荧光成像及手性特异性生物识别

癌症是威胁人类健康的重大疾病之一,实现早查早治是降低癌症死亡率的重要手段。目前在癌症的众多识别方式中,荧光检测凭借无创伤、检测快和可视化等优点受到了持续关注。文章对荧光探针靶向识别肿瘤的研究新进展进行了综述;对赋予荧光探针靶向性的叶酸(FA)和叶酸受体(FR)介导研究进展进行了介绍和深入分析。叶酸受体是癌细胞表面过量表达的特有物质,利用叶酸和叶酸受体特异性结合的特点,叶酸对荧光探针分子进行修饰可赋予荧光探针识别癌细胞的靶向性。叶酸受体有4种亚型（FRα,FRβ,FRγ和FRδ）,前两者FRα和FRβ因分别在癌细胞和炎症巨噬细胞表面过量表达而备受关注,FRα和FRβ约有70%的同源性,两者均具有能与叶酸结合的特性,造成了荧光探针分子在生物识别过程中难以区分癌细胞和炎症巨噬细胞的弱势;针对叶酸修饰荧光探针难以区分叶酸受体亚型造成癌细胞和炎症巨噬细胞混淆问题的结构性缺陷,分析了两种叶酸受体亚型结构具有的手性区别特征：FRα和FRβ主要区别位于三个末端未翻译区,有三种不同手性特征的氨基酸形成一个用来包结叶酸分子的三角空腔,分别固定在氨基酸堆积体节点上的三种氨基酸形成了不同手性特性的区域性“手性空间”。FRα和FRβ本身的结构对不同的配体表现出立体差异性。讨论了基于叶酸受体亚型存在的“手性空间”差异性,构建叶酸受体亚型荧光及手性识别探针的可能性;有望借助光谱成像,通过手性荧光探针分子对氨基酸的识别区分叶酸受体两种亚型,实现可视化区分肿瘤细胞和炎症巨噬细胞的识别难题,进而提高癌细胞识别的准确性;文章介绍了手性荧光探针识别氨基酸原理及结构优化设计进展;近年来手性量子点对氨基酸不同对映体的研究备受关注。对无机手性量子点手性产生的本质特征和氨基酸对映体的识别特性进行了总结分析。最后对荧光探针及手性识别领域进行了展望。     

Hg2+调控氮磷共掺杂碳纳米点在半胱氨酸/同型半胱氨酸荧光检测中的应用

以叶酸和N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸为原料,制备了具有丰富氮含量(10.0％)和高荧光量子产率(23.64％)的N,P-CDs.由于Hg2+与N,P-CDs之间的电子转移作用,N,P-CDs的荧光将被猝灭,基于此构建了半胱氨酸/同型半胱氨酸(Cys/Hcy)增强型纳米探针.利用Hg2+和硫醇基团之间更强的相互作用,实...     

靶向性荧光探针在乳腺癌早期诊断中的应用

选用E1/E3缺失型腺病毒作为靶向探针的载体,用化学修饰法将叶酸共价偶联腺病毒衣壳蛋白以提高探针的靶向性,用荧光染料罗丹明B偶联叶酸修饰的腺病毒,制备叶酸-腺病毒-RB探针,在体外研究此探针的毒性和靶向性.用近红外荧光染料ICG共价结合叶酸修饰的腺病毒,合成叶酸-腺病毒-ICG探针,使用近红外成像技术在位实时监测探针在体内的靶向性.实验结果证明叶酸-腺病毒-RB和叶酸-腺病毒-近红外探针对正细胞毒性较小,对早期乳腺癌细胞/组织具有较好的靶向性.     

基于不同大小SiO_2@Au纳米粒子的SERS技术检测多氯联苯

多氯联苯是一种持久性有机污染物,它在环境中极难分解,并通过食物链可在生物体内富集,从而对生态系统和人类健康造成严重危害。目前,多氯联苯在土壤、垃圾处理厂、天然水域及水生生物体内仍广泛存在,所以,亟需建立一种快速、灵敏、抗干扰的痕量检测方法。本项工作以金包裹二氧化硅的球形纳米颗粒(SiO_2@Au)为探针,采用表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)技术对多氯联苯进行痕量检测。研究中,我们制备了不同大小、形状均一的金包裹二氧化硅球形纳米粒子(SiO_2@Au)(粒径范围为200～310nm),并将制备好的纳米粒子用于溶液中PCB-77的检测。结果发现,在红外激光激发下,所制备的SiO_2@Au纳米粒子对PCB-77分子都显示了较好的SERS检测效果,而用200nm的SiO_2@Au纳米颗粒检测PCB-77,其检测低限可达10-7 M。这项工作为环境中的有机污染物痕量检测提供了一种有效可行的方法。     

模板法合成金属-分子-金属异质结及表面增强拉曼光谱研究

采用交流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板中沉积不同的金属纳米线, 以对巯基苯(1,4-BDT)为耦联分子, 通过自组装在模板内组装金属纳米粒子, 由此构建金属纳米线-分子-金属纳米粒子的异质结。以异质结内的分子为探针, 采用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了异质结的增强行为,通过探针分子的SERS信号表达异质结的组成,并以异质结作为模型研究其SERS机理。研究结果表明该方法可成功构建异质结, 同一取向的异质结的SERS信号较随机取向的SERS信号强。     

亚纳米厚的氧化铝包裹层可以显著提高负载型金纳米颗粒催化剂的热稳定性

负载型金纳米颗粒催化剂在许多催化反应中展现出非常好的催化活性,但是金纳米颗粒在高温等反应条件下容易烧结团聚,极大地限制了金催化剂的应用。利用原子层沉积技术在Au/TiO₂催化剂表面分别精确沉积了一层超薄的二氧化钛和氧化铝包裹层,并对比研究了包裹层对金纳米颗粒的热稳定性影响。原位红外漫反射CO吸附和x-射线光电子能谱数据证实了氧化物包裹层的存在。发现亚纳米厚的氧化铝包裹层能够在600 C完全避免金纳米颗粒的团聚;相反,二氧化钛包裹层对金纳米颗粒稳定性的提高没有明显效果。通过CO氧化探针反应的活性测试,发现随着煅烧温度的升高氧化铝包裹的Au/TiO₂ 催化剂的活性逐渐提高,表明高温处理可以促进被包裹金原子的暴露并表现出催化活性。提供了提高金纳米颗粒稳定性的有效方法,为拓展金催化剂在条件苛刻的反应中的应用奠定了技术基础.     

银纳米阵列直径对SERS增强效果的影响

采用电化学沉积法分别在不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板上沉积一系列直径不同,排列规则的银纳米阵列。以对氨基苯甲酸(PABA)和三聚氰胺两种分子分别作为探针分子, 研究了银纳米阵列的直径大小对其表面增强拉曼散射(SERS)效果的影响。结果表明, 在波长为514.5 nm的激光激发下, 探针分子的SERS信号强度随银纳米阵列直径的改变而明显变化, 并在银纳米阵列直径约为53 nm时, SERS强度达到最大。利用电磁增强机制对此实验结果进行了分析和解释。     

三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性

表面增强拉曼散射(SERS)是一种广泛应用于化学反应检测、医学诊断和食品分析等领域的高灵敏度光谱技术.基底结构的构建对提高探针分子的SERS信号有非常重要的影响.本文利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包裹银纳米颗粒制备了一种三维金字塔立体复合SERS基底,实现了对罗丹明6G (R6G)分子的高灵敏度检测.通过调节银纳米颗粒在PMMA丙酮溶液中的分散密度,实现了光在金字塔谷内的有效振荡,既保证了三维结构高密度的"热点"效应,又避免了由于金属-分子相互作用引起的吸附探针分子变形导致的信号失真等问题.同时,有效防止了银纳米颗粒的氧化,为探针分子提供更大的电磁增强作用范围,使增强的拉曼信号产生稳定的输出.此研究结果不仅提供了一种高性能、可重复使用的SERS基底的有效策略,也会对未来设计改进三维结构的SERS基底有指导意义.     

CdS及其包裹型纳米颗粒PVA基复合膜的特性研究

以聚乙烯醇 (PVA)、六偏磷酸钠为分散剂 ,采用溶胶法合成了 Cd S纳米胶体颗粒 ,制备出 Cd S及其包裹型纳米颗粒 PVA基复合膜。通过光子相干光谱粒度仪 (PCS)、紫外 -可见吸收光谱 (UV- VIS)、荧光光谱 (PL)对样品进行了初步表征。结果表明 ,Cd S纳米颗粒 PVA基复合膜的紫外 -可见吸收光谱有明显的蓝移现象 ,所发荧光主要由表面态发射引起 ;包裹型 PVA基复合膜所发荧光主要由带边发射引起     

适配体磁纳米探针-激光诱导荧光特异识别微囊藻毒素-LR

微囊藻毒素-LR(MC-LR)具有强烈的肝毒性、致癌性和发育毒性,亟需严格监测。为实现环境水体中微痕量MC-LR的快速特异灵敏的分析识别,以金属有机框架化合物(MOF)为介导,增强磁纳米粒子比表面积,高效负载纳米金和适配体-cDNA分子杂交荧光探针,研发新型的适配体功能化磁纳米荧光探针(Fe₃O₄@MIL-101-NH₂@Au@aptamer),实现了对MC-LR的适配体特异识别-激光诱导荧光(LIF)超高灵敏分析。论文详细研究了适配体磁纳米探针荧光检测MC-LR的可行性、 MC-LR测定的优化条件及其方法性能。结果表明：MOF修饰的磁纳米颗粒Fe₃O₄@MIL-101-NH₂的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积达到114.02 m²·g^-1,比单一Fe₃O₄提高了近5倍,适配体-cDNA杂交荧光探针在磁纳米颗粒表面的修饰率达98%以上,适配...