新型纳米荧光探针在微流控细菌芯片检测中的应用

微流控芯片分析技术可以集成不同的生物化学分析功能单元,广泛应用于生化分析领域,在细菌检测方面具有传统检测方法不可比拟的优越性。近来年,在微流控细菌芯片中引入高荧光强度、低背景荧光干扰和高选择性的纳米荧光探针为实现细菌高效检测分析提供了新的研究途径和技术手段。本文通过对细菌检测中的几类新型荧光标记探针的介绍和比较,分析其荧光效应和应用特点,尤其是在细菌检测中的应用特性,重点综述了新型高效的纳米荧光探针与微流控细菌芯片分析方法和技术结合,实现微尺度空间和荧光检测模式下的细菌高效检测。     

硅基纳米探针用于眼部疾病的成像检测与治疗

快速精准的诊断和高效的治疗对于减轻眼部疾病造成的危害至关重要. 在过去的几十年里, 由于具有尺寸小、 比表面积大、 表面易修饰及独特的光/电子/机械性能等优点, 纳米材料已被用于构建不同种类的高性能纳米探针. 其中, 基于其良好的生物相容性, 科学家们已经将硅纳米材料设计为可用于不同眼部疾病诊断与治疗的功能化纳米探针. 本综述主要概述了将硅基纳米探针用于检测和治疗不同眼部疾病(如角膜疾病、 视网膜疾病、 青光眼等)的近期研究进展. 首先, 重点介绍了硅基纳米探针的设计制备及在角膜新生血管、 细菌性角膜炎等角膜疾病的成像检测与治疗中的应用; 然后, 介绍了用于成像检测和治疗视网膜疾病(如色素性视网膜炎和视网膜新生血管)的硅基持续性给药系统的研究成果; 随后, 概述了多功能硅基纳米载药系统的构建及在青光眼治疗领域的应用研究进展; 最后, 简要讨论了将硅基纳米探针用于眼部疾病诊治面临的挑战并对未来的发展前景进行了展望.     

基于纳米金探针和基因芯片的DNA检测新方法

运用荧光纳米金探针和基因芯片杂交建立一种新的DNA检测方法. 荧光纳米金探针表面标记有两种DNA探针: 一种为带有Cy5荧光分子的信号探针BP1, 起信号放大作用; 另一种为与靶DNA一部分互补的检测探针P532, 两种探针比例为5∶1. 当靶DNA存在时, 芯片上捕捉探针(与靶DNA的另一部分互补)通过碱基互补配对结合靶DNA, 将靶DNA固定于芯片上; 荧光纳米金探针通过检测探针与靶DNA及芯片结合, 在芯片上形成“三明治”复合结构, 最后通过检测信号探针上荧光分子的信号强度来确定靶DNA的量. 新方法检测灵敏度高, 可以检测浓度为1 pmol/L的靶DNA, 操作简单, 检测时间短. 通过改进纳米金探针的标记和优化杂交条件, 可进一步提高核酸检测的灵敏度, 这将在核酸检测方面具有重要的应用价值.     

荧光纳米探针用于细胞器pH检测的研究进展

pH稳态对于维持活细胞细胞器的正常功能具有重要作用.细胞器内pH稳态被打破会导致细胞器功能的紊乱,进而引发癌症、神经退行性疾病等相关疾病.因此,在活细胞水平上定量测定pH并对其波动进行实时监测对于理解相关疾病的发生机制非常重要.基于非侵入、高时空分辨率成像的优势,荧光探针非常适合用于活细胞内pH的检测.本综述总结了近些年利用不同种类荧光纳米探针对不同细胞器进行pH成像的研究工作,并对荧光纳米探针应用面临的机遇与挑战进行了展望.     

IgG免疫纳米探针凝聚反应压电传感检测

IgG是人血清中主要抗感染的抗体, 约占成人血清免疫球蛋白总量的75%, 被视为判断健康或疾病的一个指标. 本文通过对IgG的检测, 探讨了纳米探针免疫凝聚压电传感方法的可行性.     

采用纳米金和双链探针比色检测单碱基突变

将链置换的高度特异性与纳米金凝聚变色的光学特性相结合,设计了一种新型的单碱基突变比色检测方法。本方法直接采用纳米金作为比色报告基团,以两个末端均带有巯基的双链DNA为特异捕获探针,利用互补序列和单碱基突变序列对双链探针置换能力的差异,实现了对单碱基突变的检测。本检测方法直观、快速、简便、成本低,pmol级的样品无需仪器就可以观察到颜色的变化。     

纳米探针芯片技术用于微量乙肝病毒DNA的检测

利用两组探针修饰的微粒:(1)表面标记有可与待测乙肝病毒(HBV) DNA另一端结合的纳米金探针1(信号探针)以及可与信号探针部分结合的纳米金探针2(检测探针);(2)表面标记有可与待测HBV DNA一端结合的磁珠探针(捕捉探针1).检测靶HBV DNA时,磁珠探针与信号探针在液相中可分别与HBV DNA靶序列一端结合最终形成三明治样结构.再以磁场将三明治样复合物从反应液中分离,以DTT溶液将信号探针从纳米金颗粒上洗脱.洗脱后的信号探针数量反映靶基因的多寡,信号探针一段与预先点样的基因芯片上的捕捉探针2结合,检测探针与信号探针另一段相结合,最后用银染液将检测探针显色从而得到靶目标DNA相对定量信息.结果表明,本检测方法的检测灵敏度达到10-15 mol/L水平.检测时间少于1.5 h,检测结果与HBV DNA水平呈现较好的线性关系且无假阳性结果;本方法有望用于乙肝病人血清中HBV DNA的快速筛测及其它微生物基因的检测.     

自循环稀土纳米荧光探针用于生物样本中抗坏血酸检测

通过化学键连法在氨基化SiO₂包覆的NaLuF₄:Yb,Er@NaLuF₄核壳结构纳米探针表面修饰水杨酸-铁配合物制备得到自循环稀土纳米荧光探针。观察到探针在540和1530 nm两处荧光发射峰的比值随抗坏血酸浓度增高而增大,并在0～1.0 mmol·L^-1浓度范围内呈现良好的线性关系。将与抗坏血酸反应后的探针静置一定时间后离心分离,可实现探针的循环利用,并在10次循环内保证荧光信号比值恢复至与抗坏血酸反应前的水平(比值变化<5%)。通过构建小鼠模型,并使用这一探针测定其血清和尿液中抗坏血酸浓度,初步验证了评估生物样本中抗坏血酸水平的可行性。     

磁纳米探针检测人绒毛膜促性腺激素

采用链霉亲和素包被磁纳米粒子,将生物素标记的特异性抗体偶联在磁纳米粒子上,制备出高特异性的磁纳米探针;利用此探针对人绒毛膜促性腺激素(HCG)进行测定,建立了定量检测蛋白类激素的化学发光分析方法.利用紫外可见分光光度计、透射电镜及动态光散射仪对磁纳米探针进行表征,同时对化学发光实验条件进行优化.在2×10~(-4) mol/L鲁米诺、8×10~(-4) mol/L H_2O_2, pH=13的优化条件下,将磁纳米探针用于HCG的定量检测.结果表明,所测发光强度与待测HCG浓度之间线性相关,相关系数r为0.9924,线性检测范围由常规板式ELISA的5～200 μg/L扩展到0.5～250 μg/L;相对标准偏差为3.82%.采用本方法和常规ELISA法同时对34份人血清标本HCG进行测试,两者相关性良好.利用制备的磁纳米探针定量测定微量蛋白类激素,具有灵敏、高效、快捷、检测范围宽等优点,有望应用于其它微量蛋白的检测.     

基于G-四联体的纳米探针比色检测铅离子

基于纳米探针和G-四联体建立了简便快速检测铅离子的方法. 纳米探针采用金纳米粒子自组装修饰富G寡核苷酸制得, 在铅离子存在下, 纳米探针上的富G寡核苷酸形成G-四联体, 导致纳米探针凝聚变色. 在优化条件下, 比色检测铅离子的线性范围为48~480 nmol/L, 检出限为20 nmol/L; 大多数金属离子无明显干扰, 而有明显干扰的汞离子可采用与之特异结合的寡核苷酸有效消除. 将该法成功用于环境水样中铅离子的检测, 重现性(RSD<3.0%)与回收率(98.4%~101.5%)良好.     

基于β环糊精功能化金纳米棒光学探针检测多酚化合物

以β环糊精(β-CD)功能化金纳米棒为光学探针,基于β-CD对芒果苷、白杨素及瑞香素多酚化合物的包合作用,建立了一种检测疏水性多酚化合物的新方法。多酚化合物在体积分数10%的甲醇水溶液(pH 6.0)介质中,与β-CD功能化金纳米棒作用10 min,β-CD的包合作用使其富集到金纳米棒表面,从而引起金纳米棒表面等离子共振吸收光谱发生变化;以质谱等技术证明了β-CD对多酚化合物具有包合作用。随着多酚化合物浓度的增加,金纳米棒探针在约为700 nm处的等离子共振吸收峰随之线性下降,对芒果苷、白杨素和瑞香素的检出限分别为9.0×10-9,5.0×10-8,4.0×10-8mol/L,建立了一种可在水溶液中富集与检测疏水性多酚化合物的新方法。     

金纳米棒荧光探针应用于多酚化合物检测新方法

以金纳米棒为荧光探针,在20％甲醇(pH 5.0～6.0)介质中,以植物多酚化合物芒果苷、瑞香素和白藜芦醇为检测对象,建立了3种植物多酚的灵敏、简便、快速检测新方法.多酚化合物基于其与金纳米棒表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子间的疏水作用而在金纳米棒表面富集,同时使金纳米棒在719 nm处的荧光强度减弱,在一定范围内多酚化合物的浓度与金纳米棒荧光强度成正比,其检出限分别为5.0×10-8、8.0×10-8、2.0×10 -7mol/L.     

纳米荧光探针用于核酸分子的检测及成像研究

核酸,包括脱氧核糖核酸和核糖核酸,在生物的生长、发育、突变、炎症、癌症等正常或异常的生命活动中发挥着重要的作用,它们的异常表达与多种疾病的发生、发展也密切相关.因此,发展准确、有效的方法实现核酸分子的检测,对深入探究核酸的功能调控以及相关疾病的早期检测与治疗都具有重要的意义.荧光检测法与荧光成像技术具有灵敏度高、时空分辨率高等优点,为实时、准确的检测核酸分子提供了有力的工具.本文着重综述了近年来发展的纳米荧光探针用于疾病相关核酸分子的检测与细胞和活体成像工作的研究进展,最后提出了进一步构建新型纳米荧光探针用于核酸检测面临的挑战、未来发展方向与展望.     

CdTe纳米荧光探针的合成及其与DNA的相互作用

以巯基丙酸(RSH)为稳定剂,采用水相法合成了功能性CdTe纳米晶,并通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其粒度和形貌进行表征。建立了一种以水溶性CdTe量子点作为荧光探针测定DNA的方法,当DNA浓度为0.2~40μmol.dm-3时,荧光强度与DNA浓度呈良好的线性关系,检测限为80nmol.dm-3,11次重复测定含有5.6μmol.dm-3的小牛胸ctDNA得到的相对标准偏差为3.4%。考察了CdTe量子点浓度、pH值、温度及作用时间等因素对DNA荧光强度的影响。研究发现CdTe纳米粒子与DNA之间存在强烈的相互作用,量子点的荧光猝灭与DNA浓度呈线性关系;作用机理研究表明,CdTe纳米粒子与DNA之间存在静电相互作用,且DNA对CdTe纳米粒子的猝灭为动态猝灭过程。     

肿瘤病理可视化纳米探针的研究进展※

癌症的发生和发展伴随着一系列复杂的分子病理学变化, 具有极大的个体差异性. 因此, 实现肿瘤的精准诊断, 尤其是分子病理学的诊断尤为重要. 在临床检测中, 传统影像学检查可以反映肿瘤的位置和解剖学结构, 却难以对其分子病理做出判定; 而病理活检虽然可以获取肿瘤的分子学特征, 但需通过创伤性手段获取样本, 且具有时空局限性. 相比之下, 借助于特异性探针成像的肿瘤分子影像学, 直接以肿瘤病理分子标志物作为成像对比度的来源, 旨在从分子层面对肿瘤进展中的病理学特征进行在体定量化分析, 在肿瘤的精准诊断中具备独特的优势. 近年来, 纳米材料由于优越的理化性质, 已经成为构建高灵敏肿瘤分子影像探针的重要信号载体之一. 基于此, 本综述从基本的纳米靶向探针, 到光、磁学智能响应型纳米探针, 系统总结归纳了基于纳米材料的分子影像技术对肿瘤病理在体可视化的研究进展, 并对未来临床环境中实施该纳米探针技术进行了展望.     

用于抗结核药物异烟肼检测的碳点/二氧化锰纳米探针的构建

采用微波法快速合成了一种生物相容性好、稳定性高的荧光碳点（CDs）,并将该碳点与二氧化锰纳米片（MnO2）混合形成纳米荧光探针用于抗结核药物异烟肼（INH）的检测。采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT－IR）、紫外可见光谱（UV－Vis）和荧光光谱等手段对碳点和二氧化锰纳米片的形貌、成分、表面基团进行了表征。实验发现,MnO2纳米片通过荧光共振能量转移（FRET）猝灭CDs的荧光,而加入的INH可与MnO2纳米片发生氧化还原反应使后者降解,进而使CDs的荧光得以恢复,基于此构建了一种定量检测INH的纳米荧光探针。该探针对INH表现出良好的灵敏度和选择性,对INH检测的线性范围为0.5 ~ 60 μmol/L,检出限为0.02 μmol/L,并成功地应用于血样、尿样以及片剂中INH的测定,回收率分别为94.8% ~ 116%,99.0% ~ 105%和96.8% ~ 102%,相对标准偏差均小于5%,结果令人满意。该探针为INH的检测提供了新的思路,在生物样品检测方面具有广阔的应用前景。     

美研究人员发明快速检测细菌新方法

美国珀杜大学的研究人员发明了一种新方法，可快速并精确地检测出包括大肠杆菌和沙门氏菌在内的细菌。     

异硫氰酸荧光素标记万古霉素的制备及其与细菌相互作用的荧光检测

以异硫氰酸荧光素(FITC)标记万古霉素(Vanco)制备了FITC-Vanco(FV),FV经高效液相制备色谱纯化后,进行了质谱结构鉴定。分别通过荧光分光光度计和流式细胞仪(FCM)测定不同浓度FV培养基中培养细菌细胞的荧光强度。结果显示,所制备的荧光探针对5种细菌有特异性结合,用荧光强度可表征细胞结合抗生素的数量,对细菌耐药机制研究和细菌对万古霉素作用敏感性的测试有应用价值。     

免疫纳米金共振散射光谱探针检测痕量免疫球蛋白A

将纳米金的共振散射效应和纳米金标记免疫反应结合起来建立了一种测定免疫球蛋白A的新方法. 采用柠檬酸三钠改良法制备了粒径约为10 nm的纳米金, 用于标记羊抗人免疫球蛋白A获得了免疫球蛋白A (IgA)的免疫共振散射光谱探针. 在pH 5.6的Na₂HPO₄-C₆H₈O₇缓冲溶液和PEG 6000存在下, 金标羊抗人免疫球蛋白A与IgA产生特异性结合, 引起金纳米粒子聚集, 导致金纳米粒子580 nm处的共振散射峰增强. 对免疫分析的条件进行了优化, IgA浓度在0.0054～1.35 μg•mL^－1范围内与580 nm处的共振散射强度呈线性关系, 方法的检测限(3σ)为2.0 ng•mL^－1, 相关系数为0.9983. 用于定量分析人血清中的免疫球蛋白A, 结果满意.