吖啶黄-纳米金荧光共振能量转移体系增敏法检测高半胱氨酸

以吖啶黄(Acridine Yellow,AY)为供体,纳米金(AuNPs)为受体建立了荧光共振能量转移(FRET)的新体系。体系中AY以非共价的方式吸附在AuNPs上,两者之间发生了有效的能量转移,导致AY的荧光猝灭。由于高半胱氨酸(Homocysteine,Hcys)和纳米金之间可以形成很强的Au-S键,使AY从AuNPs表面释放,进而使体系的荧光恢复。基于增强的荧光信号建立了检测高半胱氨酸的新方法。在最优化的条件下,检测高半胱氨酸的线性范围为5.0×10-10—1.5×10-8mol/L,检出限为0.2×10-10mol/L。     

基于无标记荧光共振能量转移的microRNA检测方法研究

利用以阳离子共轭聚合物为能量供体的荧光共振能量转移(FRET)策略和滚环扩增放大技术,建立了一种新型的microRNA(miRNA)检测方法。阳离子共轭聚合物采用聚[(9,9-双(6’-N,N,N-三乙基铵)己基)亚芴基亚苯基二溴化物](PFP)。PFP是一种由大量吸光单元共轭而成的阳离子聚合物,具有独特的光捕获和荧光增强性能,可以和带有负电荷的DNA通过静电作用相互结合。SG是一种能够结合于所有双链DNA双螺旋小沟区域的染料,其在游离状态下,荧光微弱,但一旦与双链DNA结合后,荧光会大大的增强。首先,设计了一条可与目标分子特异性杂交的锁式探针和与RCA产物序列互补的DNA链。当体系中存在miRNA时,在T4 DNA连接酶作用下,锁式探针连接成环;随后,在phi29 DNA聚合酶和dNTPs共同作用下,在miRNA的3’端滚环扩增出一条与锁式探针序列互补的长单链DNA,所得产物与互补DNA链杂交形成双链DNA(dsDNA)。此时SG作为FRET受体掺入其中,形成SG-dsDNA共同体。随后, SG-dsDNA与PFP因静电相互作用而紧密接近,由于PFP的发射光谱与SG的激发光谱有重叠,因此二者之间可以发生FRET现象。反之,当体系中不存在miRNA时,挂锁探针则无法连接成环,阻止了扩增反应的进行及其产物与互补DNA链的杂交反应。加入SG后,由于SG与单链DNA的结合能力很弱, SG则游离于溶液中,不会与PFP发生有效的FRET。因此目标分子的浓度与体系的FRET效率直接相关。以let 7a作为待测miRNA分子,在0.05~5 nmol·L-1的范围内, let 7a的浓度与从反应体系测得的FRET效率(I520/I423)成正比。同时以无PFP参加的检测方案作为对比实验,证明了PFP确实具有提高灵敏度的作用。另外,以四种同族miRNA分子及两种其他miRNA分子作为干扰物质对方法的特异性进行了考察,发现除了两种与目标分子序列高度相似的物质存在干扰外,其他物质几乎不产生信号。利用该方法对细胞总RNA提取液中let 7a的含量及其加标含量进行了检测,测量所得回收率基本令人满意。所建立的方案不需要荧光标记探针,有效降低了检测成本,简化了操作步骤,在与miRNA相关的疾病诊断领域具有一定的应用前景。     

基于银纳米三角片与罗丹明6G的荧光共振能量转移法检测钴离子

以罗丹明6G和牛血清白蛋白的复合物为荧光探针,银纳米三角片为猝灭剂,研究了银纳米三角片与荧光复合物的荧光共振能量转移现象,建立了测定钴离子的荧光分析法。研究发现,一定浓度的荧光复合物与银纳米三角片混合后,由于荧光复合物在银纳米三角片上吸附而发生荧光共振能量转移,荧光猝灭达到80%左右。当钴离子存在时,银纳米三角片与罗丹明6G荧光共振能量转移被破坏,荧光逐渐恢复。随着钴离子浓度的增加,体系荧光值的恢复率(I/I₀)与钴离子的浓度(c_Co2+)有良好的线性关系,线性回归方程为I/I₀=1.054+21.72 c_Co2+,相关系数r2为0.996 2。通过对自然水样进行加标回收检测,实现了钴离子的定量检测,回收率在90.4%～115.1%之间。建立了一种可靠的选择性检测钴离子的荧光分析方法。     

基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器研究

基于荧光共振能量转移的原理,以修饰于核酸适体上的FAM作为能量供体,以氧化石墨烯作为能量受体,构建了荧光适体传感器,分别对不同浓度的胰岛素和多巴胺进行检测.结果表明,胰岛素的线性检测范围为0.05~10μmol/L,多巴胺的线性检测范围为1~500μmol/L,当胰岛素和多巴胺检测浓度相同时,胰岛素检测信号远强于多巴胺.对胰岛素和多巴胺分别进行特异性实验,发现该传感器对胰岛素和多巴胺有较强的特异性.说明基于荧光共振能量转移的核酸适体传感器不仅可实现多种物质的微量检测,还具有较强的选择性,在生物和医药检测领域应用前景广阔.     

量子点尺寸对量子点和金纳米粒子之间的荧光共振能量转移的影响

量子点（QDs）所具有的一元激发多元发射的特点预示着QDs在高通量的多元量化生物信息处理领域具有应用前景。采用柠檬酸钠直接还原法制备了粒径为15 nm的Au纳米粒子,利用静电自组装的方法构建了Au与QDs的荧光共振能量转移（FRET）系统。采用该系统研究了QDs的尺寸变化对FRET效率的影响,获得了FRET效率和给体与受体之间交叠积分的关系。结果证明,QDs是构建多元均相免疫检测技术的一个有效给体。     

ZnS∶Cu-罗丹明B的荧光共振能量转移性质

为了解决现有的基于量子点荧光共振能量转移体系的生物毒性问题,选用无毒的ZnS∶Cu量子点与罗丹明B构建新型荧光共振能量转移体系。通过共沉淀法成功制备了形貌均一的ZnS∶Cu纳米晶量子点。在此基础上,测试了不同掺杂浓度的ZnS∶Cu量子点及罗丹明B的荧光光谱。然后,通过对ZnS∶Cu量子点的表面修饰构建了以ZnS∶Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系。实验结果表明:ZnS∶2%Cu量子点的发光光谱与罗丹明B的吸收光谱在481 nm处有较大重合,说明构建荧光共振能量转移的最佳铜掺杂摩尔分数为2%。通过计算发现以ZnS∶2%Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系的能量转移效率为25.8%。进一步实验结果表明,罗丹明B浓度也能够影响能量转移。     

基于毛细管电泳的量子点荧光共振能量转移检测

荧光共振能量转移（FRET）技术作为一种能在生物活体和体外检测纳米级距离变化的工具,为研究生物大分子内部结构、性质、反应机理及其动态监测,乃至定量分析等提供了一条快速简便的途径。由于量子点（QDs）具有独特的光学性质（宽吸收、窄发射、抗光漂白及荧光可调）,近年来基于QDs的FRET体系已在生物医学传感、免疫及活细胞内生物大分子的相互作用方面得到了广泛应用。     

CdTe量子点-罗丹明B荧光共振能量转移法测定溶菌酶

合成了以硫代乙醇酸为稳定剂的CdTe量子点,以发射波长为530 nm的量子点为供体,罗丹明B为受体,建立一种以十六烷基三甲基溴化铵为介质的荧光共振能量体系检测溶菌酶含片中溶菌酶含量的方法。结果表明:在pH=5.0时,溶菌酶的浓度与共振能量转移效率降低值在2×10^-7~ 8×10^-6 mol·L^-1范围内呈线性关系,其线性方程为Y=306.07-13.85X,相关系数为0.991 0,检出限为2×10^-8 mol·L^-1,RSD为5.8%,平均回收率为101%(n=5)。     

基于近红外量子点的荧光共振能量转移生物探针构建及应用

本论文构建了基于近红外量子点In P/Zn S和Cy7(C45H44K3N3O16S4)的荧光共振能量转移(FRET)体系,完成了不同p H值和不同浓度下的FRET体系转换效率的检测。检测结果显示:当量子点浓度保持不变时,随着染料浓度的增加,体系转换效率也随之增加,当In P/Zn S量子点与Cy7浓度比为1∶250时,转换效率高达68%。细胞测试结果表明,FRET体系对p H值有较高敏感度,对细胞微环境p H值的检测精度可达0.1,该体系可以作为敏感型FRET探针用于生物微环境检测。     

碳量子点-VB2荧光共振能量转移法测定VB2

用微波法合成了具有发光特性的CDs,以发射波长为447nm的CDs为供体,维生素B2 (VB2)为受体,建立了一种以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介质的荧光共振能量体系检测VB2含量的方法.结果表明:在pH=7.1时,VB2的浓度与Fa/Fd值在1.8×10-8-3.0×10-7mol/L范围内呈线性关系,其线性方程为Fa/Fd=0.0766C(×10-8mol/L)+0.5658,相关系数为0.9996,检出限为8.3×10-9 mol/L.     

A New Fluorescence Resonance Energy Transfer Pair and Its Application to Oligonucleotide Labeling and Fluorescence Resonance Energy Transfer Hybridization Studies

We describe two new fluorescence resonance energy transfer (FRET) compatible labels, their covalent linkage to oligonucleotides, and their use as donor and acceptor, respectively, in FRET hybridization studies. The dyes belong to the cyanine dyes, and water solubility is imparted by a phosphonate which represents a new solubilizing group in DNA labels. They were linked to amino-modified synthetic oligonucleotides via oxysuccinimide (OSI) esters. The studies performed include binding assays, determinations of molecular distances, homogeneous competitive assays, and limits of detection, which are in the order of 5 pmol/L for a 15-mer.     

基于聚腺嘌呤单链DNA-金纳米簇的荧光法高灵敏快速检测汞离子

聚腺嘌呤-金纳米簇（聚A-AuNCs）制备简单,快速,且具有优良的荧光性能和光学稳定性。基于聚A单链DNA为模板合成的金纳米簇,构建了一种灵敏、简单、快速的新传感方法用于检测汞离子。以柠檬酸钠为还原剂,通过水浴加热法合成金纳米簇。用荧光光谱仪和透射电镜对金纳米簇的荧光性能和微观形貌进行了表征。结果表明：合成的金纳米簇为球形,分散性良好,平均粒径约为7 nm。金纳米簇在280 nm紫外光激发下,于471 nm处发射出强烈的蓝色荧光,且金纳米簇的光学稳定性良好。溶液在4 ℃下避光保存1个月,金纳米簇的荧光强度变化很小。当汞离子存在时,汞离子与纳米金之间的高亲和力,可以有效地猝灭金纳米簇的荧光。文中讨论了反应体系中缓冲溶液pH值和反应时间对传感器性能的影响,发现缓冲溶液pH值对该方法的影响不大。汞离子对金纳米簇的荧光猝灭反应非常迅速,1 min之内就可以完成,所以后续反应仅需简单的混合即可进行荧光的测定。在最优化实验条件下,对一系列汞离子浓度进行了检测,线性方程为：y=-335.57x+541.35,检测线性范围在0.01~1 μmol·L-1之间,相关系数为0.992 6。根据空白的三倍标准偏差原则确定检测下限为3 nmol·L-1。该方法选择性好,通过9种金属离子的加入对金纳米簇的荧光信号并无明显影响,验证了金纳米簇对汞离子检测的特异性。用该方法检测了环境水样中的汞离子,加标回收率在95.33％~103.8％之间,相对标准偏差（RSD）不大于4%,可用于实际样品中Hg2+的检测。该法仅需将溶液简单混合即可实现对汞离子的检测,具有操作简便、快速、灵敏度高和选择性好等优点。     

碳点与曙红B间的荧光共振能量转移效应测定培氟沙星

通过构建碳点（CDs,供体）和曙红B（EB,受体）间的荧光共振能量转移（FRET）体系,建立了一种灵敏且具有选择性的检测培氟沙星（PEFL）含量的新方法。以紫叶草为碳源,采用热解法制备了荧光碳点（CDs）,其在水中分散性较好、稳定性较高、量子产率为3.7%。利用高分辨电子显微镜（HRTEM）、X射线电子衍射仪（XRD）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等手段对碳点进行了形貌和结构表征,结果表明,所制得的碳点为无定形态,其表面含有羟基（-OH）和羧基（-COOH）等活性基团。利用能量转移Frster理论,确定CDs和EB之间发生了荧光共振能量转移,从而在CDs和EB之间构建了荧光共振能量转移体系。并考察了影响荧光共振能量转移效应测定培氟沙星的重要因素,如反应介质和酸度、反应时间、供体和受体的浓度和盐效应等。结果表明,在pH 3.0的磷酸盐（PBS）缓冲溶液中,以340 nm为激发波长,碳点将能量转移给曙红B,使得曙红B的荧光信号增强。加入培氟沙星之后,由于培氟沙星与碳点之间相互作用,从而使得碳点的荧光显著增强。并且在优化的实验条件下,培氟沙星的浓度在0.0168~6.71 μg·mL-1范围内与体系的荧光强度改变值（ΔF）之间有较好的线性关系,检出限为0.072 5 ng·mL-1（3s/k,n=11）。一些常见的阳离子（如Fe3+,Al3+,Ca2+,Zn2+,Cr3+,Co2+,Cu2+,Mn2+等）、阴离子（如Cl-,NO-₃,I-,S2-,SCN-,SO2-₄,Br-,NO-₂,IO-₃,F-,ClO-₃,SO2-₃等）和药物（异烟肼,抗坏血酸和肝素钠）及三聚氰胺均不影响培氟沙星含量的测定。将该方法用于甲磺酸培氟沙星胶囊和片剂中PEFL含量的测定,回收率为100.4%~105.1%,相对标准偏差（RSD,n=5）均不大于2.5%,表明该方法可用于甲磺酸培氟沙星药物中培氟沙星的实际检测。该方法具有灵敏度高、选择性好等优点。     

金纳米棒表面等离子体共振瑞利散射能量转移光谱测定痕量硼

硼是一种生命体必需的微量元素,但过量的硼对人体以及动植物有害。建立一种高灵敏度,高选择性以及简便的硼检测方法,对于环境和人类健康都具有很重要的意义。本研究的目的是建立一种简便,灵敏,选择性测定硼的金纳米棒等离子体共振瑞利散射能量转移光谱新方法。直径为12 nm, 长度为37 nm的金纳米棒采用种子生长法制备。在pH 5.6的NH₄Ac-HAc的缓冲溶液中和甲亚胺-H存在下,金纳米棒在404 nm处产生较强的共振瑞利散射峰。当体系中存在硼酸时,硼酸与甲亚胺-H形成硼酸-甲亚胺-H配合物。作为散射受体的配合物与散射共振能量转移的给体纳金米棒靠近时,发生瑞利散射共振能量转移,导致瑞利散射信号猝灭。随着硼酸浓度的增加,形成的配合物增加,金纳米棒转移给黄色配合物的散射光能量增大,导致体系404 nm处的瑞利散射强度线性降低。其降低值ΔI_{404 nm}与硼的浓度在10～750 ng·mL-1范围内呈良好的线性关系。考察了共存物质对该法测定2.3×10-7 mol·L-1 B的干扰情况。结果表明该法具有较高的选择性,即4×10-4 mol·L-1的Mn2+,Cd2+,Zn2+,Bi3+,Na+,Al3+,葡萄糖,Hg2+,IO-₃,F-,SO2-₄,SiO2-₃,NO-₃,ClO-₄,过氧化氢等对硼的测定无干扰。据此建立了一个灵敏度高,选择性好,简便快速检测硼的瑞利散射共振能量转移新方法。     

吖啶橙-罗丹明B荧光共振能量转移猝灭法测定砷

研究了利用吖啶橙(AO)-罗丹明B(RB)共振能量转移荧光猝灭法测定痕量砷的方法。在λ_ex/λ_em=470/580 nm,0.016 mol·L-1 H₂SO₄溶液中,十二烷基苯磺酸钠(DBS)存在下,吖啶橙-罗丹明B能够发生有效的能量转移,使罗丹明B的荧光强度大大增强;在酸性条件下,砷与钼酸铵生成砷钼杂多酸使能量转移体系罗丹明B的荧光猝灭。利用吖啶橙-罗丹明B能量转移荧光猝灭法测定痕量砷,砷在0.01～0.25 mg·L-1范围内与罗丹明B荧光猝灭程度呈良好的线形关系,方法检出限为2.56 μg·L-1。该方法用于茶叶中痕量砷的测定,相对标准偏差为0.48%～0.64%,回收率为98%～103%,结果满意。     

Fluorescence Resonance Energy Transfer and Complex Formation Between Thiazole Orange and Various Dye-DNA Conjugates: Implications in Signaling Nucleic Acid Hybridization

Fluorescence resonance energy transfer (FRET) was investigated between the intercalating dye thiazole orange (TO), and the dyes Cyanine 3 (Cy3), Cyanine 5 (Cy5), Carboxytetramethyl Rhodamine (TAMRA), Iowa Black FQ (IabFQ), and Iowa Black RQ (IabRQ), which were covalently immobilized at the end of dsDNA oligonucleotides. In addition to determining that TO was an effective energy donor, FRET efficiency data obtained from fluorescence lifetime measurements indicated that TO intercalated near the middle of the 19mer oligonucleotide sequence that was used in this study. Discrepancies in FRET efficiencies obtained from intensity and lifetime measurements led to the investigation of non-fluorescent complex formation between TAMRA and modified TO. The hydrophobicity of TO was modified by the addition of either an alkyl or polyethylene glycol (PEG) side-chain to study effects of dimer and aggregate formation. It was found that at stoichiometric excesses of modified TO, fluorescence quenching of TAMRA was observed, and that this could be correlated to the hydrophobicity of a TO-chain species. The TAMRA:TO-chain association constant for the TO-alkyl system was 0.043+/-0.002 M(-1), while that obtained for the TO-PEG was 0.037+/-0.002 M(-1). From the perspective of method development for the transduction of hybridization events, we present and evaluate a variety of schemes based on energy transfer between TO and an acceptor dye, and discuss the implications of complex formation in such schemes.     

庆大霉素与水溶性CdTe量子点的荧光共振能量转移作用

以巯基丙酸(mercaptopropionic acid,MPA)为稳定剂合成水溶性CdTe最子点(quantum dots,QDs),以CdTe QDs作为能量供体.庆大霉素(Gentamycin,GT)作为能垦受体,建立了荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)体系.在690 nm处可见发射峰,半峰宽约10 nm,在一定范围内荧光强度与GT的含量旱线性关系,线性范围为2～20 mg·L-1,相关系数r=0.986 7.优化了不同的激发波长、pH、离子强度、时间和温度等凼素对反应的影响,并应用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)分别表征了化学结构和相对专一性.结果表明巯基丙酸的巯基中S原子和羧基中氧原子与纳米微粒表面的富Cd离子发生了配位作用,CdTe QDs与GT的耦合主要是通过量子点周围巯基丙酸羧基(-COOH)中的氧原子与GT的胺基(-NH2)形成分子问氧键实现的;GT与CdTe QDs的结合率为0.35:1.研究表明GT可以作为检测CdTe QDs标记牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的荧光增敏剂,荧光强度值增强6倍,应用前景广阔.