手性氨基酸识别毛细管电色谱在重大疾病早期诊断中的应用研究

Due to amino acids as the important composition unit of proteomics, as well as important role in life science and disease diagnosis, it is great significant to separation and detection chiral amino acid by capillary electrophoresis coating nanoparticles coupling with laser-induced fluorescence detection. However, it is still a challenge task how to realize a variety of chiral amino acids simultaneous separation and detection with high sensitivity and selectivity and develop a suitable capillary electrophoresis technology for the actual disease early diagnosis. In this project, chiral amino acids as diagnosis markers of the nervous system and tumor disease, a kind of good biological compatibility nanometer materials have been prepared, and modified in the inner capillary column by organic-inorganic hybrid sol layer-by-layer self-assembly protocol in the formation of chiral capillary inner surface coating. Based on the coating for the specific chiral amino acids directional adsorption and enrichment effect, improve the separation efficiency and detection sensitivity. This method is simple to operate, the preparation of coating is stability, controllable and no affects on the separation material active. The implementation of the project will not only be helpful to the development of chiral amino acids of capillary electrophoresis separation mode and application range, but also for a variety of major diseases related separation of chiral amino acid analysis provides a feasible research method.

手性氨基酸的毛细管电泳分离分析对于以氨基酸为重要组成单元的蛋白质组学的发展，以及探索氨基酸在生命科学和疾病诊断中的作用，具有重大意义。但是，如何实现多种手性氨基酸同时高灵敏度、高选择性的分离测定，发展适用于疾病早期诊断的手性氨基酸毛细管电泳分离分析方法仍然是具有挑战性的课题。本项目以神经系统及肿瘤疾病诊断中具有重要意义的手性氨基酸标记物为研究目标，拟制备生物兼容性佳的纳米纤维素涂层材料，采用有机-无机杂化溶胶-凝胶层层自组装的方法，在毛细管内表面形成手性涂层，通过涂层方法的优化，制备稳定、均匀及可控化的开管毛细管柱。同时结合毛细管电泳激光诱导荧光对衍生化氨基酸分离测定的优势，实现富集、分离和检测一体化的多组手性氨基酸标记物的同时分离分析。本研究拟建立一种毛细管电泳开管柱涂层技术，发展手性氨基酸在毛细管电泳分析中的应用，并为各种重大疾病相关的手性氨基酸的分离分析提供了一种切实可行的研究方法。

毛细管电泳手性氨基酸的分离分析对于手性蛋白质组学的发展，以及探索氨基酸在生命科学和疾病诊断中的作用，具有重大意义。实现多种手性氨基酸同时高灵敏度、高选择性的分离测定，发展适用于实际疾病早期诊断的氨基酸毛细管电泳分离分析方法是具有挑战性的课题之一。本项目针对手性氨基酸广谱性识别检测，系统开展了对目标手性氨基酸具有高选择性的纳米纤维素及纳米直链淀粉涂层开管柱的制备；设计了多种新型有机-无机杂化材料及复合材料，采用红外、扫描电镜、XPS等不同表征手段证实了手性拆分材料的成功制备；通过层层自组装涂层技术将手性纳米多糖材料成功修饰于毛细管内表面，不仅有效改善涂层寿命，而且实现毛细管内壁上功能化涂层的可控化，解决现有毛细管内壁涂层制备步骤繁杂的关键科学问题；结合毛细管电泳激光诱导荧光分离检测技术，实现神经系统或肿瘤疾病标记氨基酸在实际病理早期诊断中富集、分离、测定一体化的毛细管电泳分离分析技术，解决毛细管电泳手性氨基酸复杂样品分离分析中的非特异性吸附，定量、定点富集困难以及不能实现多种手性氨基酸同时分离测定，分离效率低、灵敏度差的关键科学问题。项目以正常人和待测疾病患者血浆中的手性氨基酸标记物为研究对象，通过手性氨基酸在涂层柱上特异性吸附富集，采用特异性溶剂洗脱分离，利用毛细管电泳电色谱技术，完成5-10组模型手性氨基酸的分离测定，实现氨基酸标记物的富集、分离、测定的一体化，实现重大疾病早期预警的目的。本研究不仅建立了一种的毛细管电泳开管柱涂层技术，发展了手性氨基酸在毛细管电泳分析中的应用，并且为各种重大疾病相关的手性氨基酸的分离分析提供了一种切实可行的研究方法。