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硫酸庆大霉素复合物

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  • 离子色谱分析氨基糖苷类药物及在各国药典中的应用
    离子色谱自上世纪70年代开始经过近40多年的发展,已成为色谱分析领域中十分重要的分支,被广泛应用于无机阴阳离子、有机酸、糖醇类化合物、氨基酸、氨基糖苷类抗生素等,具有方便快速、灵敏度高、选择性好、可同时分析多种化合物、样品用量少等优点。离子色谱的检测器主要有电化学检测器与光学检测器,在药品控制领域,应用得最多的为电化学检测器,包括电导检测器和安培检测器。电导检测器主要用于测定无机阴阳离子与部分极性有机物如羧酸等。安培检测器又可分为直流安培检测器与积分安培(包括脉冲安培)检测器,其中积分安培检测器主要用于测定糖类、氨基酸类及氨基糖苷类抗生素等。氨基糖苷类抗生素具有相似的化学结构与理化性质,都是以碱性环己多元醇为苷元,与氨基糖缩合成苷,是临床应用较早的一类抗生素。氨基糖苷类抗生素根据其来源可分为发酵与半合成2种,其中发酵来源的主要有链霉素、新霉素、卡那霉素、巴龙霉素、妥布霉素、庆大霉素、核糖霉素及大观霉素等;半合成是以发酵来源的抗生素为前体,再进行结构改造而得到,主要有阿米卡星、奈替米星、异帕米星及我国自主研发的依替米星等,具有更强的抗菌活性、低耐药性及低毒性等。氨基糖苷类抗生素结构中无紫外吸收基团,难以采用常规的高效液相色谱-紫外检测器控制质量,目前国内常用的分析方法为高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)。由于其结构中含有多个氨基(-NH2)与羟基(-OH),在强碱性溶液中易解离成阴离子,在一定电压下,可在金电极表面发生氧化反应,实现脉冲安培检测,因此国外药典中多采用离子色谱法检测该类药物。本文概述了本实验室近十几年来采用离子色谱法分析氨基糖苷类抗生素的实例,并简述离子色谱法在各国药典中控制该类药物的应用与发展趋势。1. 硫酸阿米卡星、硫酸阿米卡星注射液与注射用硫酸阿米卡星有关物质1.1 色谱条件YMC ODS-Aq C18(4.6mm×250mm, 5µm)色谱柱,流动相为1L无二氧化碳的去离子水中加三氟乙酸20mL,五氟丙酸300μL,七氟丁酸300μL,50%(V/V)氢氧化钠溶液8mL,用50%(V/V)氢氧化钠溶液调节pH为3.3,加乙腈10mL;流速1.0 mLmin-1;柱后加碱2.1%(V/V)氢氧化钠溶液,流速为0.3mLmin-1;脉冲安培电化学检测器,工作电极为金电极(直径3mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,四波形检测电位(T1: 0.00~0.40s,E1: 0.1V;T2: 0.41~0.42s,E2: -2.0V;T3: 0.43s,E3: 0.6V;T4: 0.44~0.50s,E4: -0.1V)。柱温为35℃,进样量20μL。1.2 结果硫酸阿米卡星与其杂质A、杂质B、杂质 C、杂质D、杂质E、杂质G、杂质H、杂质I均能分离,见图1。阿米卡星质量浓度在0.4985~9.969 µgmL-1范围内峰面积线性关系良好,阿米卡星峰检测限为2.0ng,定量限为5.0ng。供试品溶液中除辅料峰外,各杂质均以主成分自身对照法计算,其中杂质B校正因子为1.4,杂质C校正因子为1.3,杂质D校正因子为0.8,杂质E校正因子为1.2,杂质H校正因子为1.4,杂质I校正因子为0.6。结果8批次硫酸阿米卡星原料总杂质含量为1.2%~1.7%,77批次硫酸阿米卡星注射液总杂质含量为1.1%~2.3%,10批次注射用硫酸阿米卡星总杂质含量为1.2%~2.2%。1. 杂质I 2.杂质B 3.杂质G 4.杂质A 5.杂质C 6.杂质D 7.杂质E 8.杂质H图1 硫酸阿米卡星系统适用性色谱图中国药典2020年版(ChP2020)采用高效液相色谱紫外末端吸收法测定硫酸阿米卡星及其制剂的有关物质。英国药典2024年版(BP2024)与欧洲药典11.0版(EP11.0)均采用离子色谱法测定,流动相体系均为辛烷磺酸钠-无水硫酸钠-四氢呋喃,其中四氢呋喃是影响该方法测定的关键因素,同样纯度不同品牌、甚至同一品牌不同批号的的四氢呋喃都会影响该方法的重复性。此外,EP 11.0 与BP2024的方法还存在运行时间太长大于100min,三电位检测对金电极损耗较大,盐浓度较大对仪器损耗大等缺点。本实验室同样采用离子色谱法,用多氟烷酸体系代替辛烷磺酸钠体系,简化了流动相的配制,缩短了分析时间为35min,用四电位取代三电位保护了工作电极,检测的杂质数量与杂质总量均多于ChP2020的紫外末端吸收法,可用于硫酸阿米卡星及其制剂的有关物质控制。2. 硫酸庆大霉素注射液、硫酸庆大霉素片与硫酸庆大霉素颗粒2.1 色谱条件TSK-gel ODS-81Ts C18(4.6mm×250mm,5µm)色谱柱;流动相为0.7%三氟乙酸(含0.025%五氟丙酸,50%(V/V)氢氧化钠4ml,用50%(V/V)氢氧化钠调节pH值至2.6)-乙腈(97:3);流速为1.0mLmin-1;柱后加碱为2%(V/V)氢氧化钠溶液,流速为0.3mLmin-1;脉冲安培电化学检测器,工作电极为金电极(3mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,四电位检测:同前;柱温为35℃;进样量20µL。2.2 结果硫酸庆大霉素含有4个主组分,分别为C1、C1a、C2a、C2,还含有结构相似的小组分西索米星与小诺霉素。该方法可完全分离4个主组分,并可同时分离出22个有关物质。庆大霉素C1a、西索米星与小诺霉组分的检测限分别为5.3ng、3.5ng与8.0ng,定量限分别为17.8ng、11.6ng与26.7ng。ChP2020采用HPLC-ELSD法测定硫酸庆大霉素注射液的组分,而BP2024与EP11.0均采用离子色谱法测定硫酸庆大霉素原料的组分与有关物质,USP现行版采用离子色谱法测定其原料的组分,均未采用离子色谱法对硫酸庆大霉素注射液进行控制。本实验室对比了离子色谱法与HPLC-ELSD法同时测定硫酸庆大霉素注射液的有关物质,发现两种方法的分离效能相当,但采用离子色谱法时各组分的响应值随其电化学活性不同而差异明显,如西索米星的响应因子大于小诺霉素,在以西索米星为外标法进行有关物质测定时,结果小于HPLC-ELSD。 3 硫酸庆大霉素片组分与有关物质3.1 色谱条件Thermo AcclaimTMAmG C18(4.6mm×150mm, 3µm)色谱柱,流动相为0.7%三氟乙酸(含0.025%五氟丙酸,50%(V/V)氢氧化钠4mL,用50%(V/V)氢氧化钠溶液调节pH至2.6)-乙腈(96.5:3.5),流速1.0mLmin-1,柱后溶液为2%(V/V)的氢氧化钠溶液,柱后加碱为0.3mLmin-1;脉冲安培电化学检测器,工作电极为金电极(直径3mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,四波形检测电位(T1: 0.00~0.40s,E1: 0.1V;T2: 0.41~0.42s,E2: -2.0V;T3: 0.43s,E3: 0.6V;T4: 0.44~0.50s,E4: -0.1V)。柱温为35℃,进样量20μL。3.2 结果该方法中庆大霉素C1、C1a、C2a、C2分别在1.328~132.8µgmL-1、1.606~160.6µgmL-1、7.378~737.8µgmL-1、1.276~127.6µgmL-1浓度范围内线性关系良好,回收率为98.2%~101.8%。有关物质测定中,西索米星在2.632~52.64µgmL-1、小诺霉素在2.006~25.07µgmL-1浓度范围内线性关系良好,西索米星检测限为0.01µg,小诺霉素检测限为0.02µg,各杂质与庆大霉素各组分均能完全分离,见图2。156批次中148批次的硫酸庆大霉素片各C组分的绝对含量分别为C1a为26.3%~37.1%,C2+ C2a为41.8%~49.3%,C1为16.5%~22.2%,4个组分总含量为90.6%~105.0%。148批次的有关物质为小诺霉素1.8%~2.8%,西索米星为未检出~1.5%,其他最大单杂为 0.3%~0.9%,其他总杂为1.2%~4.2%。发现其余8批次样品组分与有关物质均不符合规定,原因为企业采用不符合标准规定的原料所致。1-5,7-8.未知杂质 6. 西索米星 9.小诺霉素图2 硫酸庆大霉素片有关物质典型色谱图ChP2020采用微生物检定法控制其含量,未控制有关物质。BP2024、EP11.0与USP现行版均未收载该品种。本实验室在参考国外药典离子色谱法测定其原料的基础上建立了硫酸庆大霉素片组分与有关物质的方法。方法对乙腈的比例进行了调整,工作电位由四电位取代三电位,可有效的分离硫酸庆大霉素片各组分与各杂质。4.硫酸庆大霉素颗粒组分与有关物质 4.1 色谱条件YMC-Pack Pro C18 RS(4.6×250mm,5μm)色谱柱,流动相为1.6%三氟乙酸(含0.05%五氟丙酸,50%(V/V)氢氧化钠8ml,用50%(V/V)氢氧化钠溶液调节pH值至2.6)-乙腈(94:6),流速1.0 mLmin-1,柱后加碱为2%(V/V)的氢氧化钠溶液,柱后加碱为0.3mLmin-1;脉冲安培电化学检测器,工作电极为金电极(直径3mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,四波形检测电位(T1: 0.00~0.40s,E1: 0.1V;T2: 0.41~0.42s,E2: -2.0V;T3: 0.43s,E3: 0.6V;T4: 0.44~0.50s,E4: -0.1V)。柱温为35℃,进样量20μL。4.2 结果硫酸庆大霉素颗粒的辅料主要为蔗糖,含量较高,与主成分的比例约为200:1,出峰时间约为5min。采用硫酸庆大霉素片的方法测定颗粒时,蔗糖的拖尾峰会导致前15min的基线抬高,严重干扰颗粒有关物质的测定。因此本实验室在硫酸庆大霉素方法的基础上增加了三氟乙酸、五氟丙酸与乙腈的比例,成功解决了蔗糖对硫酸庆大霉素颗粒有关物质测定的干扰。该方法中庆大霉素C1、C1a、C2a、C2分别在5.264~131.6µgmL-1、5.032~125.8µgmL-1、5.595~139.9µgmL-1、3.410~85.24µgmL-1浓度范围内线性关系良好,回收率为98.7%~100.8%。有关物质测定中,西索米星在1.987~39.74µgmL-1、小诺霉素在2.045~51.13µgmL-1浓度范围内线性关系良好,西索米星检测限为0.003µg,小诺霉素检测限为0.01µg,各杂质与庆大霉素各组分均能完全分离,见图3。1-14,16-18-未知杂质;15-西索米星;19-小诺霉素图3 硫酸庆大霉素颗粒有关物质典型色谱图5.盐酸大观霉素与注射用盐酸大观霉素有关物质 5.1 色谱条件采用离子色谱法及HPLC-ELSD法同时分析注射用盐酸大观霉素的有关物质。两法色谱柱均为Apollo C18 (250mm× 4.6mm,5µm),流动相均为0.1molL-1三氟乙酸溶液,柱温均为30℃,进样量均为20µL。离子色谱检测:柱后加减为21g/L氢氧化钠溶液,流速0.5mlmin-1,工作电极为金电极(直径3mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,四波形检测电位(T1: 0.00~0.40s,E1: 0.1V;T2: 0.41~0.42s,E2: -2.0V;T3: 0.43s,E3: 0.6V;T4: 0.44~0.50s,E4: -0.1V)。ELSD检测:漂移管温度110℃,载气流速2.6Lmin-1,增益1。5.2 结果ChP2020采用HPLC-ELSD法控制其原料,BP2024与EP11.0采用离子色谱法控制其原料。注射用盐酸大观霉素为无菌原料直接分装,本实验室参考国外药典方法测定了盐酸大观霉素及其制剂的有关物质,并同时与HPLC-ELSD方法进行比较。结果两种方法检测出的有关物质种类和数量基本一致,但离子色谱灵敏度比ELSD高,离子色谱检测限为2.4ng,ELSD为72.8ng。两种方法测定的31批次注射用盐酸大观霉素,杂质D与杂质E结果基本一致,但杂质A、4R-双氢大观霉素及总杂质结果差异较大,原因为杂质A、4R-双氢大观霉素杂质在两种检测器上响应不一致。因此采用离子色谱测定时需对杂质A与4R-双氢大观霉素杂质进行校正因子计算,按校正因子计算后的有关物质结果两种方法基本一致。6.青霉胺与青霉胺片含量与有关物质6.1 色谱条件Dikma Spursil C18(4.6mm×250mm,5µm)色谱柱;流动相为5.3g无水磷酸二氢钠-0.25g己烷磺酸钠,加去离子水1L溶解后,用磷酸调节pH值为2.85,加乙腈9ml;流速为1.0mLmin-1;柱后加碱为21gL-1氢氧化钠溶液,流速为0.3mLmin-1;脉冲积分安培电化学检测器,工作电极为金电极(1mm),参比电极为Ag-AgCl复合电极,六电位检测(T1为0~0.04s,E1为0.13V;T2为0.05~0.21s,E2为0.33V;T3为0.22~0.46s,E3为0.55V;T4为0.47~0.56s,E4为0.33V;T5为0.57~0.58s,E5为-2.0V;T6为0.59~0.60s,E6为0.93~0.13V);柱温为30℃;进样量20µL。6.2 结果含量测定方面,青霉胺浓度在49.88~199.5µgmL-1范围内线性关系良好,回收率为98.4%~101.5%,31批次青霉胺片含量为97.6%~101.5%。有关物质测定方面,各杂质与主成分青霉胺均能完全分离(见图4),青霉胺浓度在3.118~49.88µgmL-1,青霉胺二硫化物杂质浓度在1.616~19.39µgmL-1范围内线性关系均良好,青霉胺与青霉胺二硫化物杂质的检测限均为0.02µg;青霉胺二硫化物结果为0.4%~0.8%,最大单杂为0.9%~2.9%,其他总杂为2.4%~7.3%。1. EDTA 2.辅料3~8.未知杂质 9.青霉胺10.青霉胺二硫化物图5 青霉胺片有关物质典型色谱图ChP2020采用电位滴定法测定其含量,USP现行版采用HPLC法测定其含量,二者均未控制其有关物质。青霉胺虽不属于氨基糖苷类抗生素,但其结构中含有多个氨基与羧基,无共轭双键,同样可以采用离子色谱法测定。离子色谱法测定该品种的关键点为检测电位的选择,直接采用糖四电位时主成分响应很弱,采用仪器自带的六电位时峰型严重拖尾,因此本实验室采用循环伏安法分别对青霉胺与杂质青霉胺二硫化物进行扫描,确定了最佳的六电位波形,解决了主成分严重拖尾的问题。讨论讨论1: 操作过程中遇到的问题与解决方法离子色谱电化学检测在操作过程中常存在背景信号较高、基线噪音较大,重复性差等问题,导致试验耗时耗力,进展缓慢。如硫酸阿米卡星及其制剂测定过程中会出现响应信号下降的现象,原因为流动相中的三氟乙酸可使金电极表面钝化,使用一段时间后需用水擦拭金电极。硫酸庆大霉素制剂测定过程中,出现了背景信号缓慢增加,基线噪音增大的情况,使用一段时间后需用硝酸冲洗管路或打磨电极。为解决该问题,本实验室与离子色谱工程师们查找问题与原因,耗时近3年,终于初步解决了上述问题。首先,所有涉及的容器、试剂与过滤装置均应单独使用,试剂均应为高纯度试剂。其次,对仪器的部分管路用聚醚醚酮材料的管线取代原白色塑料管线,降低管路的透氧性。再次,仪器使用前分别用1.5molL-1的硝酸溶液、2.4gL-1的EDTA溶液、乙腈与去离子水依次冲洗管路。接着,使用时分别对流动相、柱后碱液的水离线脱气15min,除去溶解在其中的氧气,脱气完成后再用氮气或氦气保护。使用时所有的管路须充满液体,防止氧气进入系统中导致重复性降低。最后,更换了进样阀。初步解决了重复性差的问题,但测定时仍需要在碱液中加入一定浓度的EDTA,降低金属离子的影响。虽然重复性差的问题初步得到解决,但背景信号较高,剂型噪音较大等问题在日常操作中还存在着,还需要继续磨合。讨论2:各国药典中离子色谱法分析氨基糖苷类药物的情况(1)中国药典ChP2005年版在“附录V D 高效液相色谱法”检测器下提到了电化学检测器。从2010年版开始在附录中单独列出了“离子色谱法”,对离子色谱的色谱柱、洗脱液、检测器、测定法均进行了详细说明。直到2015年版才首次将该法收录至正文中,涉及的品种为硫酸依替米星,检测项目为有关物质与含量,同时还设有第二法为HPLC-ELSD法,二者选其一。现行2020年版药典仍沿用2015年版方法测定硫酸依替米星。收载的氨基糖苷类药物主要都采用HPLC-ELSD法。硫酸依替米星是我国自主研发的一种半合成氨基糖苷类抗菌药物,也是ChP 2020年版唯一一个采用离子色谱法安培检测器控制的品种。有关物质方法与含量测定方法均一致,为采用C18色谱柱,以0.2molL-1三氟醋酸溶液[含0.05%五氟丙酸、1.5gL-1无水硫酸钠、0.8%(V/V)的50%氢氧化钠溶液、用50%氢氧化钠溶液调节pH值至3.5]-乙腈(96:4)为流动相,四电位检测,柱后加碱(50%氢氧化钠溶液1→25),柱后流速为0.5mLmin-1。(2)国外药典美国药典USP25-NF20首次采用高容量的三乙胺阴离子交换色谱柱,以氢氧化钠为淋洗液测定了阿米卡星(包括硫酸阿米卡星及阿米卡星注射液)、卡那霉素(包括硫酸卡那霉素、卡那霉素注射液及硫酸卡那霉素胶囊)的含量。随后,USP27-NF22开始采用耐强酸、强碱和高浓度盐的聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物填料色谱柱代替传统的阴离子交换柱,并首次用四电位取代三电位测定了硫酸链霉素原料、硫酸链霉素注射液及注射用硫酸链霉素的含量。随着离子色谱不断发展,USP37-NF32及之后的版本用十八烷基键合硅胶代替了聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物色谱柱,流动相以烷基化有机酸如三氟乙酸、五氟丙酸等作为离子对试剂测定庆大霉素原料的组分。该方法采用柱后加碱的模式,较美国药典常用的氢氧化钠淋洗液体系更能避免空气中二氧化碳的影响,分析系统更稳定。BP从2002年版、EP从4.0版开始收载了硫酸新霉素的离子色谱方法,方法采用柱后加减模式测定了硫酸新霉素原料的有关物质。随后,BP2003年版、EP5.0版及之后的版本陆续将离子色谱法应用于奈替米星、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素及阿米卡星等品种。方法的共同特点为采用耐强酸碱的聚苯乙烯-二乙烯基苯柱或耐酸的C18柱,以烷基磺酸盐或三氟乙酸等离子对试剂作为流动相,与氨基糖苷类药物形成离子对增强其保留,再加入少量的有机改进剂改善分离,三电位检测。直到BP2007年版、EP6.0版开始陆续采用更为普及的辛烷基键合硅胶或十八烷基键合硅胶色谱柱测定了盐酸大观霉素、硫酸庆大霉素、阿米卡星与硫酸阿米卡星等。其中从BP2011年版、EP7.0版开始,硫酸庆大霉素有关物质与组分方法中,流动相由烷基磺酸盐体系变更为三氟乙酸-五氟丙酸体系,减少了流动相中的盐在金电极表面沉积并使检测信号更稳定。发展趋势与展望中国药典是药品研制、生产、经营、使用和监督管理等均应遵循的法定依据,是我国保证药品质量的法典。中国药典具有使用范围广,权威性强的特点,因此其收载的质量标准应具有操作性强、重现性好、耐用性好、成本适中等特点。目前中国药典中采用离子色谱安培检测法测定的品种仅硫酸依替米星一个,而国外药典多采用安培检测法测定氨基糖苷类药物。离子色谱安培检测法在中国药典中发展缓慢的原因主要有2点:一是国内外离子色谱仪的普及率不同。国内制药企业规模参差不齐,离子色谱仪价格较高,仅一些规模较大的企业采购了离子色谱仪;而国外制药企业规模通常较大,大多有条件购买价格昂贵的仪器。二是国内外离子色谱仪使用情况不同。国内使用离子色谱电导检测比较多,而国外电导检测与安培检测发展基本持平。由于离子色谱安培检测器在分析无紫外吸收或紫外吸收较弱的药物方面具有一定的优势,无需衍生化可直接检测,灵敏度高、选择性好,具有一定的发展前景。而且目前国产离子色谱仪蓬勃发展,日趋成熟与稳定,为今后离子色谱在药物分析方面提供了更多的技术支持和选择性。但相关离子色谱生产企业也需解决操作过程中仪器存在的一些问题,如提高仪器的重复性和易操作性,使离子色谱在今后的应用更加深入和广泛。本文作者:李茜,王立萍,刘英*(河南省药品医疗器械检验院,郑州,450018)作者简介:李茜,女,副主任药师 研究方向:抗生素质量分析与质量控制*通讯作者:刘英,女,主任药师 研究方向:抗生素质量分析与质量控制
  • 沃特世超高性能色谱柱应对氨基糖苷类抗生素药物分析监测难点
    氨基糖苷类抗生素分析难点: 氨基糖苷类抗生素是一类含有氨基糖苷键的抗生素,抗菌谱广,对需氧革兰阴性杆菌具有强大的抗菌活性,临床应用广泛。该类抗生素由氨基糖与碱性1,3-二氨基肌醇以苷键结合而成,1,3-二氨基肌醇为碱性多元环己醇结构,因此氨基糖苷类抗生素均具有碱性强,极性大的特性。目前大多数氨基糖苷类化合物的液相色谱检测时均使用了高比例的三氟乙酸作为流动相,当采用这些溶剂作为流动相时色谱工作者经常发现色谱柱柱效下降非常厉害,色谱峰重现性差,柱寿命短等方面问题。 2010年版《中国药典》方法摘录: 硫酸依替米星:0.2mol/L 三氟乙酸-甲醇 84:16 ;流速0.5mL/min 硫酸庆大霉素C组分: 0.2mol/L 三氟乙酸-甲醇 92:8 ;流速0.6mL/min 硫酸卡那霉素:0.2mol/L 三氟乙酸-甲醇 92:8 ;流速0.6mL/min 硫酸西索米星:0.3mol/L三氟乙酸-甲醇-乙腈 96:3:1;流速0.5mL/min 硫酸奈替米星有关物质:0.2mol/L 三氟乙酸-甲醇 84:16 ;流速0.5mL/min 沃特世公司解决方案: 沃特世(Waters® )公司第二代杂化颗粒XBridgeTM系列色谱柱产品,通过在硅胶颗粒合成过程中引入有机的亚乙基桥结构,使其具有行业领先的化学稳定性,pH范围1~12,同时提高了色谱柱产品的耐受性及机械强度,使用该系列色谱柱产品的可以帮您解决氨基糖苷类抗生素的色谱分析问题 利用沃特世XBridge C18 色谱柱分析硫酸庆大霉素C组分所得色谱图及检测结果:
  • 硫酸新霉素滴眼液中抑菌剂的测定
    色谱条件色谱柱:月旭 Ultimate® AQ-C18 (4.6×150mm,5μm)。流动相:5mmol/L醋酸铵溶液(含1%三乙胺,用冰醋酸调节pH=4.5)/乙腈=35/65;检测波长:262nm;柱温:30℃;流速:1.0mL/min;进样量:20μL。谱图和数据(1)空白(2)羟苯乙酯溶液(3)羟苯丙酯溶液(4)苯扎氯铵溶液(5)混合对照品溶液(6)供试品溶液(7)供试品加标溶液✦结论✦使用月旭 Ultimate® AQ-C18 (4.6×150mm,5μm)色谱柱,在此条件下,符合检测要求。
  • 现代食品安全检测中的抗生素残留检测仪【莱恩德】
    抗生素残留检测仪是一种用于快速检测食品、药品、动物源性产品等中抗生素残留的重要仪器。其可能检测的内容主要包括以下几类:    1.抗生素类残留:    四环素类    硝基呋喃类    磺胺类    沙星类(如氟沙星类)    喹诺酮类    氯霉素    庆大霉素    链霉素    喹乙醇代谢物    硫酸链霉素    羧苄西林    硫孢菌素钠    阿莫西林   氨苄西林    红霉素    以及其他多种抗生素,如金霉素、土霉素、大观霉素等    2.兽药残留:    包括一些特定用于动物的抗生素和药物,如潮霉素B、安普霉素、杆菌肽等    3.激素类残留:   盐酸克伦特罗    沙丁胺醇    莱克多巴胺    己烯雌酚等    4.毒素类残留:    黄曲酶毒素B1   呕吐毒素    玉米赤霉烯酮    赭曲霉毒素A等    5.化学类残留:   氨丙琳    甲基吡啶磷    阿灭丁    双甲脒    阿散酸    阿维菌素    氮哌酮    苄青霉家    头孢噻呋    克拉维酸    氯羟吡啶等    此外,抗生素残留检测仪还具有以下特点和技术优势:   高精密:采用先进的无损检测技术,可以实现对样本中抗生素残余的精准测量。    智能化程度高:具有开机自检和调零功能,以及重复性自动检测功能。    多种检测方式:支持色度检测、CT比值检测等多种拟合方式。    数据分析与导出:可对检测结果进行多种形式的汇总分析,并支持USB数据导出。   总之,抗生素残留检测仪在现代食品安全检测中发挥着重要作用,能够确保食品、药品等产品的质量和安全。点击此处可了解更多产品详情:抗生素残留检测仪
  • 兽药非法添加物检测标准与方法集合(截至2024年6月30日)
    兽药非法添加物通常指的是在兽药生产过程中未经批准或超出规定范围添加的化学物质,这些物质可能对动物健康和人类食品安全构成风险。及时对兽药非法添加物进行检测,可以确保兽药的安全性和有效性,防止非法添加物对动物和人类健康造成危害,同时保障食品安全和公共卫生。兽药非法添加物检测通常在以下情况下进行:1. 兽药生产过程中的质量控制。2. 兽药上市前的注册检验。3. 市场监管中的随机抽检。4. 怀疑兽药存在质量问题时的专项检测。通过这些检测,可以及时发现并处理非法添加问题,保护消费者权益,维护市场秩序。检测主要用到的仪器为:高效液相色谱仪、液相色谱-质谱联用仪、显微镜等。中国农业农村部已经组织制定了多项兽药中非法添加物的检查方法标准,以加强兽药监管。这些标准包括《兽药制剂中非法添加磺胺类药物检查方法》、《兽药中非特定非法添加物质检查方法》等,旨在规范兽药生产,确保兽药中不含有非法添加物质。据仪器信息网查询和统计,截至2024年6月30日,农业农村部官方网站上一共公告了61种兽药非法添加物检测标准与方法,整理如下表所示,供各行业的读者参考借鉴。序号名称兽药制剂非法添加物发布时间文件/公告号01《硫酸卡那霉素注射液中非法添加尼可刹米检查方法》硫酸卡那霉素注射液尼可刹米2016.05.09农业部公告第2395号02《恩诺沙星注射液中非法添加双氯芬酸钠检查方法》恩诺沙星注射液双氯芬酸钠2016.05.19农业部公告第2398号03《中药散剂中非法添加呋喃唑酮、呋喃西林、呋喃妥因检查方法》中药散剂:止痢散、清瘟败毒散、银翘散呋喃唑酮、呋喃西林、呋喃妥因2016.09.23农业部公告第2448号《兽药制剂中非法添加磺胺类药物检查方法》等34项检查方法(修订31个;新建3个)04《中兽药散剂中非法添加氯霉素检查方法》中兽药散剂:白头翁散、苍术香连散、银翘散氯霉素2016.09.2305《中药散剂中非法添加乙酰甲喹、喹乙醇检查方法》中药散剂:止痢散、健胃散、清瘟败毒散、胃肠活、肥猪散、清热散、银翘散乙酰甲喹、喹乙醇2016.09.2306《黄芪多糖注射液中非法添加解热镇痛类、抗病毒类、抗生素类、氟喹诺酮类等11种化学药物(物质)检查方法》黄芪多糖注射液解热镇痛类:对乙酰氨基酚、安乃近、氨基比林、安替比林;抗病毒类:利巴韦林、盐酸吗啉胍;抗生素类:林可霉素;氟喹诺酮类:诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星等11种化学药物( 物质)2016.09.2307《肥猪散、健胃散、银翘散等中药散剂中非法添加氟喹诺酮类药物(物质)检查方法》肥猪散、健胃散、银翘散氟喹诺酮类药物(物质):氧氟沙星、诺氟沙星等2016.09.2308《氟喹诺酮类制剂中非法添加乙酰甲喹、喹乙醇等化学药物检查方法》氟喹诺酮类制剂:氧氟沙星制剂、诺氟沙星(及其盐)制剂、恩诺沙星(及其盐)制剂、环丙沙星(及其盐)制剂乙酰甲喹、喹乙醇2016.09.2309《氟苯尼考粉和氟苯尼考预混剂中非法添加氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星检查方法》氟苯尼考粉、氟苯尼考预混剂氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星2016.09.2310《氟苯尼考制剂中非法添加磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶检查方法》氟苯尼考制剂:氟苯尼考可溶性粉、氟苯尼考粉、氟苯尼考预混剂、氟苯尼考溶液、氟苯尼考注射液磺胺二甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶2016.09.2311《乳酸环丙沙星注射液中非法添加对乙酰氨基酚检查方法》乳酸环丙沙星注射液对乙酰氨基酚2016.09.2312《阿莫西林可溶性粉中非法添加解热镇痛类药物检查方法》阿莫西林可溶性粉解热镇痛类药物:对乙酰氨基酚、安替比林、氨基比林、安乃近、萘普生2016.09.2313《注射用青霉素钾(钠)中非法添加解热镇痛类药物检查方法》注射用青霉素钾(钠)解热镇痛类药物:安乃近、对乙酰氨基酚、氨基比林、安替比林、2016.09.2314《氟苯尼考制剂中非法添加烟酰胺、氨茶碱检查方法》氟苯尼考制剂:氟苯尼考粉、氟苯尼考可溶性粉、氟苯尼考预混剂烟酰胺、氨茶碱2016.09.2315《氟喹诺酮类制剂中非法添加对乙酰氨基酚、安乃近检查方法》氟喹诺酮类制剂:氧氟沙星、诺氟沙星(及其盐)、恩诺沙星(及其盐)、环丙沙星(及其盐)注射液、可溶性粉及粉剂对乙酰氨基酚、安乃近2016.09.2316《硫酸庆大霉素注射液中非法添加甲氧苄啶检查方法》硫酸庆大霉素注射液甲氧苄啶2016.09.2317《氟苯尼考固体制剂中非法添加β-受体激动剂检查方法》氟苯尼考固体制剂:氟苯尼考粉、可溶性粉、预混剂β-受体激动剂:克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇、西马特罗、西布特罗、妥布特罗、马布特罗、特布他林、氯丙那林2016.09.2318《盐酸林可霉素制剂中非法添加对乙酰氨基酚、安乃近检查方法》盐酸林可霉素制剂:盐酸林可霉素可溶性粉、注射液乙酰氨基酚、安乃近2016.09.2319《黄芪多糖注射液中非法添加地塞米松磷酸钠检查方法》黄芪多糖注射液地塞米松磷酸钠2016.09.2320《氟苯尼考液体制剂中非法添加β-受体激动剂检查方法》氟苯尼考液体制剂:氟苯尼考注射液、溶液β-受体激动剂:克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇、西马特罗、西布特罗、妥布特罗、马布特罗、特布他林、氯丙那林2016.09.2321《柴胡注射液中非法添加利巴韦林检查方法》柴胡注射液利巴韦林2016.09.2322《柴胡注射液中非法添加盐酸吗啉胍、金刚烷胺、金刚乙胺检查方法》柴胡注射液盐酸吗啉胍、金刚烷胺、金刚乙胺2016.09.2323《柴胡注射液中非法添加对乙酰氨基酚检查方法》柴胡注射液对乙酰氨基酚2016.09.2324《鱼腥草注射液中非法添加甲氧氯普胺检查方法》鱼腥草注射液甲氧氯普胺2016.09.2325《鱼腥草注射液中非法添加林可霉素检查方法》鱼腥草注射液林可霉素2016.09.2326《鱼腥草注射液中非法添加水杨酸、氧氟沙星检查方法》鱼腥草注射液水杨酸、氧氟沙星2016.09.2327《中兽药散剂中非法添加金刚烷胺和金刚乙胺检查方法》中兽药散剂:白头翁散、苍术香连散、银翘散金刚烷胺、金刚乙胺2016.09.2328《扶正解毒散中非法添加茶碱、安乃近检查方法》扶正解毒散茶碱、安乃近2016.09.2329《黄连解毒散中非法添加对乙酰氨基酚、盐酸溴己新检查方法》黄连解毒散对乙酰氨基酚、盐酸溴己新2016.09.2330《酒石酸泰乐菌素可溶性粉中非法添加茶碱检查方法》酒石酸泰乐菌素可溶性粉茶碱2016.09.2331《硫酸安普霉素可溶性粉中非法添加诺氟沙星检查方法》硫酸安普霉素可溶性粉诺氟沙星2016.09.2332《硫酸黏菌素预混剂中非法添加乙酰甲喹检查方法》硫酸黏菌素预混剂乙酰甲喹2016.09.2333《硫酸安普霉素可溶性粉中非法添加头孢噻肟检查方法》硫酸安普霉素可溶性粉头孢噻肟2016.09.2334《阿维拉霉素预混剂中非法添加莫能菌素检查方法》阿维拉霉素预混剂莫能菌素2016.09.2335《甘草颗粒中非法添加吲哚美辛检查方法》甘草颗粒吲哚美辛2016.09.2336《兽药制剂中非法添加磺胺类药物检查方法》阿莫西林可溶性粉、氟苯尼考粉、盐酸林可霉素注射液、伊维菌素注射液、恩诺沙星注射液、盐酸环丙沙星可溶性粉、鱼腥草注射液、止痢散、黄芪多糖注射液、健胃散磺胺类药物:磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑2016.09.2337《兽药中非法添加甲氧苄啶检查方法》替米考星预混剂、磷酸泰乐菌素预混剂、盐酸多西环素可溶性粉、乳酸环丙沙星可溶性粉及注射液、恩诺沙星注射液甲氧苄啶2016.10.08农业部公告第2451号38《兽药中非法添加氨茶碱和二羟丙茶碱检查方法》环丙沙星注射液及可溶性粉、恩诺沙星注射液、替米考星注射液及预混剂、盐酸多西环素可溶性粉、酒石酸泰乐菌素可溶性粉、磷酸泰乐菌素预混剂、金花平喘散、荆防败毒散、麻杏石甘散氨茶碱、二羟丙茶碱2016.10.0839《兽药中非法添加对乙酰氨基酚、安乃近、地塞米松和地塞米松磷酸钠检查方法》氟苯尼考粉及预混剂、泰乐菌素预混剂、替米考星预混剂及注射液、板蓝根注射液、穿心莲注射液对乙酰氨基酚、安乃近、地塞米松和地塞米松磷酸钠2016.10.0840《兽药中非法添加喹乙醇和乙酰甲喹检查方法》硫酸黏菌素可溶性粉及预混剂、黄连解毒散、白头翁散喹乙醇和乙酰甲喹2016.10.0841《硫酸黏菌素制剂中非法添加阿托品检查方法》硫酸黏菌素制剂:硫酸黏菌素可溶性粉、硫酸黏菌素预混剂阿托品2016.10.0842《鱼腥草注射液中非法添加庆大霉素检查方法》鱼腥草注射液庆大霉素2017.02.27农业部公告第2494号43《兽药中非法添加非泼罗尼检查方法》阿维菌素粉非泼罗尼2017.08.31农业部公告第2571号44《兽药中非法添加药物快速筛查法(液相色谱-二级管阵列法)》兽药兽药及其原料与辅料中紫外光谱图库中所列153种药物2019.05.16农业部公告第169号45《麻杏石甘口服液、杨树花口服液中非法添加黄芩苷检查方法》麻杏石甘口服液、杨树花口服液黄芩苷2019.07.31农业农村部公告第199号46《兽药中非特定非法添加物质检查方法》兽药非特定非法添加物质:对人或动物具有药理活性或毒性作用等的物质2020.05.09农业农村部公告第289号47《中兽药固体制剂中非法添加物质检查方法—显微鉴别法》不含动物类、矿物类药材的中兽药散剂;中兽药散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、丸剂、锭剂化学成分;其他药味2020.05.0948《兽药中非法添加硝基咪唑类药物检查方法》盐酸多西环素可溶性粉、硫酸新霉素可溶性粉罗硝唑、甲硝唑、替硝唑、地美硝唑、奥硝唑或异丙硝唑2020.05.0949《兽药中非法添加四环素类药物的检查方法》麻杏石甘散、银翘散、替米考星预混剂、氟苯尼考预混剂、磺胺氯吡嗪钠可溶性粉四环素类药物:土霉素、盐酸四环素、盐酸金霉素或多西环素2020.11.19农业农村部公告第361号50《兽药固体制剂中非法添加酰胺醇类药物的检查方法》健胃散、止痢散、球虫散、胃肠活、阿莫西林可溶性粉、氨苄西林可溶性粉、硫酸新霉素可溶性粉、盐酸大观霉素林可霉素可溶性粉、盐酸土霉素预混剂、注射用盐酸土霉素、盐酸金霉素可溶性粉、酒石酸泰乐菌素可溶性粉、硫酸红霉素可溶性粉、替米考星预混剂、盐酸林可霉素可溶性粉、硫酸粘菌素可溶性粉、恩诺沙星可溶性粉、盐酸环丙沙星可溶性粉、氧氟沙星可溶性粉、盐酸环丙沙星小檗碱预混剂、阿苯达唑伊维菌素预混剂、阿维菌素粉、地克珠利预混剂、维生素C可溶性粉、复方维生素B可溶性粉酰胺醇类药物:甲砜霉素、氟苯尼考、氯霉素2020.11.1951《兽药制剂中非法添加磺胺类及喹诺酮类25种化合物检查方法》黄芪多糖注射液、维生素C可溶性粉、硫酸卡那霉素注射液磺胺脒、磺胺、磺胺二甲异嘧啶钠、磺胺醋酰、磺胺嘧啶、甲氧苄啶、磺胺吡啶、马波沙星、磺胺甲基嘧啶、氧氟沙星、培氟沙星、洛美沙星、达氟沙星、恩诺沙星、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺氯达嗪钠、沙拉沙星、磺胺多辛、磺胺甲噁唑、磺胺异噁唑、磺胺苯甲酰、磺胺氯吡嗪钠、磺胺地索辛、磺胺喹噁啉或磺胺苯吡唑等磺胺类及喹诺酮类25种化合物2021.01.11农业农村部公告第384号52林可霉素注射液中非法添加盐酸左旋咪唑检查方法林可霉素注射仦盐酸左旋咪唑2021.11.8农业农村部公告第485号53硫酸新霉素可溶性粉中非法添加苯并咪唑和大环内酯类抗寄生虫药物检查方法硫酸新霉素可溶性粉氧阿苯达唑、阿苯达唑、芬苯达唑、三氯苯达唑、乙酰氨基阿维菌素、阿维菌素、伊维菌素2022.10.13农业农村部公告第611号54复方麻黄散中非法添加喹烯酮检查方法复方麻黄散喹烯酮2022.10.13农业农村部公告第611号55恩诺沙星注射液中非法添加呋噻米检查方法恩诺沙星呋噻米2022.10.13农业农村部公告第611号56鸡传染性支气管炎活疫苗中非法添加/改变制苗用毒种检测方法鸡传染性支气管炎活疫苗-2023.10.23农业农村部公告第717号57鸡传染性法氏囊病活疫苗中非法添加/改变制苗用毒种检测方法鸡传染性法氏囊病活疫苗-2023.10.2358鸡新城疫活疫苗中非法添加/改变制苗用毒种检测方法
  • 从“红曲风波”认识软毛青霉酸、桔青霉素和红曲色素
    软毛青霉素及相关青霉菌毒素近期,日本著名药企小林制药被推上了风口浪尖,部分消费者在服用该公司含有红曲成分的保健品后,出现肾脏等方面的健康问题,导致小林制药已撤回8种红曲保健品作为功能性标识食品的备案,其中3种商品已经召回。图片图片来源:财经网一般情况下,红曲类保健食品会检测是否含有已知的真菌毒素—桔青霉素。小林制药表示,他们选择的红曲菌不携带能产生桔青霉素的基因,在原材料测试报告中也的确没有检测到桔青霉素。3月29日,小林制药公司向日本厚生劳动省报告,其红曲产品中导致问题的成分可能为“软毛青霉酸(Puberulic acid)”。软毛青霉酸是在发酵过程中由青霉菌产生的天然毒素。据文献报道,从青霉菌发酵液中已分离出软毛青霉酸(Puberulic acid)、密挤青霉酸(Stipitatic acid)及其三种类似物Viticolins A–C等环庚三烯酚酮类(Tropolone)毒素。青霉菌毒素具有耐高温和侵害实质器官的特性,加热烹调也很难使其毒性减弱。目前,有关软毛青霉酸等青霉菌毒素导致的肾脏毒性报道较少,仍需进行相关研究。由于红曲菌在发酵过程中并不能产生软毛青霉素,有专家推测小林制药的红曲产品可能因为原料受到了青霉菌的污染而产生了软毛青霉酸,但具体原因还需后续的调查确认。相信该事件的发生将进一步促进红曲类食品检测的加强,相关检测标准将在不远的将来应运而生。红曲及其用途图片来源:财经网红曲也叫红曲红、红曲霉、红曲米,其作为一种天然发酵产物,成分复杂,包括多种具有生物活性的物质。红曲可应用于制药、酿酒、食品着色等方面,具有悠久的历史和公认的保健价值,特别是在降血脂、降胆固醇方面具有积极效果。目前,国内生产的红曲主要有三类,分别是酿酒红曲、色素红曲和功能红曲。▶ 酿酒红曲的糖化力高、酯化力强、有独特的曲香,广泛用于各种黄酒、白酒、醋、酱的酿造;▶ 色素红曲的色价很高,是纯天然的食品着色剂,通常用于肉制品、腐乳等食品的着色。▶ 功能红曲是指以大米为原料,用纯培养的红曲菌发酵生成的莫纳可林K(又称洛伐他汀,结构式见下图)等生物活性物质的红曲,常被用作防治心血管疾病的保健品和药品的原材料。各大厂商包括小林制药已将红曲米类食品开发为具有降血脂、降胆固醇功能的保健食品。我国对红曲类产品的使用要求红曲色素,属于复合色素,常用红曲添加剂为大米的红曲酶发酵产物或其提取物,为多种天然色素的混合物。目前, 已确定出化学结构的红曲色素主要有6种,包括黄色素、橙色素和红色素,结构如下:随着科学认识的不断深入和对食品安全要求的提高,我国对红曲及其制品的应用和管理日趋严格。国家食品药品监督管理局在《关于以红曲等为原料保健食品产品申报与审评有关事项的通知》中规定,红曲推荐量每日暂定不超过2g,产品中洛伐他汀应当来源于红曲,总洛伐他汀推荐量每日暂定不超过10mg,且不适宜在少年儿童、孕妇、哺乳人群使用等;《GB 2760-2024食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》红曲米及红曲红作为着色剂可用于腐乳、碳酸饮料、果冻、糕点、配制酒等多种食品中,其中风味发酵乳中的最大使用量不得超过0.8g/kg,糕点中的使用量不得超过0.9g/kg,焙烤食品馅料及表面用挂浆不得超过1.0g/kg;另外,《GB 5009.150-2016食品安全国家标准 食品中红曲色素的测定》规定了对风味发酵乳、果酱、腐乳、干杏仁、糖果、方便面制品等食品中红曲红素、红曲素、红曲红胺3种红曲色素的测定方法。值得注意的是,红曲色素(又称红曲红)是发酵产生的多种天然色素的混合物,由于发酵工艺的不同,市售红曲色素所含的色素成分及其含量不尽相同,也并非上述所有常见成分均可检出。另外,GB 5009.150-2016和SN/T 3843-2014标准中将红曲红胺的CAS号3627-51-8写为126631-93-4,而后者对应的名称为N-芴甲氧羰基-8-氨基辛酸(N-Fmoc-8-Aminooctanoic acid),对应的结构式见下图。尽管该化合物的分子式和分子量与红曲红胺完全相同,导致二者在一级质谱的分子离子峰完全相同(均为[M+H]+ = 382, [M-H]- = 380),然而二者的化学结构却差别巨大,因此其核磁谱图和二级质谱上的碎片离子峰有显著差别,在HPLC上的出峰时间和UV吸收也有明显的区别。检测人员在标准物质选择、采购和使用中应多加注意,避免产生错误的检测结果。红曲在发酵过程中可能因菌株变异或污染产生桔青霉素,其有很强的肾脏毒性,摄入过量会导致肾损害,因此桔青霉素是红曲类产品必检项。《GB 1886.181-2016食品安全国家标准 食品添加剂 红曲红》中规定红曲红中桔青霉素的限量为0.04 mg/kg。《GB 1886.66-2015食品安全国家标准 食品添加剂 红曲黄色素》中规定红曲黄色素中桔青霉素的限量为1.0 mg/kg。阿尔塔科技作为被CNAS认可的食品安全检测有机标准物质生产制造商,根据科研单位检测热点,快速响应,积极研发软毛青霉酸、桔青霉素、红曲色素及其相关产品,助力食品安全检测,为守护广大消费者的身体健康保驾护航。 红曲发酵过程可能产生的相关毒素标准品:了解更多产品或需要定制服务,请联系我们
  • 李惠琳团队成果:非变性自上而下质谱用于蛋白及其复合物结构表征
    大家好,本周为大家分享一篇李惠琳课题组最近发表在Mass Spectrometry Reviews上的综述,Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes1。结构生物学的快速发展极大地促进了蛋白结构表征工具的开发。其中,基于质谱的分析方法凭借其快速、灵敏、高通量的优势从中脱颖而出。相比于原子水平的高分辨结构表征工具如X-射线晶体学、核磁共振(NMR)、冷冻电镜(Cryo-EM)等,基于质谱的分析方法能够有效地补充蛋白动力学结构变化的信息,并且不受蛋白纯度、分子量大小的限制。而相较于低分辨的蛋白表征工具如圆二色光谱、动态光散射等,基于质谱的分析方法能够提供更高的肽段或残基水平分辨率,获取额外的序列、翻译后修饰(post‐translational modifications, PTMs)、局部空间结构等信息。常见的结构质谱包括:氢氘交换质谱(hydrogen‐deuterium exchange MS, HDX-MS)、交联质谱(cross‐linking MS, CX-MS)、表面标记质谱(covalent labeling MS, CL-MS)等。已有相当多的文献对这些方法进行了详细的介绍2,3,在此不再赘述。而此篇综述将重点介绍非变性至上而下质谱(native top‐down MS, nTDMS)在蛋白及其复合物结构表征中的应用。在过去的十年,非变性质谱(native MS, nMS)特别是nTDMS发展迅速。nMS作为一个桥梁将蛋白质组学与结构生物学相连,其保留非共价相互作用的特性使其广泛用于蛋白复合物四级结构表征,如推断亚基组成、化学计量比、亚基排布等。然而,对于一些深层次的结构信息,如氨基酸序列、PTMs、配体结合位点、亚基结合界面等,仅靠单一的nMS是无法获取的。与之对应的,变性条件下的自上而下质谱(TDMS)能够在完整蛋白水平下直接获得序列以及PTMs信息,虽然有助于PTM的准确定位以及蛋白、蛋白异质体(Proteoform)的鉴别,但却丢失了涉及非共价相互作用的高级结构信息。受限于质谱仪器的发展,在早期,nMS与TDMS通常在两个独立的实验中进行,随着质量分析器以及多种活化/碎裂方式的开发,nMS与TDMS的能够有效的结合,充分发挥各自的优势,在实现多层次结构信息获取的同时,也在不断挑战更加复杂的生物体系,如核糖体、膜蛋白、内源蛋白混合物等。实验设计nTDMS已成为表征蛋白质和复合物的初级到高级结构的重要工具。随着蛋白质样品的大小和复杂性的增加,用于nTDMS的仪器不仅需要符合某些特定标准,还需要不断提高其性能以满足这些增加的需求。nTDMS分析中几个关键的步骤包括:样品前处理、ESI离子化、二级碎裂、质量检测以及数据处理。样品前处理为了维持蛋白的自然状态,通常需要在生理环境中进行nMS分析。然而,缓冲液中的非挥发性盐会产生大量盐簇并与蛋白离子形成非特异性加合物,从而抑制离子信号、降低检测的准确度和灵敏度。因此,样品前处理过程中最重要的环节就是除盐。然而适当的离子强度有助于维持蛋白的三维结构,所以通常的步骤是对蛋白进行缓冲液置换,将蛋白置换至醋酸铵或碳酸氢铵等挥发性盐溶液中。目前已开发了多种在线或离线的除盐方法,详细内容的可在综述原文中查看,此处不再赘述。除了使用非挥发性缓冲盐,减小ESI喷针孔径大小也可以提高系统耐盐能力。碎裂/活化方式二级碎裂方式是实现nMS到nTDMS的关键。常见的活化方式按照原理可分为三类:基于碰撞(CID, SID)、基于电子(ECD, ETD, EID等)以及基于光子(UVPD, IRMPD)的活化/碎裂方式。值得注意的是,CID与IRMPD都属于慢加热的活化方式,能量累积的非常慢,以至于在发生碎裂之前已经进行了能量重排,一些较弱的或者不稳定的键会优先发生断裂,最终导致非共价相互作用在活化的过程中被破坏。而SID、ExD与UVPD则属于快加热的活化方式,碎裂发生在能量重排之前,非共价相互作用得以在这一过程保留下来,碎片化程度受到非共价相互作用的限制,因此可被用于表征蛋白的空间结构。此外,将多种活化方式的结合或与离子淌度技术串联也是获取多层次结构信息的关键。质量检测与变性条件下的质谱分析相比,蛋白复合物在天然环境下通过电喷雾电离产生的电荷数相对较少,因此需要具有较大m/z 范围的质量分析仪(高达m/z = 20,000 Da甚至更高)。最初,nMS分析高度依赖基于飞行时间(time of fight, TOF)质量分析器,因为TOF具有理论上无限的m/z范围。近年来,高分辨质量分析器如轨道阱(Orbitrap)和傅里叶变换离子回旋共振(FTICR)为生物大分子的nTDMS分析带来了新的活力。在综述中,我们简要介绍了每种质量分析器的最新进展,并重点强调了FTICR和Orbitrap在nTDMS分析中的发展和应用。数据处理除了基本的硬件设施,配套的数据处理软件也十分重要。nTDMS数据处理流程通常包括以下4个步骤:同位素峰选取、去卷积、数据库搜索、验证和可视化。正文中,我们对每个步骤进行了简要描述,并重点介绍用于数据库搜索和异质体鉴别的软件。多层次结构信息的获取得益于多种活化/碎裂方式的开发,nTDMS分析可同时获得多层次的结构信息(图1)。主要有以下两种策略:第一种策略,完整蛋白复物(MS1)首先被CID或SID碎裂至亚基(MS2),亚基可进一步碎裂肽段(MS3),在MS1及MS2中可获蛋白复合物结合计量比、拓扑结构、蛋白异质性等信息,在MS3阶段则可获取蛋白序列、PTMs定位以及异质性来源等信息。第二种策略则是完整蛋白复合物(MS1)直接被UVPD或ExD碎裂成肽段(MS2),受益于UVPD以及ExD独特的碎裂方式,发生碎裂的区域主要位于蛋白复合物的表面可及区,而未发生碎裂的区域可能位于蛋白复合物的核心区域或参与亚基相互作用界面。不同的碎裂情况反映不同的空间结构,带有配体的肽段碎片可以用于配体结合位点的定位。综述中,我们详细阐述了如何利用nTDMS获得蛋白复合物的多层次结构信息以及如何将碎片信息与结构信息相关联。图1. nTDMS可提供的多维度结构信息复杂生物体系中的应用蛋白质的空间结构决定了其生物功能,而蛋白质-蛋白质/配体相互作用是大多数生物进程的基础。通过突变、翻译后修饰、或者与金属、小分子配体、蛋白质、DNA、RNA等分子发生共价或非共价的相互作用,蛋白质功能在活细胞中不断受到调节。随着MS仪器、方法的不断开发和数据处理软件的逐渐成熟,nTDMS已被广泛应用于各种生物系统,从小蛋白质、蛋白质-配体复合物到大分子组装体,如膜蛋白、蛋白酶体、核糖体、病毒衣壳,甚至是内源性蛋白混合物。它们中的许多都是极具挑战性的体系,即便是采用NMR、X-射线晶体学或Cryo-EM等生物物理方法分析也是非常困难的。因此,来自nTDMS的见解对于理解这些蛋白质和复合物至关重要。在这里,我们总结nTDMS在所有生物体系中的应用实例,旨在全面了解nTDMS在解决生物学问题方面的潜力。小蛋白的结构表征和区分最初,nTDMS主要用于50 kDa以下单体蛋白的结构表征,大部分的研究都是围绕蛋白质气相结构与溶液相结构对比展开的。根据nTDMS的碎裂情况,推断蛋白的气相空间结构,并与NRM获得的溶液结构进行对比。此外,如果在二级碎裂前增加离子预活化有助于蛋白分子的展开,以便研究蛋白气相展开路径以及获取蛋白质内部空间结构信息。得益于碎片离子对蛋白空间结构的高度敏感性,nTDMS还被用于区分不同蛋白亚型、蛋白突变体的结构差异。蛋白-小分子配体相互作用随后,nTDMS应用到了蛋白-配体复合物中,不同的配体类型适合不同的活化/碎裂方式,除了金属离子、RNA/DNA等以静电作用为主的蛋白配体能够在CID活化时存活,大部分复合物的碎裂都需要选择ECD或UVPD等方式。nTDMS可用于蛋白-配体结合计量比、亲和力、结合位点、作用机制、结构动力学/变构效应的研究。它是一种强大的结构表征工具,其在抑制剂筛选、酶催化监控、RNA-蛋白质互作机制的应用实例在正文中已有详细的介绍。蛋白-蛋白相互作用随着仪器设备的快速发展,nTDMS已应用到更大的体系如蛋白-蛋白复合物,通过组合不同的活化/碎片化技术,在一次实验中可以获得多层次的结构信息。nTDMS可以帮助区分不同的蛋白异质体,并在完整复合物、亚基、肽段三个水平上确定异质性的来源。蛋白的异质性与其生物学功能密切相关,通过调整蛋白的异质性可以实现蛋白功能的转变,具体的应用案例已在正文详细介绍。除此之外,nTDMS还可以用作蛋白-蛋白复合物结合界面、气相展开以及深层次结构探索。治疗性抗体和抗原-抗体复合物在过去的几十年中,治疗性抗体已成为最受欢迎的候选药物之一,它们的高特异性和低副作用促进了治疗性抗体的快速增长。在综述中,我们还详细地介绍了nTDMS在治疗性抗体和抗原-抗体复合物体系中的应用。nTDMS可用于抗体可变区的测序、具有不同药物计量比(DARs)的抗体耦联药物的结构表征、以及抗体-抗原复合物中互补决定区及抗原表位区的鉴别。膜蛋白无论是对于传统的结构表征工具如:X-射线晶体学、NMR还是nTDMS,膜蛋白的结构表征一直以来面临着诸多困难。膜蛋白具有低丰度以及低溶解性等特点,最常见的方法是利用与nMS兼容的膜模拟物如:去污剂胶束、纳米微盘等去溶解膜蛋白,在nTDMS分析时再将膜蛋白从胶束中释放出来,释放出的蛋白可在nTDMS中进一步碎裂获取结构信息。具体的实验流程和应用实例可在综述正文中查看。大分子组装体正文中,还介绍nTDMS在极具挑战性的大分子组装体如:核糖体、蛋白酶体、病毒衣壳中的应用实例,这些生物体系普遍存在的问题是分子量非常大(接近MDa),且具有较高的异质性。对这些大分子机器进行nTDMS分析要求仪器具有较高的质量范围以及分辨率。大分子机器的结构表征充分说明nTDMS方法无论在深度还是广度上都有极大的提升。Native top-down MS蛋白质组学值得注意的是,当质谱前端结合非变性分离技术,如native GELFrEE,尺寸排阻色谱,毛细管区带电泳,离子交换色谱等,nTDMS还可以在靶向模式或发现模式下用于复杂蛋白质组的高通量分析,如内源性蛋白混合物。nTDMS分析最大的优势在于它能区分不同的蛋白异质体,并对每种蛋白异质体进行结构表征,这是其他在肽段水平进行分析的结构质谱法如:HDX-MS, CL-MS所无法实现的。总结与展望总之,在这篇综述中我们重点介绍了nTDMS的最新进展和在不同生物体系中的应用,强调通过nMS与TDMS结合可以获得额外的多层次结构信息。新技术的出现以及仪器的进步使nTDMS能够应用于结构生物学中日益复杂的生物样本体系,包括蛋白质配体、多聚蛋白复合物、大分子组装体和内源性复合物。尽管这样,nTDMS分析仍面临着的挑战,包括但不限于前端的样品分离、离子化、去溶剂化、高质荷比分子传输、异质性样本的分析以及软件的开发。未来nTDMS将与其他的一些结构表征方法相结合以获取更加全面的结构信息。正文中对未来发展趋势进行了讨论并提到了其他一些令人兴奋的创新技术如:基于MALDI离子源的质谱成像技术用于蛋白原位分析、电荷检测质谱(CDMS)用于异质性样本分析,多重技术的结合将为蛋白质复合物的nTDMS研究开辟新的道路。我们希望这篇综述能让读者更好地理解nTDMS提供的独特结构信息,并推动该方法的广泛应用。撰稿:刘蕊洁编辑:李惠琳原文:Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes. 参考文献1.Liu RJ, Xia SJ, Li HL. Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes. Mass Spec Rev. 2022 e21793. https://doi.org/10.1002/mas.217932.Britt HM, Cragnolini T, Thalassinos K. Integration of mass spectrometry data for structural biology. Chem Rev. 2022 122(8):7952-7986. 3.Liu XR, Zhang MM, Gross ML. Mass spectrometry-based protein footprinting for higher-order structure analysis: fundamentals and applications. Chem Rev. 2020 120(10):4355-4454.
  • 上海废弃硫酸实行“点对点”资源化利用 破解集成电路芯片产业发展难题
    上海被赋予打造集成电路产业高地的重大任务,随着产业规模逐步扩大,废酸环境无害化处置成为突出问题。据了解,上海通过 “点对点”资源化定向再利用创新模式已破解这一难题。  日前,一辆挂有危险标识的罐装运输车稳稳驶入厂区,公司专职管理员引导车辆,过磅、取样、检验、联单签收… … 一系列流程后,车被引导至专用卸车区,车上的特殊液体被接收到公司的原料储料罐中,等待用于后续的生产。  这是记者在位于金山第二工业区内的上海澎博钛白粉有限公司(以下简称澎博公司)看到的场景。罐装车内装运的是液体硫酸,它的特殊性在于是上游集成电路芯片生产企业使用过的废弃硫酸。  在现场,公司负责人何文龙告诉记者,公司是上海市集成电路芯片行业产生的废硫酸资源化利用定点单位,每天安排专用车辆将废酸运回工厂,经过严格的检验流程后再投入到钛白粉生产当中,今年1月-7月已处置利用废酸1.5万吨。  新模式解决行业发展难题  据上海市生态环境局相关负责人介绍,上海首创的废硫酸“点对点”资源化定向再利用模式运用逐步成熟,目前已经全部覆盖了上海具备回收废酸条件的集成电路芯片制造企业,总体上稳定地解决了上海集成电路芯片制造企业废硫酸处置问题。  据上海市集成电路行业协会相关负责人介绍,集成电路产业生产过程中会使用大量浓硫酸,排放以硫酸物质为主,处理废硫酸成本很高,同时会存在一定的生态环境安全风险。这个问题成为阻碍行业发展的难题。  直面痛点。在上海市经济和信息化委、上海市生态环境局等相关部门的支持下,上海市固体废物和化学品管理技术中心、上海市集成电路行业协会积极探索,多次召开专家研讨会论证处置方案,并于2016年开始由中芯国际和澎博公司开展废硫酸“点对点”资源化定向再利用试点运行,经过多轮试点验证,最终形成较为成熟的经验。  去年,上海市集成电路行业协会会同多部门专门编写形成了《钛白粉用集成电路制造行业废硫酸》(T/SICA001-2020)团体标准,在上海市质量技术监督部门网站和国家标准网上进行公示,全力保障废酸源头质量的把控。  多维度再利用效益明显  废硫酸“点对点”资源化定向再利用,这一新模式的环境效益、经济效益和社会效益都很显著。相关专家告诉记者,模式的核心是实现集成电路制造过程中产生的废硫酸替代钛白粉生产工艺过程中用到的工业硫酸。经过试点验证,这种模式技术可行性很强,废酸再利用单位在使用废硫酸生产钛白粉时,不需要调整现有工艺。同时,替用过程不增加额外的环境负担与风险,不影响产品的质量,符合“固体废物减量化、资源化和无害化”原则。  谈到经济效益,这位专家给记者算了一笔账:澎博公司再利用废硫酸每吨收费500元,按照上海市往年废硫酸处置费每吨2000元计算,今年1月至7月,澎博公司累计利用废硫酸1.5万吨,集成电路生产企业可节约2250万元。同时,澎博公司也节省了购置工业浓硫酸的费用,产废企业和再利用企业达到了“双赢”。  此外,新模式还符合循环经济产业需求,不仅解决了废硫酸处置出路难、处置费用高的难题,降低了企业生产成本和废硫酸处理费用,还促进了钛白粉生产单位的升级改造、精准转型和绿色发展,为日后集成电路产业的蓬勃发展铺平了道路。  深入推进“点对点”资源化再利用  “在探索推行这一新模式的过程中,我们以守好环境底线为前提,做到严格把关,按程序推进。”上海市生态环境局相关负责人介绍,在前期提出设想并加以论证的基础上,他们于2016年发文,同意将中芯国际和澎博公司设立为上海市首个废硫酸定向再利用试点单位,利用芯片废硫酸生产钛白粉。  2019年11月,上海市生态环境局同意4家企业废硫酸定向资源化再利用备案。2020年10月,上海市生态环境局扩大废硫酸定向资源化再利用备案,新增4家企业,全面覆盖上海市具备回收废酸条件的集成电路制造企业。  据介绍,目前,各方进展顺利,各试点企业在严格执行危险废物各项管理制度下,废硫酸源头品质得到保障,并委托具有相关运输资质的单位专人专车进行运输。澎博公司在废酸使用期间,生产运行稳定,各项污染物排放环保指标检测均符合排放标准。同时,澎博公司对生产设备工艺进行优化改造,在末端形成了可满足近期集成电路产业发展需求的每年6万吨废硫酸利用能力。  “十四五”期间,上海的集成电路产量将快速增长,需处置的废硫酸量也将随之增加。据最新统计,2020年产生废酸1.25万吨,2021年预计为2.8万吨,到2022年上海芯片企业产生的废硫酸将高达6万吨,2025年将达到10万吨以上。  面对这一形势,上海各相关部门召开会议制定了“提前谋划改造,形成需求匹配、长久稳定”的废硫酸利用原则。上海市发改委、上海市经济和信息化委还专门组织专家队伍到资源化综合利用企业澎博公司开展现场调研,了解情况,听取企业和行业专家的意见和建议。  作为废酸再利用定点企业,澎博公司也启动了匹配废酸资源化利用技改规划,积极响应上级部门对澎博公司以废定产、提前谋划的要求,规划“集成电路行业10万吨废酸资源化利用”技改。  在上海市人民政府近日印发的《上海市2021-2023年生态环境保护和建设三年行动》文件上,记者也注意到相关条文:在环境可控的前提下,持续推动集成电路行业废酸等危险废物“点对点”定向资源化利用工作,形成稳定的与集成电路行业未来发展相适应的废酸处置利用能力。  据悉,未来,这种废弃硫酸“点对点”资源化定向再利用模式,将有力保障我国集成电路行业的发展,也将对其他行业的危险废物综合利用起到借鉴和引领作用。
  • 万万没想到!海关检验检测中心这样处理浓硫酸!
    浓硫酸(h2so4 )纯净的浓硫酸是无色、粘稠、油状液体,不易挥发。常用的浓硫酸浓度是98%。浓硫酸具有很强的吸水性,对皮肤、衣物等有很强的腐蚀性,如果不慎在皮肤或衣物上沾上硫酸,应立即用布拭去,再用大量的清水冲洗。浓硫酸(h2so4 )的移取目前,一般实验室采用量筒、移液管、移液枪等移取浓硫酸,采用量筒、移液管等固态玻璃量具移取时,会存在移液不安全、人为读数误差大、移液效率低等问题;采用移液枪移取时,由于浓硫酸密度大,粘度大,有粘滞性,会出现移液体积误差较大甚至是无法吸液等现象,且硫酸蒸汽的强腐蚀性会损坏枪体,降低移液枪使用寿命。针对这些问题,某海关检验检测中心采用了世界上最先进的数字化液体处理设备——德国赫施曼全能型瓶口分配器,实现对浓硫酸快速、安全、高效的移取。具体操作如下:(1)将瓶口分配器安装在装有浓硫酸的试剂瓶上。(2)调节仪器上端刻度环至所需刻度,正反向调节皆可,平视刻度即可,无人为读数误差。(3)缓慢匀速向上拉起控制活塞,进行吸液操作。阶梯式设计控制量程,确保分液量高度精确。(4)吸液操作完成,开始排液。下按活塞,在排液管管口处接收浓硫酸,移取浓硫酸操作完毕。(5)移液操作完毕后,旋转密封安全阀对试剂瓶中浓硫酸进行密封,在瓶口位置形成的一层密封性特氟龙材质瓶盖,有效避免瓶中浓硫酸及其蒸汽进入套筒进而损害仪器。另外,他们还安装防倒底座确保实验操作稳定性;利用万能底座从各种容器中快捷移液。而且,他们还采用赫施曼延长排液管进行远距离移液,实现快速多次分液。自从使用了德国赫施曼全能型瓶口分配器,有效规避了浓硫酸移取数据不精准、移取操作不安全、移取效率低、移液枪经常性损坏等问题,海关检验检测中心的实验人员再也不担心移取浓硫酸的实验了。高效、安全、环保、精准,宝宝以后操作浓硫酸就用它了——赫施曼全能型瓶口分配器!!!
  • 我国学者解析DNA复制起点识别复合物高分辨冷冻电镜结构
    p & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/859a4489-caf9-42a5-8abc-7feca5114b48.jpg" title=" 20180720.jpg" / /p p style=" text-align: center " & nbsp & nbsp & nbsp 图 & nbsp ORC通过弯曲DNA来进一步加载DNA复制解旋酶MCM2-7的过程模式图 /p p & nbsp & nbsp 在国家自然科学基金项目(项目批准号:31761163004、31725007、31630087)等资助下,北京大学生命科学学院高宁教授课题组与香港科技大学戴碧瓘教授课题组合作,解析了酿酒酵母ORC结合DNA复制起始位点3-Å 分辨率的冷冻电镜结构。研究成果以 “Structure of the Origin Recognition Complex Bound to DNA Replication Origin”(结合有复制起点DNA的起点识别复合物结构)为题,于2018年7月4日以长文(Article)形式在Nature(《自然》)上发表。北京大学高宁教授和香港科技大学戴碧瓘教授、翟元樑博士为共同通讯作者。高宁课题组博士后李宁宁、博士生程稼萱以及戴碧瓘组博士后林伟熙、翟元樑为共同第一作者。 /p p & nbsp & nbsp DNA复制起始在真核生物细胞中受到严格而精密的调控。DNA复制启动因子(ORC,Origin Recognition Complex)首先结合到DNA复制起点,以加载DNA复制解旋酶MCM2-7复合物到DNA上,随后MCM2-7被激活,DNA双链被解螺旋,从而启动DNA复制。所有真核生物都是利用由6个亚基组成的ORC来标记DNA复制起始的位点,在维持基因组稳定性过程中的重要作用,其功能缺失突变与肿瘤的发生发展也密切相关。 /p p & nbsp & nbsp 虽然在不同的真核生物中,ORC的蛋白质序列高度保守,但是ORC对DNA复制起点序列的选择性在不同物种间差别很大。酿酒酵母的ORC可以识别特异的DNA复制起点,而人源细胞ORC结合的DNA序列却没有序列特异性,主要依赖染色体结构识别复制起点。而由于一直缺少ORC结合DNA状态的高分辨结构,ORC序列识别差异背后的分子机制长期以来难以解释。 /p p & nbsp & nbsp 高宁研究员课题组解析的3-Å 分辨率ORC-ARS305 DNA复合物结构发现,ARS305包含一段ARS高度保守序列(ARS Consensus Sequence, ACS)和一段B1元件序列,长度为72 bp。在这个结构中,ORC的六个亚基通过与磷酸骨架的非特异性以及与碱基的特异性相互作用环绕DNA,并在ACS和B1位点使DNA发生弯曲。该结构的一个关键特征是Orc1的保守碱性氨基酸区域(Orc1-BP,basic patch)深深地插入ACS的小沟中进行序列特异的碱基识别。另外,酵母特有的具有物种特异性的位于Orc4 Wing Helix结构域(WHD)中的Helix Insertion(Orc4-IH)嵌入ACS的大沟中,与相应的碱基形成疏水相互作用。更重要的是,在ACS区域形成的这些碱基特异的相互作用的碱基都非常保守。此外,在B1区域中,也有类似的来自Orc2和Orc5的碱性氨基酸区域插入到大沟和小沟中,与碱基相互作用,并使DNA弯曲。因此,酿酒酵母ORC高度序列特异性主要是通过ORC亚基的大沟、小沟插入基序与ACS保守碱基之间的特异性相互作用实现的。序列比对分析显示,所有真核生物Orc1的N端都具有类似酿酒酵母的Orc1-BP 然而Orc4-IH却只在酿酒酵母中存在。这些发现,很大程度上解释了不同物种ORC识别起始DNA特异性差异背后的原因。 /p p & nbsp & nbsp 此高分辨率结构不仅为理解酵母ORC如何识别和结合序列特异性的DNA复制起点提供了分子基础,同时也从分子机制角度阐明了ORC如何通过弯曲DNA来进一步加载DNA复制解旋酶MCM2-7的过程。 /p
  • 基于镜像酶正交酶切的蛋白质复合物规模化精准分析新方法
    蛋白质作为生命活动的执行者,通过自身结构的动态改变,以及与其他蛋白质相互作用组装为蛋白质复合物,调控各种生物学过程。因此,如何实现蛋白质复合物的精准解析已成为当前生命科学的研究热点。化学交联结合质谱(CXMS)技术作为蛋白质复合物解析的新兴技术,利用化学交联剂将空间距离足够接近的蛋白质分子内或分子间的氨基酸残基以共价键连接起来,再利用液相色谱-质谱联用对交联肽段进行鉴定,实现蛋白质复合物的组成、界面和相互作用位点的解析。该技术具有分析通量高、灵敏度高、可提供蛋白质间相互作用的界面信息、普遍适用于不同种类和复杂程度的生物样品等优势,已成为X射线晶体衍射、低温冷冻电镜、免疫共沉淀等蛋白质复合物研究技术的重要补充。化学交联位点的鉴定覆盖度和准确度决定着该技术对于蛋白质复合物结构的解析能力。目前,为了实现蛋白质复合物的高覆盖度交联,研究人员发展了可用于共价交联赖氨酸(K)的氨基、谷氨酸(E)/天冬氨酸(N)的羧基、精氨酸(R)的胍基以及半胱氨酸(C)的巯基等多种活性基团的新型交联剂。进而,为了提高低丰度交联肽段的鉴定灵敏度,体积排阻色谱法、强阳离子交换色谱法,及亲和基团富集策略被提出用于交联肽段的高选择性富集,如可富集型化学可断裂交联剂——Leiker,与不具备富集功能的交联剂相比,通过亲和富集可以将交联位点鉴定数目提高4倍以上。胰蛋白酶镜像酶(LysargiNase)的酶切位点与胰蛋白酶互为镜像,可特异地切割赖氨酸和精氨酸的N端。由于LysargiNase的N端酶切特点,电荷主要分布在交联肽段的N端,在碰撞诱导裂解(CID)和高能诱导裂解(HCD)模式下产生以b离子为主的碎片离子,与胰蛋白酶酶切肽段以y离子为主的碎片离子互为镜像补充,为胰蛋白酶酶解肽段在质谱鉴定中b离子缺失严重的问题提供了很好的解决办法。由于具有较高的酶切特异性和酶活性,镜像酶已经成功地应用于蛋白质C末端蛋白质组鉴定、磷酸化蛋白质组研究、甲基化蛋白质组鉴定等方面,然而在CXMS中的应用仍未见报道。为进一步提高对蛋白质复合物结构及相互作用位点的解析能力,本文发展了LysargiNase与胰蛋白酶联合酶切的方法,基于镜像酶正交切割的互补特性,通过产生赖氨酸及精氨酸镜像分布的交联肽段,以增加特征碎片离子数量和肽段匹配连续性,从而提升交联肽段的谱图鉴定质量,达到提高交联位点的鉴定覆盖度和准确度的目的。通过分别对牛血清白蛋白及大肠杆菌全蛋白样品的交联位点鉴定结果的考察,评价该策略对单一蛋白样品和复杂细胞裂解液样品蛋白质复合物表征的应用潜力。蛋白质样品制备称取牛血清白蛋白粉末,以20 mmol/L 4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES, pH 7.5)作为缓冲体系,配制0.1 mmol/L牛血清白蛋白溶液。大肠杆菌细胞(种属K12)在37 ℃下采用Luria-Bertani(LB)培养基培养24 h,然后于4 ℃以4000 g离心2 min,收集细胞沉淀。细胞沉淀采用磷酸盐缓冲液(PBS)清洗3遍后,悬浮于细胞裂解液(含20 mmol/L HEPES和1%(v/v)蛋白酶抑制剂)中,冰浴超声破碎180 s(30%能量,10 s开,10 s关)。匀浆液于4 ℃以20000 g离心40 min,收集上清,采用BCA试剂盒测定所得蛋白质含量。稀释大肠杆菌蛋白裂解液至蛋白质含量为0.5 mg/mL。化学交联样品制备以20 mmol/L HEPES(pH 7.5)为溶剂配制浓度为20 mmol/L 的BS3交联剂母液 将交联剂母液加入牛血清白蛋白的缓冲溶液及大肠杆菌蛋白裂解液中,使交联剂的终浓度为1 mmol/L,在室温条件下反应15 min 通过添加终浓度为50 mmol/L的淬灭溶液NH4HCO3进行交联反应淬灭,并在室温下孵育15 min 在冰浴条件下,将交联样品逐渐滴入8倍体积的预冷丙酮中,于-20 ℃静置过夜 在4 ℃条件下,以16000 g转速离心,去除丙酮,然后将交联蛋白用预冷丙酮清洗2次,去除上清液后,于室温挥发掉残余的丙酮 以8 mol/L尿素溶液复溶蛋白质沉淀 将牛血清白蛋白交联样品以5 mmol/LTCEP作为还原剂,于25 ℃下反应1 h进行变性和还原 将大肠杆菌样品以5 mmol/LDTT作为还原剂,于25 ℃下反应1 h进行变性和还原,避免大肠杆菌蛋白在酸性条件下发生变性 添加终浓度为10 mmol/L的碘乙酰胺(IAA),在黑暗中,于室温下反应30 min 以50 mmol/LNH4HCO3稀释样品至尿素浓度为0.8 mol/L后,将样品均分为两份,一份以蛋白样品与蛋白酶的质量比呈50:1的比例加入胰蛋白酶,于37 ℃酶解过夜,另一份加入终浓度为20 mmol/L的CaCl2,以蛋白样品与蛋白酶的质量比呈20:1的比例加入LysargiNase,并在37 ℃温度下酶解过夜。液相色谱-质谱鉴定及数据搜索上述所有样品经过除盐,使用0.1%甲酸(FA)溶液复溶,用超微量分光光度计测定肽段浓度,进行反相高效色谱分离和质谱分析。牛血清白蛋白样品采用Easy-nano LC 1000系统偶联Q-Exactive质谱仪平台进行质谱分析。流动相A: 2%(v/v)乙腈水溶液(含0.1%(v/v)FA) 流动相B: 98%(v/v)乙腈水溶液(含0.1%(v/v)FA)。梯度洗脱程序:0~10 min, 2%B~7%B 10~60 min, 7%B~23%B 60~80 min, 23%B~40%B 80~82 min, 40%B~80%B 82~95 min, 80%B。Q-Exactive质谱仪采用数据依赖性模式,Full MS扫描在Orbitrap上实现,扫描范围为m/z 300~1800,分辨率为70000(m/z=200),自动增益控制(AGC)为3×106,最大注入时间(IT)为60 ms,母离子分离窗口为m/z 2。MS/MS扫描的分辨率为17500(m/z=200),碎裂模式为HCD,归一化碰撞能量(NCE)为35%, MS2从m/z 110开始采集,MS2的AGC为5×104, IT为60 ms,仅选择电荷值为3~7且强度高于1000的母离子进行碎裂,并将动态排除时间设置为20 s。每个样品分析3遍。大肠杆菌样品采用EASY-nano LC 1200系统偶联Orbitrap Fusion Lumos三合一质谱仪平台进行质谱分析。流动相A: 0.1%(v/v)甲酸水溶液 流动相B: 80%(v/v)乙腈水溶液(含0.1%(v/v)FA)。梯度洗脱程序:0~28 min, 5%B~16%B 28~58 min, 16%B~34%B 58~77 min, 34%B~48%B 77~78 min, 48%B~95%B 78~85 min, 95%B。Orbitrap Fusion Lumos三合一质谱仪采用数据依赖性模式,Full MS扫描在Orbitrap上实现,扫描范围为m/z 350~1500,分辨率为60000(m/z=200), AGC为4×105, IT为50 ms,母离子分离窗口为m/z 1.6。MS2扫描的分辨率为15000(m/z=200),碎裂模式为HCD, NCE为30%, MS2从m/z 110开始采集,MS2的AGC为5×104, IT为60 ms。仅选择电荷值为3~7且强度高于2×104的母离子进行碎裂,并将动态排除时间设置为20 s。每个样品分析3遍。质谱数据文件(*.raw)采用pLink 2软件(2.3.9)对交联信息进行检索和鉴定。使用从UniProt于2019年4月27日下载的牛血清白蛋白序列和大肠杆菌序列,搜索参数如下:酶切方式为胰蛋白酶(酶切位置:K/R的C端)、LysargiNase(酶切位置:K/R的N端) 漏切位点个数为3 一级扫描容忍(precursor tolerance)2.00×10-5 二级扫描容忍(fragment tolerance)2.00×10-5 每条肽段的质量范围为500~1000 Da 肽段长度的范围为5~100个氨基酸 固定修饰为半胱氨酸还原烷基化(carbamidomethyl [C]) 可变修饰为甲硫氨酸氧化(oxidation [M])、蛋白质N端乙酰化(acetyl [protein N-term]) 肽段谱图匹配错误发现率(FDR)≤5%。映射胰蛋白酶与LysargiNase酶解样品的交联位点在牛血清 白蛋白晶体结构(PDB: 3V03)的映射 LysargiNase与胰蛋白酶酶解样品的交联位点对及单一交联位点的互补性LysargiNase与胰蛋白酶酶解样品共同得到的交联位点鉴定打分比较b+/++与y+/++离子碎片分别在α/β-肽段的碎片覆盖度LysargiNase与胰蛋白酶酶解的交联肽段质谱图大肠杆菌样品中LysargiNase与胰蛋白酶酶切鉴定蛋白质复合物信息互补性带点击了解原文:https://www.chrom-china.com/article/2022/1000-8713/1000-8713-40-3-224.shtml
  • 中关村材料试验技术联盟立项《多钒酸铵分析方法 第1部分:五氧化二钒含量测定 过硫酸铵氧化硫酸亚铁铵滴定法》等9项团体标准
    经中国材料与试验标准化委员会(以下简称:CSTM标准化委员会)标准化领域委员会审查,CSTM标准化委员会批准(具体标准如下,详细公告内容请至CSTM官网查看),特此公告。序号标准名称标准立项号所属委员会1多钒酸铵分析方法 第1部分:五氧化二钒含量测定 过硫酸铵氧化硫酸亚铁铵滴定法CSTM LX 2000 01429.1—2024FC202多钒酸铵分析方法 第2部分:硅含量测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法CSTM LX 2000 01429.2—2024FC203多钒酸铵分析方法 第3部分:铁、磷 硫含量测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法CSTM LX 2000 01429.3—2024FC204多钒酸铵分析方法 第4部分:氧化钾、氧化钠含量测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法CSTM LX 2000 01429.4—2024FC205多钒酸铵分析方法 第5部分:烧得率的测定 高温煅烧法CSTM LX 2000 01429.5—2024FC206民用大型客机 热固性液体垫片材料 热循环稳定性测试方法CSTM LX 6600 01430—2024FC667泵组碳足迹核算与碳标签评价规范CSTM LX 9500 01431—2024FC958零碳建造评价规范CSTM LX 9500 01432—2024FC959水质 急性毒性现场快速监测 发光细菌法CSTM LX 9803 01433—2024FC98/TC03联系方式如有单位或个人愿意参与该标准项目的工作,请与项目牵头单位联系。CSTM标准化委员会秘书处联系方式联系人:陈鸣,范小芬办公电话:010-62187521手机:13011072266,13426028810邮箱:chenming@ncschina.com,fanxiaofen@ncschina.com通讯地址:北京市海淀区高梁桥斜街13号钢研集团新材料大楼1020邮编:100081
  • 四川泸州15吨硫酸泄漏 饮水河流险遭污染
    21日凌晨5时01分,一辆从四川泸州出发前往重庆潼南县、牌照为川Z15809的运输槽车,在行至重庆大足县中敖镇加油站时,满载15吨硫酸的运输槽车突然发生泄漏,大量浓硫酸直喷而出,流下公路的排水沟,直逼大足县城居民饮水主河流。   重庆大足县消防大队接警后,迅速调集3台消防车、24名官兵赶赴现场。5时11分,消防官兵到场后勘察发现,硫酸运输槽车的车尾阀门螺丝松落,大量硫酸正猛烈向外喷射,外泄的硫酸混顺着公路往下流淌。   经询问得知,运输槽车里共装有15吨硫酸,浓度为98%,属浓硫酸。硫酸槽车上喷射的硫酸压力很大,根本无法进行堵漏。现场抢险人员在向当地政府应急办汇报的同时启动化危品事故应急救援预案,请求调集石灰到场对流淌硫酸进行中和处理,并立即协助现场交巡警,将现场堵塞的车辆及时清理。   不断喷出的硫酸很快淌下高速路的排水沟,消防官兵经侦查发现,大足县城居民饮水主河流距事发地不到100米,一旦遭遇污染,后果不堪设想。消防官兵迅速利用水枪对泄漏硫酸进行稀释,并向大足县相关领导汇报请求支援。   5时34分,重庆大足县相关领导率领县安监、环保等部门人员赶到现场,首先命令救援人员挖沟筑坝,对泄漏的硫酸混合物进行封堵,防止进入河流,同时命令就近的中敖派出所立即调运10吨石灰到现场,对硫酸进行稀释处理。   同时,当地交巡警也立即将此路段双向封锁,确保石灰运输车可逆向行驶,快速将石灰运抵现场 安监、环保、卫生、水利等部门则负责对硫酸流经的下水道进行监测。   随着石灰运来,消防官兵连续奋战3小时,一边对硫酸槽车喷射的硫酸一边将石灰扛到公路旁的下水沟里,堵住硫酸淌下河流,利用酸碱中和反应原理,对硫酸水进行处理。   8时21分,硫酸槽车泄漏口压力变小,处置硫酸专业技术人员到场,将硫酸槽车泄漏口进行了堵漏,剩余的浓硫酸被安全转移。8时50分,经过多部门近4个多小时的联合处置,事故现场全部清理完毕。
  • 《硫酸工业污染物排放标准》正式实行
    公开征求意见已超过一年的《硫酸工业污染物排放标准》(以下简称《标准》)近日将正式发布并实行。记者11月12日了解到,《标准》的实施进一步限制了硫酸企业尾气中二氧化硫的排放量:从标准实施之日起,新建的硫酸企业二氧化硫污染物排放浓度限值为400毫克/立方米 2013年1月1日,现有硫酸企业二氧化硫污染物排放浓度全部达到这一限值。目前,部分硫酸企业已经开始抓紧改造以适应新标准,硫酸行业将借助新标准推动产业结构调整、设备改造和技术升级。   标准主要起草人之一、青岛科技大学环境保护研究所所长杨波教授告诉记者,硫酸行业的二氧化硫排放量在化工行业中占有较大比例,引起了社会各界和环保部门的高度重视。在即将出台的《标准》中,对于硫酸工业二氧化硫排放有了更严格的规定,对于已经建成的硫酸企业,自2011年1月1日起至2012年12月31日止,二氧化硫污染物排放浓度限值为860毫克/立方米 自2013年1月1日起,二氧化硫污染物排放浓度限值为400毫克/立方米。   杨波表示,目前我国多个行业都对二氧化硫排放有严格的规定,现行的《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中规定的二氧化硫排放浓度限值96毫克/立方米已经难以满足硫酸工业二氧化硫限排要求。从2008年起,环保部委托青岛科技大学、中国硫酸工业协会等单位,就硫酸工业污染防治技术政策和污染物排放标准等,展开深入的研究,并于2009年9月公布《硫酸工业污染物排放标准》并公开征求意见。征求意见稿综合考虑了当前我国硫酸工业技术水平和污染控制技术水平,使污染物排放限值全面与国际接轨,这要求我国现有的硫酸企业不仅二氧化硫排放浓度要满足目前的国家标准,而且还要为2013年后更加苛刻的排放限值作准备。   据了解,我国硫酸生产主要采用两转两吸工艺,由于受到装置转化率的限制,传统两转两吸硫酸生产装置,难以满足二氧化硫排放浓度限制400毫克/立方米的要求,目前我国大多数硫酸装置都达不到这一要求,尤其是中小企业,为了降低装置二氧化硫排放浓度,必然进行设备改造升级,增加生产成本。对此中国硫酸工业协会理事长齐焉表示,国家新出台的“三废”排放、综合能耗等硬性指标规定,将加速淘汰一批中小产能,实现行业产品的结构调整。   齐焉指出,新标准的实施将促进硫酸行业进一步优胜劣汰、转型升级,提高整体环保水平。企业应着力寻求减排的有效方法,以科技推动环保升级。针对硫酸行业新的“三废”排放标准,应通过两个途径解决达标问题:一是改进国产钒催化剂,国内、国外催化剂并用,改造转化系统,加强管理控制 二是增加尾气处理装置,以氨水、胺液、柠檬酸钠等碱性溶液处理。在“十二五”期间,要加快高品质国产催化剂的研制,同时推进超重力场机替代高塔提高脱吸率等措施,以保证硫酸企业尾气排放等指标达标。   有业内人士认为,由于传统两转两吸工艺难以适应新的排放标准,企业将根据自身的情况选择合适的工艺,改造传统装置和上马新装置,选择关键在于操作成本,未来我国硫酸生产工艺可能会趋于多元化,例如采用一转一吸联用尾气脱硫工艺装置。未来二氧化硫排放标准日趋严格,将推动相关设备、脱硫技术、催化剂开发等行业的发展。   据了解,目前已经有不少硫酸企业,尽管尾气排放指标控制在860毫克/立方米标准之内,也开始为400毫克/立方米新标准进行改造。中石化南京化学工业有限公司磷肥厂采用氨―酸法回收尾气,生产液体二氧化硫 开封化肥厂、太原化工总厂等均改用三级氨法尾气回收生产固体亚硫酸铵和高浓度亚硫酸氢铵溶液,降低废气中二氧化硫排放量 浙江巨化硫酸厂采用超重力吸收技术进行硫酸尾气脱硫改造,采用空塔和超重力设备进行硫酸尾气氨法脱硫工艺处理,项目预计今年底完成,届时巨化硫酸厂的二氧化硫排放水平将达到国家即将推行的新标准。
  • 硫酸铜产线颗粒管控利器——普洛帝硫酸铜液体颗粒计数器
    硫酸铜生产线上的颗粒管控,历来是确保产品纯度与品质的关键环节。而今,这一领域迎来了一位革新性的守护者——普洛帝硫酸铜液体颗粒计数器,它不仅是生产线上的科技明珠,更是提升生产效率与产品质量的智慧之钥。 普洛帝,以其精准的测量技术与非凡的创新设计,颠覆了传统颗粒检测的方式。这款液体颗粒计数器,专为硫酸铜溶液量身打造,如同一位精密的侦探,能在微观世界中捕捉每一粒可能影响产品纯净度的微小颗粒。其采用先进的光学传感技术,结合智能算法分析,能够实时、准确地计数并分类溶液中的微小颗粒,确保每一滴硫酸铜都纯净无瑕。在繁忙的生产线上,普洛帝展现出了无与伦比的稳定性与高效性。它能够连续工作,不间断地监测硫酸铜溶液的颗粒状况,为生产人员提供即时、可靠的数据支持。这不仅大大降低了人工检测的误差与成本,更使得生产线能够迅速响应颗粒污染问题,采取有效措施加以控制,从而保障了产品的整体质量。 普洛帝硫酸铜液体颗粒计数器的出现,无疑是硫酸铜生产领域的一次重大飞跃。它以其卓越的性能与广泛的应用前景,赢得了业界的广泛赞誉与信赖。在未来的日子里,普洛帝将继续以其专业的精神与不懈的努力,为硫酸铜生产线的颗粒管控贡献更多的智慧与力量。
  • 低电压透射电镜LVEM 5助力“生物导弹”载体复合物纳米颗粒的相关研究
    癌症的治疗一直是医学科学家研究的前沿方向,靶向治疗作为一种定向杀灭癌/肿瘤细胞的治疗方法,俨然成为癌症治疗的研究热点。简单来说,靶向治疗就是在细胞分子水平上,针对已明确的致癌位点来设计相应的治疗药物,药物进入体内会特定选择致癌位点相结合,杀死特定的肿瘤细胞,但不会波及肿瘤周围的正常组织细胞,因此又被称为“生物导弹”。 在这种“生物导弹”研究中,生物可降解聚合物纳米粒子经常作为药物的载体应用于靶向治疗。纳米颗粒的一个优势是,他们利用肿瘤发生过程中,肿瘤区域的血管和淋巴具有增强的渗透和截留(EPR)特性,允许纳米的颗粒通过血管壁。进入肿瘤区后,通过溢出,这些粒子可以实现封装药物释放,并杀灭肿瘤细胞。安德烈斯贝罗大学(Santiago, 智利),Luis A.Velasquez教授在《Biomaterials》杂志上发表文章,结合物理化学特性和生物分析对可生物降解的聚羟基丁酸戊酯(PHBV)-紫杉醇(paclitaxel)复合物纳米颗粒癌症细胞株的吸收、释放和细胞毒性进行了详细研究。分子模拟显示复合物纳米颗粒具有高水亲和力的界面和多孔纳米结构,具有48小时窗口期的毒性保护,228~264nm颗粒尺寸范围让它们具有适当的EPR被动靶向的效果,其-6~8.9 mV的负电性也适合生物环境允许的颗粒细胞的内吞作用,并完成癌症细胞内的药物释放,对IIIc浆液性卵巢癌细胞有很好的治疗效果。Time-dependence of the NP-Taxel size and surface-polymer structuresduring Taxel liberation processes observed using LVEM. 0 (A), 1 (B), 2 (C), 3(D), 4 (E) and 5 (F) days 该研究过程中,低电压透射电子显微镜LVEM 5起到了非常关键的作用。Velasquez教授应用的纳米颗粒为有机聚合物,组成为C,H,O,N等轻质原子的分子,这些分子对电子的散射能力较弱。常规透射电子显微镜的加速电压通常为80~300kV,有机分子在不通过重金属染色的情况下,电子束大部分透过了样品到达荧光屏,无法呈现高对比度的形貌图像。然而,重金属染色后的样品由于和重金属的络合作用造成有机分子的畸变,以至于观察到的形貌不是天然状态,影响研究结果的后续分析和结论的准确判断。Velasquez教授借助低电压显微镜LVEM 5对样品进行观察,由于加速电压小(约5kV),未经染色的样品可以得到高对比度清晰的TEM图像,实现生物有机分子纳米结构的天然状态下的检测。低电压显微镜LVEM 5呈现的图像有效帮助Velasquez教授完成聚羟基丁酸戊酯(PHBV)-紫杉醇(paclitaxel)复合物纳米颗粒针对卵巢癌细胞治疗过程的机理及动力学问题的分析和研究。 相关产品:LVEM5 超小型透射电子显微镜: http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C157727.htmLVEM25小型低电压透射电子显微镜:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C234215.htm
  • 岛津水产品中氯霉素类药物残留LCMSMS检测方案
    氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素(氟苯尼考)同属于氯霉素类(CAPs)药物,甲砜霉素和氟苯尼考是新型氯霉素类广谱抗菌药物,其结构和药理活性与氯霉素类似,具有广谱抗菌能力并被广泛应用于动物养殖业。但氯霉素类药物用于食用性动物很容易导致在动物源性食品中残留量超标,具有导致人体产生再生障碍性贫血和溶血性贫血等毒副作用,对人体产生严重危害,因此引起了国内外的广泛重视。 目前,大多数国家已经严格限制其使用,并对食品中氯霉素类药物的最高残留限量(MRL)做了规定:欧盟规定氯霉素不得检出,甲砜霉素为50 &mu g/kg;对有鳍鱼类氟苯尼考为 1000 &mu g/kg;我国GB/T 20756-2006规定氯霉素检出限0.1 &mu g/kg,甲砜霉素和氟苯尼考检出限为1 &mu g/kg。纵观国内外文献报道氯霉素类药物的检测方法主要采用气相色谱法、气相色谱-质谱联用法(GC/MS)和液相色谱-质谱联用法(LC/MS)等,这些方法主要是测试一种氯霉素药物残留的分析方法,而三种药物同时检测的方法报道较少。目前国内在水产品中测定这三种药物的测定方法主要参考GB/T 20756-2006(液相色谱-串联质谱法)和农业部958号公告-14-2007(气相色谱-质谱法),但是多数国家检测甲砜霉素、氟甲砜霉素、氯霉素三种药物比较精密的方法还是首推液相色谱-串联质谱法。因此,本检测方案使用岛津超高效液相色谱仪LC-30A和三重四极杆质谱仪LCMS-8030联用,建立了水产品中氯霉素类药残留的分析方法,借助超高效液相色谱LC-30A在2.5 min内实现快速分离,三重四极杆质谱仪LCMS-8030进行定量分析,因此可以快速、准确地测定甲砜霉素、氟甲砜霉素和氯霉素。这3种物质的线性良好,相关系数均大于0.999;不同浓度的精密度实验结果表明:其保留时间和峰面积相对标准偏差分别在0.13 ~ 0.54%和1.68 ~ 4.31%之间,仪器精密度良好;甲砜霉素、氟甲砜霉素和氯霉素的检出限分别为0.10、0.04 和0.04 &mu g/L,定量限分别为0.41、0.17和0.15 &mu g/L;样品加标回收率为81.5 ~ 105.5%。 岛津三重四极杆质谱仪 此方案快速、选择性强和灵敏度高,供相关检测人员参考。 了解详情,请点击超高效液相色谱三重四极杆质谱联用法测定水产品中氯霉素类药物残留。 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所为扩大中国事业的规模,于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司。 目前,岛津企业管理(中国)有限公司在中国全境拥有13个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心;覆盖全国30个省的销售代理商网络;60多个技术服务站,构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地,已构筑起了不仅面向中国客户,同时也面向全世界的产品生产、供应体系,并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标,岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。
  • ​基于碰撞活化解离技术的非变性自上而下质谱用于蛋白复合物高级结构解析
    大家好,本周为大家分享一篇最近发表在 Journal of the American Chemical Society上文章,Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes1。该文章的通讯作者是美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的Joseph A. Loo教授。非变性质谱(native MS,nMS)通常用于揭示蛋白及其复合物的分子量大小和化学结合计量比,但若要进一步阐明深层次的结构信息,则需要与串联质谱结合,即非变性自上而下质谱(nTDMS),通过对母离子进行二级甚至多级碎裂可获取额外的序列、翻译后修饰(PTMs)以及配体结合位点信息。此外,nTDMS能以构象敏感的方式断裂共价键,这样就可以从碎片模式推断出有关蛋白高级结构的信息。值得注意的是,使用的激活/解离方式会极大地影响得到的蛋白质高阶结构信息。电子捕获/转移解离(ECD、ETD或ExD)和紫外光解离(UVPD)等快加热的活化方式因其能够在保留蛋白整体结构的情况下先对共价键进行断裂而被广泛应用于nTDMS分析中。而慢加热的活化方式如碰撞活化解离(CAD)会在断键前进行能量重排,导致一些较弱的非共价相互作用先发生破坏,例如:亚基的释放和展开,因此对高阶结构表征没有帮助。而此次Joseph A. Loo课题组的研究结果显示使用基于orbitrap的高能C-trap解离(HCD)同样也可以从天然蛋白复合物的中直接获得序列信息,并且碎片模式可以提供有关其气相和溶液相高阶结构信息。此外,CAD还可以生成大量的内部碎片(即不包含N-/ C-端的片段)用于揭示蛋白质复合物的高阶结构。为了研究蛋白复合物HCD的碎裂化情况,作者比较了酵母来源的乙醇脱氢酶四聚体(ADH)在Complex-down MS (psedo-MS3)和nTDMS两种分析策略下的碎片模式。如图1所示,在Complex-down MS分析中,ADH经源内解离(ISD)释放出单个亚基,该亚基经HCD碎裂生成肽段b/y离子。而在nTDMS分析中,肽段离子则可以从复合物中直接获得。如图2(上)所示,在Complex-down MS分析中总共获得了24个b离子和18个y离子,能够实现11.8%的序列覆盖率。近乎相等数目的b、y离子表明Complex-down MS分析中释放的ADH亚基N-端和C-端均具有较高的表面可及性,即亚基发生去折叠。此外,碎片模式也揭示了N-端乙酰化、V58T突变体以及Zn2+结合位点等信息。相比之下,nTDMS分析则更反映ADH的高阶结构,如图2(下)所示,在nTDMS分析中主要检测到b离子,几乎没有亚基信号,说明b离子是直接由复合物中共价键断裂产生的。ADH的nTDMS分析共产生了60个N-端b离子和3个C-端y离子(17.6%序列覆盖率)。由HCD产生的大量N端碎片类似于ADH基于电子和光子解离技术产生的nTDMS产物。将这些片段映射到ADH的晶体结构上可以看出,N端区域比C端区域更容易暴露于溶剂,而C端区域主要形成复合物的亚基-亚基界面。ADH的碎片离子中来源亚基界面断裂的仅占8%,大部分碎裂都发生在溶剂可及的N-端。图1 Complex-down MS和nTDMS分析流程图1 Complex-down MS(上)和nTDMS(下)碎片模式比较ADH的nTDMS分析充分展现了CAD在蛋白复合物高阶结构表征上的潜力,为了进一步验证,作者还选择了其他的蛋白复合物进行实验,如醛缩酶同源四聚体、谷胱甘肽巯基转移酶A1二聚体、肌酸激酶二聚体等。这些蛋白复合物在n-CAD-TDMS分析中都产生了与结构对应的碎片离子,说明基于CAD的nTDMS分析是具有普适性。当然也会存在一些例外,膜蛋白水通道蛋白(AqpZ)同源四聚体在nTDMS分析过程中产生了高丰度的单体亚基、二聚体、三聚体信号,这应该归因于AqpZ四聚体亚基之间的弱疏水结合界面,导致亚基的释放发生在共价键断裂之前,因此产生的b/y离子无法反映蛋白复合物的空间结构。相较而言,以盐桥为主要稳定作用的蛋白复合物,如ADH、醛缩酶等则更容易在nTDMS分析中产生肽段碎片离子。此外,基于CAD的nTDMS分析中还发现了大量的内部碎片,ADH产生的大部分内部碎片来源于溶剂可及区。尽管内部碎片难以辨认,但可以大幅度提高序列覆盖率,提供更精细的结构信息。一个从小分子裂解衍生到大分子解离的假设是,在实验的时间尺度内,由碰撞引起的激活是完全随机化的,并以沿着最低能量途径引导碰撞诱导的解离。然而,这些假设没有考虑到熵的要求,缓慢重排可能是释放亚基所必须的,例如重新定位盐桥将一个亚基与其他亚基相连。在碰撞次数或每次碰撞能量不足以碰撞出能释放亚基的罕见构型的情况下,以释放出更小的多肽碎片(具有更少的约束) 代替重排可能具有更高的竞争性。总之,本文展示CAD在nTDMS分析中的应用,无需基于光子或电子的活化方式,CAD可直接从蛋白复合物中获得肽段离子,并且该碎裂离子能够反映蛋白复合物的空间结构。撰稿:刘蕊洁编辑:李惠琳原文:Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes参考文献1. Lantz C, Wei B, Zhao B, et al. Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes. J Am Chem Soc. 2022 144(48): 21826-21830.
  • 高分辨SID-EMR Orbitrap仪器研制及大蛋白复合物结构测定
    p style=" text-align: justify "   近日俄亥俄州立大学化学和生物化学系的 span style=" font-family: times new roman " VickiH. Wysocki /span 教授课题组在AC上发表了一篇文章,题目为 span style=" font-family: times new roman " Surface-InducedDissociation of Noncovalent Protein Complexes in an Extended Mass RangeOrbitrap Mass Spectrometer /span 。 /p p style=" text-align: justify "   获取蛋白质复合物的四级结构信息,对于理解其生物功能来说至关重要。与传统的CID/HCD通过多次碰撞沉积能量以实现解离相比, strong 表面诱导解离 /strong ( span style=" font-family: times new roman " Surface induceddissociation,SID /span )是通过使复合物离子撞击一个具有化学惰性、刚性的表面,经过单次高能撞击后,产生相比于CID和HCD技术电荷更均匀分布的蛋白亚基(如图1),从而提供化学计量比和互作网络等信息。此外,相比于CID常常导致小分子配体丢失,SID可以产生保留小分子配体的复合物亚基。 /p p style=" text-align: justify "   & nbsp /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 253" title=" SID.webp.jpg" style=" width: 600px height: 253px " alt=" SID.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/671db102-c3a5-4bc3-ad7d-5e07248fc1a3.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图1. SID示意图 /p p style=" text-align: justify "   目前,SID技术在蛋白复合物方面的工作主要是在飞行时间质谱( span style=" font-family: times new roman " TOF MS /span )上完成,但随着蛋白复合物的分子量越来越大,结构解析深度越来越深入,对质谱仪器的分辨率也提出了更高的要求。每一种类型的质量分析器( span style=" font-family: times new roman " TOF、FTICR或者Orbitrap /span )都有它们的优劣势,而仪器的选择主要依赖于待解决的问题本质。为此,Vicki H. Wysocki课题组与赛默飞公司Alexander A. Makarov博士合作, strong 首次将SID解离源装配到Exactive Plus Extended Mass Range(EMR)Orbitrap仪器上 /strong (如图2)。这套SID即可用来传输离子又可用来进行SID。值得一提的是,SID装置并未影响离子进入HCD池和一级质谱分析。 /p p style=" text-align: center " img title=" EMR-orbitrap.jpg" alt=" EMR-orbitrap.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/97acf2a9-f158-474e-bef1-ca2f3c2deea8.jpg" / /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 498" title=" 2.webp.jpg" style=" width: 600px height: 498px " alt=" 2.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/7c134afb-82fa-472e-8848-062123d511f0.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify "   图2. a)SID装置3D设计图,b)SID模式下离子轨迹图,c)SID改造后EMR Orbitrap仪器图。 /p p style=" text-align: justify "   随后,作者 strong 利用该仪器对Streptavidin和L-GlutamateDehydrogenase蛋白复合物进行了质谱分析 /strong 。其中,前者是具有D2对称性的同源四聚体,后者是具有D3对称性的同源六聚体。图3为Streptavidin的一级谱及其SID谱图。先前的文献表明,通过CID主要产生的是streptavidin复合物的去折叠单聚体和三聚体,但这一结果显然不能支持streptavidin是由同源二聚体组成的结构。而11+的母体streptavidin复合物经过SID会解离成两个二聚体,分别为5+和6+,证明SID更能反映他们真实的拓扑结构(图3a-c)。值得一提的是,之前对于谱图中出现的3+单聚体和6+同源二聚体,由于TOF MS分辨率不高所以要依靠IMS才能进行分辨3,但现在EMR Orbitrap在高分辨率模式(R=140,000 at m/z 200)下就可直接对它们二者进行分辨(图3d),甚至盐加和离子或者N末端Met修饰与否都可以在高分辨谱图中完全获得(图3e)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 466" title=" 3.webp.jpg" style=" width: 600px height: 466px " alt=" 3.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/335862ab-316e-4d66-8193-777c95b0aa48.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify "   图3. a)Streptavidin四聚体拓扑结构(PDB ID:1SWB),b)Streptavidin四聚体一级质谱图,c)11+价态Streptavidin四聚体的SID谱图( span style=" font-family: times new roman " 45 V,495 eV /span ),d)高分辨率模式下3+价态Streptavidin单聚体和6+价态的二聚体,e)3+价态单聚体和6+价态二聚体的N末端蛋氨酸修饰和Na离子加和谱图。 /p p style=" text-align: justify "   此外,作者还考察了 span style=" font-family: times new roman " L-Glutamate Dehydrogenase /span 同源六聚体的拓扑结构。HCD结果表明,该六聚体很难在气相中发生解离,需要较高HCD能量和高电荷态,常常导致先失去一个去折叠单体,无法真实反映亚基组成。而通过SID可以获得比较稳定的三聚体信号,反映出 span style=" font-family: times new roman " L-GlutamateDehydrogenase /span 同源六聚体的拓扑结构主要为三聚体-三聚体界面,在低能量下主要断裂较弱的三聚体界面(图4a),当能量逐渐升高单体会从三聚体亚基中解离出来(图4b)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 461" title=" 4.webp.jpg" style=" width: 600px height: 461px " alt=" 4.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/f1e97f6c-ca94-485b-825b-e918eeceb873.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify "   图4. 28+价态L-Glutamate Dehydrogenase同源六聚体在a)175 eV和b)235 eV能量下的SID谱图。 /p p style=" text-align: justify "   综上所述,相比于SID-TOF MS仪器,具有更高质谱分辨率的SID–EMR Orbitrap仪器后续将为大蛋白复合物提供更丰富的四级结构信息。此外,Vicki H. Wysocki课题组先前还报道了将SID装载到FTICR-MS仪器,在SID谱图中可对霍乱毒素(Cholera toxin B,CTB)多种亚基进行同位素分辨(R=210,000 at m/z 5803.7),例如8+四聚体、6+三聚体、4+二聚体和2+单聚体4,感兴趣的学者们可进一步了解。得益于Orbitrap和FTICR的超高质量分辨率,相信SID源将在蛋白-蛋白、蛋白-金属离子、蛋白-小分子配体复合物体系中发挥越来越重要的作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 参考文献: /p p style=" text-align: justify "    span style=" font-family: times new roman " [1] VanAernum, Z. Gilbert, J. Belov, M. Makarov, A. A. Horning, S. Wysocki, V. Anal. Chem., 2019, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b05605. /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: times new roman "   [2] Zhou, M. Wysocki, V. H. Acc. Chem. Res., 2014, 47, 1010-1018. /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: times new roman "   [3] Quintyn,Royston S. Yan, J. Wysocki, Vicki H. Chem. Biol., 2015, 22, 583-592. /span /p p style=" text-align: justify " span style=" font-family: times new roman "   [4] Yan, J. Zhou, M. Gilbert, J. D. Wolff, J. J. Somogyi, Á . Pedder, R. E. Quintyn, R.S. Morrison, L. J. Easterling, M. L. Pa?a-Toli?, L. Wysocki, V. H. Anal. Chem., 2017, 89,895-901. /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 文献链接: /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a style=" color: rgb(0, 32, 96) text-decoration: underline " href=" https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.analchem.8b05605" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 32, 96) " https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.analchem.8b05605 /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " (文献原文可联系仪器信息网编辑部提供,联系电话:010-5165-4077-8223) /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 文中提及的赛默飞 span style=" font-family: times new roman " ExactivePlus(EMR)Orbitrap /span 相关信息可点击链接:& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a style=" color: rgb(0, 32, 96) text-decoration: underline " href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/C152611.htm" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 32, 96) " https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/C152611.htm /span /a /p
  • 蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定液相色谱-串联质谱法(BJS202103)解读
    链霉素和双氢链霉素(DHSTR)属于氨基糖苷类抗生素,对革兰氏阴性菌有明显的抗菌活性效果,可以预防和治疗多种动物疾病。由于链霉素和双氢链霉素能够有效地治疗蜜蜂的幼虫病,在养蜂行业应用普遍,但由于管理和使用的不科学,会造成蜂产品中该类物质的残留。长期食用链霉素和双氢链霉素超标的蜂产品,会对健康产生一定的危害,尤其是听觉神经。因此,国内和国际对蜂产品中链霉素、双氢链霉素的限量均有相关的规定。我国《绿色食品蜂产品》(NY/T 752-2012)中规定了蜂蜜中链霉素的最大残留限量为20μg/kg;英国食品标准署规定蜂蜜中链霉素的限量为50μg/kg;德国规定蜂蜜中链霉素的限量为20μg/kg。在山东省食品药品检验研究院组织的蜂蜜风险监测中,链霉素检出率较高。因此,建立蜂蜜中链霉素、双氢链霉素残留量的先进、高效、准确的检测方法,对保障公众的饮食健康具有重要意义。研制背景  原有蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的检验标准有三项,这三个标准存在如下问题:(1)在流动相或提取剂中使用离子对试剂,离子对试剂的使用会污染色谱柱,且与质谱检测器不兼容,易造成离子源污染和信号抑制,甚至造成其他目标物无法检测;(2)净化方式均采用双柱串联,检测成本较高,步骤繁琐、耗时、检测效率低;(3)对花粉含量较高的蜂蜜,净化时易造成固相萃取柱的阻塞;(4)采用液相色谱法测定链霉素,需衍生化,重现性差,对同时含有链霉素和双氢链霉素的样品无法准确定量。因此,各检验机构无法利用原有方法进行蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的检测。检验方法的不完善造成2018年-2021年,蜂产品的国家风险监测方案将链霉素和双氢链霉素两项目取消。方法简介  本方法适用于蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定。方法采用含三氯乙酸的磷酸盐缓冲溶液提取试样中的链霉素和双氢链霉素,经离心和过滤后,HLB固相萃取柱净化,混合型两性离子键合的SIELC Obelisc R色谱柱分离,液相色谱-串联质谱仪进行检测,外标法定量。  本标准与原有检测标准相比,具有以下优势:(1)摒弃了离子对试剂,与质谱检测器更好地兼容;(2)突破常规的双柱串联固相萃取方式,采用单柱净化模式,提高了检测效率,节约了检验成本。技术要点  蜂蜜含有大量的果糖和葡萄糖,为了达到去除杂质的目的,需要在前处理过程中对目标物进行净化、富集。固相萃取因简单、快速、高效等特点被广泛应用于蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的净化。HLB固相萃取柱在去除糖类、蛋白等杂质上有一定的优势,虽不能直接保留目标物,但是借助一定的提取溶剂,两种化合物均能得到很好地保留。  链霉素和双氢链霉素属于碱性化合物,易溶于水,难溶于甲醇、乙腈等有机溶剂,因此可采用缓冲液进行提取。链霉素和双氢链霉素极性大,文献多采用提取溶液中添加离子对试剂或三氯乙酸的方法,以增加两种目标物在固相萃取柱上的保留。若前处理过程中离子对试剂去除不彻底,对色谱柱和质谱检测器将会有一定程度的污染,因此,本标准选择添加三氯乙酸的方法。研究发现,含20 g/L三氯乙酸的缓冲液pH在6~7之间时,回收率较高且比较稳定,之后再增加溶液的pH,回收率逐渐下降。  在实际样品测定中,用2%TCA(pH 6.8)提取后,不同蜂蜜样品之间回收率差别较大,且回收率偏低。对提取后的样品处理液进行pH值测定,发现pH在3.5~6.2之间,这是引起回收率偏低的重要原因。蜂蜜样品含有多种有机酸,而提取液无缓冲能力,经提取后样品处理液的pH值会发生变化。为解决此问题,研究人员在提取液中加入10 mmol/L~50 mmol/L磷酸盐。研究结果表明,50mmol/L磷酸盐缓冲效果较好,样品处理液的pH值稳定在6.2~ 6.7。综合以上因素,50 mmol/L磷酸盐缓冲液(含20 g/L三氯乙酸,pH 6.8)作为最终的提取溶剂。  研究人员进一步对洗脱溶剂中甲酸的浓度和洗脱体积对链霉素和双氢链霉素回收率的影响进行了考察,甲酸-乙腈-水(2: 5:93,v/v/v)溶液1.0 mL为最佳洗脱条件。操作注意事项  蜂蜜在存放过程中很容易析出结晶,为保证分析结果的准确性和代表性,对无结晶的实验室样品,直接将其搅拌均匀;对有结晶的样品,检验前,在密闭情况下,置于不超过60℃的水浴中温热,振荡,待样品全部融化后搅匀,分出0.5 kg作为待测试样用于检验。  在标准溶液配制过程中还需注意,若采用非本标准中形式的标准物质,需进行分子量折算后再进行标准品称量;若经常使用,建议将标准储备液分装成小包装,每次将小包装解冻使用。此外,氨基糖苷类药物易与玻璃器皿发生吸附,实验过程中尽量使用塑料器皿;提取溶液的pH值将影响目标物在固相萃取柱上的保留效果,因此需采用pH计准确调节pH值至指定范围。  SIELC Obelisc R色谱柱是在硅胶表面修饰了羧酸类的官能团,醇类会酯化硅胶表面键合的羧酸,影响物质的保留时间与重现性,因此色谱柱使用过程不能接触甲醇。建议严格按照色谱柱使用说明进行色谱柱的活化与维护。方法应用  BJS 202103《蜂蜜中链霉素和双氢链霉素的测定液相色谱-串联质谱法》已于2021年1月发布实施,已列入2022年全国食品安全风险监测计划中,在全国范围内得到广泛应用。本方法的发布实施可以为企业和监管部门提供技术支持,对市场监管具有重要意义。□山东省食品药品检验研究院 薛 霞
  • 自然通讯成果|非变性纳米蛋白质组学捕获内源性心肌肌钙蛋白复合物的结构和动态性信息
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Nat. Commun.上的文章:Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics ,文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。  蛋白质大多都是通过组装成蛋白复合物来执行特定的生物功能,因而表征内源性蛋白复合物的结构和动力学将有助于生命过程的理解。蛋白复合物在其组装、翻译后修饰(Post-translational modifications,PTMs)和非共价结合等方面是高度动态的,在native状态下通常以低丰度存在,这给研究其结构和动态性的传统结构生物学技术(如X-ray和NMR)带来了巨大的挑战。非变性Top-down质谱(nTDMS)结合了非变性质谱和Top-down蛋白组学的优势,目前已发展成蛋白复合物结构表征的有力工具,可以保留蛋白质亚基-配体间的非共价作用和PTMs等重要信息。然而,由于内源性蛋白复合物自身的低丰度特性,导致对其的分离纯化和检测非常困难,所以nTDMS目前仅限用于过表达的重组或高丰度蛋白质的表征。在本研究中,作者开发了一种非变性纳米蛋白质组学(Native nanoproteomics)技术平台,通过使用表面功能化的超顺磁性纳米颗粒(Nanoparticles,NPs)直接富集组织中的蛋白复合物,然后再利用高分辨质谱表征其结构和动态性。这里选用心肌肌钙蛋白(Cardiac troponin,cTn)异源三聚体复合物(~77 kDa)作为研究对象。cTn三聚体复合物是调节横纹肌肌动蛋白收缩的Ca2+离子调节蛋白,由TnC、cTnI和cTnT这3个亚基组成。其中,TnC是Ca2+结合亚基,cTnI是抑制肌动蛋白-肌球蛋白相互作用的亚基,而cTnT细丝锚定亚基。TnC与Ca2+的结合,以及cTnI 亚基的磷酸化,会共同引起细丝上的分子级联事件,诱导心肌收缩所必需的肌动蛋白-肌球蛋白交叉桥的形成。传统结构生物学技术不能有效捕获cTn复合物高度动态的构象变化,并且先前研究用的cTn复合物是由原核细胞表达的,缺乏PTMs的信息。因此,作者开发了native纳米蛋白组学的方法,以实现对人内源性cTn复合物结构和动力学的全面表征。作者首先使用肽功能化的超顺磁性氧化铁NPs富集了人心脏的内源性cTn复合物,同时优化了非变性蛋白提取缓冲液(高离子强度LiCl溶液,生理pH)。富集到的cTn复合物中的3种亚基的含量比例为1:1:1,真实反应了肌节cTn异源三聚体复合物的组成。作者也发现含有750 mM L-Arg,750 mM咪唑和50 mM L-Glu(pH 7.5)的溶液对蛋白复合物的洗脱效果最好,并且不会破坏亚基间的相互作用。该富集方法具有很好的重现性,proteoforms信息得到很好保留,且可以直接用于化学计量分析。总的实验流程如图1所示,洗脱后的cTn复合物经体积排阻色谱(Sze-exclusion chromatography,SEC)除盐和交换至醋酸铵溶液中,随后对cTn复合物进行多种nTDMS分析:1)在线SEC监测复合物 2)超高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)表征复合物的化学计量比和proteoforms 3)捕获离子淌度质谱(TIMS-MS)解析调控复合物构象变化中的非共价作用的结构动态性。  图1. 用于表征人心脏中内源性cTn复合物的native纳米蛋白组学平台。  为了全面表征内源性cTn复合物,作者使用FTICR-MS进行proteoforms测序和复合物表征。图2展示了native状态下检测丰度最高的cTn复合物的电荷态(19+),其中包含了4种独特的proteoforms,这些复合物主要带有单磷酸化的cTnT、单磷酸化和双磷酸化的cTnI,以及结合了3个Ca2+的TnC。这些结果表明人cTn复合物在肌节中以结构多样化的分子组成存在,具有高度异质的共价和非共价修饰,可产生一系列不同的完整复合物。  图2. FTICR-MS分析展示的cTn复合物状态。红色方框中是最高丰度电荷态(19+)的放大谱图,理论同位素分布(红色圆圈)可以与谱图很好叠加,说明结果具有高质量精度(质量偏差在2 ppm 以内)。  作者接着对cTn复合物进行complex-up分析,以研究复合物的化学计量比及其组成。图3a~3b分别显示的是完整cTn三聚体复合物,以及经CAD碎裂后的蛋白亚基谱图。但这里没有检测到cTnI单体,可能是因为cTnI和TnC在native状态下的亲和力很强,且cTnI单体带的电荷不多,导致其在高m/z区域出峰,所以不易被检测到.随后,作者又对解离出的亚基进行complex-down分析。图3c展示了检测到的cTnT的多种proteoforms:未磷酸化的 cTnT、单磷酸化的cTnT(p cTnT)和 C 端 Lys 截断的磷酸化cTnT(pcTnT [aa 1-286]),CAD碎裂谱图也发现cTnT的C端较N端更易暴露在外界溶剂中。图3e则是cTn(I-C)二聚体的谱图,共检测到6种具有不同数量Ca2+结合和磷酸化的proteoforms。二级谱图可将cTnI的两个磷酸化位点准确定位在Ser22和Ser23,同时发现cTnI序列两端都较内部区域更易暴露于溶剂中。但还无法通过nTDMS准确推断Ca2+结合和磷酸化是如何影响cTn复合物的稳定性。作者在此也没有优化FTICR-MS在非常高m/z范围的离子检测,所以也会遗漏带少量电荷的cTn复合物信息。  图3.nTDMS表征人心脏来源的cTn复合物。(a~b)完整cTn复合物和经CAD碎裂后的亚基谱图 (c~d)cTnT单体及其代表性的CAD碎裂谱图 (e~f)cTn(I-C)二聚体及其代表性的CAD碎裂谱图。  人TnC蛋白含有3个钙结合EF-hand基序(结构域 II~IV)。结构域 II与Ca2+结合的亲和力较低,是触发心肌收缩的调控域。结构域 III 和 IV则与Ca2+具有强的亲和力,在心肌舒张和收缩时均始终保持与Ca2+充分结合,但结构域 II只有在收缩时才被Ca2+占据。这里观察到了TnC分别与0、1、2和3个Ca2+结合的情况,通过CAD碎裂也进一步定位了TnC与Ca2+结合的具体氨基酸序列(图4)。研究发现结构域 II的骨架最容易发生碎裂,而结构域 III的骨架最难碎裂。目前结构域 II~IV的序列在UniprotKb中分别对应65DEDGSGTVDFDE76、105DKNADGYIDLDE116和141DKNNDGRIDY152。这里分别将与1、2和3个Ca2+结合的TnC隔离出来进行CAD碎裂(m/z分别为2312、2316和2321),可以更准确地将结构域 III、II和IV的序列分别定位到113DLD115、141DKNND145和73DFDE76(图4c),表明非变性纳米蛋白组学方法在定位非共价金属结合方面具有高分辨能力。  图4.nTDMS定位 TnC与Ca2+结合的结构域。(a)FTICR-MS隔离与不同数量Ca2+结合的TnC单体 (b~c)与两个Ca2+结合的TnC的CAD碎裂谱图,蓝色、红色和黄色方框分别对应结构域 II 、III和IV。  Ca2+与TnC的结合会对cTn复合物的功能和构象有着很大影响。cTn复合物的核心区维持着构象的稳定,但当Ca2+与TnC发生结合时,其柔性区会经历广泛的构象变化,复合物结构会从“closed”状态转变成“opened”状态,这会促进肌动蛋白和肌球蛋白间的相互作用,最终导致心肌收缩。然而,传统结构生物学技术很难捕获cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化。因此,作者使用离子淌度质谱来分析cTn复合物的构象变化。TnC亚基和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体的淌度分离谱图如图5所示。与0~3个Ca2+结合的TnC的碰撞截面(Collision Cross-Section,CCS)值分别为1853、1849、1829和1844 Å2(图5a~5b),TnC构象比IMPACT预测的更为紧凑,但cTn(I-C)二聚体的CCS值与预测的非常接近(图5c~5d)。作者推测TnC与两个Ca2+结合会形成更致密的构象,是因为在静息舒张时Ca2+与结构域 III 和 IV充分结合。当第三个 Ca2+与结构域II结合时,TnC转变为“opened”构象,使其N端与cTnI的C端相结合,进而引发心肌收缩(图5e)。cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化也是如此(图5f)。  图5.TnC单体(a~b)和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体(c~d)的离子淌度分离谱图 (e~f)TnC和cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化。  最后,作者通过添加EGTA来剥离cTn复合物中的Ca2+,以进一步研究Ca2+在维持复合物结构稳定性上的作用。图6b~6c是没有EGTA孵育时的cTn复合物的TIMS-MS谱图。cTn复合物的CCS值与理论预测值非常符合。随着EGTA孵育浓度的增加(25、50和100mM),Ca2+逐渐被螯合,cTn复合物的结构也越来越舒展,体现在平均电荷态逐渐增加,以及逐渐在较低m/z范围内出峰,这表明cTn复合物构象的稳定性丢失与EGTA浓度的增加相关(图6d~6f)。虽然100mM EGTA孵育也不敢保证Ca2+的完全剥离,并且cTnI的存在又会增强TnC与Ca2+的结合,但TIMS-MS为我们研究cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化提供了一种切实可行的分析手段。  图6.cTn复合物与EGTA孵育时的构象变化。(a)cTn复合物的构象随EGTA孵育浓度的增加发生改变 (b~c)cTn复合物的TIMS-MS谱图 (d~f)cTn复合物与不同浓度EGTA(25、50和100mM)孵育的谱图和CCS分析。  总的来说,本研究开发了一种可用于内源性蛋白复合物富集和结构表征的非变性纳米蛋白组学方法,以获取其组装、proteoforms异质性和动态非共价结合等方面的生物信息。本文采用的功能化NPs可被灵活设计成选择性结合特定的靶蛋白,在富集和洗脱过程中可以很好保持其近似生理条件下的存在状态。更为重要的是,功能化NPs与nTDMS的整合可以作为一种强有力的结构生物学工具,可以作为传统技术的补充,用于内源性蛋白复合物的表征。  撰稿:陈昌明 编辑:李惠琳文章引用:Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics  参考文献  Chapman EA,Roberts DS, Tiambeng TN, et al. Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics. Nat Commun. 2023 14(1):8400. Published 2023 Dec 18. doi:10.1038/s41467-023-43321-z
  • 农业部修订国家兽药残留基准实验室药物残留检测范围
    为加强兽药残留监控工作,保障动物产品安全,根据《兽药管理条例》规定,我部对国家兽药残留基准实验室药物残留检测范围进行了修订完善,现予公告。   一、按照《中华人民共和国动物及动物源食品中残留物质监控计划》,国家兽药残留基准实验室主要承担相关药物残留检测方法(筛选法、定量法、确证法)研究和标准的制定、检测技术仲裁、比对试验及技术培训等工作。   二、各兽药残留基准实验室药物检测范围   (一)国家兽药残留基准实验室(中国兽医药品监察所)   1.一般兽药品种   (1)抗微生物药   四环素类:四环素、土霉素、金霉素、多西环素   氟喹诺酮类:诺氟沙星、环丙沙星、恩诺沙星、达氟沙   星、二氟沙星、沙拉沙星、氟甲喹、噁喹酸。   (2)抗寄生虫药   二硝基类:二硝托胺、尼卡巴嗪   其他:乙氧酰胺苯甲酯。   2.禁用药物清单品种   β-受体兴奋剂类:西马特罗、克仑特罗、沙丁胺醇。   (二)国家兽药残留基准实验室(中国农业大学)   酰胺醇类:甲砜霉素、氟苯尼考   磺胺类:磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺对甲氧嘧啶、   一般兽药品种抗微生物药   磺胺类:磺胺二甲嘧啶、磺胺甲   磺胺间甲氧嘧啶、甲氧苄啶。   抗寄生虫药   阿维菌素类:伊维菌素、阿维菌素、多拉菌素   磺胺类:磺胺喹噁啉、磺胺氯吡嗪钠   离子载体抗球虫药:莫能菌素钠、盐霉素钠、拉沙洛西   磺胺类:磺胺喹   钠、马度米星铵、赛杜霉素   其他:氯羟吡啶、盐酸氯苯胍、盐酸氨丙啉、氮哌酮、   癸氧喹酯、氢氢溴酸常山酮。   具有雌激素样作用的物质:玉米赤霉醇   禁用药物清单品种   氯霉素(包括琥珀氯霉素)   硝基咪唑类:替硝唑、地美硝唑、甲硝唑   镇静药:安眠酮、氯丙嗪、地西泮(安定)。   3.禁用药物品种   洛硝达唑   (三)国家兽药残留基准实验室(华南农业大学)   β-内酰胺类(青霉素类和头孢菌素类):青霉素、氨苄   一般兽药品种抗微生物药一般兽药品种抗微生物药   西林、阿莫西林、苯唑西林、氯唑西林、头孢氨苄、头孢噻呋、头孢喹肟、克拉维酸   多肽类:杆菌肽、黏菌素、维吉尼霉素   其他:泰妙菌素、洛克沙胂、氨苯胂酸。   咪唑并噻唑类:左旋咪唑、噻咪唑、哌嗪、氮胺菲啶   抗血吸虫药:吡喹酮   抗血吸虫药:吡喹酮   抗锥虫药:三氮脒   三嗪类:地克珠利、托曲珠利   有机磷类:二嗪农、巴胺磷、倍硫磷、敌敌畏、甲基吡   啶磷、马拉硫磷、蝇毒磷、敌百虫、辛硫磷   有机氯类:氯芬新   拟除虫菊酯类:氰戊菊酯、溴氰菊酯、氟氯苯氰菊酯、   氟胺氰菊酯。   性激素类:苯甲酸雌二醇、甲基睾丸酮、苯丙酸诺龙、丙酸睾酮、己烯雌酚   具有雌激素样作用的物质:醋酸甲孕酮、去甲雄三烯醇酮、。   杀虫剂:锥虫胂胺、呋喃丹(克百威)、杀虫脒(克死螨)、林丹(丙体六六六)、毒杀芬(氯化烯)、氯化亚汞(甘汞)、硝酸亚汞、醋酸汞、吡啶基醋酸汞、酒石酸锑钾。   群勃龙、醋酸氟孕酮。   (四)国家兽药残留基准实验室(华中农业大学)   氨基糖苷类:链霉素、庆大霉素、卡那霉素、新霉素、大观霉素、安普霉素、越霉素A、潮霉素B   大环内酯类:红霉素、泰乐菌素、替米考星、吉他霉素、泰万菌素   林可胺类:林可霉素   喹噁啉类:乙酰甲喹、喹乙醇。   苯并咪唑类:阿苯达唑、芬苯达唑、非班太尔、奥芬达唑、甲苯咪唑、氟苯达唑、苯氧丙咪唑   抗吸虫药:三氯苯达唑、硝碘酚腈、碘醚柳胺、氯氰碘柳胺   其他:双甲脒。   糖皮质激素类:地塞米松、倍他米松   解热镇痛类:安乃近。   喹噁啉类:卡巴氧   硝基呋喃类:呋喃它酮、呋喃唑酮、呋喃苯烯酸钠、呋   喃妥因、呋喃西林。   硝基化合物:硝基酚钠、硝呋烯腙。   杀虫剂:孔雀石绿、五氯酚酸钠、双甲脒(水生食品动   物)。   砜类抑菌剂:氨苯砜。   三、本公告自发布之日起执行,2007年3月发布的农业部公告第824号同时废止。   二0一一年七月二十九日
  • 日立实验|荧光分析法测定硫酸奎宁含量
    ▶#日立实验#荧光分析法某些物质的分子能吸收能量而发射出荧光,根据荧光的光谱和荧光强度,对物质进行定性或定量的方法,称为荧光分析法。荧光分析法具有灵敏度高、选择性强、需样量少和方法简便等优点,它的测定下限通常比紫外-可见分光光度法低2~4个数量级,在生化分析中的应用较广泛;既可依据发射光谱特征,又可依据激发光谱特征进行测试。摘要本实验采用日立F-4700荧光分光光度计对不同浓度硫酸奎宁溶液进行测试。实验原理1.硫酸奎宁的分子结构特征硫酸奎宁属生物碱类抗心率失常药,其分子具有喹啉环结构,可产生较强的荧光,可直接用荧光法测定其荧光强度,由校正曲线求出回归方程进而求出试样中奎宁的浓度。2.定量依据与方法2.1定量依据:在低浓度时,溶液的荧光强度与溶液中荧光物质的浓度呈线性关系。2.2定量方法:标准曲线法:配制一系列标准浓度试样测定荧光强度,绘制标准曲线,再在相同条件下测量未知试样的荧光强度,在标准曲线上求出浓度。测试条件测试结果配置不同浓度硫酸奎宁标准样品,测试其标准曲线如下结论本次实验采用荧光分析法对硫酸奎宁溶液进行定量测试。结果表明,日立荧光分光光度计测定硫酸奎宁溶液标准品线性良好,同时对未知浓度样品进行测试,结果准确,测试结果不受其它干扰物质影响,说明日立荧光分光光度计灵敏度高,满足用户需求。END公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助我们的客户实现其目标,共创美好未来。
  • PD新模型:破坏线粒体复合物I功能足以诱导进行性帕金森症
    帕金森疾病(Parkinson’s disease, PD)是第二常见的神经退行性疾病,患者所表现出的运动功能障碍主要由黑质(substantia nigra, SN)中多巴胺能神经元丧失引起。尽管PD致病因素多样,但多项证据表明线粒体功能缺陷在其中的重要性,例如编码维持线粒体质量控制蛋白的PARK7、PARK6和PARK2基因突变能引起早发型PD【1】。多巴胺能神经元对线粒体功能障碍的易感性可部分归因于其高代谢需求,从而引起线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)的持续刺激,然而这种巨大能量的提供是以线粒体氧化损伤增加为代价的。尸检研究表明,PD患者SN中mtDNA完整性的丧失与功能性线粒体复合物I(MCI)的丧失存在相关性。然而,这种MCI获得性损伤究竟是PD疾病进程中的一种副产品还是疾病的驱动因素还不得而知。2021年11月3日,来自美国西北大学Feinberg医学院的D. James Surmeier团队在Nature杂志上发表了一篇题为 Disruption of mitochondrial complex I induces progressive parkinsonism 的文章,这项研究通过选择性破坏小鼠多巴胺能神经元中MCI功能,发现MCI功能障碍足以导致进行性的帕金森病相关运动缺陷,且不同类型的运动功能损伤(精细动作和粗大运动)与不同部位(纹状体和黑质)多巴胺释放的相关性,挑战了长期以来存在的关于该疾病运动症状的观点。为了证明MCI功能障碍是否作为PD的驱动因素,该团队从小鼠多巴胺能神经元中特异性地敲除编码MCI催化核心亚基的Ndufs2基因。cNdufs2-/-小鼠在出生后20天(P20)仍表现出正常的粗大运动行为。但在随后10天中,SN多巴胺能神经元中的线粒体成为ATP的净消费者而非生产者,且线粒体嵴结构发生了明显改变。利用RiboTag方法分离多巴胺能神经元中的mRNA并进行测序发现,cNdufs2-/-小鼠中存在一种类似Warburg效应的代谢重编程,即编码促进糖酵解蛋白的基因上调,而与OXPHOS以及编码糖酵解抑制剂的基因下调。除了触发代谢重编程外,该团队还发现Ndufs2的缺失会导致与轴突生长和运输、突触传导、多巴胺(DA)合成和储存等相关的基因表达发生显着变化。对纹状体组织的液相色谱和质谱分析进一步验证cNdufs2-/-小鼠纹状体DA合成明显下降,此外,有助于驱动起搏的环核苷酸门控阳离子通道电流也明显减少。到P60,与多巴胺能信号相关的轴突蛋白的丢失由背侧纹状体扩大到腹侧纹状体,且cNdufs2-/-小鼠SN多巴胺能神经元胞体树突区域中的酪氨酸羟化酶表达降低至对照组一半左右,且DA释放量下降约75%。与在整个基底神经节中DA迅速耗尽的传统PD模型相比,cNdufs2-/-小鼠的病理分期能够评估DA释放的区域缺陷如何与行为相关联。随着背侧纹状体DA释放在P30左右下降到接近检测阈值,cNdufs2-/-小鼠失去了执行联想学习任务的能力,有趣的是,该任务可以通过P30时的左旋多巴治疗恢复,而P60的治疗则不能恢复。在通过小鼠从前爪去除粘合剂所花费的时间来评估精细运动技能的实验中,cNdufs2-/-小鼠完成任务时间明显延长,同时也表现出较差的旷场探索行为表现。此外,P60的cNdufs2-/-小鼠仅表现出轻微的步态障碍,到了P100才会表现出后肢张开、爪子位置异常和步幅改变等特征。而在P120-150期间,大约有40%的SN多巴胺能神经元丢失。需要注意的是,cNdufs2-/-小鼠在后期才出现粗大运动行为缺陷,这与SN DA而非背侧纹状体 DA释放变化平行。尽管有明确的临床证据表明纹状体DA耗竭对于PD患者的运动迟缓和僵硬是必要的【2】,但其充分性从未得到充分测试,因为传统的PD模型往往会导致整个基底神经节DA的快速耗竭。在此处通过对cNdufs2-/-小鼠的观察表明,背侧纹状体DA释放的丧失足以产生运动学习和精细运动缺陷,但并未达到类似于临床PD的运动症状水平。该团队通过分别向小鼠背侧纹状体或SN中立体定位注射携带AADC(可将左旋多巴转化为DA)的AAV,以及随后对小鼠旷场步态的分析,证明黑质多巴胺释放丧失对于粗大运动缺陷而言是必要因素。总的来说,这项研究不仅证明多巴胺能神经元中MCI功能丧失足以引发进行性的、轴突先行的功能丧失和左旋多巴反应性帕金森病,还证明背侧纹状体的DA耗竭对于联想运动学习和精细动作而言是必要的,但黑质的DA释放缺陷才会引起类似于临床PD患者表现出的粗大运动损伤特征。针对这项研究,来自美国格莱斯顿研究所的Zak Doric和Ken Nakamura在同期杂志上发表观点文章 Principles of Parkinson’s disease disputed by model 。他们指出González-Rodríguez等构建的基于线粒体功能障碍的帕金森疾病小鼠模型代表了目前可用的散发性PD最佳模型之一,它不仅可以研究复合物 I 缺陷在疾病中的作用,还可以提供一个模型来评估治疗策略的潜力。此外,该模型一个显著特征是多巴胺神经元在几个月中进行性退化,且轴突和胞体退化存在延迟,这种延迟便于详细研究两个不同部位多巴胺损伤所带来的影响。另一个相当大的进步是该模型证实纹状体多巴胺释放减少对于运动缺陷来说是必要而不充分的,也就是说,黑质多巴胺在维持粗大运动方面起着至关重要的作用。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04059-0https://doi.org/10.1038/d41586-021-02955-z
  • Cryo-EM在膜蛋白复合物研究中的应用专题研讨会召开
    p strong 仪器信息网讯 /strong   第六届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会在北京隆重召开,研讨会由中国生物物理学会冷冻电子显微学分会(以下简称:中国冷冻电镜分会)主办,北京大学承办,中国电子显微镜学会低温电镜专业委员会协办。18日上午,生物大分子复合物的高分辨率动态结构专题报告会作为大会三大专题之一,在中国科学技术大学蔡刚教授和国家蛋白质科学中心(上海)丛尧研究员联合主持下,顺利召开。上午的会议围绕“膜蛋白复合物”共安排了11个专题报告,吸引了来自海内外400多名代表与会。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/9ac8f2be-f797-4b8b-925c-19f6d71f8f94.jpg" title=" 会场.jpg" alt=" 会场.jpg" / /p p style=" text-align: center "   研讨会现场 /p p   抗生素耐药性已成为全球健康威胁,革兰氏阴性细菌是最难对付的病原体之一,主要是由于它们独特的“外膜”阻止了大多数抗生素进入细胞。脂多糖(LPS)是外膜的主要成分,在限制抗生素的进入中起着至关重要的作用。美国哈佛医学院廖茂富教授的《High-resolution views of lipopolysaccharide transport driven by bacterial ABC transporters》报告使用高分辨率单粒子Cryo-EM来揭示这些分子机器的机制。理解和靶向LPS生物合成对于开发新型抗生素以穿透外膜并杀死革兰氏阴性细菌至关重要。在组装到外膜之前,LPS必须穿过内膜、周质和外部构件,这个非凡的旅程由两个必需的ATP-binding cassette(ABC)转运蛋白来提供动力:MsbA和LptB2FGC。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3d990b6a-e671-45cc-b619-27fa72ad4d41.jpg" title=" 廖茂富.jpg" alt=" 廖茂富.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   廖茂富作《High-resolution views of lipopolysaccharide transport driven by bacterial ABC transporters》报告 /p p   在植物中,高渗性刺激能触发渗透通道的开放,导致细胞溶质钙浓度升高而引发快速的下游信号级联。拟南芥中OSCA家族的成员,被认为在高渗应激反应的初始阶段发挥关键作用。 在这里,中国科学技术大学孙林峰教授《Structure of the hyperosmolality-gated calcium permeable channel OSCA1.2》报告通过单粒子冷冻电子显微镜确定了拟南芥OSCA1.2的原子结构。 拟南芥OSCA1.2是含有11个跨膜螺旋并形成的同型二聚体,处于灭活状态下,被清楚地识别出孔隙里残留物 其胞质结构域包含RNA识别基序和两个独特的长螺旋,这两个螺旋之间的连接体在脂质双层中形成锚,并且可能是渗透传递所必需的。 研究显示,AtOSCA1.2的结构可作为研究渗透胁迫响应和机械传感潜在机制的平台。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/bbaafb19-ff20-4ad7-b76f-295737c6953c.jpg" title=" 孙林峰.jpg" alt=" 孙林峰.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   孙林峰作《Structure of the hyperosmolality-gated calcium permeable channel OSCA1.2》报告 /p p   北京大学李龙副教授作《Structure of a substrate engaged SecASecY protein translocation machine》报告。通过蛋白质传导通道SecY / Sec61的蛋白质易位是原核生物和真核生物的常见细胞过程。在原核生物中,SecY通道与ATP酶SecA合作,在蛋白质翻译后将分泌蛋白质移过膜。目前尚不清楚SecA-SecY复合物如何转移其高度多样化的蛋白质底物。李龙组装了由SecA,SecY和多肽底物组成的蛋白质易位中间体,并确定了其在脂质环境中的Cryo-EM结构。研究结果显示,多肽底物被捕获在复合物的中心 SecA的夹子紧紧地保持多肽,SecA的双螺旋指状物将多肽引导至SecY的中央通道。李龙认为,该结构定义了ATP水解驱动蛋白质易位的关键步骤。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/8ece8079-a629-4258-b296-571ef9db56a3.jpg" title=" 李龙.jpg" alt=" 李龙.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p   李龙作《Structure of a substrate engaged SecASecY protein translocation machine》报告 /p p   β-氧化是分解脂肪酸分子以产生能量的基本代谢途径。TFP在此过程中催化三种反应,并且TFP亚基中的突变会引起诸如TFP缺乏和妊娠急性脂肪肝的疾病。尽管TFP催化反应几乎在所有主要的生物化学教科书中都有详细记载,但人类TFP的结构尚不清楚。北京大学肖俊宇研究员作《Cryo-EM structure of human mitochondrial trifunctional protein》报告,研究中使用cryo-EM单粒子重建方法,确定了人类TFP的4.2Å 2四聚体结构。研究结果为TFP功能研究提供了结构基础,并对脂肪酸氧化相关疾病具有重要意义。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/aa32d868-23c6-449b-94c0-9ee6f4482019.jpg" title=" 肖俊宇.jpg" alt=" 肖俊宇.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   肖俊宇作《Cryo-EM structure of human mitochondrial trifunctional protein》报告 /p p   围绕会议主题,主办方还组织了其他7个专题报告,中国科学技术大学陈宇星教授作《Cryo-EM structure and transport mechanism of a wall teichoic acid ABC transporter》报告 浙江大学张岩教授作《Conformational dynamics and heterogeneity of GPCR signaling complexes》报告 美国哈佛医学院李宗利教授作《Cryo-EM structures of TRPC4/TRPC5 ion channels》报告 香港科技大学党尚宇作《Investigation of TMEM16 family proteins using single particle Cryo-EM》报告 美国国立卫生研究院吴雄武教授作《Cryo-EM and molecular simulation study of glutamate receptor activation mechanism》报告 西湖大学周强研究员作《Structure of the human LAT1-4F2hc heteromeric amino acid transporter complex》报告 南方科技大学龚欣副教授作《Inhibition of tetrameric Patched1 by Sonic Hedgehog through an asymmetric paradigm》报告。 /p p br/ /p
  • 国家环境保护标准《硫酸工业污染物排放标准》征求意见
    各有关单位:   为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,保护环境,保障人体健康,我部决定制定国家环境保护标准《硫酸工业污染物排放标准》。目前,标准编制单位已编制完成标准的征求意见稿。根据国家环境保护标准制修订工作管理规定,现将标准征求意见稿和有关材料印送给你们,请研究并提出书面修改意见,于2009年9月10日前反馈我部科技标准司。   联 系 人:环境保护部科技标准司 司蔚   通信地址:北京市西直门内南小街115号   邮政编码:100035   联系电话:(010)66556214   传  真:(010)66556213   附件:1.征求意见单位名单   2.《硫酸工业污染物排放标准》(征求意见稿)   3.《硫酸工业污染物排放标准》编制说明(征求意见稿)   附件一:   征求意见单位名单   发展改革委办公厅   工业和信息化部办公厅   住房城乡建设部办公厅   水利部办公厅   商务部办公厅   农业部办公厅   国家质检总局办公厅   各省、自治区、直辖市环境保护厅(局)   新疆生产建设兵团环境保护局   中国环境科学研究院   中国环境监测总站   中日友好环境保护中心   环境保护部南京环境科学研究所   环境保护部华南环境科学研究所   环境保护部环境工程评估中心   环境保护部环境规划院   环境保护部对外合作中心   中国环境科学学会   中国环境保护产业协会   中国无机盐工业协会   中国石油和化学工业协会   中国硫酸工业协会   中国石化集团南京设计院   全国硫酸工业信息站   东华工程科技股份有限公司   铜陵市铜官山化工有限公司   云浮硫铁矿企业集团公司化工厂   韶关市化工厂   武汉市中东化工有限公司   湖北省黄麦岭磷化工有限公司   武汉青江化工股份有限公司   普兰店市成达磷肥化工有限公司   山东恒邦冶炼股份有限公司   漾濞县跃进化工有限责任公司   浙江巨化股份有限公司   宁夏鲁西化工化肥有限公司   宜昌禾友有限责任公司   九江中伟科技化工有限公司   龙蟒磷制品股份有限公司   云南禄丰勤攀磷化工有限公司   瓮福(集团)有限责任公司   贵州西洋肥业有限公司   无锡东沃化能有限公司   双狮(张家港)精细化工有限公司   上海华谊集团上硫化工有限公司   云南云峰化学工业有限公司   中化重庆涪陵化工有限公司   贵州开磷(集团)有限责任公司   昆明化肥有限责任公司   湖北新洋丰肥业有限公司   四川龙蟒钛业股份有限公司   山东红日阿康化工股份有限公司   云南云天化国际化工股份有限公司富瑞分公司   中国石化集团南京化学工业有限公司   中国石油化工股份有限公司荆门分公司   山东鲁北企业集团总公司
  • 德国应用化学:蛋白质复合物原位解析新技术
    作为生命活动的执行者,蛋白质通过相互作用形成复合物等形式行使其特定的生物学功能。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员张丽华、研究员赵群等研制了一种基于糖苷键的质谱可碎裂型交联剂,显著地提高了交联信息的检索通量和鉴定准确度,同时具有良好的两亲性和生物兼容性,实现了活细胞内蛋白质复合物原位交联和规模化精准解析。相关成果发表在《德国应用化学》上。大连化物所供图  细胞内的限域效应、拥挤效应和细胞器微环境等对于维持蛋白质复合物结构和功能至关重要。而化学交联技术,尤其是原位化学交联质谱技术具有规模化分析蛋白复合物原位构象和相互作用界面的优势,已成为活细胞内蛋白质复合物解析的重要技术。但是,目前活细胞原位交联面临着细胞扰动大、交联肽段谱图复杂程度高等问题。因此,如何实现活细胞低扰动下的原位快速交联是蛋白质原位构象和相互作用精准解析的先决条件。  本工作中,团队基于糖分子的高生物兼容性和糖苷键的质谱可碎裂特征,将糖苷键引入到功能交联剂的骨架设计中,筛选并获得了高生物兼容性的海藻糖作为骨架分子,研制了质谱可碎裂型交联剂——海藻糖二琥珀酰亚胺酯。该交联剂较目前已报道的可透膜型化学交联剂,展示了更加优异的细胞活性维持能力,可在低扰动状态下实现细胞内蛋白质复合物的高效交联。  在此基础上,低能量的糖苷键—高能量的肽键的质谱选择性碎裂模式,可以将“工字形”的交联肽段数据分析降幂为常规交联剂片段修饰的线性肽段数据检索,极大地降低了交联肽段谱图分析的复杂性,显著地提高了交联肽段的鉴定效率与准确度。
  • 依案说法 | 由一起土鳖虫饮片黄曲霉毒素超标案件引发的思考
    案情2021年,在某省级药品监督抽检中,某药品检验机构依据2020年版《中华人民共和国药典》(以下简称2020年版药典)“本品每1000g含黄曲霉毒素B1不得过5μg,含黄曲霉毒素G2、黄曲霉毒素G1、黄曲霉素素B2和黄曲霉毒素B1的总量不得过10μg”的规定,对某企业生产1批次土鳖虫饮片出具了不符合规定的检验报告书,不符合规定项目为“黄曲霉毒素”检查项。该企业向该省药监局提出异议,认为该批次土鳖虫为2019年10月生产,经自检符合2015年版《中华人民共和国中国药典》(以下简称2015年版药典)规定后上市销售,因此对该药品检验机构依据2020年版药典对其检验以及不符合规定的检验报告书不予认可。分歧对上述问题如何处置,主要存在两种不同的观点:一种观点认为,早在1993年,黄曲霉毒素就被世界卫生组织癌症研究机构划定为1类致癌物,根据“最严格的监管”要求,药品标准应符合“从严从新”原则,抽检的土鳖虫应依据2020年版药典进行检验,对不符合规定的产品及涉事企业,由药品监管部门依法处置。另一种观点认为,该企业生产土鳖虫时2020年版药典尚未出台,其中关于黄曲霉毒素的新规定,企业无从遵循,因此抽检的土鳖虫应该按照该产品生产时所执行的标准进行检验并出具检验报告书,即使不符合2020年版药典,也不能判定该产品不符合规定,亦不能据此对企业进行查处。评析本案的焦点在于依据哪个药品标准进行检验并出具检验报告书,是否可以根据不符合2020年版药典的检验结论对该企业进行查处,以及如何处置问题药品以保护公众用药安全。根据《药品管理法》第一百二十一条的规定“对假药、劣药的处罚决定,应当依法载明药品检验机构的质量检验结论”,故妥善处置此类问题首先需明确检验结论的概念。在药品抽检中,检验结论是药品检验机构依据法定的药品质量标准进行检验后做出的是否符合规定的总结性判定,包括“符合规定”和“不符合规定”,该结论具有较强的法律属性,须具备合法性。2020年版药典自2020年12月30日起实施。2020年9月30日,国家药典委《关于2020年版中国药典实施有关问题的解答意见》中提到“实施日期前上市许可持有人或药品生产企业可执行原标准,也可执行2020年版《中国药典》,企业执行日期以企业内部质量管理记录载明的日期为准”。本案中土鳖虫的生产销售时间为2019年10月,2020年版药典尚未实施、也尚未发布,故该批次土鳖虫的执行标准应当为2015年版药典。《药品管理法》第二十八条规定“药品应当符合国家药品标准”“国务院药品监督管理部门颁布的《中华人民共和国药典》和药品标准为国家药品标准”,这一规定奠定了药典的法律基础。根据“法不溯及既往”“从旧兼从轻”等原则,笔者认为,抽检的土鳖虫应当依据生产该产品时执行的2015年版药典进行检验并出具检验报告书,不应依据黄曲霉毒素不符合2020年版药典的“检验结论”对该企业进行查处。然而,这并不代表对黄曲霉毒素超标问题的掩盖和否认,更不会影响对问题药品采取风险控制措施的“从严从新”。《药品管理法》第八十二条规定“药品存在质量问题或者其他安全隐患的”“应当立即停止销售”“召回已销售的药品”“必要时应当立即停止生产”等;《药品质量抽查检验管理办法》第四十九条也规定了对药品检验机构根据探索性研究报告的药品质量风险隐患,药品监管部门“应当组织开展技术分析和综合研判,并根据分析研判结果采取相应的风险控制和监管措施”。可以看出,药品质量风险或安全隐患的载体不仅仅是检验结论,而是范围更加广泛的检验结果。在药品抽检工作中,检验结果是药品检验机构通过一定的分析手段对药品进行检验检测后得出的表征药品质量属性的相关数据,包括了标准检验和探索性研究等所得的结果。本案中,药品检验机构依据2020年版药典对抽检的土鳖虫进行检验,实际上属于探索性研究的范畴,所得的数据亦属于检验结果的范畴。根据历年国家药品抽检年报对探索性研究的定义,探索性研究结果不作为判定药品合格与否的依据,可为进一步提升药品质量水平、加强药品监管提供技术支持。实践证明,根据检验结果采取相应的监管措施可有效消除药品质量风险隐患,起到监管跑赢风险、防范于未然的效果。例如,2014年以来,根据国家药品抽检探索性研究结果,药品监管部门相继查实了个别企业在胃康灵胶囊、沉香化气丸、复方枇杷止咳颗粒、硫酸庆大霉素片等生产过程中存在的药材原粉替代提取物投料、使用染色饮片、少投料、使用不合格原料药等问题,要求相关企业召回问题产品,并对涉嫌违法违规的行为立案查处;近年以来,多国药品监管部门和相关制药企业针对缬沙坦、雷尼替丁等品种中检出亚硝胺杂质的产品采取了主动召回等风险控制措施,国家药监局药品审评中心亦于2020年5月发布了《化学药物中亚硝胺类杂质研究技术指导原则(试行)》,对相关杂质的控制限度和控制策略提供技术指导。综上,笔者认为本案中抽检的土鳖虫首先应依据2015年版药典进行检验,出具有明确检验结论的检验报告书,对于其黄曲霉毒素含量不符合2020年版药典规定问题,药品检验机构应当向组织该抽检任务的药品监管部门报告相关检验结果,药品监管部门综合利用检验结论和检验结果,依法依规采取相应的风险控制和监管措施。相关措施可包括但不限于:督促企业对问题产品进行召回,对该批次及其他批次留样产品按照2020年版药典自查自检,对超标产品予以主动召回;对使用土鳖虫的制剂生产企业进行风险提示,对使用黄曲霉毒素超标的土鳖虫所生产的制剂进行检验检测和风险评估,根据检验及评估结果采取相应的风险控制措施,切实落实药品质量安全主体责任;对监管中发现企业存在其他违法违规行为的,依法严厉查处;根据《药品质量抽查检验管理办法》第十一条等规定,对这类质量标准发生重大变更的药品加大抽检力度,尤其加强对2020年版药典实施前采购的土鳖虫的质量抽检,“从严从新”对药品质量风险隐患进行控制,以不断促进药品质量提高,确保人民群众用药安全。(吉林省药品监督管理局 李海涛;中国食品药品检定研究院 刘文;国家药典委员会 李慧义;国家药品监督管理局药品监督管理司 胡增峣)
  • 云唐仪器介绍|全新升级食品安全检测仪可以检测哪些项目
    云唐仪器介绍|全新升级食品安全检测仪可以检测哪些项目?以下为部分检测项目,用户可以了解下。  食品添加剂: 二氧化硫、双氧水、亚硝酸盐、苯甲酸钠、硝酸盐、山梨酸钾、山梨酸、安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、木耳硫酸镁、茶多酚等  有毒有害物质: 甲醛、吊白块、硼砂、面粉中铝、硫酸铝钾、过氧化苯甲酰、溴酸钾、罗丹明B、苏丹红、工业碱、尿素、明矾等  食用油检测: 过氧化值、酸价等  果蔬中: 农药残留  病害肉诊断: 组胺、挥发性盐基氮  重金属含量: 铅、镉、六价铬、汞、砷、锡、镍、铝等  酒类及乳品牛奶中蛋白质: 酒中甲醇、乙醇、乳品及牛奶中蛋白质、乳品硫氰酸钠、三聚氰胺,  蜂蜜中: 果糖和葡萄糖、蔗糖、淀粉酶、酸度等  调味品成分: 食醋的总酸、酱油的总酸、味精硫化钠、味精谷氨酸钠、酱油氨基酸态氮、食盐中亚铁氰化钾、食盐中碘等  食用色素类: 红色色素(胭脂红、苋菜红、诱惑红)、黄色色素(柠檬黄、日落黄、碱性橙)、蓝色色素(亮蓝、靛蓝)等  瘦肉精激素(兽药): 盐酸克伦特罗、沙丁胺醇、莱克多巴胺、己烯雌酚等  抗生素残留(兽药): 四环素类、硝基呋喃类、磺胺类、β-兴奋剂类、沙星类、磺胺类、喹诺酮类,甲砜霉素,氟苯尼考,金刚烷胺、替米考星、庆大霉素、林可霉素、链霉素、恩诺沙星、环丙沙星、头孢啦啶、青霉素、阿莫西林等  水产品安全类: 孔雀石绿、氯霉素、呋喃妥因、呋喃西林、呋喃它酮、呋喃唑酮等  蛋类药物残留类: 氯霉素,四环素,磺胺类,喹诺酮类,呋喃西林,呋喃它酮,呋喃妥因,呋喃唑酮,氟苯尼考,阿莫西林、头孢氨苄、红霉素、链霉素等  真菌毒素残留: 食用油、粮食及饲料中黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素总量,奶中黄曲霉毒素M1、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、T2毒素、伏马毒素等  动物疫病类: 禽流感、新城疫、牛羊口蹄疫、牛羊结核病、牛羊包虫、牛羊布病、小反刍兽、猪蓝耳病毒、猪瘟病毒、猪伪狂犬病毒、猪细小、猪圆环、犬细小病毒、犬瘟热病毒、犬狂犬病毒等
  • 非变性质谱高通量、定量分析肽交换MHCI复合物
    大家好,本周为大家分享一篇最近发表在Analytical Chemistry上文章,High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry1。该文章的通讯作者是美国基因泰克公司的Wendy Sandoval研究员。  癌症疫苗是通过利用肿瘤细胞相关抗原,来唤醒人体针对癌症的免疫系统。常见的策略是通过对病人的肿瘤细胞样本进行基因测序来寻找特征性抗原肽,该抗原肽会与I类主要组织相容复合体(MHCI)相结合并呈递至CD8+细胞表面,通过与CD8+细胞表面受体相结合从而诱导免疫反应。为了实现整个过程,研究人员通常会结合基因测序和计算机预测结果设计多个候选抗原肽,每个候选肽都需要通过实验测试来确认它与MHCI分子的结合能力以及相关免疫原性。此外,考虑到编码MHCI的基因具有多态性,候选抗原肽还需要与不同等位基因编码的MHCI分子进行测试。因此,本文开发了一种高通量方法,利用非变形质谱快速筛选候选抗原肽并表征形成的肽-MHCI复合物(pMHCI)。  pMHCI复合物中抗原肽的体外载入一直以来都是难点,因为MHCI复合物(包括HLA和β2M亚基)本身并不稳定,需要长度为8~10的多肽链载入到MHCI的凹槽以保持完整。本文则通过利用紫外光裂解肽-MHCI复合物(UV-MHCI)的肽交换实现抗原肽的载入,具体步骤如图1A所示,通过紫外光照,UV-MHCI中的高亲和肽被切割转为低亲和肽段,该低亲和力肽段极易发生肽交换,通过监测新的pMHCI复合物的形成实现对候选肽的评估。目前常用的检测pMHCI形成的工具包括ELISA、TR-FRET以及2D-LC-MS。然而这些方法仅能提供有限的信息关于肽交换、pMHCI分子质量,对形成的pMHCI复合物无法进一步的表征。事实上,pMHCI复合物对后续诱导免疫反应至关重要。  图1. 癌症疫苗的免疫监测的示意图:A) 筛选流程,B检测方法。  为了确认非变性质谱(nMS)能否用于pMHCI复合物表征以及肽交换率的检测,作者对UV-MHCI以及6个标准肽段进行了考察(图2)。未经UV照射的UV-MHCI MS谱图(图2A)可以观察完整的UV-MHCI复合物以及丢掉紫外光裂解肽的MHCI。MHCI复合物被认为是气相解离产生的,因为没有活性肽的稳定作用,MHCI很难存在于溶液相中,溶液中没有MHCI,“空壳”的MHCI只有可能是质谱中UV-MHCI的气相裂解产生的。图2B证实了这一观点,经紫外光照射后,紫外光裂解肽由高亲和力转为低亲和力,从MHCI上脱落,MHCI解离成HLA和β2M亚基,谱图中能观察到HLA和β2M亚基信号。确认了MHCI是由peptide-bound population产生的信号,作者开始用该方法去定量标准肽的肽交换率。如图2C为UV-MHCI与标准肽孵育并过夜UV照射得到的谱图,仅观察到完整的pMHCI以及“空壳”MHCI的信号,说明实现了100%的完全肽交换。如图2D,肽交换率随孵育时间改变,2小时孵育时间足以实现最大肽交换。  图2. nMS表征UV光照A)前B)后的UV-MHCI复合物,C)nMS测定UV-MHCI与标准肽的肽交换率,D)标准肽肽交换率随时间的变换情况。  为了提高分析通量,减少样本消耗,作者在nMS基础上开发了SEC-nMS和CZE-nMS系统。作者用SEC-nMS系统测定了50个候选肽的交换率,说明该系统能够进行中或大规模的数据采集。相比较SEC-nMS而言,CZE-nMS系统具有更高的灵敏度和通量,样品体积消耗从微升减少至纳升,分析时间也缩短为2 min(图3A)。检测信号与进样量呈线性关系,注射体积为3 nL时,最低检测限为6 ng(图3BCD)。作者测定了67个候选肽跨越4种等位基因编码的MHCI分子的肽交换率(图3E)。此外,通过将UV-MHCI复合物同时与四种以上的候选肽进行孵育可在单个实验中同时检测它们的相对肽交换率以及与MHCI结合的亲和力(图3F)。作者还提出Vc50这个概念,即导致50%的pMHCI复合物发生解离的碰撞电压,可作为评估pMHCI复合物稳定性的重要参数。  图3. 使用CZE-MS系统高通量分析pMHCI复合物  除了检测pMHCI复合物的形成,测定肽交换率,nMS还可以对形成的复合物进行进一步的结构表征。如图4所示,native top-down的分析策略可获得多层次的结构信息。本文使用的Orbitrap Eclipse “Tribrid” 质谱,图4A为完整pMHCI的MS1谱图,图4B为施加源内电压(SID)促使蛋白解离为亚基,图4C是将14+ pMHC单独分离出,为后续HCD活化做准备。图4D为pMHCI复合物经HCD解离后的MS2谱图。图4E和图4F则分别为对肽段以及HLA亚基进行top-down测序的结果。这些多层次的结构信息能够帮助区分HLA亚型、阐明候选肽的序列,包括一些PTMs、二硫键信息。这些结构细节可能会影响候选肽与MHCI分子间的亲和力甚至是后续T细胞受体的识别。  图4. Native top-down分析策略获得pMHCI复合物的多层结构信息  总之,本文将非变性质谱(nMS)与分子排阻(SEC)或毛细管电泳(CZE)分离技术相结合用于高通量筛选pMHCI复合物中的候选肽。该方法能够直观确认pMHCI的完整性,Vc50可作为评估复合物气相稳定性的重要指标,通过native top-down分析策略可获得多层次的结构信息。以上所有确保了后续临床T-细胞实验的正常进行。  撰稿:刘蕊洁  编辑:李惠琳  原文:High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry  参考文献  1. Schachner LF, Phung W, Han G, et al. High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry. Anal Chem. 2022 10.1021/acs.analchem.2c02423. doi:10.1021/acs.analchem.2c02423
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