一种近红外荧光蛋白PAiRFP1及其突变体V276G的光活化效率研究

PAiRFP1是一种以根癌农杆菌中细菌光敏色素Agp2为基础,经过蛋白工程手段改造后获得的近红外荧光蛋白。与其他近红外荧光蛋白不同,PAiRFP1具有光活化行为。这一特性可以有效改善近红外荧光蛋白在体内的成像信噪比。然而,关于光活化行为的影响因素却研究甚少。主要采用荧光光谱学手段研究了PAiRFP1蛋白浓度、pH、金属离子、氧化还原环境对于PAiRFP1光活化行为的影响,结果发现: (1) PAiRFP1的最大光活化效率与该近红外荧光蛋白的浓度不呈线性关系;(2) 随着pH从6.5升高至7.8和9.0,PAiRFP1的最大光活化效率从36.8%提高至52.0%和60.8%;(3) 金属离子K+,Na+,Ca2+的加入对于PAiRFP1的最大光活化效率没有显著影响;类似现象在H₂O₂和DTT的处理的情况下也被观察到。除了上述影响因素外,还发现当PAiRFP1中276位的缬氨酸被突变为甘氨酸产生V276G突变体后,蛋白的最大光活化效率从~50.0%下降至19.4%。DTT处理后导致V276G突变体最大光活化效率从19.4%提高到了27.1%。此外,比较研究了各种影响因素对于光活化速率的影响。以上结果为今后更好地将此类光激活的近红外蛋白应用于活体成像中提供了更好地理论指导和优化解决方案。     

硫醇衍生化的纳米金与癌胚抗原相互作用的光学分析

纳米金已在在药物靶向传输体系、疾病检测、分子识别、生物标签等领域有着广泛的应用,但是,由于纳米金的表面效应,大量的表面原子具有巨大剩余成键能力,使得纳米金粒子较容易团聚、沉聚,影响了其稳定性。为了实现对肿瘤靶标之一-癌胚抗原的痕量检测,需要制备出对癌胚抗原检测具有良好的增色效应与荧光增敏效应的纳米材料。该工作采用纳米金的硫醇衍生法制备了一种新型的硫醇衍生化的纳米金材料,并对此新型硫醇衍生化的纳米金材料的特性用透射电子显微镜,紫外-可见吸收光谱,荧光发射光谱和红外光谱等方法进行了研究。紫外-可见吸收光谱,荧光发射光谱的实验结果表明,在新的配体乙二硫醇存在下,有更多的电子从配体的轨道跃迁到与中心离子相关的轨道上,导致荧光增强。这种新型硫醇衍生化的纳米金与癌胚抗原作用时表现出增色效应与荧光增敏效应,而纳米金与癌胚抗原作用时看不到这种增色效应与荧光增敏效应。红外方法的研究结果表明,这种材料的蛋白增色机理为当硫醇衍生化纳米金与癌胚抗原蛋白作用时,体系中蛋白的—OH表现出更多的面外弯曲振动,有利于电子从硫醇衍生化纳米金配合物向蛋白转移而导致其增色和荧光增敏效应。因而这种新的硫醇衍生化纳米金材料比纳米金将具有更好的生物检测应用价值。