示差脉冲伏安法测定乳酸脱氢酶活性及纳米微粒生物毒性检测新方法研究

采用示差脉冲伏安法，在乳酸脱氢酶(LDH)酶促体系“丙酮酸盐 + NADH +H⁺ (?) 乳酸盐 + NAD⁺”中，通过检测NAD⁺还原峰电流的变化，测定了不同条件下(不同酶用量、缓冲液pH值以及温度)LDH的活性、酶促体系的米氏常数K_m^NADH以及最大反应速率v_max。并且在最佳实验条件下，通过检测LDH活性的改变，实验考察了3种纳米物质(ZnS，TiO₂(R)和TiO₂(A))对乳酸脱氢酶酶促体系的影响。     

磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2的制备及对三氯苯酚的降解

以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2,用TEM、EDX、VSM、XRD和IR对Fe3O4/C/TiO2的粒径、形貌和物相等进行了表征。研究了该催化剂对三氯苯酚的降解性能,探讨了其重复使用的可能性,用荧光光谱法推测了可能的反应机理。结果表明该材料结合了光催化与可再生的优点,1 g·L-1 Fe3O4/C/TiO2在18 W紫外灯下,50 min内可将三氯苯酚降解97.9%以上,6次循环使用后降解率仍保持在95.1%,降解过程中有羟基自由基生成。     

基于纳米探针的肿瘤细胞电化学传感研究进展

纳米材料在纳米尺度下具有独特的光、电、磁等性质,已广泛应用于细胞电化学传感的研究,该研究工作提高了肿瘤细胞检测的灵敏度与特异性,为癌症的早期诊断与治疗提供了新的方法与思路。本文综述了基于纳米探针进行肿瘤细胞电化学传感研究的工作,总结了纳米电化学细胞传感技术在肿瘤细胞固定、识别、检测及诱导凋亡等方面的研究进展,并对未来研究动向进行了展望。     

基于滤纸微孔板的酶联免疫吸附测定方法研究

用光刻法在普通定量滤纸上制作出了疏水图案,得到了滤纸微孔板。将表面修饰后的SiO2微球负载在滤纸表面,以提高滤纸纤维吸附蛋白质的能力,基于此建立了以间接酶联免疫吸附法测定羊抗兔免疫球蛋白的方法。以酶标兔抗羊IgG为例,负载SiO2微球后,滤纸微孔板吸附该蛋白质的量提高了20%～700%;将SiO2负载法应用于羊抗兔IgG的检测时,可使信号增强20%～150%。在本实验条件下,测定羊抗兔IgG的线性范围为3×10-12～3×10-8mmol/孔。本方法使生物免疫试剂消耗量减少至3～5μL/孔、检测时间降至20 min/板、滤纸微孔板制作成本可低至约每板1.1美元,为研制准确、快速和低成本的疾病检测设备提供了新的思路和可能性。     

碳酸酐酶靶向探针的研究进展

碳酸酐酶作为一类在肿瘤中高表达的酶, 参与肿瘤组织中乏氧、 微酸性等环境的调节, 已成为肿瘤诊断与治疗的一类重要靶点. 本文简要概述了碳酸酐酶的生物学功能, 并总结了目前针对碳酸酐酶所构建的不同类型的分子探针, 以及其在肿瘤成像与治疗应用中的研究进展. 最后, 对靶向碳酸酐酶探针研究所面临的挑战和未来可能的研究方向进行了展望.     

DNA G-四链体的结构完整性对催化性质的影响

DNA酶中的G-四链体-血红素(G4-hemin)DNA酶结构具有较高的设计性和化学稳定性,因此格外受研究者关注.G-平面作为辅酶因子hemin的结合位点,不仅提供大π平面与hemin结合,而且其平面上的G碱基还可以充当近端配位基团与hemin进行配位.因此,研究G-平面完整性在G4-DNA酶体系中的作用具有重要意义.本文设计了一系列含有空位的G4(G-vacancy,GV)及G-三链体,通过“鸟嘌呤类似物插入”策略实现G-平面完整性以及DNA酶催化活性的恢复.结果表明,末端G-平面完整性是G4-DNA酶具有催化活性的必要条件,且其能够充当近端配位基团与末端碱基协同激活G4-DNA酶.考虑到hemin会选择性地结合于G4的3’-端平面,本文以含有3’-端空位的G4以及G-三链体为模型进行DNA酶的构建.结果表明,相较于末端完整的G4-hemin DNA酶,末端不完整的G4结构所形成的DNA酶催化活性很低.为了进一步验证该平面完整性的重要性,本文提出了“鸟嘌呤衍生物插入”策略,即将鸟嘌呤衍生物(无环鸟苷和鸟苷)插入G-空位以恢复G-平面的完整性.通过圆二色光谱和紫外熔解实验,发现末端平面完整性的缺失会使圆二色特征峰信号和G4结构热稳定性下降,而鸟嘌呤碱基类似物的加入则可以使特征峰信号以及热稳定性得到一定程度的恢复,表明鸟嘌呤碱基类似物的加入确实使G-平面完整性得到恢复.与此同时,随着鸟嘌呤碱基类似物浓度的增加,G4-hemin DNA酶活性逐渐增强,最终恢复至与完整G4一样的活性.在以G-三链体为模型的实验中,本文通过另一条富G序列与G-三链体进行结合,形成复合的(3+1)型G4结构,最终实现了DNA酶活性的恢复.同时,在3’-G-平面末端增加了激活碱基(dA或dTC),结果表明,即使G-平面不完整,末端碱基依旧能够激活DNA酶,但酶活性整体弱于完整G4时的活性.同样,“鸟嘌呤衍生物插入”策略可以使酶活性得到恢复.本文系列实验充分说明了末端碱基可与G-平面形成协同作用,与hemin的铁中心共同形成六配位关系,加速催化中间体生成,进而增强催化活性.有趣的是,通过设计Holliday junction结构研究发现,“鸟嘌呤衍生物插入”策略仅适用于平行G4结构.G-空位的存在不仅降低了G4结构的稳定性,而且降低了其与hemin间的亲和力,二者均是造成G4-DNA酶催化能力下降的主要因素.总之,本文证明了3’-端G-平面的完整性是G4-DNA酶实现其催化能力必不可少的因素,对理解末端G-平面在G4-DNA酶中的作用具有重要的参考意义.     

可视化蛋白芯片检测牛奶中庆大霉素的方法研究

本文采用间接竞争免疫法,研究了可视化蛋白芯片快速检测牛奶中庆大霉素的方法。在固定有庆大霉素人工抗原的醛基修饰芯片的反应区内,加入庆大霉素单克隆抗体和游离的庆大霉素或牛奶样品混合物,待抗原抗体反应完全后依次加入纳米银标记的二抗(羊抗鼠)及银增强显色剂进行可视化检测,结果采用可视化生物芯片检测系统进行定量分析。通过设计制备内标点及建立的内标曲线,可在同一孔内定量检测游离的庆大霉素。该法庆大霉素的线性检测范围为0.1~200ng/mL,检测限为0.1ng/mL,样品的加标回收率为95%~112%。     

基于ITO微电极阵列的电致化学发光多元免疫反应传感芯片

制备了一种基于ITO微电极阵列的多元免疫反应芯片,并实现多元肿瘤标志物的快速、灵敏检测。采用丝网印刷方法制作"花瓣型"ITO微电极阵列,与辐射状的微流控芯片相结合,形成八个独立的检测单元,每个检测单元履行不同的职能,其中三个单元分别用于完成癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)和前列腺特异性抗原(PSA)的"夹心型"特异性免疫反应。首先在电极表面修饰K-掺杂石墨烯-CdS∶Eu纳米晶复合物,然后在这些复合物上依次修饰不同捕获抗体和对应的抗原,当对应的CdTe纳米粒子标记的二抗被带到电极表面时,会发生能量转移而实现电致化学发光(ECL)信号的有效猝灭;另外三个单元用做对照试验来验证这种微芯片的选择性;剩下的两个单元分别用来验证K-掺杂石墨烯-CdS∶Eu纳米晶复合物的发光强度,及经活化后CdTe纳米粒子的猝灭效率。这种简单、集成的高通量检测芯片,可发展为复杂样品的自动化、集成化分析检测平台。     

单分子电泳:纳米孔道电化学的新认识

该文旨在从电泳分离技术的角度认识纳米孔道电化学单分子分析技术,这种技术可以作为"单分子电泳"来理解和研究。纳米孔道电化学单分子分析技术与电泳的本质都是采用外加电场使待测分子产生电迁移。待测分子性质不同,且与介质材料孔道外露基团相互作用不同,使得分子移动速度具有差异,据此实现分离识别。气单胞菌溶素（Aerolysin）纳米孔道,由于其孔径与待测分子尺寸相匹配,其孔道内壁可以看作是由氨基酸组成的具有调控单个分子电迁移能力的特异性孔道界面。每一个氨基酸残基都相当于一个探测单元,在电场力的作用下,待测分子逐一进入孔道时与每一个探测单元相互作用方式、程度与时长不同,从而形成了单个待测分子特征的迁移速度和迁移运动轨迹。在纳米孔道实验中,每秒可以有上千个待测分子穿过孔道,产生特征阻断电流信号。通过对这些信号的阻断电流、阻断时间、阻断频率、信号特征等进行统计分析,可以从"单分子电泳"水平对单个待测物实现高通量的分辨和识别。该文以Aerolysin纳米孔道分辨仅有一个核苷酸差异的寡聚核苷酸（5'-CAA-3'、5'-CAAA-3'、5'-CAAAA-3'）为例,详细阐述了纳米孔道"单分子电泳"的单核苷酸分辨能力,展现了电化学限域空间在电泳单分子水平分离技术上的应用。