實(shí)驗(yàn)室測定2個單元,每個單元測量3次,提供6次獨(dú)立重復(fù)測量數(shù)據(jù)。所有實(shí)驗(yàn)室選擇方法是經(jīng)過多次試驗(yàn)總結(jié)的方法,且各個實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法一致。定值數(shù)據(jù)及其方差分析結(jié)果分別見表4、表5。
表4 N-乙?;窠?jīng)氨酸HPLC純度定值結(jié)果 %
式中:sL2——每次測量瓶內(nèi)方差,;
m——參加實(shí)驗(yàn)室數(shù)目;
sr2——m次測量瓶間方差,sr2=s22;
n——定值實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果數(shù)目。
2.6 不確定度評定結(jié)果
不確定度由三部分組成:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不均勻性引入的不確定度;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不穩(wěn)定性引入的不確定度;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值過程引入的不確定度。
均勻性引入的不確定度ubb=sbb=0.015 5%。
穩(wěn)定性引入的不確定度:本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性研究時(shí)間為6個月,故其不確定度us=s(β1)·T=0.034 7%。
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u:
擴(kuò)展不確定度U=ku=0.098 6%,k=2。
2.7 定值結(jié)果表達(dá)
N-乙?;窠?jīng)氨酸純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果為98.63%,擴(kuò)展不確定度為0.098 6%(k=2)。
研制了N-乙?;窠?jīng)氨酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),采用波譜法進(jìn)行定性分析,采用液相色譜法進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)及穩(wěn)定性考察,考察結(jié)果根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行判定,符合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性與穩(wěn)定性的要求。對定值結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定,確保用戶在不同時(shí)間、不同空間,使用不同包裝的該種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí),所使用的量值及不確定度準(zhǔn)確可靠,對于N-乙酰基神經(jīng)氨酸的準(zhǔn)確測定具有重要意義。該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可滿足含有N-乙酰基神經(jīng)氨酸相關(guān)食品的分析檢測、質(zhì)量控制工作的需求,為其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可比性和溯源性提供技術(shù)支撐和量值溯源保證。
[1] Juneja L R,Koketsu M,Nishimoto K,et al. Large-scale preparation of sialic acid from chalaza and egg-yolk membrane[J]. Carbohydr Res,1991,214(1): 179-186.
[2] Ye?ilyurt B,?ahar U,Deveci R. Determination of the type and quantity of sialic acid in the egg jelly coat of the sea urchin paracentrotus lividus using capillary LC-ESI-MS/MS[J]. Molecular Reproduction and Development,2015,82(2): 115-122.
[3] Wang Q,Wang B,Ma M,et al. A Sensitive and selective fluorimetric method of quick determination of sialic acids in egg products by lectin-CdTe quantum dots as manoprobe[J]. Journal of Food Science,2014,79(12): C2434-C2440.
[4] Aminoff D. Methods for the Quantitative estimation ofN-acetylneuraminic acid and their application to hydrolysates of sialomucoids[J]. Biochem J,1961,81: 384-392.
[5] Schauer R,Kamerling J P. Chapter 11-chemistry,biochemistry and biology of sialic acids[J]. New Comprehensive Biochemistry,J Montreuil J F G V,Elsevier,1997,29,Part B: 243-402.
[6] Fernando S F,Woonton B W. Quantitation ofN-acetylneuraminic (sialic) acid in bovine glycomacropeptide (GMP)[J]. Journal ofFood Composition and Analysis,2010,23(4): 359-366.
[7] Tao F,Zhang Y,Ma C,et al. Biotechnological production and applications ofN-acetyl-d-neuraminic acid:current state and perspectives[J]. Applied Microbiology and Biotechnology,2010,87(4): 1 281-1 289.
[8] 侯向昶,朱麗萍,劉春生,等.超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定燕窩中唾液酸的含量[J].現(xiàn)代食品科技,2013(7): 1 706-1 709.
[9] 靳穎華.液相色譜法測定燕窩中唾液酸含量研究[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)刊,2011(6): 1 071-1 072.
[10] 呂秀琇,李剛,薛冬樺,等.液相色譜法測定鹿茸中唾液酸含量[J].食品科學(xué),2010(12): 215-218.
[11] 張昂,陸啟玉,王留留.雞蛋中唾液酸含量的測定[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊),2010(4): 69-70.
[12] Li H,F(xiàn)an X. Quantitative analysis of sialic acids in Chinese conventional foods by HPLC-FLD[J]. Open Journal of Preventive Medicine,2014,4(2): 57-63.
[13] 解鴻蕾,李春,劉寧.超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜法分析嬰兒乳粉中的唾液酸[J].色譜,2013,31(8): 781-785.
[14] 馮君,李宏基,韓立強(qiáng),等.高效液相色譜法測定奶粉中唾液酸的含量[J].中國乳品工業(yè),2008(6): 62-64.
[15] 張慶合,盧曉華,闞瑩,等.化學(xué)測量相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)現(xiàn)狀與趨勢[J].化學(xué)試劑,2013,35(10): 865-870.
[16] Klepach T,Zhang W,Carmichael I,et al.13C-1H and13C-13C NMR j-couplings in13C-labeledN-acetyl-neuraminic acid: correlations with molecular structure[J]. The Journal of Organic Chemistry,2008,73(12): 4 376-4 387.
[17] JJF 1343-2012 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品定值的一般原則和統(tǒng)計(jì)方法[S].
英科學(xué)家開發(fā)新技術(shù)用蜜蜂檢測空氣污染狀況
據(jù)英國《每日電訊報(bào)》報(bào)道,不久前,英國科學(xué)家們開發(fā)出環(huán)境檢測新技術(shù),利用附著在蜜蜂身上的顆粒物來檢測空氣質(zhì)量,其原理是根據(jù)蜜蜂身上附著的污染顆粒物,尋找這些粒子的源頭,這樣大大縮小了污染源存在的可能范圍。
英國自然博物館一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn),蜜蜂的身體和翅膀上有較強(qiáng)的靜電,因此他們能吸附各種微小的環(huán)境污染顆粒物。利用這一發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們開始利用蜜蜂檢測空氣污染狀況。
傳統(tǒng)的空氣質(zhì)量觀測站只能固定地觀測附近空氣中微粒的數(shù)量。與此相反,一只蜜蜂每天能繞著蜂巢在四周飛行大約2 500 m。也就是說,空氣質(zhì)量觀測者能通過觀察附著在蜜蜂身上的顆粒物,獲得方圓2 500 m內(nèi)污染顆粒物種類的數(shù)據(jù)。確定了空氣中污染物的種類,科學(xué)家就能從污染物出發(fā),再進(jìn)一步縮小污染源可能存在的范圍。
(中國分析計(jì)量網(wǎng))
石墨烯傳感器可讓小分子“現(xiàn)形”
盡管科學(xué)家因?yàn)槭o與倫比的屬性而對其青睞有加,但迄今為止,其實(shí)際應(yīng)用仍然乏善可陳。不過,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)生物納米系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室和西班牙光子科學(xué)研究所的科學(xué)家們在最新一期的《科學(xué)》雜志上宣稱,他們利用石墨烯獨(dú)特的光學(xué)和電子學(xué)屬性,研制出了一種具有超高靈敏度的分子傳感器,可以探測蛋白質(zhì)或藥物小分子的詳細(xì)信息。
在紅外吸收光譜學(xué)這種標(biāo)準(zhǔn)的探測方法中,光被用來激活分子。不同分子的振動不同,借由這種振動,分子會顯示其存在甚至表現(xiàn)自己的“性格”。這些“蛛絲馬跡”可在反射光中“讀出”。但在探測納米大小的分子時(shí),這一方法的表現(xiàn)差強(qiáng)人意。因?yàn)檎丈浞肿拥募t外光子的波長約為6 μm,而目標(biāo)分子僅幾個納米,很難在反射光中探測到如此微小分子的振動。
于是石墨烯受命于危難之間。研究合作者丹尼爾·羅德里戈解釋道,如果讓石墨烯擁有合適的幾何形狀,就能將光聚焦在其表面上的某個特定點(diǎn)上,并“傾聽”附著其上的納米分子的振動。他說:“通過使用電子束轟擊并使用氧離子蝕刻,使石墨烯表面形成一些納米結(jié)構(gòu)。當(dāng)光到達(dá)時(shí),納米結(jié)構(gòu)內(nèi)的電子會振蕩,產(chǎn)生的‘局域表面等離子體共振’可將光聚集在某個點(diǎn)上,與目標(biāo)分子的尺度相當(dāng),因此能探測納米大小的結(jié)構(gòu)?!?/p>
除此之外,這一過程也能揭示組成分子的原子鍵的屬性。研究人員稱,當(dāng)分子振動時(shí),連接不同原子的原子鍵會產(chǎn)生多種振動,不同振動之間的細(xì)微差別可提供與每個鍵的屬性以及整個分子的健康狀況有關(guān)的信息。為了找出每個原子鍵發(fā)出的“聲音”從而確定所有的頻率,需要用到石墨烯。在實(shí)驗(yàn)中,研究人員對石墨烯施加不同的電壓,讓其“調(diào)諧”到不同的頻率,從而能“閱讀”其表面上的分子所有振動情況,而使用目前的傳感器無法做到這一點(diǎn)。研究人員海蒂斯·奧特格說:“我們讓蛋白質(zhì)附著在石墨烯上,并用這一方法,得到了分子全方位的信息?!?/p>
(分析儀器網(wǎng))
國家煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心成立
從國家認(rèn)監(jiān)委官網(wǎng)獲悉,新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局依托自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院籌建的“國家煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(新疆)”已按要求通過了國家認(rèn)監(jiān)委組織的“三合一”評審和授權(quán),并經(jīng)質(zhì)檢總局組織的專家組驗(yàn)收合格,分級評定為B級。國家質(zhì)檢總局、國家認(rèn)監(jiān)委批準(zhǔn)國家煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(新疆)正式成立。
近年來,新疆自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院能源、煤化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展迅速,人員、設(shè)備及檢測檢測量增加迅速,在自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局領(lǐng)導(dǎo)的指示和相關(guān)處室指導(dǎo)幫助下,經(jīng)過中心全體人員一年多的辛勤努力,國家煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(新疆)終于正式成立,為方便企業(yè)、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展及檢驗(yàn)業(yè)務(wù)的順利發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
(中國分析計(jì)量網(wǎng))
Development of N-acetylneuraminic Acid Certified Reference Material
Li Ying1, Xi Xingjun3, Zhou Xiaojing2, Chu Qiao3, Lin Nan2, Wang Wei2, Zhang Jinghua1,2
(1. College of Life Science and Bio-engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Beijing Center for Physical and Chemical Analysis, Beijing Key Laboralory of Detection Technology & Quality Evaluation of Organic Material, Beijing 100089, China; 3. China National Institute of Standardization, Beijing 100191, China)
N-acetylneuraminic acid certified reference material was separated by semi-preparation HPLC. The qualitative analysis ofN-acetylneuraminic acid was identified by UV, IR, MS and NMR spectrum. The inspection of uniformity and stability were carried out by HPLC. The results examined byF-test statistical methods were stable in the confidence interval of 95%. The combined measurement was executed with 8 qualified laboratory rooms and the uncertainty value was counted at the same time. The purity ofN-acetylneuraminic acid certified reference material was 98.63% with the expanded uncertainty of 0.098 6%(k=2) in the confidence interval of 95%.N-acetylneuraminic acid certified reference material can be used for food detection methods of calibration.
N-acetylneuraminic acid; certified reference material; uniformity; stability; uncertainty
O652.3
:A
:1008-6145(2015)05-0001-06
10.3969/j.issn.1008-6145.2015.05.001
*創(chuàng)新工程Ⅲ-1(PXM2015_178305_000003)
聯(lián)系人:李瑩;E-mail: yingli816@sina.com
2015-08-10