基于生物敏感界面对重金属离子的检测研究进展

介绍了近年来重金属离子检测的研究现状,综述了电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用及其在检测灵敏度、选择性、响应速度、易于操作与实时在线检测方面的优点,阐述了基于生物敏感界面构建的电化学生物传感器在重金属离子检测中的重要作用。分类讨论了国内外一些典型的特异性识别重金属的生物受体,如核酸类,蛋白质类有氨基酸、酶、抗原抗体,细胞微生物等用于构建敏感界面而开发的生物传感器在重金属离子检测领域的进展与成果,以及在构建敏感界面的过程中各种新型纳米材料如金属纳米粒子、碳纳米材料、纳米复合材料等的应用对传感器检测效果的影响。最后结合生物传感器的现状及相关学科的发展,展望了电化学生物传感器在重金属离子检测领域的发展方向。     

双烟酰基取代的类环肽合成及对二价铜离子的配位研究

在模拟蛋白质的分子识别功能方面,人工合成以氨基酸为主要结构单元的环肽由于更接近于生命物质,因此作为主体分子来模拟生命现象更贴切.目前,这方面的研究主要集中在环肽对碱金属、碱土金属以及磷酸酯的识别或跨膜传输等方面.环肽通过骨架或侧臂与过渡金属离子的配位研究也仅有几例.实际上,许多过渡金属,如Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)等在稳定蛋白质的构象及增强.     

一种新的荧光素类荧光探针的设计合成及其对血清中组氨酸的选择性标记

组氨酸是人类必需的一种氨基酸 .它含有高反应活性的咪唑环 ,并在生物体系中金属离子的传输和神经递质的传送等方面起着重要的作用 [1,2 ] .所以 ,生物体液中组氨酸的选择性测定对生物化学的研究具有重要意义 .然而 ,由于各种氨基酸在结构及性质上的相似性 ,选择性测定单独的氨基酸常常需要借助如高效液相色谱和毛细管电泳等一些分离技术才能完成 .各种化合物的官能团反应可为一些高选择性的分子识别提供基础[3] .目前各种主体分子 ,包括荧光纳米探针和分子印迹聚合物等在生物分子的选择性识别方面发挥着重要的作用[4～ 6 ] .环氧氯丙烷作为…     

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。     

聚乙二醇化靶向环肽的固相合成及其对阿霉素的结构修饰研究

用环肽c[CNGRC](即半胱氨酸-天冬酰胺-甘氨酸-精氨酸-半胱氨酸,其中NGR序列对肿瘤细胞有靶向作用)对阿霉素进行修饰,并且在c[CNGRC]的N端引入聚乙二醇衍生物以提高其稳定性。碘单质作为氧化剂和半胱氨酸侧链保护基的脱保护试剂,在将两个半胱氨酸的侧链保护基脱除的同时将两个巯基氧化形成二硫键,而不影响其他保护基团,从而实现在树脂上对肽的环化,为多肽环化提供了一种高效便捷的方法。多肽合成、聚乙二醇修饰及环化反应均采用固相合成法并优化了反应条件。将所制备的甲基六聚乙二醇乙酸和己酸修饰的CNGRC环肽在EDC/HOBT/NMM作用下与阿霉素连接,合成了具靶向潜力的阿霉素衍生物。     

二茂铁类环肽的合成与分子识别研究

设计并合成了两个系列含二茂铁单元的1+1型和2+2型类环肽,用循环伏安法研究了1+1型二茂铁类环肽与含氧负离子和卤素负离子的包合作用.结果表明,类环肽能很好地识别这些常见的负离子.¹HNMR研究发现,类环肽对负离子的识别作用主要是通过类环肽酰胺键中氢与客体负离子形成分子间氢键实现的.     

手性配位体交换流动相添加剂法拆分对映体

综述了手性配合基交换色谱法通常采用三种手性相系统中的流动相添加剂方法。主要内容有：（Ａ）手性配合基交换机制,给出了描述对映体对在色谱系统中的保留时间和分离选择性的公式,包括手性选择剂在固定相和流动相中的各种不同情况。公式表明整个色谱往系统的对映体选择性不同于溶液中所存在的选择剂与被选择物作用的情况;（Ｂ）影响配合交换的参数,讨论了金属离子、金属离子／配位体比率、金属离子络合物浓度、固定相、流动相ｐＨ、洗脱顺序、有机调节剂、离子对试剂、流动相离子强度、温度、立体选择性和手性交互识别;（Ｃ）应用。     

官能团化香豆素并[4,3-d]吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物的合成及其对锌离子的选择性识别

在硫酸铜催化下,通过3-乙酰乙酰基香豆素与5-氨基吡唑的加成环化反应合成了一系列官能团化的香豆素并[4,3-d]吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物3a~3h.合成得到的部分化合物具有很高的荧光量子产率.利用荧光光谱考察了其与Ag~+、Cr~(3+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Sn~(4+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)等金属离子的作用,结果表明化合物3a和3b对Zn~(2+)具有很好的选择性识别能力.     

新型荧光环肽探针用于病变胶原蛋白的靶向检测

胶原蛋白是细胞外基质的主要成分,它在细胞分化、迁移、组织重塑和器官形态发生等大量生理过程中发挥着重要作用.作为关键的结构蛋白,胶原蛋白的过度降解与肿瘤等严重疾病的发生息息相关,已成为癌症分化、侵袭、转移以及癌症分期的重要诊断标准.因此,构建胶原蛋白的高效检测方法对肿瘤等相关疾病分子机制的解析和治疗方法的开发至关重要.环肽具有较为刚性的结构、高的酶稳定性和良好的药理特性等优点.本文利用邻苯二甲醛(OPA)与多肽序列中的赖氨酸和半胱氨酸反应,在(Gly-Pro-Hyp)n序列的基础上进行环化修饰,成功合成了一个环肽探针FAM-c CTP.组织染色的结果表明, FAM-c CTP不需要任何预处理,即可靶向识别小鼠和人的多种石蜡组织切片中的变性胶原.与特异性结合某种特定类型的胶原蛋白抗体相比, FAM-c CTP是广谱型探针,可用于选择性检测不同类型和不同物种来源的变性胶原蛋白.该环肽探针可以一直保持单链状态,不需要加热等预处理,克服了传统(Gly-Pro-Hyp)n探针的缺陷,为病变胶原蛋白的靶向检测和病理组织染色提供了新的工具.     

固相萃取材料在金属离子前处理应用中的研究进展

为避免摄入过量重金属、危害人类健康,应提高对金属离子的检测能力。常用的金属检测技术如电感耦合等离子体质谱、电热原子吸收光谱、火焰原子吸收光谱等可以有效识别痕量重金属,并且具有多组分分析能力以及检出限低、产量高等优点。但复杂样品本身浓度较低且基质干扰大,因此检测前需进行前处理以消除基质干扰,满足低浓度和小体积样品的检测需求。固相萃取是富集样品中金属离子常用的方法之一,开发能够进行高效、快速富集分离的固相萃取新材料及前处理技术是金属离子检测的关键。限制接触碳纳米管、纳米吸附剂、纳米粒子载体、磁性纳米粒子等纳米材料可提供大的比表面积和可调的官能团,以促进金属离子吸收,其优越的光学性能则可用于荧光和比色检测;高分子聚合物具有卓越的机械性能和化学稳定性,可用于微量金属粒子的前富集、分离和检测;离子印迹聚合物对目标离子具有选择性识别能力的空间结构,可以吸附待分离体系中的金属离子;双功能材料可同时进行多种金属离子的萃取和快速定量检测,新型的光敏络合物则可以将结合态的金属离子转变为游离态,使其被多种生物传感器快速检测,也可以研究生物体内金属离子的信号传递过程。该文综述了纳米材料、聚合物、功能材料等新型固相萃取材料的特点及在复杂样品前处理中的应用和研究进展,并对其未来发展方向进行了展望。     

金属离子对蛋白质的折叠、识别、自组装及功能的影响*

金属离子不仅影响金属蛋白的空间结构,还与生物大分子的识别、自组装等性质和生物功能密切相关。在很多蛋白质中,金属离子及其配合物可以诱导周围的肽段折叠成正确的结构,我们将其称为金属结合部位作为模板诱导的结构基序（Template-mediated structural motif,TMSM)。深入研究金属离子在蛋白质-核酸自组装体系中生物大分子交联及聚集体中的作用,对理解生命的无机化学基础具有重要意义。     

环肽合成进展

环肽由于其稳定的结构特性在生物模拟、药物设计、纳米与分子器件、生物传感器以及催化剂等方面起着越来越重要的作用。本文介绍了近年来环肽化合物的合成及其应用的一些进展。     

生物硫醇荧光探针的研究进展

生物硫醇(包含半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽)在生命活动中扮演了重要的角色,其浓度的异常变化与某些疾病息息相关,因此对硫醇的检测具有重要意义.荧光探针因具有灵敏度高、时空分辨率好、无损伤、可视化等优势,在生物硫醇的检测方面得到了高度重视.利用硫醇在分子结构上的共同点(含巯基的氨基酸)和差异(分子大小、亲核性、空间位阻、细胞内含量),可通过迈克尔加成、亲核芳基取代、加成环化等反应实现对硫醇的选择性检测.综述了近3年来硫醇荧光探针领域的研究进展.首先介绍了对硫醇有选择性识别的荧光探针,随后分类讨论了对半胱氨酸、高半胱氨酸和谷胱甘肽各具有特异性检测的荧光探针,并重点介绍了分子设计、识别机理、荧光性质和成像应用,初步探讨了部分探针在监测细胞生命活动中的作用,同时还对本领域的发展提出了展望.     

基于有机小分子的焦磷酸根荧光探针研究进展

焦磷酸根(PPi)作为一种重要的生物功能阴离子在生命科学、环境科学、药物领域和化学过程等方面起着非常重要的作用.鉴于荧光分析具有操作简便、灵敏度高等突出优点,设计合成高效的PPi荧光探针成为近年来超分子化学研究的热点之一.综述了近年来PPi荧光识别与传感的多种设计策略与原理,主要包括基于荧光增强或淬灭型识别,激基缔合物识别,荧光指示剂置换,静电或氢键作用识别等.DPA-金属离子络合物,尤其是DPA-Zn2+络合物,作为识别基团对PPi有着显著的亲和性和选择性识别能力.DPA-Zn2+络合物与多种荧光团或者荧光指示剂组合而形成的化学传感体系已经被广泛应用于PPi荧光识别与传感.     

环肽纳米管的应用研究

环肽分子通过主链骨架中C=O和N-H形成分子间网络氢键,以β-片层反平行方式堆积可形成中空管状结构。通过控制环肽的结构和尺寸,或修饰具有不同功能的基团,可获得多种结构和性能的肽纳米管。本文综述了环肽分子自组装成纳米管的应用研究成果。首先介绍了带合适疏水性侧链的环肽纳米管在模拟生物跨膜离子通道方面的实验和理论研究进展,重点论及环肽纳米管的结构、极性和侧链的疏水性等对离子通道传输行为的影响以及分子动力学（MD）模拟研究水通道的进展。进而介绍了环肽纳米管用作生物传感器模板,与功能性（如电性、光学性和磁性）纳米材料合成制备生物传感器的实验研究成果,接着介绍了环肽纳米管作为药物或药物载体潜在的应用前景,特别是在某些抗菌和抗感染药物开发设计中的应用以及环肽在不同极性的环境中自组装过程微观机制的MD模拟研究,最后介绍了环肽纳米管作为模板,制备磁性、电性纳米材料方面的实验和理论研究进展。     

促红细胞生成素B螺旋表面肽的代谢稳定性结构修饰：设计、合成及其提高的肾保护作用

肾脏缺血缺氧以及再灌注过程都将导致肾小管上皮细胞凋亡,使肾功能严重受损.肾脏的缺血再灌注损伤是移植肾功能延迟恢复的主要原因并能诱导急慢性排斥,影响肾存活率.近年来发现,衍生于促红细胞生成素（EPO）的B螺旋亚基亲水表面序列的肽链（HBSP）,对肾脏缺血再灌注损伤具有显著的保护作用,但其在体内极短的半衰期（约2min）极大地限制了它的临床应用.因此,本研究采用构象约束、全D-构型氨基酸替换和N-端封闭策略,设计了3种类型的EPOB螺旋表面肽衍生物,旨在提高其代谢稳定性环肽的设计采用了对氧化还原稳定的硫醚键和相对刚性的亚砜键两种环合方式.在多肽的合成上,采用微波辅助多肽自动合成和手工合成两种模式有机结合;优化了硫醚环合工艺,应用微波加热进行硫醚环肽的合成,大大提高了产率和效率;利用圆二色（CD）谱确定了亚砜环肽的相对构型.活性实验表明,相对于线性母肽HBSP,本文设计合成的代谢稳定衍生肽对大/小鼠肾脏缺血再灌注损伤均有显著提高的保护作用,且硫醚和R-构型亚砜环肽的肾脏保护活性强于S-构型亚砜环肽.而且,环化确实提高了功能肽的血浆稳定性.因此,本文合成的硫醚环肽一周一次注射剂量等效于线性肽HBSP一日三次剂量对小鼠肾损伤的保护作用.     

基于有机小分子的三磷酸腺苷荧光传感器研究进展

三磷酸腺苷(ATP)是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,在能量的储存,细胞呼吸作用和酶催化反应等生物活动过程中扮演着重要作用.因此,对于ATP在生物体内的研究至关重要.荧光检测技术具有操作方便、选择性好和灵敏度高等优点,设计合成高效的ATP荧光传感器是近年来生物化学和分析化学领域的研究热点.根据ATP荧光传感器的结构特点和识别原理,将ATP荧光传感器分为金属Zn(Ⅱ)作为键合位点型识别,其它金属离子作为键合位点型识别和静电或氢键作用型识别.基于有机小分子荧光传感器,综述了近年来国内外ATP荧光传感器在分子设计与应用方面的研究进展,并展望了其发展趋势.     

环肽合成方法的研究进展

介绍了纯环肽与杂环肽合成的方法、策略及其优缺点,列举了一些常用缩合试剂,探讨了反应溶液浓度、线型肽前体化合物的结构及构象等因素对环化反应的影响.     

基于多肽识别的电化学生物传感技术

多肽具有分子量小、易于合成、生物兼容性好、稳定性高及序列灵活多样等优点。因此,多肽作为新型生物识别元件,已被广泛应用于生物传感器的构建。电化学分析灵敏度高、准确度好、设备简单、检测范围广且易于操作。本文介绍了基于多肽识别的电化学生物传感器技术,包括多肽的修饰与固定化、多肽与待测物的识别及检测原理;综述了近五年多肽电化学生物传感器对重金属离子、小分子、蛋白质、细菌和病毒的检测;展望了肽基电化学生物传感器的发展趋势。     

杯芳烃酰胺类衍生物对金属离子的萃取性能

以吗啉和六氢吡啶修饰的四种对叔丁基杯[n]芳烃酰胺类衍生物(n=6,8)为萃取试剂,研究了它们对Na+,K+及部分过渡金属等十种金属离子的萃取作用.结果表明此类杯芳烃酰胺类衍生物对过渡金属离子有良好的选择性识别作用.其中,吗啉取代基修饰的杯[8]芳烃萃取效果最好.