核酸适配体功能化的稀土上转换纳米材料在生物检测中的应用

稀土上转换纳米材料可以吸收近红外光并发射出可见光或紫外光,在生物传感领域得到了广泛研究。核酸适配体能高特异性和高亲和性地与靶标物结合,被广泛应用于生物传感、疾病诊断等领域。将稀土上转换纳米材料与核酸适配体结合构建的检测体系,可实现对目标物灵敏、高选择性的检测。本文介绍了近几年核酸适配体功能化的稀土上转换纳米材料在生物小分子、蛋白质、核酸、病原微生物、细胞等方面的应用,并展望了其在分析检测领域的发展前景。     

核酸适配体荧光探针在生化分析和生物成像中的研究进展

核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来,能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列,具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。 核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合,加上合适的信号转导机制,为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。 荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。 将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合,在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。 本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式,及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究,并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论,最后对其未来的发展方向进行了展望。     

稀土掺杂上转换纳米材料在兽药残留检测领域的应用

食品和环境中兽药残留问题时有发生,对人类健康构成很大的潜在威胁。随着人们对美好生活和同一健康的向往和不断追求,对微量甚至痕量兽药残留的分析检测已显得日益迫切和重要。因此,构建对兽药残留进行灵敏、准确、稳定、简便、快速检测的方法已成为一个热点研究领域。稀土掺杂上转换纳米材料(REEs-UCNPs)作为一种新兴的纳米荧光材料,具有独特的反斯托克斯发光性质,由于其具有荧光寿命长、光散射小、激发光生物组织穿透深度大且对组织损伤小等显著优点,在分析检测领域逐步凸显出巨大优势。本文重点介绍了基于REEs-UCNPs构建荧光共振能量转移核酸适配体传感器、磁性纳米颗粒结合核酸装配体传感器、荧光免疫探针以及现场快速检测等在兽药残留检测方面的研究进展,并对其应用前景进行了探讨和展望。     

核酸适配体生物传感器在三聚氰胺检测中的应用进展

三聚氰胺常被非法添加到食品中,以提高食品中蛋白质的含量。但是,三聚氰胺一旦进入体内,会对人们的健康造成伤害。因此,对三聚氰胺的检测十分必要。为了弥补传统仪器检测法和免疫检测法的不足,基于核酸适配体开发了一系列新的生物传感器,用于三聚氰胺的检测。按照与三聚氰胺的不同识别机制,把这些新的生物传感器分成了四类,分别为基于多聚胸腺嘧啶DNA链和三聚氰胺识别的生物传感器、基于无嘌呤位点的三链DNA结构和三聚氰胺识别的生物传感器、基于核酸适配体和三聚氰胺识别的生物传感器、基于三聚氰胺和汞离子/铜离子等配位识别的生物传感器。本文按照上述四类方法逐个展开,对核酸适配体生物传感器在三聚氰胺检测中的应用进行了综述,并对它们的优缺点进行阐述。     

核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用

重金属污染环境后难以自然降解或无害化,进入有机体后有较强的生物蓄积性,会对环境安全和人类健康造成巨大威胁;此外,有些高毒重金属离子还可作为蓄意投毒、威胁恐吓的恐怖剂。因此,对环境中的重金属离子实现快速、现场检测尤为重要。传统仪器检测方法前处理复杂、成本高、操作需要专业人员,现场应用受限。近年来随着技术的发展和新材料的应用,荧光传感器的灵敏度、便携性及成本等均得到较大改进。其中,基于核酸适配体捕获的荧光传感技术在重金属特异性识别方面更是得到广泛开发和应用。该文从标记型、非标记型及纳米材料辅助等方向,综述了核酸适配体-荧光传感技术在重金属检测领域的应用,以期为重金属的现场快速检测提供思路。     

基于无标记的核酸适配体荧光生物传感器检测凝血酶

设计了一个简单、通用、基于核酸适配体无标记的高敏感、高专一检测凝血酶的荧光方法。以无标记凝血酶核酸适配体单链DNA为识别元素,PicoGreen染料传导互补双链的荧光信号。PicoGreen是一种不对称菁,当其单独存在时不产生荧光信号,而当其被吸附到互补的双链DNA上时,可产生很强的荧光信号,但被吸附到单链DNA上时,却无明显的信号改变。基于该性质,将其用于凝血酶的检测。该方法对凝血酶的响应线性范围为1.0×10-14~1.0×10-7mol/L,相关系数(r2)为0.99,检出限为1.0×10-14mol/L。为了确定该方法的特异性,我们测试了检测系统对两种干扰物质,如牛血清蛋白,和细胞色素C的检测。我们发现1.0×10-8mol/L两种干扰物质（牛血清蛋白和细胞色素C）的存在不影响凝血酶的检测,表明该方法对凝血酶具有非常好的专一性。该方法成功应用于对人血清样品的检测,其平均回收率为97%~102%。方法可简单、灵敏、特异性地检测凝血酶,有望用于医学临床诊断等领域。     

核酸适配体在重金属检测中的应用研究

随着工业化生产的快速发展,由重金属离子带来的环境污染也越来越引起了人们的高度重视.科研人员通过不同的检测方法对重金属离子进行检测.由于核酸适配体对重金属离子的选择性较高,使得其在重金属检测中的应用越来越广.     

基于核酸适配体的生物标志物检测方法研究进展

核酸适配体是指能与特定靶分子结合的寡核苷酸链.因其具有易修饰、易合成和低免疫原性等特点,作为生物传感器的靶向元件,已广泛应用于各种生物标志物检测技术中.本文综述了近年来基于适配体的生物标志物的检测技术在癌症、心血管疾病、阿尔茨海默症、抑郁症等多个疾病方面的诊断研究进展,列举适配体新兴技术的创新应用,以期为生物标志物的检测提供新思路,也有望为相关疾病的早期诊断和治疗提供参考.     

高灵敏核酸探针在生化分析中的应用研究进展

化学生物样品中所含生化信息的获取对环境的监控、疾病致病机理的研究和疾病早期诊断及治疗等有着重要意义。然而,实际生化体系中所含物质极其复杂,实现对这些物质的高灵敏检测变得极为重要。核酸探针在生化样品的分析中具有广阔的应用前景,深受国内外研究者的关注。本文详细介绍了具有广泛识别能力的核酸探针：分子信标、核酸适配体和核酸酶,并重点综述了它们在生化分析中的应用研究进展。     

荧光核酸适配体功能化氧化石墨烯生物传感器用于快速检测氯霉素

开发了一种无标记和快速的检测方法基于氧化石墨烯(GO)和荧光功能性G-四聚体探针(FGP),可用于定量检测氯霉素(CAP).FGP由氯霉素核酸适配体和富含G碱基的核酸序列组成.核酸适配体用于结合CAP,并且由富含G碱基的核酸序列在K+,Na+离子的作用下形成的G-四聚体,然后与硫磺素T(ThT)结合后用作信号分子.在没有CAP的情况下,FGP通过π-π堆积相互作用被吸附到GO的表面上,阻碍了G-四聚体的形成导致溶液中的荧光强度低.在加入CAP时,FGP的核酸适配体部分可识别并结合CAP以形成复合物,导致其从GO解吸.因此,游离的富含G的碱基序列可以形成G-四聚体结构并与ThT结合,导致溶液的荧光强度增加.我们观察到荧光强度增加与CAP浓度在2~20 nmol/L范围内呈线性关系,检测限为1.45 nmol/L.此外,该检测系统用于检测加标牛奶中的CAP,回收率在93.2%~103.3%之间.这些结果表明,开发的方法可用于有效检测实际样品中的CAP.     

微纳米稀土硫氧化物的合成方法研究进展

稀土硫氧化物作为一类重要的发光基质,具有非常高的光吸收和传能效率,是一类重要的光功能材料,被广泛应用在彩色显示、背光源、生物医学等领域,是目前光功能材料领域研究的热点之一.国内外研究者已用先驱物硫化法、氧化物硫化法、水热与溶剂热法、固相反应法、燃烧法、微波法、静电纺丝法等,成功制备了纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米棒、纳...     

希土(Ⅲ)噻吩甲酰三氟丙酮和BipyO2/PhenNO三元配合物的合成和表征

The new ternary complexes of RE(TTA)₃(BipyO₂)·H₂O and RE(TTA)₃ (PhenNO)(where RE=Sm, Eu, Gd; TTA=thenoyltrifluoroacetonate; BipyO₂=2,2′-bipyridine-N,N′-dioxide; PhenNO=1,10-phenanthroline-N-oxide)have been synthesized. The composition and properties of complexes were studied by elemental analysis, UV spectrum, IR spectrum, DTA-TG and fluorescence spectrum. The effect of solvent on fluorescent intensity is discussed.     

基于荧光寿命机理的光纤温度传感器研究

为了实现恶劣环境下温度的测量,设计了一种基于荧光寿命机理的光纤温度传感系统.温度传感系统选用415 nm LED作为光源,以稀土荧光材料Y2O2S:Eu作为温度敏感材料,通过探测放大器和信号采集模块测量了敏感材料的荧光寿命,并由荧光寿命与温度的单调关系最终实现了温度的测量.采用油浴加热的方法进行温度实验,实验结果表明,温度传感系统在25~80℃实现了温度的测量,分辨率为0.5℃.     

基于软硬酸碱理论的单分散中重稀土硫氧化物纳米板的可控合成

根据软硬酸碱理论, 中重稀土+3价离子硬度高, 与S^2-离子亲合能力弱, 而与O^2-离子亲合能力强, 因此很难通过基于高沸点有机溶剂的前驱体热分解法合成中重稀土硫氧化物纳米材料. 发展了制备掺杂或非掺杂的中重稀土(Eu, Gd, Er, Y, Yb)的单分散硫氧化物纳米板的前驱体热分解方法. 密度泛函理论计算表明, 从轻稀土元素到中重稀土元素, 合成硫氧化物所需要的硫元素化学势逐渐升高. 实验结果表明: 在油胺中以H₂S气体为硫化试剂, 以分解温度低的稀土乙酰丙酮盐为前驱体在280 ℃条件下反应, 可以有效提高反应体系中硫元素的化学势, 从而利于目标硫氧化物纳米晶的生成. 其中, 所获得的Y₂O₂S:Eu纳米板在251 nm紫外光激发下可发出红色荧光; 而与体相材料相比, 因其表面原子比例很高且晶化度较低, 导致其荧光寿命较短、量子产率较低.     

Cell-SELEX-based aptamer-conjugated nanomaterials for enhanced targeting of cancer cells

Early detection and treatment of cancer depends on developing highly sensitive and specific methods for targeting cancer cells. To do this, aptamers, which are generated by a novel technique called cell-SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment), have been widely applied in cancer cell targeting based on such merits as high target affinity and specificity, small size, minimal immunogenicity, and ease of chemical modification. Furthermore, aptamers can gain more flexibility as cancer c...     

稀土双苯并咪唑基乙二醇配合物的合成与荧光性能

合成了4种稀土（Ce（Ⅲ）、Nd（Ⅲ）、Dy（Ⅲ）、Er（Ⅲ）1,2-双（2-苯并咪唑基）-1,2-乙二醇配合物,采用元素分析、IR、UV光谱和摩尔电导率等方法对配合物的结构进行表征,测定了固体荧光光谱和荧光衰减曲线．研究结果表明,配合物都是1：3型电解质,它们发射很强的蓝色荧光,荧光寿命为1．95—2．34ns.     

稀土钇掺杂Eu(TTA)3/PMMA温敏漆的制备及性能分析

本文以氯化铕、氯化钇、噻吩甲酰基三氟丙酮(TTA)为原料合成了钇掺杂Eu(TTA)3探针分子。将探针分子掺杂到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基质中,获得稀土钇掺杂Eu(TTA)3/PMMA温敏漆。采用IR、紫外吸收光谱和激发发射光谱对探针分子结构及温敏漆荧光特性进行了表征。红外光谱表明,稀土Eu(Y)与TTA形成配位键,且钇的掺入未改变Eu(TTA)3结构。紫外吸收光谱表明,探针分子的最佳吸收波段位于290~376 nm处。激发发射光谱表明,在340 nm激发下,温敏漆在614 nm处有最强发射峰,且钇对Eu(TTA)3发光具有增益作用,当钇含量为50%时,增益作用最强。不同温度下发射光谱表明,随着温度的升高,温敏漆的荧光发射强度逐渐减弱,说明温敏漆具有良好的温度猝灭特性,且掺入钇后温敏漆的测温灵敏度有所提高。     

稀土(Gd3+,La3+)对Eu(p-MOBA)3phen/PMMA荧光及温敏特性的影响

以稀土氧化物(Eu_2O_3,Gd_2O_3,La_2O_3)、对甲氧基苯甲酸(p-MOBA)、菲咯啉(phen)为原料制备了不同稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen探针分子。将所合成的探针分子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂引发聚合,制得不同稀土(Gd~(3+),La~(3+))掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA温敏漆样品。利用扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱和荧光光谱对探针分子的形貌、结构、发光性能及温敏漆的荧光温度猝灭特性进行表征。红外光谱、紫外可见吸收光谱及扫描电镜能谱分析表明,Eu~(3+)与配体p-MOBA、phen成功配位,且掺入的稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))未改变Eu(p-MOBA)_3phen结构,说明掺入的稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))部分取代了Eu~(3+)。荧光光谱表明,稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))的掺入对Eu(p-MOBA)_3phen的发光均具有增益作用,并且相应的温敏漆在50～100℃温度范围内都具有良好的荧光温度猝灭特性。而且相比于镧掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA,钆掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA具有更强的荧光发射和更高的测温灵敏度。可见,不同的稀土(Gd~(3+),La~(3+))对Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA的荧光及温敏特性影响是不同的。