新型功能纳米材料涂层毛细管的制备及其在毛细管电泳同时分离测定复杂基体中多类中枢神经递质中的应用

In this project, firstly, according to the structure and property of nervous neurotransmitter, 3-5 kinds of new nanometer materials with characteristic multi-functional groups, which have specific interaction with various nervous neurotransmitters, will be designed. Secondly, some new coating methods such as layer-by-layer self-assembly, in-situ synthesis, et. al. will be developed and new stable, temperate condition and high performance coating capillary will be prepared.Then, some new capillary electrophoresis (CE) methods will be established for the determination of various nervous neurotransmitters simultaneously. Combined with on-line enrichment technique of capillary electrophoresis (CE), such as field amplified sample stacking (FASS), sweeping, micelle collapse and so on, the new coating capillary-based CE methods should be applied to separate and detect the various nervous neurotransmitters in real sample, for example, plasma or urine. Furthermore, we try to detremine the amounts of nervous neurotransmitters in live animal organ or tissue by these sensitive and simple CE methods. It can not only adapt CE well to the requirement of endocrinology, immunology,neurology and clinical diagnosis for detect of neurotransmitters, but also play a significant role on the development of nanometer analytical chemistry and bio-analytical chemistry.

本项目拟根据中枢神经递质的结构和性质，设计3-5种具有特征官能团、与各类中枢神经递质有不同相互作用的新型功能纳米涂层材料，发展原位合成、层层自组装等新型涂层方法，制备性能稳定、分离条件温和、分离能力强的新型涂层毛细管，以其为分离通道并结合场放大、扫集、胶束坍塌等毛细管电泳在线富集技术，建立灵敏度高、操作简单、高效快速的同时分离测定不同类型中枢神经递质的新型毛细管电泳分离体系，并将其用于血浆、尿液等实际样品中中枢神经递质的分离；在此基础上，考察这些体系用于动物活体组织中中枢神经递质测定的可行性。开展本项目研究不仅能使毛细管电泳更好地满足内分泌学、免疫学和神经学等学科及临床诊断对神经递质检测的要求，而且对纳米分析化学和生命分析化学的发展也具有重要意义。

本项目发展了一些原位生长、层层自组装等制备手性金属有机框架材料（HMOFs）涂层毛细管的新方法，并考察了所制备的手性毛细管柱用于毛细管电色谱分离单胺类神经递质对映体的可行性。实验结果表明，所制备的三种HMOFs涂层毛细管柱对单胺类神经递质肾上腺素、异丙肾上腺素、去甲肾上腺素和脱氧肾上腺素的对映体均表现出良好的分离效果；以物理涂覆的方法制备了ZIF-8涂层毛细管，并以所制备的毛细管柱为分离通道建立了同时分离不同种类化合物的一维开管毛细管电色谱新方法，实现了在一次运行中同时分离六种阳离子分析物（单胺类神经递质及其类似物）和四个中性分析物（黄酮类化合物）；以共价有机框架材料COF-LZU1为涂层材料制备了COF-LZU1涂层毛细管，并以其为分离通道实现了一些中性及带电荷的有机小分子的成功分离；对金属有机框架材料HKUST-1催化增强鲁米诺-双氧水体系的化学发光行为进行了研究，并基于多巴胺对该催化化学发光体系发光信号的抑制作用建立了检测微量神经递质多巴胺的化学发光新方法；结合超电荷电动堆积技术建立了快速、灵敏测定 C57BL/6 鼠脑中神经递质含量的在线富集毛细管电泳新方法。该方法已成功应用于模拟中风鼠脑样品中多巴胺、肾上腺素、去甲基肾上腺素和异丙基肾上腺素的分离测定；以酸性条件下不稳定的L-酒石酸丁二酯-硼酸复合物为扫集试剂建立了场增强样品注射-扫集技术在线富集非水毛细管电泳新方法，其对普萘洛尔的富集倍数可达21000倍并已成功用于体液中普萘洛尔对映体的检测；合成了一些新型纳米探针并研究了其在生命分析化学中的应用。本项目的开展及所取得的研究成果不仅显著提高了毛细管电泳对复杂样品中神经递质的分离和检测能力、拓宽了纳米材料的应用范围，而且对纳米分析化学和生命分析化学的发展具有重要意义。