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1、LOGO创新化学实验与研究基金资助项目答辩 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究实验及实验及讨论讨论研究方案研究方案研究背景研究背景选题选题意义意义结论结论LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u选题意义选题意义D-丝氨酸是哺乳动物脑内NMDA型谷氨酸受体(NR1/NR2型)的辅助激动剂，在动物的大
2、脑中一生都维持着很高的浓度；脑内的神经元和胶质细胞都含有D-丝氨酸并且具有特异的生物合成、胞外释放、摄取和降解途径。D-丝氨酸作为一种重要的胶质细胞递质，在中枢神经系统参与调节突触可塑性、感觉信息传递、神经发育及神经兴奋性毒性等生理及病理过程,并逐渐成为阿尔采末病(AD)等神经系统疾病新的治疗靶点。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u研究背景研究背景如何分离检测如何分离检测D-丝氨酸？丝氨酸？针对其外消旋体的拆分已开发了优先结晶法、形成非对映体立体异构体结晶法、酶促法、色谱法（包括：液相色谱、气相色谱、薄层色谱、配位色谱、离子交换
3、色谱）毛细管电泳法和萃取法等。存在的问题：存在的问题：丝氨酸由于其结构简单，分离难度较大，且没有紫外或荧光吸收，常需衍生后才可得到检测。如何建立如何建立D-Ser有效检测的快速方法，大大降低检测成本，有效检测的快速方法，大大降低检测成本，仍是分析工作者面临的具有挑战性的课题。仍是分析工作者面临的具有挑战性的课题。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u研究背景研究背景高效毛细管电泳（HPCE）是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析技术，因具有低耗、快速、高效、环境友好等特点而成为新兴的手性分离分析中极具吸引
4、力的分析方法。非接触电导检测是近年来出现的新的检测技术，对于缺乏紫外-可见吸收基团氨基酸则无须先作衍生化处理,可以进行直接检测。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u研究方案研究方案本课题提出采用高效毛细管电泳本课题提出采用高效毛细管电泳-非接触式非接触式电导法，电导法，以铜以铜-L-精氨酸作为配体交换选择精氨酸作为配体交换选择剂，与羟丙基甲基纤维素（剂，与羟丙基甲基纤维素（HPMC）构成二）构成二元手性选择体系，元手性选择体系，建立快速、灵敏和低成本建立快速、灵敏和低成本的的D-丝氨酸的分离分析新方法。丝氨酸的分离分析新方法。LO
5、GOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u分离分析原理分离分析原理毛细管电泳是以高压直流电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行淌度和分配行为上的差异为上的差异而实现高效，快速的新型液相分离分析技术；而非接触式电导检测器是近年发展起来的一种新型电导检测方法。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u实验部分实验部分仪器和试剂手性选择体系的选择最佳实验条件的确定线性范围、重现性、检出限测定LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研
6、究非接触式电导分离检测研究u仪器仪器CES2008型毛细管电泳仪型毛细管电泳仪LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u实验试剂实验试剂氢氧化钠(NaOH，广州化学试剂厂，分析纯)、柠檬酸(Cit，广州化学试剂厂，分析纯)、乙酸铜(Cu(CH3COO)2H2O，天津市科密欧化学试剂开发中心，分析纯)、羟丙基甲基纤维素(HPMC，山东赫达股份有限公司，分析纯)、D,L-丝氨酸、L-丝氨酸(D,L-Ser、L-Ser，国药集团化学试剂有限公司，层析纯)、L-精氨酸(L-Arg，上海伯奥生物科技有限公司，层析纯)。所用水为超纯水。LOGOD-
7、丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u手性选择体系的选择手性选择体系的选择仅用Cu()丝氨酸对映体未能达到分离Cu()+L-Arg分离度Rs=1.6Cu()-L-Arg+HPMC分离度Rs=2.1LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u手性选择体系的选择手性选择体系的选择图1 两种不同的手性选择体系对分离度的影响Fig.1 The effect of two different chiral selectors on the resolutiona.Cu()-L-Arg b.Cu()-
8、L-Arg-HPMCLOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u铜离子浓度对分离度的影响铜离子浓度对分离度的影响图2 Cu()浓度对分离度的影响Fig.2 The effect of Cu()concentration on the resolution本实验选择本实验选择Cu()的最佳浓度为的最佳浓度为2.5mmol/L。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究uL-精氨酸浓度对分离度的影响精氨酸浓度对分离度的影响图3 L-精氨酸浓度对分离度的影响Fig.3 The effect
9、 of L-Arg concentration on the resolution本实验选择本实验选择L-精氨酸的最佳浓度为精氨酸的最佳浓度为5.0 mmol/L。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究uHPMCHPMC浓度对分离度的影响浓度对分离度的影响图4 HPMC浓度对分离度的影响Fig.4 The effect of HPMC concentration on the resolution因此，本实验选择因此，本实验选择HPMC最佳浓度为最佳浓度为10 mg/L。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分
10、离检测研究非接触式电导分离检测研究u缓冲溶液的组成、浓度及缓冲溶液的组成、浓度及pH的影响的影响NaOH-Cit体系在非接触电导检测法中有良好的基线和灵敏的响应，但缓冲溶液浓度太高易引起基线漂移。通过实验发现，柠檬酸浓度对对映体分离的影响很大，浓度太低，丝氨酸不出峰；浓度太高，水峰提前，对映体也得不到分离，见下表。表1 柠檬酸浓度对分离度的影响故实验选择Cit浓度为0.4 mmol/L。CCit(mmol/L)0.20.40.60.81.0Resolution(Rs)-2.31.8-LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u缓冲溶液的组
11、成、浓度及缓冲溶液的组成、浓度及pH的影响的影响固定柠檬酸浓度后，加入NaOH以调节运行液的pH。在24 mmol/L浓度范围内考察NaOH浓度对分离度的影响，见表2。表2 NaOH浓度对分离度的影响故实验选择NaOH浓度为3.0 mmol/L。CNaOH(mmol/L)2.02.43.03.44.0Resolution(Rs)0.91.62.41.91.9LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u缓冲溶液的组成、浓度及缓冲溶液的组成、浓度及pH的影响的影响图5 pH对分离度的影响Fig.5 The effect of pH on th
12、e resolutionLOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究1电动进样电动进样对离子组分存在进样歧视2重力重力进样进样无进样歧视无进样歧视3扩散进样扩散进样进样具双向性，有进样歧视u进样方式的选择进样方式的选择故故本本实验实验采用重力进样采用重力进样。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u进样方式的选择进样方式的选择图6 进样时间对分离度的影响Fig.6 The effect of injection time on the resolution进样时间为进样时间为60s
13、时分离度最高，时分离度最高，Rs=2.6。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u进样方式的选择进样方式的选择此外，进样时间还对峰高及峰面积有较大影响，见表3。表3 进样时间的影响故实验选择Cit浓度为0.4 mmol/L。进样时间进样时间（s）304050607080100120峰高L-Ser4955748410010513964D-Ser51689210912212917082峰面积L-Ser10611460211926832916296245701444D-Ser11021683268833843354346850651850L
14、OGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u分离电压的选择分离电压的选择本实验考察了分离电压从10kV至15kV对丝氨酸对映体分离的影响，见表4。表4 分离电压对迁移时间和分离度的影响故实验选择Cit浓度为0.4 mmol/L。working voltage(kV)1012131415Resolution(Rs)2.62.32.01.81.6Migrating time of D-Ser(min)48.832.726.523.521.8LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究运行液体
15、系：运行液体系：3.0 mmol/L NaOH+0.4 mmol/L Cit+2.5 mmol/L Cu(Ac)2+5.0 mmol/L L-Arg+10.0 mg/L HPMC（pH=9.67）重力进样，进样时间为60s分离电压为13kV 最佳实验条件最佳实验条件LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u线性范围与检出限线性范围与检出限图7 D-丝氨酸线性校正曲线图表表5 5 线性范围与检出限线性范围与检出限 待测组分待测组分回归方程回归方程相关系数相关系数线性范围线性范围（mg/L）检出限检出限（mg/L）D-丝氨酸y=-123.8
16、+981.9xr=0.99991100 0.5LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u重现性测定重现性测定在相同条件下，D-Ser以3 mg/L的浓度重复进样4次，测其重现性，见表6。表6 重现性测定结果表明：实验证明本方法具有较高的灵敏度和良好的重现性。序号序号1234RSD/%迁移时间（min）23.124.722.623.33.9峰面积24002473261626805.0LOGOu实际样品分析实际样品分析图8 D-丝氨酸小鼠脊髓样品HPCE-C4D谱图Fig.8 The electropherogram of D-Ser in
17、 rat spinal cord D-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u拆分机理初步探讨拆分机理初步探讨在缓冲溶液中，铜离子与L-精氨酸以12形成三元络合物：L-Arg+Cu()(L-Arg)CuL-Arg+(L-Arg)Cu()Cu(L-Arg)2当丝氨酸对映体进入缓冲系统时，D-Ser和L-Ser分别取代一分子的L-Arg,形成两种不同的三元络合物:L-Ser+Cu(L-Arg)2(L-Arg)Cu(L-Ser)+L-ArgD-Ser+Cu
18、(L-Arg)2(L-Arg)Cu(D-Ser)+L-ArgLOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u拆分机理初步探讨拆分机理初步探讨根据(L-Arg)Cu(L-Ser)和(L-Arg)Cu(D-Ser)稳定性和光学结构的差异，引起二者电泳淌度的不同，D,L-Ser得到分离，本实验中L-Ser比D-Ser先流出。由于(L-Arg)Cu(L-Ser)和(L-Arg)Cu(D-Ser)的稳定性系数差异不够大，丝氨酸对映体分离度较小。缓冲溶液中加入HPMC后，HPMC与Cu()-L-Arg形成二元手性选择体系，D,L-Ser分离度提高。LOGOD-丝氨酸的毛细管电泳丝氨酸的毛细管电泳-非接触式电导分离检测研究非接触式电导分离检测研究u结论结论从实验结果可以看出，本实验提出的采用高效毛细管电泳-非接触式电导法，以铜-L-精氨酸作为配体交换选择剂，与羟丙基甲基纤维素（HPMC）构成二元手性选择体系分离检测D-丝氨酸的新方法，高效简高效简便便、环境友好、成本低、检出限低、环境友好、成本低、检出限低，可用于实际样品的分析应用。LOGO感谢中山大学化学院创新研究基金的资助！感谢谢天尧老师的悉心指导！感谢袁秋月师姐对本实验给予的耐心的指导和帮助！报告人：报告人：0707化工化工 韦昱韦昱