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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 1-9页

作者：刘康潘荣容江德臣南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室南京 210092

单细胞分析能够更加精准地获取生物学信息,避免因平均化分析而丢失单细胞异质性特征,这对于研究阐明细胞代谢和信号通路至关重要.基于纳米电极的电化学分析技术因其高选择性、高灵敏度和高时空分辨率的优点而被广泛用于单细胞分析.本文... 详细信息

单细胞分析能够更加精准地获取生物学信息,避免因平均化分析而丢失单细胞异质性特征,这对于研究阐明细胞代谢和信号通路至关重要.基于纳米电极的电化学分析技术因其高选择性、高灵敏度和高时空分辨率的优点而被广泛用于单细胞分析.本文综合评述了利用纳米电极对单细胞内部生物分子进行定量分析的最新研究进展,介绍了其在生物学研究中的应用,并对该领域面临的问题和未来发展进行了总结与展望.

关键词：单细胞单细胞器生物分子电化学分析纳米电极

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质谱技术在固-液界面电化学中间产物探测中的研究进展

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质谱学报 2024年第1期45卷 14-30,I0001页

作者：张艺腾张雪萌闵乾昊南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室江苏南京210023

电化学反应过程中,固-液界面瞬态中间体的快速捕获与实时监测对研究电化学反应机理具有重要意义。质谱具有灵敏度高、特异性强等优点,能够提供待测物的组成与结构信息,已逐渐成为电化学反应中间体检测的有力工具。本文综述了基于电喷雾... 详细信息

电化学反应过程中,固-液界面瞬态中间体的快速捕获与实时监测对研究电化学反应机理具有重要意义。质谱具有灵敏度高、特异性强等优点,能够提供待测物的组成与结构信息,已逐渐成为电化学反应中间体检测的有力工具。本文综述了基于电喷雾质谱、原位电离质谱以及飞行时间二次质谱的电化学质谱(EC-MS)联用技术在电化学反应瞬态中间体检测方面的研究进展,系统地总结了EC-MS在有机电合成、电催化、锂离子电池、电致化学发光以及生物分子电化学反应过程分析等领域的应用情况,并对质谱技术在电化学反应中间体检测方面面临的挑战和发展趋势进行展望。

关键词：电化学反应中间体电化学质谱(EC-MS) 原位分析反应监测机理研究

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原子力显微镜在原位电化学研究中的研究进展

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分析化学 2023年第5期51卷 733-743页

作者：郭昊冉唐纪琳中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室

在电化学反应过程中，电极材料的固液界面的形貌和力学性质的演变通常与材料性能的变化相关。原子力显微镜（AFM）是一种通过监测探针和样品之间相互作用力获取样品表面形貌的成像工具，具有高分辨率和可原位液相操作等优点，是原位研... 详细信息

在电化学反应过程中，电极材料的固液界面的形貌和力学性质的演变通常与材料性能的变化相关。原子力显微镜（AFM）是一种通过监测探针和样品之间相互作用力获取样品表面形貌的成像工具，具有高分辨率和可原位液相操作等优点，是原位研究电极在电化学过程的形貌和表面力学性质演变的重要工具。近年来，各类电池、超级电容器以及电催化相关电极材料已经成为电化学研究的热点领域，应用AFM原位表征材料形貌和力学性质的演变，在电极材料结构与功能关系的研究中发挥了至关重要的作用，为电极新材料的开发与性能优化提供了新思路。本文综述了AFM在各类电池、超级电容器以及电催化相关电极材料原位研究和机理探索中取得的进展，探讨了目前存在的问题和挑战，并讨论了其未来的发展趋势。

关键词：原子力显微镜电化学电极材料形貌演变评述

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基于纳米孔道的单分子时间组学

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科学通报 2023年第17期68卷 2148-2154页

作者：李孟寅蒋杰牛红艳应佚伦龙亿涛南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室南京210023

纳米孔道技术以其与单个分子尺寸匹配的、化学环境精准可控的传感界面以及逐个读取单个分子的特征,兼具高空间分辨特性、单分子特性和高通量特性.本文结合这三个特性,探讨了纳米孔道构建“单分子时间组学”的潜在优势与挑战.

关键词：纳米孔道单分子分子特性尺寸匹配分辨特性高通量优势与挑战单个分子

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基于质量编码探针的质谱多联检测研究进展

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中国药科大学学报 2023年第6期54卷 706-717页

作者：殷豪王伟闵乾昊南京大学生命分析化学国家重点实验室南京210023

质量编码探针是一类以质量标签分子对待测物进行特异性识别标记并输出其特征离子信号的探针工具,其在疾病标志物多元分析和药物靶点筛选等方面都发挥着重要的作用。近年来,研究者基于各类质谱分析方法,开发了不同结构与功能的质量编码探... 详细信息

质量编码探针是一类以质量标签分子对待测物进行特异性识别标记并输出其特征离子信号的探针工具,其在疾病标志物多元分析和药物靶点筛选等方面都发挥着重要的作用。近年来,研究者基于各类质谱分析方法,开发了不同结构与功能的质量编码探针,为生理环境中生物分子的多重检测以及组织样本的质谱成像提供了有力的技术工具。本文从探针结构组成、质谱分析方法以及在生化分析中的应用3个方面综述了质量编码探针在质谱多联检测方面的最新研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：质量编码探针质谱分析多联检测

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利用冷冻电子断层扫描技术探究超声对红细胞膜的影响

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分析化学 2025年第1期53卷 74-83页

作者：于洋程思航赵关芳王慧利徐海娇王宏达中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院

超声技术在生物医学领域特别是在药物递送和细胞处理方面应用广泛。本研究采用冷冻电子断层扫描技术研究了不同超声功率（40 W至100 W）和持续时间（1 min, 5 min，间断超声处理5 min）下的超声处理对人红细胞膜的影响。研究结果表明，... 详细信息

超声技术在生物医学领域特别是在药物递送和细胞处理方面应用广泛。本研究采用冷冻电子断层扫描技术研究了不同超声功率（40 W至100 W）和持续时间（1 min, 5 min，间断超声处理5 min）下的超声处理对人红细胞膜的影响。研究结果表明，当超声功率较低（40 W或60 W）时，超声处理对人红细胞膜的作用效果较弱，连续超声5 min后，细胞膜仍可保持相对完整的形态；当超声功率提高至80 W时，细胞膜难以维持结构完整性，磷脂双分子层受到扰动，形成了光滑的脂质体；继续提高超声功率至100 W时，红细胞膜完全失去膜形态，膜蛋白重新排列，镶嵌在脂质体上。此外，短时间超声处理后（100 W, 1 min），人红细胞膜结构仍保持相对连续的状态，仅出现少量的断裂现象；长时间连续的超声处理（100 W, 5 min）使细胞膜累积了大量超声产生的机械应力和空化效应，细胞膜完全被破坏；而间断超声处理（100 W，超声1 min、停止1 min，累计超声处理5 min）使细胞膜在受到超声作用后可部分恢复，有效减少了超声对膜结构的累积破坏，提高了细胞膜的结构完整性。本研究为深入理解超声诱导的膜和细胞骨架结构改变的机制提供了实验基础。

关键词：红细胞膜超声冷冻电子断层扫描

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近红外光谱用于DMSO衍生物抗冻过程中水结构分析

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 46-52页

作者：梁繁繁韩丽蔡文生邵学广南开大学化学学院分析科学研究中心天津市生物传感与分子识别重点实验室药物化学生物学国家重点实验室天津300071

采用近红外光谱结合化学计量学方法,研究了二甲基亚砜衍生物L-蛋氨酸亚砜[L-Met(O)-OH]抑制冰晶生长的分子机理.通过小波包变换获得高分辨光谱,对−5℃下不同浓度L-Met(O)-OH溶液在结冰过程中的近红外光谱进行分析,提取出L-Met(O)-OH中S=... 详细信息

采用近红外光谱结合化学计量学方法,研究了二甲基亚砜衍生物L-蛋氨酸亚砜[L-Met(O)-OH]抑制冰晶生长的分子机理.通过小波包变换获得高分辨光谱,对−5℃下不同浓度L-Met(O)-OH溶液在结冰过程中的近红外光谱进行分析,提取出L-Met(O)-OH中S=O基团与冰相互作用的光谱信息,结果表明,L-Met(O)-OH有效抑制冰晶生长的主要原因是S=O基团与冰之间形成的氢键.进一步在0℃条件下分析了不同浓度L-Met(O)-OH溶液的高分辨光谱,发现水分子与L-Met(O)-OH中的S=O和C=O基团相互作用的光谱特征,在结冰过程中,这些相互作用的光谱峰强度逐渐降低,表明S=O和C=O基团与水分子的相互作用减弱,并且在高浓度下减弱效果更加明显.最后,进一步研究了NH基团在抑制冰晶生长过程中发挥的作用,发现在结冰过程中NH基团与水分子的结合逐渐增加,形成了稳定的氢键网络,这表明NH基团在整个结冰过程中始终与水保持相互作用,而不与冰发生显著相互作用.

关键词：近红外光谱 L-蛋氨酸亚砜抑制冰晶生长氢键

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真空紫外激光解吸/电离单细胞质谱成像装置的研制和调试

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应用化学 2024年第1期41卷 100-108页

作者：邢蕾牟含章潘建斌康斌徐静娟陈洪渊南京大学化学与化工学院生命分析化学国家重点实验室南京210023

开发同时具有亚微米分辨率以及高检测灵敏度的无基质质谱成像方法,对于可视化单细胞生物样品具有重要意义。在此,提出了真空紫外激光解吸/电离飞行时间质谱成像(VUVDI-ToFMSI)方法。通过调整基频光波长至777.7、403.22和255 nm,汞蒸气... 详细信息

开发同时具有亚微米分辨率以及高检测灵敏度的无基质质谱成像方法,对于可视化单细胞生物样品具有重要意义。在此,提出了真空紫外激光解吸/电离飞行时间质谱成像(VUVDI-ToFMSI)方法。通过调整基频光波长至777.7、403.22和255 nm,汞蒸气池中氩气气压至1100 Pa以及温度至240℃,获得接近13μJ/pulse的高强度VUV激光能量;同时,设计的同轴光路聚焦VUV激光至亚微米水平;另外,通过进一步调整偏转电场、离子聚焦电场以及反射电场的电负性以及电压等参数,离子的飞行路径得到矫正与优化。基于这种方法,实现了单个HeLa细胞中外源性药物亚甲基蓝(m/z 284.4)、内源性代谢物离子信号m/z 152.1以及m/z 81.1的纳米级成像(~500 nm/pixel),结果表明它们分别富集在细胞质、细胞核以及核仁内,证明了该方法在绘制单细胞不同区室内外源和内源性化学物质的高分辨以及高灵敏度的成像能力。该VUVDI-ToFMSI平台将为了解更多生物样本的精细结构与功能提供更完整、更深入的化学信息。

关键词：单细胞质谱成像真空紫外亚微米分辨

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面向小分子检测的MALDI MS基质研究进展

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高等学校化学学报 2024年第11期45卷 77-87页

作者：续红妹王梁臣闵乾昊山西大学环境科学研究所太原030006 南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室南京210023

低分子量化合物的分析与鉴定对于追踪药物分布和探究生物体内不同的代谢途径至关重要.基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI MS)在生物分子分析方面发挥着重要作用,但是传统的有机基质自身电离产生的碎片信号会对小分子检测造成干扰,且基质... 详细信息

低分子量化合物的分析与鉴定对于追踪药物分布和探究生物体内不同的代谢途径至关重要.基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI MS)在生物分子分析方面发挥着重要作用,但是传统的有机基质自身电离产生的碎片信号会对小分子检测造成干扰,且基质与样品结晶的不均匀性也严重影响信号的重复性和成像的空间分辨率.为了克服这些问题,研究者们开发了一系列适用于小分子检测的基质.本文介绍了用于小分子检测的MALDI MS基质开发的研究进展,主要包括去质子化基质、改性商业化基质、高分子量有机基质、反应性基质和纳米材料基质,并对新型的MALDI MS基质的适用范围与应用领域进行了总结和展望.

关键词：基质辅助激光解吸电离质谱成像小分子检测

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光氧化还原催化的C-糖基化反应

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有机化学 2024年

作者：李晨焦毅施笑然杨毅强俞寿云南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室

光氧化还原催化已成为构建C-糖苷的一种多功能、高效的反应手段，为合成结构多样的C-糖基化合物提供了新途径。利用这一温和绿色的合成工具已经合成了官能团多样化的C-糖苷类化合物，对糖类化学研究产生了促进性的影响。本综述对近年来... 详细信息

光氧化还原催化已成为构建C-糖苷的一种多功能、高效的反应手段，为合成结构多样的C-糖基化合物提供了新途径。利用这一温和绿色的合成工具已经合成了官能团多样化的C-糖苷类化合物，对糖类化学研究产生了促进性的影响。本综述对近年来利用光氧化还原催化构建C-糖苷反应的类型进行分类和系统总结，目前利用光氧化还原催化构建C-糖苷的反应模式分为：(a)传统光催化剂参与的氧化还原反应；(b)激发态过渡金属参与的氧化还原反应；(c)光-金属协同催化的偶联反应；(d)光激发电子供体-受体复合物介导的反应这四种类型。此外，本综述对涉及的反应机理也进行了较为详细的讨论。

关键词：光氧化还原催化糖苷化 C-糖苷化糖基自由基

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