国家生物医学分析中心
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1.色谱及其主要联用技术
色质联用技术，是高分离度的色谱 技术和高灵敏度及专一性的质谱的有机结合。色谱和质谱的结合，对生化分析有很大的进展。色谱优越的分离能力，可以将复杂体系中的物质进行分离，使得色谱分离出的组分不需要收集，浓缩，就可以直接分析，大大缩短了分析的时间。GCT的检测灵敏度可达到1pg, 精确度可达到5ppm以下，适合进行谱库检索，对未知化合物的分析鉴定可发挥巨大作用。液相色谱-三级四极杆串联质谱在定量研究，线性范围宽，灵敏度高，是十分有效的检测手段。应用母离子扫描，子离子扫描，中性丢失等先进技术，还可以对待测样品的结构进行判定。GC-MS，LC-MS/MS在药物研究，代谢产物的分析，药代动力学研究，天然产物分析，疾病诊断，代谢组学研究，食品、环境中有害物质分析中都可发挥巨大作用。
中心2003年引进的气相色谱-飞行时间质谱联用仪（GC-TOF-MS）和液相质谱仪（液相色谱-三级四极杆串联质谱）已完成了大量的相关工作。
2.高效毛细管电泳分析
高效毛细管电泳（HPCE）是从传统电泳发展而来的，是电泳技术与色谱技术的完美结合。它以高压(可达30kV)下产生的强电场为驱动力，以小内径的石英毛细管(常用25～100 μm)为分离通道，依据各组分之间电泳淌度或分配系数的差异实现分离。HPCE具有快速、高效、操作方便、样品消耗少、应用范围广等特点。根据分离模式的不同，HPCE分为毛细管区带电泳(CZE)、胶束电动毛细管色谱（MECC）、毛细管凝胶电泳(CGE)、毛细管等电聚焦电泳(CIEF) 、毛细管等速电泳(CITP)、毛细管电色谱(CEC)。此外，以有机溶剂代替水配制缓冲溶液的非水毛细管电泳(NACE)也有应用报道。
HPCE在分子生物学、医学、药学、化学、环境保护的领域有极其广泛的应用，本室的P/ACE5000型高效毛细管电泳仪配有紫外和激光诱导荧光（LIF）检测器，提供小分子、手性化合物、DNA、氨基酸、蛋白质等生物大分子方面的分析服务。
3.蛋白质序列分析
蛋白质序列分析一直是蛋白质化学中一项具有战略意义的工作。通常使用专一化学试剂或具有不同水解专一性蛋白酶，得到有可能重叠的序列的肽段，从而推断出蛋白的氨基酸序列。蛋白质的一级结构是其高级结构的基础，因此，蛋白质序列分析对于获得有关高级结构的信息是一个很有用的基础。 蛋白测序提供的信息可以确定组成蛋白质的氨基酸的种类，确定蛋白质N-末端的氨基酸序列，确定新的蛋白质，通过DNA重组技术构建寡核苷酸探针；根据免疫学机理制备抗多肽的抗体。 N-末端序列分析也是生物技术药物结构确证的一项重要指标，它可以确保所表达的目的蛋白的正确性。除提供常规服务外，还可提供：
（1）封闭蛋白的序列测定
当蛋白质或多肽的N-端含有封闭基团时，无法利用Edman降解获得N-端氨基酸序列的信息。天然的蛋白质有许多都是封闭的，据文献报道估计在真核细胞中，约有80%的可溶性的蛋白是N-末端封闭的，必须通过去封闭的方法，将N-末端的封闭基团去除，才有可能进行N-末端序列分析。
通常认为比较常见的N-末端封闭的基团有乙酰基，甲酰基和焦谷氨酰基等（见表）。
（2）含有半胱氨酸的蛋白质序列测定
由于在PTH-AA分析的体系中，PTH-C在该系统中没有色谱峰，必须对半胱氨酸进行修饰才能进行测定。图中是我们对重组人干扰素进行修饰后获得的序列测定图谱，图中明显地标示了半胱氨酸的位置。（C为修饰后的半胱氨酸）
4.生物质谱技术
主要设备
- 毛细管液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间串联质谱仪（英文简称LC-ESI-MS-MS，英国Micromass公司生产，商品名称为Q-TOF2）
- 带有PSD功能的基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（英文简称MALDI-TOF-MS，德国Bruker公司生产，商品名称为Reflex III）
- Platform电喷雾质谱仪（英文简称ESI-MS，英国Micromass公司生产）
- TofSpec基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（英文简称MALDI-TOF-MS，英国Micromass公司生产）
主要技术及其应用
- 高通量蛋白鉴定技术（肽质量指纹图、肽序列标签和De Novo测序）
- 抗原和抗体、配基和受体等生物分子间非共价键相互作用的生物质谱分析
- 糖苷内切酶解-肽质量指纹谱技术：蛋白质糖基化含量位点和糖链的结构分析
- 碱性磷酸酯酶解-肽质量指纹谱技术：蛋白质磷酸化含量位点分析
- 巯基烷基化-肽质量指纹谱技术：蛋白质游离巯基测定和二硫键定位技术
- 化学修饰-肽质量指纹谱技术：抗原决定簇、大分子相互作用的结合部位和蛋白质的高级结构
- 药物和有机化合物的低分辨和高分辨电子轰击质谱和快原子轰击质谱分析
- 多肽、蛋白质的飞行时间质谱和电喷雾质谱分子量测定、结构鉴定与肽谱分析
- 寡核苷酸、糖蛋白、多糖等大分子的生物质谱研究
- 蛋白质结构N-端、C-端及侧链的修饰
- 蛋白质非端基序列分析、二硫键定位
- 高分辨、高灵敏的气相色谱--质谱联用分析混合物
- 重组产品的质量监控
- 高分辨质谱和数据库检索
- 多糖结构分析：测定糖的类型和连接方式以及氧化还原特性
- 核酸分析：测定核酸的分子量和可能的组成，以及修饰情况
5.超导核磁共振技术
Unity-Inova 600超导核磁共振谱仪：磁场强度14.1特斯拉，对应质子共振频率600兆赫兹。拥有三个射频通道，每一通道均有脉冲波形发生器，有Z轴脉冲梯度场和梯度波形发生器，可进行氘去偶。备有5毫米Z梯度场反式检测三共振探头，5毫米宽带探头，5毫米氢/氟三共振探头（可检测1H，同时对19F去耦）。精密温控组件和FTS冷却器使谱仪可以进行长时间的低温实验。随机软件带有Varian公司的标准脉冲序列，蛋白质脉冲序列包，潘多拉盒子（产生任意选择激发脉冲）等程序。
该谱仪可以观测1H，13C，15N，17O，19F，31P以及绝大多数可观测核素；可以进行几乎所有的一维、二维和三维核磁共振实验。核磁共振可以测定液态或可溶的有机化合物的结构，包括对有机合成药物和天然产物有效成分进行结构鉴定或结构确证，是新药研究和天然产物研究不可缺少的重要技术手段，也是目前研究生物大分子溶液三维构象的唯一手段。
提供服务和研究范围：
- 合成及天然药物结构解析
- 新药报批的结构确证
- 对映体纯度或对映体过量（ee）的测定
- 硫代寡核苷酸硫代纯度测定
- 蛋白质空间结构测定
- 蛋白质-配体相互作用
- 以生物大分子为靶标的新药研究
- 代谢组学研究
6.双向电泳技术
蛋白质双向电泳是蛋白质组学研究最基本和最重要的技术之一。本中心承担了蛋白质组研究的国家自然科学基金重大项目，并成立了“蛋白质组开放实验室”，对与人癌症相关的器官、组织或细胞中蛋白质的变化特征进行较为深入的研究，本实验室配置了多套双向电泳及一维电泳设备，主要包括：
1）一维等电聚焦仪IPGphor（A-Pharmacia)
该设备为双向电泳及一维等电聚焦专用设备，可将电压升至8000V，在蛋白质等电点方向的分辨率可达0.01pH。
2）垂直电泳系统PROTEAN II XI 2-D cell
该设备可在垂直方向上运行20´20cm，1mm厚的变性或天然凝胶，既可进行一维蛋白质分析和制备分离，也可配合7cm等电聚焦系统进行双向电泳的第二维分离。
3）垂直电泳系统MIN VE
该设备可在垂直方向上运行10´10 cm、0.75mm厚的变性或天然凝胶，既可进行一维蛋白质分析和制备分离，也可配合7cm等电聚焦系统进行双向电泳的第二维分离。
4）双向电泳分析软件ImageMaster 2D Elite 3.01
该软件对双向电泳分离蛋白质进行蛋白点识别检测、背景消除、等电点和分子量校正、凝胶对比和差异定量分析等。也可对基因或蛋白芯片、薄层层析进行定量分析或识别。
5）蛋白转印系统MINI VE BLOT MODULE
可以配合一维或二维凝胶进行蛋白转印，配合下一步氨基酸组成分析或蛋白端基序列测定。
6）Ettan DALT II 系统（A-pharmacia)
可同时进行12块24cm干胶条的二维电泳系统，其制冷、电源等关键部件实行了一体化。
7.红外光谱技术
本实验室购置的FTIR仪器为Bio-Rad公司FTS－65A型傅里叶变换红外光谱仪，外接UMA－500型红外显微镜，并配备了GC/FTIR光管接口。
主要应用领域：
（1）常规测试：
分析鉴定有机和无机化合物的分子结构，药物定性、定量分析，应用气相色谱-红外光谱联用，可对复杂的混合物进行剖析。
（2）蛋白质、核酸等生物大分子的二级结构测定：
研究多肽和蛋白质结构与功能关系、蛋白质与配体结合以及与药物的相互作用研究，探索出测定多肽和蛋白质水溶液中二极结构的光谱分析方法。
（3）对细胞膜结构、功能和跨膜信号传导机制探索研究：
从完整的生物体系到简化生物模型，采用各种光谱手段对细胞膜的结构、功能和跨膜信号传导机制进行探索，例如红细胞膜带 III 蛋白对于Cl-转运的构象调整；膜血型糖蛋白A在麦胚凝集素作用下的结构变化；牛胰多肽与膜脂的作用机理以及镉、镍重金属离子对细胞膜的损伤等研究。
（4）对肿瘤和神经组织或细胞的显微红外光谱分析：
通过跟踪生物组织中核酸、蛋白含量与结构的变化来研究基因、蛋白质与组织病变的关系。样品一般无须做化学处理，冷冻样品最为合适。
最新业务
1.（ICP-MS） 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）
ICP-MS是80年代发展起来的一种新型的元素和同位素分析技术，它提供了最低的检出限（从ppq到ppt）、最宽的动态线性范围（可达9个量级）、谱干扰少、精密度高、分析速度快（通常的分析时间为1~5min）、样品用量少（血液<0.2mL，土壤100mg）、多元素同时分析（从Li到U的70多种元素同时测定）以及精确的同位素分析等。ICP-MS的具体应用如下：
环境分析：土壤、水质、空气（包括大气采样）的污染程度及污染源项分析；临床医学：生物样品中微量元素分析及其在癌症等疾病早期诊断中的应用，血液和尿液等样品量仅需要0.2mL，已开展了职业病普查和儿童尿铅普查等工作；食品及化妆品的安全性评价：有毒重金属元素分析；地球科学：同位素比值及元素构成分析，包括稀土元素分析；电子工业：痕量金属元素分析；核医学：同位素分析。
主要应用：
- 环境分析：土壤、水质、空气（包括大气采样）的污染程度及污染源项分析。
- 临床医学：生物样品中微量元素和有毒重金属分析，如血液和尿液(样品量仅需要0.2~0.5mL)，已开展了职业病普查和儿童尿铅普查等工作。
- 药学：药物的质量控制。
- 食品及化妆品的安全性评价：微量元素和有毒重金属元素分析。
- 核医学：同位素分析。
- 其它科学研究
2.（GC-TOF-MS）气相色谱-飞行时间质谱联用仪
飞行时间质谱（TOF）已经成为质谱的主流发展技术，它具有高灵敏度、高分辨率、选择性强、样品用量少、分析速度快等优点。GCT的全扫描灵敏度要比四极杆质谱仪高出100倍，分辨率大于5000（FWHM），准确质量测定的误差小于5ppm，可获得每个分子和碎片的元素组成，结合标准谱库检索，即可对未知组份进行结构分析和确认。
主要应用领域：
- 天然产物，环境污染，农药农残，石油化工，药物分析等领域的有着广泛应用。
- 有机化合物的结构分析。
- 化合物指纹谱的精确分子量。
- 元素组成的测定。
- 复杂混合物组份的定性分析。
3.蛋白质组开放实验室
详情请见：蛋白质组学技术平台
4.环境污染监测与评价
一、项目
（1）民用建筑工程室内环境污染监测与评价 放射性氡气水平 石材、瓷砖的放射性水平 甲醛、氨气、总挥发有机物浓度 油漆和涂料中有害重金属含量 工程竣工室内环境质量验收
（2）建设项目的环境影响评价
民用建筑环境影响评价 民用建筑场地土壤氡浓度测定 医用射线装置（ECT, PET, X射线等）的环境影响评价 宾馆、餐厅等的环境影响评价
（3）微量元素和有毒重金属的分析
血液、尿样中微量元素和有害重金属含量分析。 环境样品（土壤、植物、牛奶、饮用水）中重金属污染分析。 其他有害气体的分析
（4）有害气体成分测定
空气中苯、甲苯、甲醛、总挥发物性有机（TVOC）等的含量分析 建筑材料中甲醛、苯及其他有害气体的含量分析 半导体材料中稀土元素的分析。 建筑材料中有毒重金属含量的监测等。
（5）放射性核素监测与评价
环境、生物样品中Pu，U，Th，99Tc，129I等核素的分析。 环境样品、生物样品中同位素比值分析（235U/238U，239Pu/240Pu等）。 放射性污染监测与评价。
（6）国防环境科研、环保科技咨询
（7）军事特种污染源的监测和治理
二、监测资质和资格
所有监测项目已经通过国家实验室认可和计量认证，可出具具有法律效力的监测报告。
权威专家可对监测结果进行评价和分析。
