用于抗结核药物异烟肼检测的碳点/二氧化锰纳米探针的构建

采用微波法快速合成了一种生物相容性好、稳定性高的荧光碳点（CDs）,并将该碳点与二氧化锰纳米片（MnO2）混合形成纳米荧光探针用于抗结核药物异烟肼（INH）的检测。采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT－IR）、紫外可见光谱（UV－Vis）和荧光光谱等手段对碳点和二氧化锰纳米片的形貌、成分、表面基团进行了表征。实验发现,MnO2纳米片通过荧光共振能量转移（FRET）猝灭CDs的荧光,而加入的INH可与MnO2纳米片发生氧化还原反应使后者降解,进而使CDs的荧光得以恢复,基于此构建了一种定量检测INH的纳米荧光探针。该探针对INH表现出良好的灵敏度和选择性,对INH检测的线性范围为0.5 ~ 60 μmol/L,检出限为0.02 μmol/L,并成功地应用于血样、尿样以及片剂中INH的测定,回收率分别为94.8% ~ 116%,99.0% ~ 105%和96.8% ~ 102%,相对标准偏差均小于5%,结果令人满意。该探针为INH的检测提供了新的思路,在生物样品检测方面具有广阔的应用前景。     

新型类过氧化物纳米酶NC@MIL－100（Fe）的制备及其对生物硫醇的测定

该文利用针状焦（NC）与金属有机框架（MOFs）材料MIL－100（Fe）间的静电相互作用,制备了新型纳米酶NC@MIL－100（Fe）,并将其应用于生物硫醇的分析。新材料不仅可充分利用针状焦固有的类酶活性,其片层结构也能够有效改善MIL－100（Fe）的团聚现象,提高材料的整体催化效果。与单独使用针状焦和MIL－100（Fe）作为纳米酶相比,NC@MIL－100（Fe）对底物的亲和力更强,催化反应速度更快,表现出良好的类过氧化物酶催化活性。以3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）和H2O2为底物对其性能进行评价,得到的米氏常数（Km）分别为0.27 mmol/L和0.43 mmol/L,比辣根过氧化物酶小1.61倍和8.6倍。将该材料用于生物硫醇的分析,谷胱甘肽和半胱氨酸检测的线性范围分别为3 ~ 70 μmol/L、1 ~ 80 μmol/L,检出限分别为0.33 μmol/L和0.22 μmol/L。该法具有线性范围宽、检出限低且选择性良好的特点,用于人血清中生物硫醇浓度的检测取得了良好的效果。     

基于dsDNA模板的荧光铜纳米簇探针用于药物中乙酰半胱氨酸的无标记快速检测

以乙酰半胱氨酸为研究对象,以双链DNA为模板合成的铜纳米簇为荧光探针,建立了一种无标记荧光快速检测方法,并应用于药物的检测。研究发现,乙酰半胱氨酸与铜纳米簇之间可形成Cu-S金属配位键,随着乙酰半胱氨酸浓度的增加,铜纳米簇的荧光强度能够被有效地淬灭。在优化的条件下,方法对乙酰半胱氨酸检测的线性范围为0.2～2.5μmol/L,检测限为42.0 nmol/L,当其他分析物浓度高出10倍时,荧光强度几乎没有变化。该方法在药物样品中对乙酰半胱氨酸的检测,不需要任何荧光染料标记或复杂的DNA序列设计,检测过程均在室温下10 min内完成,加标回收率为99.0%～100.7%。方法适用于低浓度范围内乙酰半胱氨酸的检测。     

一种检测生物硫醇荧光探针的合成与应用

基于硫醇诱导的迈克尔加成反应阻断探针的光诱导电子转移过程(PET)合成了一种基于氟化硼络合二吡咯甲川(Bodipy)类染料的荧光探针,该探针具有高灵敏度和选择性,可在生理条件下检测硫醇。利用核磁和高分辨质谱对探针结构进行了表征。当向探针溶液加入硫醇(0~1 000μmol/L)时,可在探针溶液的绿色光谱区域引起一个显著的荧光增强响应(增强至150倍)。同时,探针可以检测相对较低浓度的硫醇,对于含有硫醇的氨基酸(半胱氨酸、谷胱甘肽和高半胱氨酸)的检出限分别为4.5×10~(-7),1.2×10~(-7),2.1×10~(-7)mol/L。此外,相对于其他氨基酸,探针对硫醇具有较高的选择性和灵敏度。该方法成功实现了细胞内硫醇的荧光成像,证明该荧光探针在生物体系中具有潜在的应用能力。     

模板合成银纳米颗粒/DNA复合物：生物硫醇的高效荧光传感平台设计

金属纳米颗粒经常被用作纳米猝灭剂构建高效荧光传感平台.在本工作中,以FAM标记的DNA为模板,通过还原Ag＋制备得到银纳米颗粒（AgNPs）.由于AgNPs与DNA间稳固的结合,模板合成AgNPs呈现出很高的猝灭效率并可用作超猝灭剂以构建生物荧光传感平台.作为一种尝试,模板合成的DNA-AgNPs复合物被用作生物硫醇荧光检测.通过形成S-Ag键,硫醇与AgNPs发生作用并将FAM标记DNA从AgNPs表面取代下来,FAM荧光恢复.由于低的荧光背景信号,该传感器具有高信背比.此外,DNA-AgNPs复合物呈现出很好的稳定性,可应用于复杂的实际样品.为验证其在实际样品中检测生物硫醇的可行性,测定了人类尿样中的硫醇含量,其结果显示人类尿样中的硫醇总含量为229μM到302μM.为验证结果的可靠性,少量Cys被额外加入到尿样中,其回收率经测定为98%～103%.     

一种基于查尔酮衍生物的荧光探针对巯基氨基酸的检测及细胞成像

生物硫醇(如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)及谷胱甘肽(GSH))与生物体和细胞中的许多生理和病理过程密切相关。荧光探针是对生物硫醇灵敏检测与成像的有力工具。本文合成了一种可检测生物硫醇的基于2′-羟基查尔酮荧光团开启型荧光探针1。探针中的2,4-二硝基苯磺酸酯基团既作为反应识别基团,又作为荧光猝灭基团。在DMSO/Tris(体积比8/2,pH=8.4)中,探针1与生物硫醇反应后释放出前体化合物3,3具有激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)特性,从而导致长波长荧光发射及较大的斯托克斯位移。探针1具有合成简单、灵敏度高、选择性高、细胞毒性低等优点,可以方便地检测溶液和活细胞中的生物硫醇。     

小分子生物硫醇荧光探针研究进展

半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和还原型谷胱甘肽(GSH)等小分子生物硫醇在人的生理活动中起着重要作用.近年来,生物和环境样品中小分子生物硫醇的检测引起科学家们极大的兴趣,生物硫醇荧光探针和比色传感器得到快速发展.根据探针与生物硫醇的反应机理,包括利用小分子生物硫醇中巯基与探针反应、巯基和氨基协同与探针反应,综述两年来生物硫醇小分子荧光探针的设计、合成与应用进展.     

选择性生物小分子硫醇荧光探针的研究进展

谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)作为生物体内含量较高的生物硫醇,在生物系统中起着重要作用。近年来,生物与环境样品中小分子生物硫醇的检测引起科学家们极大的兴趣,生物硫醇荧光探针和比色传感器得到快速发展。同时,作为更加精确的检测手段,选择性生物硫醇荧光探针的研究也得到了极大的关注。本文根据选择性生物硫醇荧光探针与生物硫醇的反应机理:醛基环化反应、丙烯酸酯加成环化反应、自然的化学连接反应、芳环取代重排反应和亲核加成-亲核取代反应,综述了近年来选择生物硫醇荧光探针的设计、合成与应用进展。     

金纳米粒子富集-高效液相色谱同时测定人血浆中三种氨基硫醇

建立了金纳米粒子富集-高效液相色谱-紫外检测(HPLC-UVD)同时测定人血浆中3种氨基硫醇(半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(Hcys)、谷胱甘肽(GSH))的新方法。以Tween 20修饰的金纳米粒子作为选择探针萃取富集氨基硫醇。经二硫苏糖醇脱附后,采用SpursilTM C18柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm)分离氨基硫醇,以60 mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 2.0)等度洗脱,检测波长为200 nm。3种氨基硫醇的浓度分别在0.025～350 μmol/L、0.02～60 μmol/L、0.01～50 μmol/L内与峰面积具有良好的线性关系,相关系数均高于0.99。方法检出限(信噪比为3)分别为5.0、6.0和2.5 nmol/L,回收率为92.8%～106.0%。该方法能显著降低血浆样品中内源性物质的干扰,提高HPLC-UVD的选择性和灵敏度。将该方法应用于心血管病人血浆中上述氨基硫醇的分离测定,结果显示: 与对照组相比,疾病组血浆中的Hcys和GSH水平存在显著性差异,Cys不存在显著性差异。     

基于萘酰亚胺的生物硫醇探针的合成及对含硫醇氨基酸的检测

合成了以4-羟基萘酰亚胺为荧光团,2,4-二硝基苯磺酰氧基为特异性识别基团的生物硫醇探针4-(2,4-二硝基苯磺酰氧基)-正丁基-1,8-萘酰亚胺(DNSBN).吸收光谱和荧光光谱结果表明, DNSBN对半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)3种生物硫醇分子具有高效的检测识别能力,不受其它17种天然氨基酸的干扰.同时,通过荧光滴定实验证实了此探针是一种比率型探针,555 nm处的荧光强度与溶液中的生物硫醇分子浓度在0 ~ 20 μmol/L范围内呈良好的线性关系,对Cys、Hcy和GSH的检出限(3σ)分别为25.9、92.0和77.9 nmol/L.而吸收光谱、荧光光谱和质谱表征数据显示,生物硫醇与2,4-二硝基苯磺酸酯发生亲核取代反应并导致磺酸酯的分解.随着识别基团的解离,探针分子的d-PeT (donor-excited photoinduced electron transfer) 效应被解除,并出现非常明显的比色与荧光变化.HeLa细胞成像实验表明,探针DNSBN具有良好的生物相容性,能够对细胞外源性生物硫醇分子进行检测.     

一种基于硝基烯烃的硫醇荧光探针的合成及生物成像研究

生命体内小分子硫醇,如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH),在多种生理和病理过程中发挥重要作用.以氟硼二吡咯(BODIPY)为荧光团,硝基烯烃为识别基团,经三步简单有机合成,构建了一个打开型硫醇荧光探针.密度泛函理论计算结果表明,硝基通过光诱导电子转移(PET)机制淬灭BODIPY荧光.光谱测试结果表明,探针与硫醇发生迈克尔加成反应,响应迅速,选择性好,灵敏度高,对GSH的检测极限低至11×10~(-9) mol/L.荧光共聚焦成像结果表明,探针可用于HeLa细胞和斑马鱼内源生物硫醇荧光成像研究.     

罗丹明B硅纳米粒子探针及其在蛋白芯片检测中的应用

本工作将罗丹明B分子通过共价结合的方式成功地包裹在二氧化硅纳米粒子中,制备的纳米粒子荧光强度和罗丹明B分子相比提高了1000倍.对此硅纳米荧光粒子进一步进行了链亲和素修饰,成功制备了可特异性结合生物素修饰蛋白的纳米荧光检测探针.以反相蛋白质芯片检测为模式,研究了此探针对微量蛋白的检测性能.实验中将不同微量浓度的人IgG固定于醛基修饰玻璃片表面,并加入生物素标记的抗人IgG,结果显示在800fg～100pg含量的微量蛋白检测中此纳米荧光探针具有良好的线性关系,最小蛋白检测量可达100fg.与商品化亲和素偶联cy3荧光探针对比分析发现,本方法制备的荧光探针对蛋白的检测灵敏度可提高8倍,且具有成本低,生物修饰简单等优点.     

富含胞嘧啶单链DNA-银纳米簇荧光探针用于S1核酸酶的灵敏检测

以富含胞嘧啶（C）的单链DNA为模板合成银纳米簇,将其作为功能化探针,建立了一种无标记荧光检测S1核酸酶的方法.S1核酸酶可以特异性识别单链DNA,在最适的酶催化反应条件下,可将其降解为单核苷酸或寡核苷酸片段.当S1核酸酶不存在时,富含C的单链DNA可以有效地合成荧光银纳米簇;当S1核酸酶存在时,单链DNA模板被特异性识别并降解,导致无法形成银纳米簇,使体系荧光信号降低.实验结果表明,银纳米簇的荧光强度随着S1核酸酶浓度的增加而降低.在优化的条件下,体系荧光信号（F/F₀）与S1核酸酶的浓度在5.0×10^-5~4.0×10^-3 U/μL范围内呈线性关系,检出限为2.0×10^-6 U/μL.该荧光探针选择性好,可用于RPMI 1640细胞培养基中S1核酸酶的检测,回收率达到91.8%~109.5%.     

基于聚多巴胺纳米粒子的荧光增强型探针检测乙酰胆碱酶

以多巴胺盐酸盐为原料,在碱性条件下通过氧化反应制备聚多巴胺荧光纳米粒子(F-PDA),再与二氧化锰(MnO_2)纳米片进行复合,构建了用于检测乙酰胆碱酶(AChE)的F-PDA@MnO_2复合物荧光探针。MnO_2纳米片和F-PDA复合,体系的荧光被猝灭。在底物乙酰硫代胆碱(ATCh)存在下,加入AChE后,体系荧光恢复,恢复程度与AChE浓度在5.0～100 mU/mL范围内呈良好的线性关系,检出限为0.14 mU/mL(S/N=3)。该方法用于缓冲溶液中AChE的检测,加标回收率为89.5%～120%,相对标准偏差为1.6%～2.5%,且具有较高的选择性。可为基于F-PDA传感体系构建提供新的方法学模型。     

基于金纳米簇-牛血清白蛋白无酶无标记荧光探针测定芦丁的研究

以牛血清白蛋白（BSA）为模板,制备了金纳米簇－牛血清白蛋白（AuNCs－BSA）荧光探针,构建了一种无酶无标记检测芦丁的荧光传感分析方法。采用透射电镜（TEM）、紫外－可见光谱（UV－Vis）、荧光光谱（FL）表征了AuNCs－BSA的形貌和光学特性。实验结果表明,当存在芦丁时,由于BSA与芦丁的亲和力强于AuNCs,AuNCs从BSA中释放出来,导致体系的荧光猝灭。在优化实验条件下,AuNCs－BSA荧光探针对芦丁检测的线性范围为0～60 μmol/L,检出限（S/N = 3）为0.63 μmol/L。实际样品在低、中、高3个水平下的加标回收率为99.0%～103%,相对标准偏差小于3%。该荧光探针制备简单、无需任何标记、灵敏度高,为实际样品中芦丁含量的测定提供了一种简单、可靠、有效的方法。     

上转换纳米粒子-分子印迹复合荧光探针检测黄芩苷

构建了一种近红外激发上转换纳米粒子-分子印迹（UCNPs@MIPs）复合荧光探针，并应用于尿液中黄芩苷的检测。以黄芩苷作为模板分子，采用溶胶凝胶技术将SiO2包覆的上转换纳米粒子封装到分子印迹聚合物中。当模板分子被去除后，该复合材料留下特异性结合位点，与黄芩苷之间可产生静电引力相互作用。黄芩苷可使上转换纳米粒子发生荧光猝灭实现对其选择性荧光分析。最优条件下，黄芩苷的浓度在0.1～50μmol/L范围线性良好，检出限为0.03μmol/L，尿液样品的加标回收率为94.0%～100.5%，相对标准偏差为1.3%～3.9%。该方法可实现对黄芩苷的选择性检测。     

基于金纳米簇探针的荧光猝灭检测铁离子

以D-色氨酸为保护剂和还原剂, 采用水热法快速制备了具有强荧光的金纳米簇(D-Trp@AuNCs); 以其作为荧光探针, 建立了基于荧光猝灭的选择性高灵敏检测Fe³⁺的传感方法. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和红外光谱(IR)等手段对制备的金纳米簇进行了表征, 并利用荧光光谱研究了D-Trp@AuNCs的荧光性能. 结果表明, D-Trp@AuNCs具有较好的生物相容性, 其最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为460 nm; 向金纳米簇溶液中加入Fe³⁺后, D-Trp@AuNCs的荧光发生明显猝灭, 其猝灭程度与Fe³⁺的浓度在0.3~500.0 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限为33.1 nmol/L(S/N=3). 将该荧光探针用于实际水样中Fe³⁺的检测, 回收率为86.6%~106.5%.     

基于核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大与MoS2纳米片荧光碎灭性质的核酸检测方法

将核酸外切酶Ⅲ诱导的双重信号放大技术与MoS2纳米片的荧光猝灭性质结合,构建了一种高灵敏高选择性的DNA检测方法.首先设计两条末端修饰荧光基团的探针核酸(HP1和HP2).由于两条探针核酸具有3'粘性末端,使其不会被核酸外切酶Ⅲ降解,因而被吸附于MoS2纳米片而猝灭其荧光.当目标DNA存在时,会促使核酸外切酶Ⅲ启动双重信号放大反应,并将探针核酸降解成大量的不能吸附于MoS2纳米片表面的荧光碎片.在优化条件下,目标DNA浓度在0.5~6.0 pmol/L范围内与荧光信号变化呈良好的线性关系,检出限为0.28 pmol/L.与单重信号放大技术相比,本方法极大改善了分析灵敏度和检出限,且具有良好的单碱基错配区分能力.     

基于发光共振能量转移的比率型上转换荧光纳米探针检测次硝酸

次硝酸（Nitroxyl，HNO）由一氧化氮（NO）经单电子还原和质子化作用产生，在生理和病理过程中都有着重要作用.本工作构建了一种基于发光共振能量转移（Luminescence resonance energy transfer，LRET）的比率型上转换纳米探针用于检测生物体系中HNO含量.该探针以上转换纳米颗粒（Upconversion nanoparticles，UCNPs）为能量供体，有机染料Fl-TP为能量受体构建.Fl-TP能特异性识别HNO并与之反应生成Fl-HNO，Fl-HNO在400～500 nm处具有明显的吸收峰，与UCNPs的蓝色发射光谱重叠，从而发生LRET过程.随着HNO浓度增加，Fl-HNO的荧光强度（F_{525 nm}）逐渐增强，UCNPs的荧光强度（F_{480 nm}）逐渐下降，比率信号（F_{525 nm}/F_{480 nm}）逐渐增加，并与HNO浓度对数呈良好的线性关系，该探针的线性检测范围为3～100 μmol·L^－1，检出限23.4 nmol·L^－1.实验结果表明该比率探针特异性强，灵敏度高，并可成功实现在活细胞和生物组织中HNO的检测.     

稀土掺杂无机纳米晶及其时间分辨荧光生物检测应用

时间分辨荧光生物标记作为一种灵敏的非放射性标记技术,在科研及医疗机构已获得广泛应用。传统的时间分辨荧光标记以稀土螯合物作为分子探针,存在着光化学稳定性差、长期生物毒性以及价格昂贵等缺点。稀土掺杂无机纳米晶因其优异的光化学与光物理性能,是目前普遍看好且有望成为替代稀土螯合物的新一代时间分辨纳米荧光探针。利用稀土纳米探针的长寿命发光,结合时间分辨探测技术,可以有效抑制短寿命的背景荧光干扰,显著提高生物检测的灵敏度和信噪比。本文系统地介绍了稀土掺杂无机纳米晶独特的发光性能及其作为时间分辨纳米荧光探针在疾病标志物体外检测方面的最新研究进展,并对该领域的未来发展方向和趋势进行了深入探讨。