全國生物醫藥色譜會大會報告（一）

　　2012年4月21-22日，全國生物醫藥色譜及相關技術學術交流會在美麗的山城重慶成功召開。大會設立主會場和3個分會場，其中大會報告16個、分會報告90個、征集墻報論文100篇。大會報告內容廣泛，涉及色譜及色譜分離材料最新技術進展、煙草特有亞硝胺分析、生物標志物及毒劑溯源檢測、毛細管電泳方法研究、新藥領域的最新色譜技術、表面等離子體共振成像、環境分析檢測熒光免疫芯片技術、代謝組學研究、蛋白質組學研究、新型化學污染物分析等。以下是精彩的大會報告報道。

中國科學院大連化學物理研究所 張玉奎院士

　　首先中國科學院大連化學物理研究所的張玉奎院士上臺作特邀報告，題為《色譜進展》。

　　色譜作為一種相對成熟的分離技術已廣泛應用到環境、制藥、食品安全、檢驗檢疫等諸多領域，近年來隨著樣品復雜程度的不斷提高，色譜技術也隨之得到發展和完善。張院士在報告中重點介紹2011年國家色譜研究分析中心在高效富集分離材料、微尺度分離分析技術、多維色譜與聯用技術、創新儀器與裝置等方面取得的主要進展。

　　高效分離富集新材料

　　基于“巰基-烯基”點擊化學方法研制了兩性離子色譜固定相。此類反應既具有高選擇性，高轉化率等優點，又不需要加入銅離子催化劑，避免了重金屬離子在固定相表面的殘留。制備的新型兩性離子親水作用色譜固定相，其正負電荷平行于固定相表面分布，具有優異的親水特性和很高的分離效率。

　　針對目標蛋白質的選擇性富集，研制了金屬螯合輔助的蛋白質表面印跡材料。該材料對模板蛋白質不僅具有很好的特異性識別，而且在5分鐘內可達到吸附平衡，最大吸附容量為20mg/g。有望用于復雜體系中高豐度蛋白質的選擇性去除和低豐度蛋白質的選擇性富集。

　　中心還合成了以氨基磁球為基質，三磷酸腺苷二鈉為配基的新型固載金屬親和色譜材料，以及以葡萄糖為模板劑的等級孔含鈦磷酸鋁5型分子篩，實現了磷酸化肽的高選擇性富集。將氧化鋯均勻包覆在介孔硅膠微球的表面，制備了具有有序介孔孔道的氧化鋯微球材料，可以在親水模式下實現糖肽的選擇性富集。

　　微尺度生物分離分析

　　以無機-有機雜化整體材料作為基質，制備了基于核酸適配體的納升級親和富集整體柱，并將其應用于人血清中凝血酶的選擇性富集檢測。該整體柱對核酸適配體的鍵合容量可達到576 pmol/μL，紫外檢測限可達到3.4 nM。

　　通過硅氧烷縮聚及其硅氧烷上的雙鍵與單（6A-N-烯丙基胺化-6A-去氧）苯基甲酸酯化β-環糊精原位聚合反應，采用“一鍋法”制備了全苯基甲酸酯化β-環糊精-硅膠雜化整體柱，并用于基于毛細管液相色譜的手性分離。實驗結果表明其結合的環糊精量比柱后衍生法高2.9倍，13種手性化合物在該柱上得到的拆分。

　　構建了親水作用色譜-離子交換色譜-固定化糖苷酶反應器的集成化微納升級糖蛋白組樣品預處理裝置。與傳統方法相比，此集成化預處理裝置對糖蛋白質組分析具有更好的重現性、更高的靈敏度及更快的分析速度。發展了新型的基于非糖肽的定量蛋白質組學新技術，解決了高通量糖基化蛋白定量中的準確性和可靠性問題，并將這一方法運用于肝癌臨床診斷標志物的初步篩選中，所得到的結果與基于抗體的ELISA方法一致。

　　創新儀器與裝置

　　中心研制出一種對胺類化合物敏感的表面熱離子化檢測器，對叔胺的最小檢出量達到10-15 g/s，對其它烴類、酮類等物質的響應比有機胺低5~7個數量級。該檢測器可用于有機胺類和肼類化合物的檢測；既可以與毛細管和填充柱氣相色譜等系統聯用，也可以作為傳感器單獨使用。發展了多種檢測植物中痕量植物激素—赤霉素的分析方法。

　　采用中空纖維液-液-液微萃取的方法對植物中的赤霉素進行提取、富集，富集倍數可達300倍以上；提取液可直接采用HPLC-MS/MS進行檢測，檢測限可達0.1 pg/mL。發展了光化學比色陣列傳感器用于水中有毒污染物，尤其是重金屬離子及有毒陰離子的快速檢測新方法。將富集概念引入液相比色傳感器系統，應用于水中多種痕量重金屬離子污染物的快速檢測，采用膜過濾的方式對低至ppb級的八種重金屬離子污染物進行了有效區分和測定。

　　新技術新方法應用

　　將上述新材料、新技術、新方法和新裝置，應用于蛋白質組學、代謝組學、中醫學和天然產物等領域復雜體系的高效分離和高靈敏度分析，切實解決了實際問題，推動了相關學科和領域的發展。

國家自然科學基金委員會 莊乾坤教授

　　來自國家自然科學基金委員會的莊乾坤教授向大家介紹了分析化學發展現狀與創新研究。

　　2011年國家自然科學基金委員會對中國的學科發展態勢進行了評估，系列研究報告將陸續公布出來。剛剛公布的“化學十年：中國與世界”就是其系列報告之一，莊教授接下來重點介紹了其中有關分析化學學科的評估報告。主要有如下四點：

　　(1) 2001-2010年分析化學領域的論文規模發展平穩，論文TOP10國家的格局整體穩定：作為化學科學的傳統學科，本領域的論文產出呈現平穩的緩慢發展特征。2010年SCI論文總量達到1.8萬篇，相比10年前的2001年的1.4萬篇有4000篇的增幅，年均增長率為2.8%。與其他分支領域相比，其論文的年增加幅度較小，表明分析化學作為化學的經典領域，其發展處于相對成熟期。

　　(2) 中國前后兩個五年期各指標均位居世界第2，2005-2009年間高被引論文貢獻率居于高位：中國在2001-2010年間取得了長足進步，2010年論文產量首次超過美國，達到3572篇，與2001年的1161篇相比增加了2411篇。10年間，中國的年均增長率為13.3%，同時，占世界份額也從前一個5年期的10.38%上升到2006-2010年的17.37%。中國不僅在論文總體數量上發展迅速，其高質量研究成果的涌現也很值得關注，如2009年高被引論文數為266篇，超越美國（261篇）居世界首位，2005-2009年間中國的高被引論文占世界的比例達到18.77%，成為美國之外的最大份額國家。與其他領域相比，中國本領域高被引論文貢獻率僅次于無機化學、電化學領域。

　　(3) 中國科學院在論文、引文和高被引論文榜中均居引領地位：在世界大型國立科研排名表中，中國科學院不僅奪得三項第1，而且與位于其后的機構相比，領先優勢非常顯著，例如在論文數量方面，中科院以539篇數量遠遠超過法國科研中心（360篇）；在高被引論文數量上，中國科學院與其他4個機構合計的數量相當。

　　(4) 中國機構遍及三類世界排名榜，美國機構在高被引論文榜有一定顯示度：世界機構排名表中，中國機構數量最多，美國機構主要出現在重要成果排名榜中，中國入圍論文、引文、高被引論文TOP20表單的機構數量分別為13個、6個和8個。其中，2010年論文世界前10名高產機構中中國占據了8個，而在反映學術影響力的被引頻次排名中，中國機構也熠熠生輝，前3名被中國高校包攬，分別是湖南大學、南京大學和浙江大學。在反映重要研究成果的高被引論文數量排名表中，中國的南京大學高居榜首。2009年高被引論文產出達10篇以上的機構中，除了美國的普渡大學和得克薩斯大學之外，其余的全部來自中國，它們分別是中科院長春應化所、大連化物所、南京大學、南開大學、武漢大學、湖南大學，高被引論文數量從17篇到11篇不等。除了中國高校和研究所有突出的表現之外，美國的普渡大學和伊朗的德黑蘭大學也很優異，在2005-2009年高被引論文量排名中分列世界的第2和第4名。

　　近年來，隨著國家對科技投入的不斷加大，中國的科學研究尤其是基礎研究取得了巨大進步，上述評估報告已充分說明了這點。但我國在被引用數目上還低于美國、日本、德國等國家，尤其是單篇論文的被引用次數還低于很多國家，所以中國的分析化學研究還有待再上一個新臺階，在研究質量和水平上還有待繼續加強。

　　關于如何再上一個新臺階，莊教授提出 “3S+2A”，3S即Sensitivity, Selectivity and Speediness靈敏度、選擇性、高速度；2A為Accuracy, Automatics，準確度、自動化。從研究創新方面來說，則需要抓住以下三點：1）引入物理學新概念和新技術；2）創建分析儀器裝置；3）瞄準國際公認的有影響的重大科學問題。

　　報告結尾莊教授作了簡要總結：國家對科學基金的財政投入逐年增加，2011年基金投入180億，2012年將達235億。莊教授鼓勵專家們踴躍申請自然科學基金，在申請項目的學術價值上強調一定要有創新性。

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香港浸會大學 蔡宗葦教授

　　來自香港浸會大學的蔡宗葦教授作了題為《New evidence of TCDD toxicity:metabolomics for the old environmental toxicant》。

　　TCDD被列為最有毒的有機污染物。然而，TCDD中毒個案報告是罕見的。該項研究，通過LC-QTOF/MS來觀察TCCD在C6和D2兩組小鼠的血液、肝臟和骨骼組織的代謝情況。

　　利用非目標方法結合多元數據分析，排列、提取數百離子對，對照兩組暴露于小鼠體內的TCCD的P值和皮膚褶皺變化。結果顯示：在AhR敏感的小鼠模型C6上的脂肪酸β-氧化作用顯著增強，同時其他代謝途徑也觀察到脂肪酸和溶血磷脂的積累，氨基酸合成和嘌呤代謝的減少。相比之下，不太敏感的小鼠模型D2，如預期一樣，由于TCDD毒性的分化影響，檢測到很少的代謝產物。讓人感興趣的是， 琥珀酸水平升高尤其是肝組織中，相比暴露于TCDD下的C6小鼠變化高達11.49倍，而延胡索酸顯著下降。這說明琥珀酸脫氫酶抑制了TCDD的管理。

　　總的來說，當暴露于相同劑量的TCDD下，D2小鼠與C6小鼠存在差異，當暴露在相同的劑量。此外，D2被證實是不太敏感的，而非耐高劑量的TCDD。對于暴露于TCDD下的SD大鼠的海馬組織代謝進行了表征，有趣的是，代謝變化被發現是正常老化。

　　同糖尿病相關研究中發現，暴露于TCDD下的C6小鼠：脂質過氧化，脂肪酸的積累，其脂肪酸β-氧化增加比例同葡糖糖耐受量等同。 通過針對性分析以及針對潛在機制調節脂肪酸合成和氧化以及脂代謝來對暴露于TCDD下的小鼠脂肪組織的進行代謝組研究，證實了暴露于TCDD下的小鼠可對胰島素產生抵抗，從而為轉基因糖尿病小鼠模型建立提供參考。

中國科學院大連化學物理研究所 鄒漢法教授

　　來自中國科學院大連化學物理研究所的鄒漢法教授為大家介紹了無機-有機雜化硅膠整體柱的制備和應用。

　　鄒教授在報告中提到，為較好地解決硅膠整體材料和有機高分子聚合物整體材料各自存在的缺點，近年來無機-有機雜化硅膠整體材料逐步引起人們的關注。總體而言，現有的雜化整體柱制備方法與硅膠整體材料的制備過程十分相近，主要包括烷氧基硅烷水解和縮聚反應過程。但是現有的雜化硅膠整體材料的制備方法仍然存在以下缺點：

　　（1）制備過程繁瑣費時，一般需耗時7天左右才能完成雜化硅膠整體材料的制備；

　　（2）烷氧基硅烷單體種類十分缺少，限制了各種不同表面性能的雜化硅膠整體柱的制備。

　　鄒教授課題組在此基礎上發展了一種“一鍋法”制備有機-無機雜化多孔整體材料的新方法。該方法通過對反應溶液中功能單體的配比、反應溫度、引發劑、溶液組成和反應時間等條件的優化，實現了雜化硅膠整體柱的快速、高效制備。該方法成功地應用于反相、離子交換、親水和手性固定相等多種雜化硅膠整體柱的制備，可用于藥物、多肽、蛋白質和手性化合物的高效分離分析。

　　多面體寡聚倍半硅烷 (Polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)試劑是一類在納米尺度上的無機－有機雜化試劑，為了提高有機整體柱的機械強度，將POSS試劑引入到整體柱的制備中。鄒老師課題組以帶多個甲基丙烯酸酯基的POSS試劑作為交聯劑，與常用的甲基丙烯酸酯有機單體發生自由基共聚反應制備了多種疏水性的無機－有機雜化整體柱。該雜化柱的制備過程與有機整體柱類似，制備過程非常簡單。所制備的含POSS雜化柱成功地應用于復雜生物樣品的高效分離分析。

北京大學 劉虎威教授

　　來自北京大學的劉虎威教授作了《煙草特有亞硝胺的分析新方法》。

　　煙草特有亞硝胺（TSNAs）是煙草和煙氣的重要成分，而且是主要的致癌成分。NNK、NNAL和NNN是毒性最大的三種TSNAs。NNAL是NNK的代謝產物，其不同的手性異構體在體內具有不同的毒性和藥代動力學性質。目前，檢測TSNAs的主要方法是基于氣相色譜-熱能分析儀（GC-TEA）聯用和液相色譜-質譜（LC-MS）聯用，且這兩種方法都可以達到比較低的檢測限。而近三十年發展起來的毛細管電泳（CE）技術在TSNAs分析中的應用還不多見，劉教授研究小組在前期LC-MS分析TSNAs方法研究的基礎上，著重拓展CE在TSNAs分離分析和TSNAs細胞代謝研究中的應用。

　　首先，發展了CE檢測6中TSNAs的快速方法，然后采用陽離子選擇性耗盡進樣（CSEI）-掃集（sweeping）-膠束電動色譜（MEKC）方法富集人體尿液中的TSNAs。結合使用基于離子交換作用和疏水相互作用的固相萃取（SPE）技術，，可以使TSNAs的檢測限（相對于普通MEKC來說）降低了約三個數量級，達到ng/mL級。

　　其次，以帶負電的硫酸化β-環糊精（S-β-CD）作為手性添加劑，成功實現了NNAL手性異構體的分離，并將其應用于NNK在正常人支氣管上皮細胞（HBE）中的代謝研究。結果證明，(+)-NNAL是NNK的主要代謝產物，(+)-NNAL和(-)-NNAL濃度比值不隨融合時間變化，卻會隨著NNK融合濃度的增高而增大，說明所開發的手性CE方法可以成功地用于生物體系中的毒理學和代謝機理的研究。

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軍事醫學科學研究院毒物藥物研究所 謝劍煒研究員

　　來自軍事醫學科學研究院毒物藥物研究所的謝劍煒研究員為大家介紹了生物標志物與毒劑溯源性檢測技術。

　　用于戰爭目的以對人畜的毒害作用為主要殺傷手段的化學物質，稱為化學毒劑或化學戰劑（Chemical Warfare Agents, CWAs），具有高毒、殺傷性強及施毒方式多樣等特點，近年化學恐怖襲擊或突發性化學事件中仍屢屢發生，對國家安全造成的威脅將長久存在。 因此進行快速、準確、可靠的偵檢是應急處置的關鍵，也成為擺在我國分析化學科技工作者面前的重要課題和責任。

　　由于絕大多數CWAs屬于化學反應性質活潑的親電性有機小分子，在自然環境中通常會迅速降解，水、 土壤、樹木等環境樣本中的CWAs及其降解產物通常于1-2周后即無法檢出。CWAs原型在生物體內的半衰期亦較短，超過90%的吸收劑量迅速代謝，主要經尿排出；但其剩余部分則以不同途徑與蛋白質（酶）、核酸 等大分子結合/代謝成特異的半衰期較長的生物標志物，對之進行分析檢測則具有溯源性強和適用于法醫鑒定的特點，亦可作為生物劑量技術推知毒劑暴露的劑量。

　　CWAs的生物標志物可分為游離型代謝產物和生物大分子加合物兩種。較之游離型代謝產物，CWAs -蛋白質加合物的半衰期與內源天然蛋白相當，如丁酰膽堿酯酶（BuChE）、白蛋白和血紅蛋白的體內半衰期 分別為5-16，21和42天。DNA對烷化劑如芥子氣、氮芥等極為敏感，是其進行體內攻擊的主要靶點。其半衰期因受基因損傷修復機制的影響，較天然DNA的半衰期要短，可在血液或組織中存留數天到數周。因此，雖然加合物在血液中的濃度遠低于尿樣的代謝產物，但其穩定性較高，尤其有利于化學毒劑暴露的溯源性檢測。

　　近年來，謝老師課題組采用色譜及其聯用技術開展了化學毒劑暴露的溯源性檢測技術研究。在合成系列生物標志物參考品的基礎上，分別建立了二十余種針對化學毒劑的體內水解/氧化產物、β-裂解產物、DNA 及蛋白加合物的同位素稀釋GC-MS(MS)或LC-MSMS分析檢測方法，并將之應用于染毒動物的毒代動力學研究，考察了不同生物標志物在動物體內分布、代謝規律和特征及量效、時效關系，毒劑暴露水平與中毒 診斷的相關性等，并應用于實際中毒人員的臨床診斷和預后效果評估。

重慶大學 夏之寧教授

　　來自重慶大學的夏之寧教授為大家帶來的報告題為《幾種功能化毛細管電泳方法研究》。

　　基于毛細管電泳功能多樣性的特點，夏教授課題組拓展了其除分離分析之外的應用研究。

　　（1）基于峰漂移法原理，采用淌度描述化合物的遷移行為，建立了一種測定化合物脂水分配系數（lg Po/w）的峰漂移法微乳液電動色譜法(p-s MEEKC)，克服了使用參考化合物和微乳相標記物引入的誤差。

　　（2）建立了一種毛細管電泳-熒光檢測體系，并成功應用于如苦參、黃連、黃柏及川貝母等富含生物堿類中藥的天然抗氧化活性成分篩選及其抗氧化活性評價。

　　（3）在區段一區段動力學毛細管電泳(ppKCE)的理論基礎上，以兔紅細胞膜和人紅細胞膜為受體，研究了藥物跨膜轉運的動力學過程，同時測得了表征藥物與細胞膜間結合快慢的正向結合速率常數kon、反向解離速率常數koff及配體與受體間相互作用的結合常數Kb。

　　（4）以大腸桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌為手性選擇劑，采用親和毛細管電泳，對氧氟沙星消旋體進行了生物選擇性拆分，結果發現大腸桿菌、銅綠假單胞菌對氧氟沙星的拆分效果比金黃色葡萄球菌更好，與藥理學的抗菌機制正好吻合。因此，可以在分離分析的同時實現了化合物的活性預測。

　　（5）采用動態涂覆方式建立了一種以血小板為靶細胞的開管毛細管電色譜法，用于核苷混合物，丹參水提物和三七醇提物中具有抗/促血小板活性的成分進行了篩選，并以推導的結合常數計算公式，計算出了各成分與血小板的結合常數值，從而達到了定量篩選的目的。

島津企業管理（中國）有限公司 吳國華博士

　　來自島津企業管理（中國）有限公司的吳國華博士為大家介紹了島津液質技術在新藥研發領域中的應用。

　　新藥研發人員面臨的挑戰越來越嚴峻，串聯液質在新藥研發領域的涉及愈來愈多，物理化學性質、ADME研究、藥物代謝動力學研究、I期臨床試驗、小分子生物標記物的定量研究及大分子生物標記物的定量研究等等。島津公司近日推出“新藥研發全面解決方案”，其中特別值得一提的是超快速串聯液質LCMS-8030。報告中，通過以LCMS-8030客戶的實例，如在抗腫瘤藥物及其代謝物分析、預測候選藥物在體內相互作用、啤酒花提取物I期臨床研究等展示出超快速串聯液質LCMS-8030在藥物研發的多個階段或領域出色表現。