基于上转换荧光共振能量转移的Hg~(2+)侧流检测模型的设计和应用

本工作利用荧光共振能量转移(FRET)过程,以上转换荧光纳米材料(UCNPs)作为能量供体,以金纳米粒子(AuNPs)作为能量受体,通过适配体识别Hg~(2+),在硝化纤维素膜(NC)上制备侧流检测试纸条。Hg2+的参与会拉近能量供受体距离,引起检测区UCNPs的荧光猝灭。通过检测区的荧光猝灭效率,可判断样品中的Hg~(2+)浓度。该传感器在缓冲溶液中的检测线性范围为0.1~100nmol/L;检出限为0.1nmol/L。本研究成功证实了上转换荧光共振能量转移体系在侧流模型应用的可行性。     

环境友好型比率荧光微流控纸芯片快速检测苯醚甲环唑

本文构建了一种新型比率荧光印迹微流控纸芯片,将绿色荧光(NBD-APTES)作为对照荧光源,以半胱氨酸修饰后的碳量子点(CDs-Cys)的荧光变化来实现苯醚甲环唑的快速可视化检测.采用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜等详细研究纸基芯片的检测性能.在优化条件下,该荧光传感器的线性范围为0.3~60μmol/L,检测限为75 nmol/L,样品回收率为102.1%~111.2%,准确度在3.1%~4.2%.与传统液相荧光传感材料相比,固相基质的比率荧光传感器具备更好的携带性和储存性,表现出令人满意的荧光检测特性.此外,该传感器用于分离和检测苯醚甲环唑时具有高度的特异性,已成功地应用于实际样品的检测,为新型比率荧光技术与微流控纸基芯片结合开辟了新途径,并为未来提供了潜在的即时医疗应用前景.     

基于生物条形码与酶切放大的ATP荧光检测新方法

建立了基于纳米金生物条形码和酶切循环放大技术的荧光传感器用于高灵敏、高选择性检测ATP。通过ATP与核酸适体的特异性识别作用,将修饰有大量信号探针的纳米金条形码捕获到磁性微球表面。与释放的信号探针杂交后,分子信标的发卡结构被打开,荧光恢复。结合酶切技术使信号探针循环利用,显著增强荧光信号。在1~30 nmol/L范围内,ATP浓度与荧光信号呈良好的线性关系,检出限为0.5 nmol/L。用于细胞裂解液中ATP的测定,结果与HPLC方法接近。     

氧化石墨烯/适配体-量子点荧光探针用于ATP检测EI北大核心CSCD

利用量子点标记技术,通过生物偶联方式,以无毒的In P/Zn S表面标记上ATP适配体(ABA-QD)为荧光团,氧化石墨烯(GO)为猝灭剂,二者组装成GO/ABA-QD纳米荧光探针,QD与GO之间产生长程共振能量转移(LrRET),量子点荧光猝灭。当ATP存在时,ATP适配体与其特异结合,构象改变,量子点从GO表面分离,二者之间的荧光共振能量转移被打断,量子点荧光恢复,通过荧光"开"方式检测ATP,检测ATP的检测限为40 nmol/L,线性范围为0.1~30μmol/L。该新型检测ATP的方法对肿瘤的发生、疾病的诊断以及活细胞原位成像等具有重要的意义。     

氧化石墨烯/适配体-量子点荧光探针用于ATP检测

利用量子点标记技术,通过生物偶联方式,以无毒的InP/ZnS表面标记上ATP适配体(ABA-QD)为荧光团,氧化石墨烯(GO)为猝灭剂,二者组装成GO/ABA-QD纳米荧光探针,QD与GO之间产生长程共振能量转移(LrRET),量子点荧光猝灭。当ATP存在时,ATP适配体与其特异结合,构象改变,量子点从GO表面分离,二者之间的荧光共振能量转移被打断,量子点荧光恢复,通过荧光“开”方式检测ATP,检测ATP的检测限为40 nmol/L,线性范围为0.1～30μmol/L。该新型检测ATP的方法对肿瘤的发生、疾病的诊断以及活细胞原位成像等具有重要的意义。     

比率型荧光纸芯片快速检测赭曲霉毒素A

采用双荧光染料构建了一种新型比率型荧光纸芯片,将荧光染料Cy3和Cy5分别作为荧光供体和荧光受体,以二者间荧光共振能量转移(FRET)引起的荧光变化实现对赭曲霉毒素A(OTA)的一步法快速灵敏检测。将标记Cy3基团的核酸适配体(Aptamer)和标记Cy5基团的辅助DNA(aDNA)同时与纸芯片表面的互补DNA(CDNA)形成特定双链结构而发生FRET,导致Cy3荧光减弱而Cy5荧光增强。当存在OTA时,Aptamer与OTA结合后脱离双链结构,Cy3和Cy5两个荧光团远离,Cy3荧光增强而Cy5荧光减弱。实验结果表明,此系统的比率信号F₅₆₇/F₆₆₉(F₅₆₇/F₆₆₉为Cy3在567 nm处的荧光强度值与Cy5在669 nm处荧光强度值的比值)与OTA浓度在10～300 nmol/L范围内呈良好的线性响应,检出限(S/N=3)为5.6 nmol/L,花生和红酒样品中OTA的加标回收率为92.7%～107.6%。此传感器为食品中OTA等霉菌毒素污染检测提供了一种高效便捷的新方法。     

一种合页型纸基微流控芯片用于铅离子的裸眼定量检测

本文构建了一种结合DNA水凝胶的合页型纸基微流控芯片(HPMC),用于灵敏检测Pb²⁺.该芯片由DNA水凝胶敏感阀门和纸基毛细微通道两部分组成,水凝胶阀门在Pb²⁺的作用下控制被测液进入毛细微通道的速度,通过肉眼读取被测液在一定时间内流过毛细微通道的距离,无需外接设备即可实现Pb²⁺的定量检测.该HPMC能实现不同浓度(1～500 nmol/L) Pb²⁺溶液的裸眼定量检测,检测限为0.3 nmol/L.通过对化妆品中Pb²⁺的定量检测证明了该装置的实用性,为现场检测Pb²⁺提供了一个快速、便携、灵敏和高选择性的可视化平台.     

基于石墨烯猝灭及核酸外切酶辅助循环放大适体传感器检测ATP

基于核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)辅助分析物循环放大原理,结合石墨烯(G)的超高荧光猝灭能力,以三磷酸腺苷(ATP)作为模型分析物,构建了一种新型的荧光探针,实现了ATP的高灵敏检测。两条DNA链各包含一部分ATP适体序列,其中1条DNA链的3'端修饰有荧光染料异硫氰酸荧光素(FITC)。当模型分析物不存在时,两条DNA链通过非共价π-π堆积作用吸附在G表面,导致FITC的荧光猝灭。当目标物ATP存在时,两条DNA链与目标物ATP进行特异性结合,形成一双链夹心结构,随后加入ExoⅢ,由于ExoⅢ可对该双链夹心结构的3'凹陷末端进行逐步水解,释放出目标物ATP和游离的FITC。释放出的目标物ATP可继续进入下一循环,不断产生游离FITC,游离FITC将脱离G表面,从而导致体系的荧光恢复,并且恢复的荧光强度与ATP浓度在0.02~1μmol/L范围内存在良好的线性关系,检出限(S/N=3)为9 nmol/L。     

高选择性过氧化亚硝酰荧光探针的合成及性能研究

过氧化亚硝酰(ONOO^-)是生物体系中重要活性氧之一,对其高效检测一直备受关注。本研究以4-二乙基氨基水杨醛和6-甲氧基-1-萘满酮为原料,经一步有机反应,合成了一种带氧鎓正离子的荧光探针PFP,用于检测ONOO^-。通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱系统考察了探针PFP对ONOO^-的光学响应。结果表明,此探针具有选择性好、灵敏度高(检出限为15.5 nmol/L)、响应快速(数秒内)、Stokes位移较大(42 nm)、水溶性好等优点。细胞毒性实验表明,探针PFP具有良好的生物相容性,探针浓度为20μmol/L时,细胞存活率>95%。激光扫描共聚焦显微成像结果表明,此探针可用于活细胞中外源性和内源性ONOO^-的荧光成像研究。     

基于上转换荧光共振能量转移的ClO~-纳米探针

以"核-内壳-外壳"三层夹心结构上转换纳米材料(Sandwich Structure Upconversion Nanoparticles,SWUCNPs)为能量供体,异硫氰酸荧光素(FITC)为能量受体,构建了一种基于上转换荧光共振能量转移(UC-FRET)的纳米探针,其荧光猝灭效率高达95%。将该纳米探针用于水溶液中ClO~-的检测,ClO~-对配体的氧化使得能量供受体之间距离增大,上转换荧光恢复程度与ClO~-的浓度呈线性关系,线性范围为0.02~3.4mmol/L,检出限为0.008mmol/L。实验结果表明该纳米探针特异性强、灵敏度高、结构灵活。     

金纳米粒子表面能量转移法测定水中的铅离子

荧光素修饰的凝血酶适配体(5’-FAM-GGT TGG TGT GGT TGG-3’)可与Pb2+选择性地形成G-四链体,这一构象变化能改变作为能量供体的荧光染料和作为能量受体的金纳米粒子之间的距离,使体系的荧光强度与Pb2+浓度具有一定的相关性,从而建立了一种基于纳米材料表面能量转移灵敏检测水溶液中Pb2+的分析方法。研究表明,在Pb2+浓度为12.5~100 nmol/L范围内,荧光恢复效率(F/F0)与Pb2+浓度间呈良好的线性关系,线性回归方程为y=0.910+0.007c(R2=0.997),检出限为10 nmol/L。用本方法检测自来水中Pb2+,结果令人满意。     

基于铜掺杂碳纳米点荧光测定炭疽生物标志物

以柠檬酸、乙二胺为前体,硫酸铜为金属掺杂剂,采用一步水热法制备了一种高荧光量子产率的水溶性铜掺杂碳纳米点(Cu-CDs)。根据2,6-吡啶二甲酸(DPA)与碳纳米点的强螯合作用建立了铜掺杂碳纳米点荧光猝灭测定炭疽生物标志物DPA的新方法。在最佳实验条件下,DPA在5～100 nmol/L(r~2=0.994 1)和150～400 nmol/L(r~2=0.997 6)浓度范围内与Cu-CDs的荧光猝灭率呈良好的线性关系,检出限为2.3 nmol/L。该分析方法成本低、专属性强、灵敏度高、操作简便,在炭疽生物标志物检测方面具有良好的应用前景。     

基于磁性辅助的杂交链反应放大检测三磷酸腺苷

本文提出了一种基于磁性辅助的杂交链反应放大检测三磷酸腺苷(ATP)的传感策略。磁性纳米粒子表面易于修饰,而且操作方便,具有很好的分离效果,能够提高生物传感的选择性。首先,利用生物素与链霉亲和素之间的亲和力作用,将生物素标记的ATP核酸适配体连接到链霉亲和素修饰的磁性纳米粒子表面,加入与ATP核酸适配体互补的一段DNA进行杂交,通过磁性分离除去未杂交上的DNA,加入靶向ATP,ATP与其适配体特异性结合将适配体的互补链通过磁性分离出来,磁性分离出的信号DNA继续用于下一步的杂交链反应,将信号放大,最后利用氧化石墨烯(GO)对荧光的猝灭效应降低背景荧光,达到高灵敏度、高选择性检测靶向ATP。其中,ATP的最低检测浓度为0.1nmol/L。     

基于结构转换适配体荧光法检测赭曲霉素A

利用荧光素标记的可识别赭曲霉素A的核酸适配体,以及荧光猝灭基团标记的互补核酸建立了一种检测赭曲霉素A的荧光分析法。标记有荧光素的核酸适配体(FDNA)未与赭曲霉素A结合时,可与标记有猝灭基团BHQ(Black Hole Quencher)的互补寡聚核苷酸链(QDNA)杂交,使荧光基团与猝灭基团靠近,导致荧光猝灭;而当加入赭曲霉素A之后,FDNA与赭曲霉素A高亲和力高特异性结合,FDNA将不会与QDNA杂交,FDNA的荧光信号得到保持。根据FDNA与目标物结合前后荧光强度的变化,可实现对赭曲霉素A的定量检测。当FDNA浓度为36nmol/L,QDNA浓度为126nmol/L,结合缓冲溶液为10 mmol/L Tris-HCl(含120 mmol/L NaCl、20mmol/L CaCl2、0.02%Tween 20,pH=8.5),室温下反应15min后,可以获得最佳检测效果。对赭曲霉素A的线性检测范围是10～100nmol/L,检出限为10nmol/L,相对标准偏差为5.8%。该方法操作简单,选择性好。     

荧光碳量子点的绿色合成及高灵敏高选择性检测汞离子

本实验以苹果汁为原料,通过一步水热法合成得到了水溶性好及稳定性高的蓝色荧光碳量子点。研究发现Hg2+对碳量子点荧光有良好的猝灭作用,从而建立了一种快速检测Hg2+的新方法。实验发现在pH 7.0磷酸盐缓冲介质中碳量子点荧光猝灭强度与Hg2+浓度在5~100 nmol/L和1~50μmol/L范围内呈线性关系,检出限为2.3 nmol/L(S/N=3)。本方法可用于实际水样中Hg2+的测定。     

不同尺寸量子点-菲啰啉体系对镉检测的影响

采用不同尺寸的高荧光量子产率、单分散性水溶性CdTe量子点(QDs)与菲啰啉(Phen)配体结合,组装成QDs-Phen荧光探针。Phen对不同尺寸量子点荧光猝灭效率以及光致空穴转移效率表现为:2.3 nm的绿色CdTe量子点2.8 nm的黄色CdTe量子点3.3 nm的橙色CdTe量子点;不同粒径QDs-Phen荧光探针对Cd~(2+)的检测发现:粒径2.3 nm QDs-Phen荧光探针对Cd~(2+)检测线性范围为0.02~0.6μmol/L,检测限为0.01 mol/L;粒径2.8 nm QDsPhen荧光探针对Cd~(2+)检测线性范围为0.1 nmol/L~1.0μmol/L,检测限为0.05 nmol/L;而粒径3.3 nm QDs-Phen荧光探针对Cd~(2+)检测线性范围为0.2 nmol/L~1.5μmol/L,检测限为0.1 nmol/L。为选择合适粒径量子点的荧光探针对Cd~(2+)实际检测提供依据。     

靶向检测Cu^(2+)和S^(2-)的多肽探针及其在细胞和斑马鱼成像中的应用EI北大核心CSCD

设计了一种新型多肽探针L(Dansyl-Gly-Ser-Ser-Gly),该多肽探针L单独存在时有强的荧光信号,Cu^(2+)的顺磁性淬灭传感机制可导致多肽探针L的荧光淬灭。因此探针L可以靶向检测Cu^(2+)而不受其他常见金属离子的干扰。滴定和Job工作曲线结果表明,L-Cu检测平台以摩尔比1∶1的方式结合,结合常数为8.60×10^(4)L/mol。计算机模拟结果表明,Cu^(2+)与多肽探针L中的2个丝氨酸上的氮原子结合。S^(2-)的加入使L-Cu检测平台中的多肽探针L游离出来,多肽探针L的荧光恢复。多肽探针L能够实现对Cu^(2+)和S^(2-)的靶向检测,并以“On-Off-On”模式响应,检出限分别为114 nmol/L和357 nmol/L。多肽探针L已成功用于L929细胞和斑马鱼中Cu^(2+)和S^(2-)的荧光成像,为人体内靶向检测Cu2+和S2-提供了一种新的机遇。     

基于空间阻滞的新型高灵敏电化学传感器检测三磷酸腺苷的研究

构建了检测ATP的新型高灵敏电化学传感器,采用扫描电镜、荧光显微镜成像技术、微分脉冲伏安法及电化学阻抗法进行表征。传感器以硅纳米颗粒通过多段DNA链与氧化铝纳米孔膜形成的三明治结构阻碍离子传导,ATP存在下,传感器中的三明治结构被破坏,使离子通道顺畅,通过检测其电流变化值达到检测目标物ATP的目的。硅纳米颗粒的应用提高了检测灵敏度,降低了背景信号;而且仅需极少量的样品即可实现对ATP的检测。结果表明,此传感器对ATP检测的线性范围为0.025~0.900 nmol/L,检出限为13 pmol/L(S/N=3)。当样品中有100倍目标物浓度的共存物质存在时,传感器仍显示出对ATP的高特异性。此传感器构建简单,再生性好,可实现对小鼠血液中痕量ATP的检测,有望应用于临床医学检测、医药工业和环境检测等领域。     

基于纳米金多光子激发荧光的均相免疫检测新方法

本文报道了粒径小于20nm的球形纳米金颗粒(AuNSs)的强多光子激发荧光,这主要归因于多光子激发过程中的高光子密度引起的局域场增强效应。AuNSs的多光子荧光与影响局域场增强效应的颗粒尺寸及团聚程度有关。基于吸附在纳米金表面的BSA与Anti-BSA的作用引起纳米金团聚导致其多光子荧光增强,结合近红外区的多光子激发可以避免生物分子自发荧光及散射光的干扰这一优势,建立了一种高灵敏、高选择性检测血清中Anti-BSA的均相免疫分析方法。检测的线性范围从1.16nmol/L到35nmol/L,检出限为0.08nmol/L。而且通过在纳米金颗粒表面包覆硅壳实现了纳米金的荧光增强及表面功能化,由此可以建立一系列基于纳米金多光子荧光的分析检测方法。     

基于聚间苯二胺为受体的UC-FRET传感器检测凝血酶

本文以上转换发光材料(UCPs)为供体,聚间苯二胺(PMPD)为受体,构建了基于荧光共振能量转移(FRET)的传感平台,并将其用于凝血酶的检测。一定浓度的PMPD加入到标记单链DNA的UCPs体系中,对上转换发光的猝灭效率可以达到70%。当加入浓度在0.2~5.0nmol/L范围内的目标物凝血酶时,其荧光恢复程度与浓度呈线性关系,检出限为0.18nmol/L。PMPD因其良好的水溶性、荧光猝灭能力及免标记的特点为基于FRET技术的生物样品检测提供了新的平台。