羧基同位素化学标记辅助的DNA加合物质谱分析方法开发及应用

This project aims to develop a new method for the analysis of DNA addctomics for mass spectrometry for rapid and accurate labeling and high sensitivity detection of DNA adduct groups. Complex biological samples containing carboxyl-containing DNA adducts can be quickly and accurately quantified for target analytes without further separation and purification, and highly specific and accurate detection in mass spectrometry. The target compounds in the complex biological samples studied in this project include DNA adducts and cross-linked products. These substances themselves are extremely low and have a huge relationship with life activities in nature. They are sensitive and accurate. The compound provides a good means for studying certain complex biochemical processes. In this project, the main development of condensation technology for the rapid quantitative labeling of carboxyl-containing DNA adducts, and through reasonable design to optimize its chromatographic-mass spectrometry behavior, thereby improving the sensitivity of target analyte detection Accuracy and reproducibility. The method developed in this project will be applied to the study of DNA damage induced by different aldehydes, and qualitative and quantitative analysis and deep excavation of the results will provide more research ideas for rational use of related substances and chemical risk assessment in vitro and in vivo.

本项目旨在开发新型的用于质谱分析的DNA加合物组分析方法，用于DNA加合物组的快速准确标记和高灵敏度检测。对含羧基DNA加合物的复杂生物样本无需进一步分离纯化，就能对目标分析物快速准确定量标记，并在质谱中进行高特异性的准确检测。本项目中所研究的复杂生物样本中的目标化合物包括DNA加合物与交联产物，这些物质本身在自然界中含量极低，与自然界中的生命活动存在巨大的关系，灵敏、准确检测这些加合物为研究清楚某些复杂的生物化学过程提供了良好手段。在本项目中，将主要发展缩合技术对含羧基的DNA加合物进行快速定量标记，并通过合理的设计优化分析物色谱质谱行为，从而提升目标分析物的检测灵敏度、准确度与重现性。本项目所开发的方法将应用于不同醛类物质暴露的DNA损伤研究中，并对结果进行定性定量分析和深度挖掘，为合理利用相关物质及体内外化学风险评估提供更多研究思路。

复杂样本中的微量化合物暴露与高灵敏度检测是目前分析科学研究中的重要问题。本项目以通过构建种类多样的检测模式，探索环境污染引起的加合物富集和同位素标记的新策略，主要研究内容包括以下三个方面。①以同位素标记富集分析化学为导向，开发针对痕量加合物、结构简单、实用性强的同位素化学标记策略，研究相应的标记方法和标记产物的分析行为，最终建立加合物的分析新方法，特别是对含羧基DNA加合物的复杂生物样本无需进一步分离纯化，就能对目标分析物快速准确定量标记，并在质谱中进行高特异性的准确检测。将该方法应用于的大鼠血清学分析研究中，探讨相关物质的变化规律。②建立了成本低廉的标记试剂配合高效的标记方法能使其被广泛应用于大鼠体内体外化学污染暴露检测，合理设计DNA 加合物分析策略，使其制备过程简单、标记反应活性高、检测成本低廉、拥有高度实用性的检测手段与方法。③初步探索羧基修饰官能团碳纳米量子点功能材料在富集分析加合物单体方面的研究，取得了一定的研究进展，制备出的材料已经能够高效识别并富集暴露小分子，并进行了一系列材料学表征。该策略与基于大分子生物抗体富集原理不同，具有成本低效率高的优点。通过合理的分子设计增强目标分析物的富集效率，优化分析效果，大幅度提升目标分析物的检测准确度与灵敏度。并辅以适当的技术将根茎类物质碳化并进行羧基官能团功能修饰就可以识别并富集特定基团物质，提高化学基因毒性物质暴露风险检测灵敏度。本项目旨开发的多种方法将应用于不同污染物质暴露的加合物损伤研究中，并对结果进行定性定量分析和深度挖掘，为合理利用相关物质及体内外化学风险评估提供更多研究思路，突破多种不同加合物和污染物检测上的瓶颈。