生物分子高灵敏度质谱检测新技术研究

地区:上海市 宝山区

关键词:河北大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004506

成果描述:

随着社会的不断进步和人们日益增长的健康意识、环境意识及对食品安全性要求的不断提高,对现有的分析技术提出了更高的要求。该项目针对低丰度及痕量生物分子质谱检测中存在的灵敏度低、选择性差等问题,开展了高灵敏度质谱检测新技术研究。主要完成了两方面工作:发展高灵敏质谱检测标签试剂及高效、高选择性衍生化技术:以理论化学计算辅助设计为指导,通过芳香含氮杂环化合物的季铵化反应合成了6种新型的衍生化标签试剂,包括溴化1-[3-[(2-碘-1-氧乙基)氨基]丙基]-3-甲基咪唑(IPMI)、溴化1-[3-[(2-碘-1-氧乙基)氨基]丙基]-3-丁基咪唑(IPBI)、溴化1-[3-[(2-碘-1-氧乙基)氨基]丙基]-3-己基咪唑(IPHI)、溴化1-丁基,3-(3-氨丙基)咪唑(BAPI)、溴化1-[3-[(2-碘-1-氧乙基)氨基]丙基]-4-甲基吡啶(IMP)和溴化1-[3-[(2-碘-1-氧乙基)氨基]丙基]-4-丙基吡啶(IPP),并具有完全的自主知识产权,上述试剂可实现低丰度和难离子化生物样品的高效和高选择性衍生,其质谱检测灵敏度可提高近3个数量级,优于常规的碘乙酰胺以及文献报道的碘乙酰苯胺、哌嗪类衍生试剂的衍生化标记效果,为生物分子的质谱分析提供了高灵敏度检测新技术;发展了高效、高选择性富集分离新材料,实现了生物分子的高选择性富集:发展了两种针对食品中双酚A和恩诺沙星残留检测的分子印迹新材料,实现了食品中两种痕量残留物的高选择性富集,具有制备简单、选择性好、分离效率高的优点,并可有效排除大分子物质干扰,提高了方法的灵敏度和选择性;发展了两种外表面亲水的通用性杂化颗粒材料和整体材料,可实现多种化合物的高选择性分离富集,具有使用寿命长、通用性好等优点,可有效提高分析方法的准确度和精密度。该项目的研究成果可解决临床检验、食品检验检测及环境分析等诸多领域中生物分子检测所面临的灵敏度低、选择性差的问题,具有良好的社会效益和广阔的应用前景。创新点:基于理论化学计算辅助设计,首次设计并合成了6种具有完全自主知识产权的高效、专一标签试剂,在国内外未见诸报到,此外,生物分子经上述试剂衍生后其质谱检测灵敏度可提高近3个数量级,优于商品化碘乙酰胺及文献报道的哌嗪类和碘乙酰苯胺类衍生试剂的标记效果;合成了4种通用性或专一性富集分离新材料,均由河北大学自主设计并研发,可克服传统材料使用中存在的吸附能力差、溶胀度大、萃取对象专一性差、使用寿命短等问题,提高了检测和定量的准确度、精度及检测灵敏度;该项目研制的成果可推广到临床检验、食品检验检测及环境分析等诸多领域,可解决生物分子检测中面临的灵敏度低、选择性差的问题,具有重要的推广价值。主要成果:该项研究形成6种新型衍生化标签试剂、4种新型富集分离材料、授权5项发明专利、发表6篇SCI论文、2篇中文核心论文,已培养硕士研究生52人,本科生300余人;项目成果已连续应用于医院、食品检验机构、环境检测企业及仪器贸易公司,并完成近万例临床样本筛选、4200余批次乳制品检验及仪器销售额40%的增值任务,社会效益和经济效益显著,部分项目经专家鉴定,达到国际先进水平。
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