基于核酸外切酶Ⅰ催化的核酸降解反应构建乳腺癌细胞电化学传感器

基于核酸外切酶I选择性消化单链核酸的特点,使用MCF-7细胞表面过量表达的肿瘤标志蛋白MUC1的适体,构建了一种灵敏检测乳腺癌细胞的新型电化学传感器。核酸适体链与乳腺癌细胞MCF-7表面过量表达的肿瘤标志蛋白MUC1的结合会阻碍其与互补核酸探针链的杂交,所以电极表面固定的未杂交的核酸探针单链就会被外切酶I选择性消化从而失去末端的亚甲基蓝信号分子。因此,通过检测电化学信号的变化,此传感器在103~106cell/mL细胞浓度范围内线性检测乳腺癌细胞MCF-7,检出限为330 cell/mL,具有高度特异性,可以有效区分对照细胞胰岛β细胞。     

基于杂交链式反应辅助多重信号放大的端粒酶灵敏检测

端粒酶是真核细胞维持端粒长度的关键逆转录酶,其生物活性的高低可以为多种癌症的临床诊断和预后治疗提供有价值的信息.本研究以人宫颈癌细胞(HeLa细胞)裂解液中的端粒酶为研究对象,通过借助杂交链式反应辅助多重信号放大策略,提出了一种新颖、灵敏的检测端粒酶电化学方法.首先将端粒酶的延伸引物自组装在金电极表面,当端粒酶存在时,端粒酶能够催化引物的延伸,产生与发卡环探针H1部分互补的序列,进而引发杂交链式反应,形成由两个发卡环探针(H1和H2)交替杂交而形成的DNA长链.由于H1和H2末端均修饰有生物素,加入链霉亲和素修饰辣根过氧化物酶后,辣根过氧化物酶被被连接到电极表面,催化邻苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪,产生显著的电化学信号.实验结果表明,本研究建立的端粒酶电化学检测方法高效、可行,线性范围宽,灵敏度高,可以检测每毫升10个HeLa细胞裂解液中的端粒酶.本方法具有较好的选择性,能有效区分端粒酶和对照蛋白.     

细胞电化学分析的研究进展

细胞是构成生命有机体的基本单位,对有机体的生长发育以及生理功能的维护起着至关重要的作用.由于细胞中的各种生理活动多伴随着电荷的定向传递、传导或者转移,因此,结合电分析化学技术的简单、便捷、灵敏以及快速的优势,细胞电分析化学逐渐发展成为了生物电分析化学的一个重要分支,为细胞活性分析、疾病诊治以及药物筛选等研究提供了越来越多的理论支持,并奠定了重要的实验基础.近几年,随着界面修饰技术、纳米技术、分子组装以及分子识别技术的发展,具有更高生物相容性和选择性的电极环境被开发应用于细胞的固定,极大地促进了细胞电分析化学的发展.本文重点评述近三年细胞电化学分析的研究进展,并以此为基础展望了其研究前景.     

采用季鏻盐型三相催化剂制备N-正丁基邻苯二甲酰亚胺

在新型的季鏻盐型三相相转移催化剂作用下,使用邻苯二甲酰亚胺为亲核取代试剂,与溴代正丁烷发生N-烷基化取代反应,生成N-正丁基邻苯二甲酰亚胺.考察了三种间隔臂不同的季鏻盐型三相相转移催化剂(QP-CPS)的催化效果,结果表明,这三种相转移催化剂对N-正丁基邻苯二甲酰亚胺的合成有明显的催化作用,且间隔臂越长的QP-CB-CPS催化活性越强,当催化剂用量为4 mmol,反应温度为90℃,反应12 h时溴代正丁烷的转化率可达到87%.另外,以催化剂QP-CA-CPS为例,考察了各种因素对三相相转移催化反应的影响规律.结果表明,有机溶剂的极性越强,催化剂的活性越高,且有机相与水相的体积比例以及搅拌速度均对相转移催化效果有较大的影响     

螯合吸附材料PAO/SiO_2对重金属离子的螯合吸附行为

将丙烯腈接枝聚合在微米级硅胶微粒表面,经偕胺肟化转变,制得了接枝有聚偕胺肟(PAO)的复合型螯合吸附材料PAO/SiO2。本文重点考察了螯合吸附材料PAO/SiO2对几种重金属离子的螯合吸附行为,深入地研究了吸附机理。研究结果表明,偕胺肟基团与重金属离子之间的静电作用与配位螯合作用的协同,导致PAO/SiO2对重金属离子产生强的螯合吸附作用。在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,PAO/SiO2的螯合吸附能力越强;PAO/SiO2对性质不同的金属离子的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Cu2+Ni2+Pb2+Cd2+。     

Understanding oxygen reactions in aprotic Li-O_2 batteries

Although significant progress has been made in many aspects of the emerging aprotic Li-O_2 battery system, an indepth understanding of the oxygen reactions is still underway. The oxygen reactions occurring in the positive electrode distinguish Li-O_2 batteries from the conventional Li-ion cells and play a crucial role in the Li-O_2cell's performance(capacity, rate capability, and cycle life). Recent advances in fundamental studies of oxygen reactions in aprotic Li-O_2 batteries are reviewed, including the reaction route, kinetics, morphological evolution of Li_2O_2, and charge transport within Li_2O_2. Prospects are also provided for future fundamental investigations of Li-O_2 chemistry.     

黄瓜卷须II：显微组织与力学行为的实验模拟

 对卷须显微组织的研究表明,它的一侧存在一个双层凝胶状细胞的纤维带,当卷须外端拴住支撑物后,此纤维带出现不对称的木质化收缩,引起卷须自盘卷. 老卷须的弯曲刚度远大于扭转刚度,因此盘卷成的螺旋弹簧在拉伸时刚度增加,盘卷圈数增加. 卷须的力学行为可以由预应力双层复合条的力学模型来模拟,据此,北京航空航天大学材料力学实验室开发了一个选修教学实验.     

在聚合物微球 GMA/MMA 表面同步合成与固载卟啉及固载化金属卟啉的催化氧化性能

 制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 与甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 共聚微球 GMA/MMA, 并通过键合有对羟基苯甲醛 (HBA) 的改性微球 HBA-GMA/MMA 与苯甲醛 (或取代苯甲醛) 以及吡咯间的 Adler 反应, 实现了卟啉在共聚微球 GMA/MMA 表面的同步合成与固载, 制得了固载有苯基卟啉 (PP)、对氯苯基卟啉 (CPP)、对硝基苯基卟啉 (NPP) 的功能化微球 PP-GMA/MMA, CPP-GMA/MMA 和 NPP-GMA/MMA. 重点考察了影响卟啉同步合成与固载过程的因素. 制备了固载有钴卟啉的催化剂, 并以分子氧氧化乙苯为模型反应, 考察了催化剂的活性. 结果表明, 苯甲醛取代基的结构、催化剂的酸性和溶剂的极性对卟啉的同步合成与固载都有较大的影响; 钴卟啉催化剂对分子氧氧化乙苯反应具有较高的催化活性, 且当钴卟啉外环上含有强吸电子基团硝基时, 催化剂活性最高.     

自掺杂氮多孔交联碳纳米片在超级电容器中的应用

自掺杂氮的多孔交联碳纳米片（N-ICNs）是将蒲公英种子通过一步活化碳化法制备的.蒲公英种子本身富含氮,不需要进行额外的掺杂处理,可以作为理想的碳前驱体.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对所制备的碳材料的微观形貌和组成成分进行了表征.基于高含氮量（2.88%）,N-ICNs在1 A·g^-1下具有337 F·g^-1的比电容和优异的倍率性能.此外,由N-ICNs组合成的对称型超级电容器在操作电压范围为0~2 V时具有很高的能量密度（25.3 Wh·kg^-1）和功率密度（900 W·kg^-1）,并且在循环10000次后仍具有98%的电容保持率.因此,N-ICNs将是一种非常理想的电极材料.     

肿瘤标志蛋白的电化学分析

随着单克隆抗体技术和免疫学检测技术的不断发展,对癌症相关的肿瘤标志蛋白进行检测分析成为目前癌症早期筛查和诊断最为重要的手段。另一方面,随着分子识别与界面组装技术的发展,电化学检测技术在生物分析领域展现出一些独特的优势,比如操作简单、易于小型化、成本低、灵敏度高等。尤其是近年来,由于特异性结合肿瘤标志蛋白的各种抗体、适体、小分子多肽等被筛选出来,各种纳米材料和纳米技术在电化学分析检测中的应用不断被发掘,新型分子标记技术、界面组装技术以及信号放大技术不断被开发和应用,因此,电化学检测技术在肿瘤标志蛋白的定量分析方面获得了空前的发展机遇,发展极为迅速。本文结合作者所在实验室的一些代表性成果对近年来该领域的研究进展给予简短综述,并对未来的发展前景进行展望。