细胞功能分子的表面增强拉曼成像及其应用研究进展

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)具有高灵敏、高通量的特性.基于SERS的拉曼成像技术是一种无损的生物成像技术,已被广泛应用于细胞表面与细胞内生物分子的检测和成像,如对聚糖、microRNA、蛋白质等分子的定量、结构分析与功能追踪等.这一技术也已用于细菌的快速检测、细胞或细菌间的信号通讯研究、细胞p H检测,并可通过活体肿瘤组织的边缘描绘指导手术切除. SERS成像可以规避生命体系中强的分子自荧光以及荧光成像中的光漂白现象,并可以利用不同拉曼信标的指纹光谱实现高灵敏、高通量的生物成像.通过与其他成像技术(如核磁共振成像、光声成像)的结合, SERS成像有望用于更复杂生命体系中生物分子的研究.本文综述了近年来细胞功能分子的表面增强拉曼成像及其应用方面的研究进展.     

基于微流控芯片电泳的生物分子间相互作用研究*

用合适的手段表征生物分子的相互作用对于深刻理解生命过程的本质以及进行医药开发都具有重要意义。将微流控芯片和毛细管电泳相结合的微流控芯片电泳技术具有快速、高效、高通量、样品用量少和易于整合等诸多优势。本文对近年来进行生物分子间相互作用结合常数测定以及结合动力学研究的微流控芯片电泳分离模式、分析方法和芯片检测方法分别做了介绍;简单对比了微流控芯片技术和微阵列生物芯片生物分子间相互作用研究技术;最后分析了微流控芯片技术目前的不足,并对其未来的发展进行了展望。     

超滤质谱技术在药物小分子与生物靶分子相互作用研究中的应用*

药物小分子与生物体内靶分子之间的相互作用,是药物发挥其药理活性的重要途径之一。因此,高通量地筛选出能够与生物靶分子相互作用且具有生物活性的药物小分子,对于新药开发研究具有重要的理论意义和实际应用价值。超滤质谱技术是超滤装置与质谱技术结合后形成的一种新的分析方法,它能够在液相条件下快速地识别并鉴定出与生物靶分子结合的药物小分子配体。与其它分析方法相比,超滤质谱技术具有快速、灵敏、高通量的特点,因而被广泛应用于研究药物小分子和生物靶分子相互作用。本文综述了超滤质谱技术的原理、特点和实验操作中的一些关键问题。重点介绍了超滤质谱技术在药物小分子与生物靶分子相互作用研究中的应用进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

生物分子的单分子检测研究

本文评述了生物单分子检测的方法及其在生物大分子结构与功能之间的关系、酶的活性、反应动力学、分子构象、DNA和RNA的转录、蛋白质折叠等生物学重要问题研究上的应用。对生物单分子检测技术这一研究领域的发展趋势作了展望。     

荧光相关光谱及其在单分子检测中的应用进展

单分子检测在生命科学、化学、物理学等领域具有重要的意义。荧光相关光谱是单分子检测的新技术,在生命科学领域有巨大的应用潜力。综述了荧光相关光谱单分子检测的原理、实验技术以及在生物分子相互作用、活细胞、核酸、疾病诊断、高通量筛选以及与毛细管电泳联用等领域的研究,并展望了其发展前景。     

分子阵列研究

小分子化合物可以调节生物学过程,是研究活性生物大分子特别是蛋白质以及药物的重要工具,而高通量筛选是发现活性分子的重要方法.分子阵列是近年来新出现的一种高通量筛选技术,上面含有成千上万种组合合成的化合物以及天然产物,可以用于发现新的先导化合物,以及筛选已有的先导化合物.现在分子阵列已经成功应用于蛋白分析和先导化合物的发现等许多领域.本文综述了近年来分子阵列的构建过程、原位合成和非原位合成等各种固定化策略以及荧光免疫检测、表面等离子体共振成像技术等检测手段,并介绍了化学分子印刷阵列方法,最后总结了分子阵列的应用,并对分子阵列在我国中药发展等方面将起到的潜在作用作了展望.     

编码微载体的制备及其生物医学应用

高通量分析技术在生物检测、药物递送、材料评估和防伪等方面有着重要的应用,这些应用通常依赖于多元分析来实现。编码微载体技术为多元分析提供了一个可行的策略。编码微载体通过赋予不同微载体不同编码信息来实现编码,编码方式通常为图形编码、光学编码等的一种或多种,并通过每个微载体编码信息的不同来实现对生物分子、细胞和材料的区分和检测。本文总结了编码微载体领域的研究进展,介绍了微载体常用的编码策略,并重点阐述了基于编码微载体的分析技术在多元检测、细胞培养与捕获、药物评估、药物递送和防伪等领域的应用。最后,我们总结了编码微载体的优缺点,并对其发展前景进行了展望。     

表面等离子体共振传感器生物识别分子的固定化方法

表面等离子体共振具有无需标记样品和实时检测等优点,广泛应用于药物筛选以及生物、药物、食品等领域的检测。构建合适的生物传感界面是提高检测灵敏度和选择性的重要途径。该文介绍了利用化学偶联生物识别分子的非定向固定方法,以及利用化学键合或生物分子的特异性反应定向固定生物识别分子的方法,比较了两种固定方法的优缺点,并讨论了未来的发展趋势。     

生物大分子印迹传感器研究进展

分子印迹传感器在有机小分子分析检测方面的应用已趋近成熟,在生物大分子检测方面的应用近年来也逐渐增多.本文就近年来分子印迹技术在大分子生物传感器中的构建及应用进行综述,包括光学传感器、电化学传感器、质量型传感器等,并对目前分子印迹传感器在生物大分子检测方面存在的问题进行分析,对生物大分子印迹传感器的未来发展方向提出展望.     

转基因作物检测新技术研究进展

随着生物技术的发展,转基因作物的种植面积显著增加,公众对转基因产品的安全性也更加关注。因此,加强对转基因作物及其产品的检测尤为重要。现有的常规转基因检测方法已不能满足快速、灵敏、高通量及准确定量的要求。本文就转基因检测技术的研究进展进行了综述,重点介绍了蛋白质组学技术、生物分子互作技术及近红外光谱分析技术等新技术在转基因检测中的应用前景。     

脂多糖与生物分子的相互作用及动力学分析

脂多糖(LPS)是构成革兰氏阴性细菌细胞外壁的主要成分,是一种热稳定的毒素。脂多糖与某些生物分子形成复合物,从而引发毒性反应。本研究应用基于表面等离子体共振(SPR)原理的生物传感技术,对脂多糖与几种生物分子之间的相互作用进行了动力学分析。采用氨基偶联法在CM5传感片上固定生物分子,LPS溶液注射于固定的传感片上,测得脂多糖与人血清白蛋白、血红蛋白、壳聚糖以及溶菌酶的亲和常数kA分别为2.36×107、2.03×108、7.58×106、2.82×104L/mol,而与铁蛋白之间没有结合。     

可见光引发的生物大分子相容的脱硼炔基化反应

正J.Am.Chem.Soc.2014,136,2280~2283在生物体系中进行的生物相容的成键与断键反应有助于在分子水平研究生物体系.由于生物体系富含氨基酸、核苷酸、糖、核酸、蛋白质等多种生物分子,生物相容的反应需要在中性水溶液中进行,并且需要具有优秀的化学选择性与生物分子的多样反应性官能团相容.中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室的陈以昀课题组近期发展了可见光引发的生物大分子相容的脱硼炔基化反应.硼酸能在中性水溶液中稳定存在,其较小的     

生物分子功能化碳纳米管

利用生物分子功能化碳纳米管,使其具备生物相容性和特殊的识别功能并引入生物体系是一项极具应用潜力的研究.如何利用不同种类的生物分子功能化碳纳米管则是该领域须解决的一个关键问题.本文综述了利用生物分子酶、蛋白质、氨基酸、肽螺旋、DNA功能化碳纳米管的最新研究进展,重点介绍了碳纳米管侧壁与端口的DNA功能化以及碳纳米管的DNA填充,并对DNA功能化碳纳米管在生物传感器、电化学检测及DNA操纵碳纳米管自组装方面的应用作了阐述.     

生物分子溶液中的弱相互作用研究进展

弱相互作用是生物分子体系中普遍存在的一类重要作用,在分子组装和分子识别以及研究结构-功能-活性关系等方面有着极其重要的作用,一直是科学研究的前沿,本文从生物分子内弱相互作用的分类和研究方法方面,针对国内国际研究的前沿和热点以及笔者自身的科研成果,揭示了生物分子溶液内部弱相互作用的特点及其多元的研究手段.     

单分子的光学检测及应用

介绍了单分子光学检测技术的基本原理、方法及其在化学和生命科学中的应用,重点强调单分子动力学在酶反应和生物大分子构象变化研究中的独特作用,对今后的发展作了展望     

锁核酸分子信标在分子识别与生物分析中的应用

分子信标是一种荧光探针,闭合时呈发夹结构。其5'末端修饰荧光基团,3'末端修饰猝灭基团。当目标存在时,环部与目标结合,发夹打开,发出荧光。锁核酸是一类双环状寡核苷酸衍生物,能够遵循碱基互补配对原则与核酸结合。锁核酸分子信标技术,结合了分子信标无需分离未结合探针而直接检测的优势和锁核酸亲合力强、热稳定性好、抗酶切以及体内无毒等特点,在核酸检测方面具有灵敏度高、特异性好的独特优势,近年来得到广泛关注。本文介绍了锁核酸修饰分子信标的结构、功能、设计要点,及其研究现状和一些重要进展,并讨论了目前锁核酸分子信标在分子识别及生物分析中的应用及存在的问题和发展前景。     

LBL自组装技术及自组装生物功能膜结构

主要介绍近几年发展的用于生物大分子自组装功能膜的三种逐层（LBL）自组装技术与制备方法,酰胺化反应自组装技术、生物分子的特异识别自组装技术、分子沉积自组装技术;同时总结了自组装功能膜的结构、特性的表征方法,主要有AFM、TEM、循环伏安法、石英晶体微天平（QCM）技术、UV/VIS、XPS方法等。     

生物单分子力谱技术的研究进展

近年来,单分子力谱技术获得了快速发展和广泛应用。通过单分子力谱技术研究生物分子结构、力学及动力学,在单分子水平上揭示生物分子间相互作用机制,对于深入了解生物分子的特异识别、生化过程以及生物分子结构与功能的关系具有重要意义。本文主要介绍了3种最常见的单分子力谱技术:原子力显微镜(AFM),光镊(OT)和磁镊(MT)。另外,还侧重从不同力谱技术的原理、发展及应用三个方面简要介绍了3种大规模并行测量的单分子力谱技术:声力谱(AFS)、离心力显微镜(CFM)以及力诱导剩磁谱技术(FIRMS)。     

分子阵列研究进展

小分子化合物可以调节生物学过程,是研究活性生物大分子（特别是蛋白质）以及药物的重要工具,而高通量筛选是发现活性分子的重要方法。分子阵列是近年来新出现的一种高通量筛选技术,上面含有成千上万种组合合成的化合物以及天然产物,可以用于发现新的先导化合物,以及筛选已有的先导化合物。现在分子阵列已经成功应用于蛋白分析、先导化合物的发现等许多领域。本文综述了近年来分子阵列的构建过程,原位合成、非原位合成等各种固定化策略以及荧光免疫检测,表面等离子体共振成像技术等检测手段,并介绍了化学分子印刷阵列方法,最后总结了分子阵列的应用,并对分子阵列在我国中药发展等有方面将起到的潜在作用作了展望。     

基于微流控热泳的生物传感技术※

复杂生命体系中关键分子及微纳生物粒子的高灵敏、高特异检测, 对理解多层次多尺度生物学过程、阐明疾病发生发展机制和探索新型生物标志物等具有重要意义. 微流控生物传感器整合了微流控技术和生物传感技术的诸多优势, 在微量生物样本精准测量方面取得了显著进展. 近年来, 微流控热泳生物传感技术(Thermomicrofluidic biosensing)利用物质在局域温度梯度场中的热泳定向迁移现象, 并结合均相生物传感及信号放大新策略, 实现了复杂样本中生物分子及微纳生物粒子的快速、高灵敏、原位检测. 重点阐述了以热泳为核心的微流控传感技术, 包括微量热泳、热泳-对流耦合、热泳-扩散泳耦合以及热泳-电泳耦合等方法, 总结了不同传感方法的原理、特点及其在生物分子(蛋白、核酸等)与微纳生物粒子(细胞外囊泡、病毒、细胞等)检测中的应用, 并探讨了微流控热泳技术在生物医学检测领域中面临的挑战与未来发展方向.