量子点-罗丹明B比率型荧光探针的制备与性能

本文采用CdSe/Cd_xZn_(1-x)S核/合金壳量子点(QDs)作为荧光共振能量转移体系(FRET)的供体,通过巯基络合作用在其表面修饰一层L-半胱氨酸(Cys)分子,赋予QDs优异的水溶性能,再通过静电相互作用将罗丹明B(RhB)构筑于QDs-Cys表面,获得了一类新型的水溶性FRET体系.采用荧光光谱分析了pH以及供受体浓度比对FRET能量转移效率的影响.研究结果表明,通过静电结合构筑的QDs-Cys-RhB荧光共振能量转移体系对pH和供受体浓度具有敏感的荧光信号响应性能.当pH从10降到7时,FRET体系的荧光共振能量转移效率由49.39%增加到58.99%;当供受体浓度比为3:1时,FRET体系的能量转移效率高达61.09%.由此可见,通过表面络合与静电相互作用构筑的QDs-Cys-RhB荧光共振能量转移体系具有优异的光信号响应性,可以作为一类灵敏、精确的可调式比率型荧光探针,在生物检测、免疫分子等领域中具有广阔的应用前景.     

量子点:FRET的新发展

荧光共振能量转移（FRET）技术作为一种高效的光学“分子尺”,在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸检测等方面有广泛的应用。但是许多有机染料吸收光谱较窄而发射光谱较宽,并且光漂白现象比较严重,使得FRET的应用受到了限制,因此迫切需要寻找新的能量供-受体对。由于量子点（QDs）相对于有机染料有很多优点,可以较好地应用于FRET,可能成为FRET领域发展的一个有意义的新方向,近来已引起了人们的关注。本文就FRET的原理以及量子点应用于FRET的最新进展情况做了评述。     

量子点:FRET的新发展

荧光共振能量转移(FRET)技术作为一种高效的光学“分子尺”,在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸检测等方面有广泛的应用。但是许多有机染料吸收光谱较窄而发射光谱较宽,并且光漂白现象比较严重,使得FRET的应用受到了限制,因此迫切需要寻找新的能量供-受体对。由于量子点(QDs)相对于有机染料有很多优点,可以较好地应用于FRET,可能成为FRET领域发展的一个有意义的新方向,近来已引起了人们的关注。本文就FRET的原理以及量子点应用于FRET的最新进展情况做了评述。     

量子点:FRET的新发展

荧光共振能量转移(FRET)技术作为一种高效的光学“分子尺“,在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸检测等方面有广泛的应用.但是许多有机染料吸收光谱较窄而发射光谱较宽,并且光漂白现象比较严重,使得FRET的应用受到了限制,因此迫切需要寻找新的能量供-受体对.由于量子点(QDs)相对于有机染料有很多优点,可以较好地应用于FRET,可能成为FRET领域发展的一个有意义的新方向,近来已引起了人们的关注.本文就FRET的原理以及量子点应用于FRET的最新进展情况做了评述.     

双量子点纳米复合物NO比率荧光探针的合成与应用

通过静电吸附作用,合成了CdSe@SiO_2-CdTe双量子点的纳米复合物.一氧化氮(NO)与CdTe量子点表面Cd离子结合形成Cd-NO复合物,引起CdTe量子点荧光猝灭,而不影响CdSe量子点的荧光.当NO浓度在0.1~2.2μmol/L之间变化时,该探针荧光强度比值I_(603)/I_(532)符合线性关系(R=-0.995 4),从而实现对NO的定量检测.     

细胞自发光探针载基因量子点的制备和成像研究

本研究的目的是验证量子点携带的荧光素酶在细胞内表达后,能否同时激发作为基因载体的量子点,从而构建基于量子点的活细胞自发光探针。利用壳聚糖修饰量子点构建基因运送载体CS-Qdots并对其进行表征;检测CS-Qdots能否被生物发光细胞在宏观距离上激发;并利用CS-Qdots运送真核细胞荧光素酶报告基因质粒pCMV-luciferase至肝癌细胞内,检测虫荧光素酶基因表达后生物发光波长的改变,在体内外成像中证明CS-Qdots是否被生物发光的能量激发。结果显示:制备的CdTe量子点和壳聚糖修饰后的CS-Qdots纳米颗粒在透射电镜下表现为分散均匀的晶体和球菌,CdTe量子点直径约为5nm,CS-Qdots纳米颗粒直径约为20~30nm。动态光散射分析显示,CdTe量子点和CS-Qdots纳米颗粒水合粒子直径分别为102.7±4.4nm和583.0±13.7nm。壳聚糖修饰后的量子点表面出现壳聚糖特有的基团,表面电荷也由-16.31mV转为28.02mV。光谱分析显示量子点具有很宽的吸收光谱和窄而对称的发射光谱。pCMV-luciferase质粒DNA和CS-Qdots结合后,凝胶阻滞实验显示,当CS-Qdots∶pCMV-luciferase10∶1(质量比)时,质粒可与纳米颗粒完全结合。在体外发光细胞激发荧光实验中,CS-Qdots纳米颗粒可以被接种在细胞培养板上的生物发光细胞直接激发。以CS-Qdots作为基因载体运送pCMV-luciferase至肿瘤细胞内表达,在体内外的生物发光成像实验中,均证明成像信号的最大发射波长从生物发光的峰值560nm跃迁至量子点的发射峰值630nm,这一结果间接证实了在细胞内表达的生物发光信号可以直接激发作为基因载体的CS-Qdots纳米颗粒。本研究证实CS-Qdots可被细胞内生物发光能量以非结合的形式激发,载基因量子点纳米颗粒pCMV-luciferase/CS-Qdots可作为活细胞自发荧光成像的探针。     

基于FRET效应的碳量子点/银纳米粒子荧光探针测定西咪替丁的研究

以天然水果杨桃为唯一原料,由水热法直接合成了荧光强度高、发光性能良好的杨桃碳量子点(CB-CQDs),用紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(FL)分别表征了CB-CQDs形貌和光学特性。研究发现,在pH 6.0的伯瑞坦-罗宾森(BR)缓冲溶液中,向CB-CQDs溶液中加入银纳米粒子(AgNPs)后,AgNPs与CB-CQDs之间产生荧光共振能量转移(FRET)效应(CB-CQDs和AgNPs分别为荧光供体与受体),使CB-CQDs荧光猝灭,荧光信号"关闭";于该体系中加入西咪替丁(Cimetidine,CMT)后可使猝灭的荧光强度部分恢复,荧光信号重新"打开",据此可实现CMT的定量测定。基于以上原理提出了以CB-CQDs/AgNPs为荧光探针测定CMT的荧光分析新方法,并对反应机理进行了讨论。在优化条件下,CMT浓度在9.0×10^-8～1.0×10^-6 mol/L范围内与CB-CQDs在λ_ex/λ_em=319 nm/397 nm处的荧光恢复值(ΔI<...     

基于Nile Red的线粒体靶向性增强型硫化氢荧光探针及其细胞成像

硫化氢作为一类重要的信号分子, 除了在神经系统、炎症应激和心血管等生理系统方面发挥着调控作用之外, 还对线粒体ATP酶的活性和抗氧化应激起着重要的调节作用. 为了实时定量的检测线粒体中的硫化氢, 本文报道了一个可以定位于线粒体并检测外源硫化氢的荧光增强型荧光探针NRS. 探针NRS以尼尔红为母体通过引入吸电子的2,4-二硝基苯结构单元构建了基于光诱导电子转移(PET)机理的荧光探针. 探针NRS表现出快速的硫化氢响应性和较高的硫化氢选择性, 不受其他活性氧、活性氮、阴离子以及金属离子等物种的干扰. 随着硫化钠的加入, 探针NRS的最大吸收峰由565 nm蓝移至550 nm, 溶液由紫色变为红色; 同时在640 nm处的荧光光谱强度不断增强, 当硫化钠的浓度处于32～176 μmol·L^-1范围内, 荧光强度与硫化钠的浓度呈现出较好的线性关系. 细胞染色实验表明, 探针NRS能够进入到细胞内部, 具有细胞膜的透过性; 与Rh123进行共定位成像进一步证明探针NRS能够定位于细胞的线粒体中并检测硫化氢.     

金黄色葡萄球菌活细胞合成ZnSe量子点

利用"时-空耦合策略"在金黄色葡萄球菌内制得ZnSe量子点,从而将金黄色葡萄球菌转变成为荧光细胞.采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、动态光散射(DLS)、紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱等对从细胞内提取出的ZnSe量子点进行了表征.结果表明,提取出的ZnSe量子点粒径均一、分散性好,平均粒径为(2.96±0.76)nm,具有良好的荧光性质,最大荧光发射波长为537 nm.     

用于汞离子检测和细胞成像的石墨相氮化碳量子点荧光探针

本文采用一步固相热解法,以尿素作为前体合成了石墨相氮化碳量子点(gCNQDs)．利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对g-CNQDs的粒径分布、元素组成、形貌结构和表面官能团进行表征．基于Hg²⁺淬灭g-CNQDs荧光的现象,构建可用于血样和尿样以及实际水样中Hg²⁺检测的荧光探针,在2.5～50.0μmol·L^-1范围内,Hg²⁺浓度与g-CNQDs相对荧光强度呈现良好的线性关系,检出限为1.5nmol·L^-1．在实际样品中检测Hg²⁺的加标回收率为97.17%～101.13%.g-CNQDs与Hg²⁺的相互作用机理主要为静态淬灭．该探针也被成功应用于肿瘤细胞成像．     

苯乙烯类菁染料pH探针的合成与活细胞成像

合成了一个以苯乙烯类菁染料为母体的含胺类基团的pH荧光探针, 合成方法简单, 产物收率高, 提纯方便. 在乙醇-水体系中的性能测试结果表明, 随着pH值的降低, 其非质子化形态的吸收峰强度逐渐降低, 而质子化形式的长波长吸收峰强度逐渐升高, 长、短波长相差(Δλ)130 nm, 颜色由黄色变成粉红色, 利于可视观察; 探针在氨基呈非质子化形式时没有荧光, 氨基质子化后探针的荧光强度显著增强. 活细胞实验表明, 探针可以穿透细胞膜, 在细胞质内pH值偏低区域显示红色荧光, 可以用来定性探测酸性细胞器.     

稀土配合物荧光探针在活细胞成像研究中的新进展

稀土配合物荧光探针在生物学研究中,尤其在活细胞成像方面的应用渐已引起人们的关注.本文就稀土配合物的发光特点及其作为荧光探针在活细胞成像研究领域的进展进行了评述.引用文献70篇.     

一种比率型荧光探针用于成像活细胞中的过氧化氢

过氧化氢(H_2O_2)以分子信号的形式在各种生理和病理过程中都起着重要作用,因此快速、高效、灵敏地检测活细胞或生物体中的H_2O_2具有重要意义.本研究设计了一种新型的H_2O_2比率型荧光探针HDP-1,其对H_2O_2表现出比率荧光响应.探针HDP-1在H_2O_2检测方面具有选择性好、灵敏度高、细胞毒性低和反应速率快等优点,同时,该探针在检测活细胞中外源性和内源性H_2O_2都表现出了优异的性能.     

基于激发态分子内质子转移的新型聚集诱导荧光探针用于硫化氢的检测及细胞成像

该文使用4-乙酰氨基苯甲醛和碳酸肼一步法合成了一种具有聚集诱导荧光(AIE)特性的高效新型荧光探针1。通过荧光发射光谱、紫外光谱、粒度粒径分析、扫描电子显微镜和DFT理论计算讨论了探针1的AIE特性,证明了探针的发光机理是激发态分子内质子转移(ESIPT)效应。探针1在DMSO-H₂O(1∶9,体积比),p H 7.4(PBS,0.2 mol/L)体系中可定量检测0～25μmol/L范围内的H₂S,检出限为0.27μmol/L。此外,探针1不仅成功用于实际样品中H₂S的检测,还可应用于活He La细胞中外源性H₂S的荧光成像。并将其用于构建超灵敏逻辑门。利用探针1制备的简单便携经济的检测试纸,能够实时有效地视觉检测H₂S。该研究有望为各种生理过程和食品样品中H₂S的检测提供可靠有效的新思路与新方法。     

核酸功能化金纳米探针在活细胞荧光成像方面的应用

荧光标记的核酸功能化金纳米探针结合了纳米材料与核酸技术的优势,具有增强的稳定性、良好的生物相容性、独特的光学性质及精确的可编程性,开辟了活细胞传感的新纪元.信号放大型的核酸功能化金纳米探针在原位检测含量较低但功能强大的RNA、蛋白质等生物标志物方面尤其表现出明显的优势.本文从活细胞成像分析的角度,重点介绍了荧光标记的核酸功能化金纳米探针的性质、设计原理及应用进展.     

碳点-核酸/氧化石墨烯荧光探针用于miRNA-21的细胞成像

通过生物偶联方式,将无毒的碳点(Carbon Dots,CD)表面功能化上核酸,以核酸功能化的碳点(CD-DNA)为荧光团,氧化石墨烯(GO)为猝灭剂,二者组装成CD-DNA/GO纳米荧光探针,CD与GO之间产生长程共振能量转移(long-range resonance energy transfer,LrRET),CD荧光猝灭。当miRNA-21存在时,DNA与其杂交,CD从GO表面分离,二者之间的荧光共振能量转移被打断,碳点荧光恢复,通过荧光"开"方式检测miRNA-21,检测限为0.2nmol/L,线性范围为1~500nmol/L。该探针成功应用于血癌K562细胞中miRNA-21的原位成像,为血癌的原位诊断和治疗提供了研究依据。     

用于疾病诊断的Gd~Ⅲ/量子点多模态成像探针的构建

结合核磁共振成像(MRI)和荧光成像技术,以钆离子、近红外低毒量子点、二氧化硅和聚丙烯酸(PAA)等为原料,采用一系列纳米载体自组装技术,构建出MRI弛豫率/荧光效率高和生物相容性好的GdⅢ/量子点多模态纳米探针.结果表明,与未螯合GdⅢ的量子点纳米探针相比,GdⅢ/量子点多模态纳米探针具有更高的弛豫率;t1-加权MRI成像也证实了GdⅢ/量子点多模态纳米探针具有很好的阳性造影功效.     

基于氮掺杂碳量子点荧光探针检测四环素

本文以淀粉为碳源,以L-酪氨酸为氮供体,通过一步水热法制备了氮掺杂碳量子点(N-CQDs).研究表明,N-CQDs表面富含氨基、羧基、羟基等官能团,说明具有很好的水溶性.还发现在pH=6.00的KH2 PO4-NaOH缓冲溶液中,四环素对N-CQDs有强荧光猝灭作用,且四环素浓度在1.6～16μmol·L-1范围和16...     

双光子敏化Eu3+高效发光活细胞成像纳米生物探针

将Eu(tta)₃dpbt (dpbt: 2-(N,N-diethylanilin-4-yl)-4,6-bis(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)-1,3,5-triazine; tta:thenoyltrifluoroacetonato)包埋在甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、正辛基三甲氧基硅及其水解缩合产物组成的杂化基质中, 制备了Eu(tta)₃dpbt 质量分数为40%的荧光纳米粒子, 其平均粒径为45 nm. 所制备的发光纳米粒子在水中分散稳定性高、光稳定性好、细胞毒性低、长波敏化Eu³⁺发光性能优良, 适宜作为生物分析的发光标记物. 所制备的发光纳米粒子的可见区激发峰位于415 nm, 激发峰尾部延展至475 nm, 其发光量子产率为0.31(λ_ex=415 nm, T=23 ℃), 最大双光子激发作用截面为5.0×10⁵ GM (λ_ex=830 nm, 1 GM=10^-50 cm⁴·s·photo^-1×particle^-1). 以转铁蛋白修饰上述发光纳米粒子表面制备的纳米生物探针被成功应用于活的HeLa肿瘤细胞的特异性标记和双光子激发Eu³⁺发光成像.