荧光探针法研究百草枯与DNA的相互作用

以中性红（NR）为分子探针,应用紫外光谱法和荧光光谱法研究了除草剂百草枯（PQ）与小牛胸腺DNA（ctDNA）之间的相互作用。在pH7.3的Tris-HCl（5×10-2mol.L-1）缓冲溶液中,NR分子主要以嵌插方式结合到ctDNA双螺旋结构上,百草枯的加入抑制了NR与ctDNA之间的结合,用Stern-Volmer方程进行数据处理,表明百草枯对ctDNA-NR的荧光猝灭不是单纯的静态或动态猝灭方式,属于混合型的。综合紫外光谱、离子强度等研究证实,在该实验条件下,百草枯与DNA之间存在静电和嵌插两种作用。     

超分子聚轮烷荧光探针测定痕量对苯二胺

利用荧光光谱研究了锌离子对百草枯-葫芦[7]脲包结物荧光性能的影响,发现锌离子能极大增强体系荧光.进一步研究表明对苯二胺对百草枯-葫芦[7]脲-锌离子三元络合物的荧光具有较强增敏作用,并且增敏程度与对苯二胺的加入量成正比.在初步探讨作用机理的基础上,以百草枯-葫芦[7]脲-锌离子三元络合物作为荧光探针,建立了环境污染物对苯二胺的检测方法.在最优条件下,对苯二胺的线性范围为0.04-28μmol·L-1,线性回归方程为F=751.98+299C(μmol·L-1),相关系数为r=0.9993,检出限为0.028μmol·L-1(n=11).可能共存物干扰实验表明方法具有较好的选择性.本方法用于环境水样中痕量对苯二胺的检测,回收率为98.0％-100.4％,结果令人满意.     

用于细胞脂滴超分辨荧光成像的有机荧光探针研究进展

脂滴是真核细胞中必不可少的一种球形细胞器,与很多细胞生理学过程息息相关。荧光成像技术是观察研究脂滴最有力的工具之一。受光学衍射极限的限制,传统的宽场以及共聚焦显微镜所能达到的成像分辨率约为250 nm左右,这对于观测小脂滴,尤其是新生脂滴（尺寸约30～60 nm）来说是远远不够的。在这种情况下,近年来新兴的各种能够打破衍射极限的超分辨荧光显微镜（如受激发射损耗显微镜、结构光照明显微镜以及光激活定位显微镜等）逐渐吸引了科研人员的兴趣。为了得到高分辨率脂滴荧光图像,除了上述超分辨显微镜之外,还需要具有与之相匹配的高性能荧光探针。本文将简要介绍这几种超分辨显微镜的工作原理,讨论其对荧光探针光物理性质的特殊要求,并进一步系统总结脂滴超分辨成像荧光探针的研究进展。与此同时,本文将分析对比不同超分辨显微镜在脂滴荧光成像方面的优势与不足,并对其发展趋势进行展望。     

以铽离子为荧光探针测定尿样中痕量环丙氟哌酸

详细研究了环丙氟哌酸同稀土离子铽形成的配合物体系的荧光光谱特性及实验条件对荧光强度的影响。在pH为6．0的条件下,配合物荧光体系可发射铽离子强的特征荧光,其最大激发和发射波长为328和545nm。以稀土离子铽为荧光探针,测定尿样中痕量的环丙氟派酸可获得满意结果。     

小分子荧光探针的光谱

运用紫外-可见光谱、荧光光谱法研究了以二烯酮为荧光团的1,5-双(4-羟基)-1,4-戊二烯-3-酮探针的光学性质.一系列pH滴定实验表明探针的紫外吸收和荧光光谱随溶液的pH值的改变而变化.同时,探针紫外吸收光谱发生明显的红移,荧光光谱强度也随之变化,在碱性条件下,相对荧光强度浮动较大.解离常数pK<,α>为9.25,...     

新型含芘荧光探针分子与蛋白质相互作用的光谱研究

利用荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱,研究了新型含芘荧光探针分子芘丁酰谷氨酸(PLE)和芘甲酰谷氨酸(PYE)与溶菌酶(Lyso)和牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,分析了结合过程和机理。结果显示:不同间隔链长度的探针分子在与Lyso作用时,表现的光谱性质差别不大,这主要是由于探针分子结合到了Lyso的表面;而不同间隔链长度的探针分子在与BSA作用过程中,却表现不同的光物理性质,这可能是探针分子作用于BSA空腔时其结合位点或者结合方式的不同引起的。目前的研究对揭示蛋白质分子的识别位点和定位切割具有重要的意义。     

以固态法一步合成的荧光碳点为探针测定人体尿液中阿霉素

以柠檬酸和尿素为碳源和氮源,采用固态法一步合成出量子产率高达23%的荧光碳点。表征结果表明,所合成的荧光碳点为平均粒径为3~4 nm的球形,表面富含羟基、羧基和胺基等基团。此外,碳点的XRD谱图显示出无定型碳的特征峰。以所制备的碳点为荧光探针,基于碳点和阿霉素之间的共振能量转移而猝灭碳点的荧光,建立了阿霉素定量分析新方法。实验中考察了溶液的pH值和孵化时间的影响。在最佳实验条件下,阿霉素浓度在0.67~16.67 μg·mL-1范围之间与碳点的荧光猝灭值ΔF呈良好的线性关系(R2=0.995),检出限为0.22 μg·mL-1,回收率为83.0%～89.2%,相对标准偏差小于2.5%(n=5)。尿样中常见物质对测定干扰较小,显示出所建立的方法具有较好的选择性。     

超分辨率成像荧光探针材料应用进展

为了进一步认知复杂环境中的细胞生物学过程,研究人员发展了各种各样的生物成像技术。在这些技术中,生物荧光成像因简单的成像条件以及对生物样品的相容性而得到了广泛的发展。然而,传统的荧光成像技术受到了光学衍射极限的限制,无法分辨低于200 nm的空间结构,阻碍了对亚细胞结构的生物学过程研究。超分辨荧光显微镜技术突破了传统光学衍射对成像分辨率的限制,能够获取纳米尺度的细胞动态过程。除了对传统的宽场荧光显微镜框架的改进及升级改造之外,目前典型的超分辨成像显微镜技术通常依赖于荧光探针材料的光物理性质。常用的荧光探针材料包括荧光蛋白、有机荧光分子和纳米荧光材料等。本文介绍了几种主流的超分辨荧光显微成像技术并总结了已经成功应用到超分辨生物荧光成像中的荧光探针材料的应用进展。     

两亲荧光探针与氨基酸的荧光光谱

用自行设计合成的两亲荧光探针探讨了与色氨酸,酪氨酸两种体系在不同条件下的荧光性质.实验结果表明:在pH=7.3的缓冲溶液体系中相对荧光强度最大;得出两亲荧光探针与色氨酸、两亲荧光探针与酪氨酸发生相互作用且体系稳定;为研究和了解两亲荧光探针与生物大分子作用的化学本质提後供了一定的依据.     

A novel fluorometric determination of melamine using cucurbit[7]uril

Melamine is a toxic compound to both animals and human beings, and is connected to various diseases, such as kidney stones and bladder cancer. For the efficient detection of melamine, we have developed a novel sensitive cucurbit[7]uril (CB7) sensor with a detection limit at 0.20 μg mL⁻¹, and applied it to detect melamine in tainted milk. Fluorescence studies indicate that CB7 forms complex with melamine in a 1:1 mole ratio. The binding constant at various temperatures has been calculated and the interaction mechanism has been discussed based on molecular modeling result.     

光谱法研究八元瓜环与硫堇及多菌灵的主客体相互作用

利用紫外-可见吸收光谱法及荧光光谱法研究了八元瓜环与三环碱性染料硫堇及常用杀菌剂多菌灵的超分子相互作用,探讨了主客体相互作用的机制及光谱变化,并对其分析检测性能进行了研究。结果表明： 在0.01 mol·L-1的盐酸溶液中,八元瓜环与硫堇形成了摩尔比为1∶2主客体复合物,且八元瓜环能使硫堇的荧光发生猝灭;在八元瓜环/硫堇体系中加入多菌灵后,多菌灵能使体系的荧光增强,从而形成了荧光的“开-关”效应,其原因可能是由于八元瓜环与硫堇及多菌灵形成了主客体配合物而引起的。此外,测试了超分子体系的线性范围及检出限,并对酸度、共存物质对体系的影响进行了测试。结果表明多菌灵的浓度在0～3.5 μmol·L-1范围内与体系荧光强度呈线性关系,线性方程为I_f=0.45c+32.24,相关系数为0.999,检出限为9.39×10-8 mol·L-1。选择了常见离子及结构类似的苯并咪唑类杀菌剂对体系进行干扰测定,结果表明在一定浓度时,常见离子及结构类似的苯并咪唑类杀菌剂对多菌灵的检测不造成干扰。该结果为超分子配合物在农药残留检测方面的应用提供理论依据。     

光谱法研究葫芦[6]脲与土霉素的分子识别作用

采用荧光光谱和紫外光谱研究葫芦[6]脲(CB[6])与土霉素(OTC)的分子识别作用。实验结果表明,随着主体分子的加入,OTC荧光强度和紫外吸收强度均增强,说明主客体之间发生了相互作用;进一步通过荧光光谱、紫外光谱和直线拟合法(Benesi-Hildebrand)确定了CB[6]与OTC形成1∶1型的包结物;在酸性环境下CB[6]与OTC能形成1∶1型的稳定的包结物,在碱性环境下不能形成稳定的包结物;同时计算了主客体在298,308和328 K下包结的平衡常数K_s和CB[6]与OTC的分子识别过程的熵变、焓变和吉布斯自由能变。不同温度下的吉布斯自由能变ΔG均小于0,而熵变和焓变为正值,其包结过程是疏水作用力驱动且自发的吸热的过程。     

荧光光谱滴定法研究葫芦脲[7]对亚甲基蓝的包结作用

采用荧光光谱滴定法研究了不同温度下及醋酸缓冲溶液中,葫芦脲[7](CB7)对亚甲基蓝(MB)的包结作用。在一定的浓度范围内,体系的荧光强度随着CB7浓度的增大而增强,且荧光峰位有一定的蓝移,结果显示二者形成了1∶1的包结配合物,同时计算了它们的包结稳定常数以及相关热力学常数ΔG,Δh和ΔS,热力学常数数值说明反应是焓变驱动的。此外,利用1H NMR谱图,结合葫芦脲[7]以及客体亚甲基蓝的结构特征,对其包结机理及主客体作用模式进行了探讨。     

新型葫芦[6]脲纳米颗粒超极化129Xe"分子笼"研究

在相同浓度下,超极化¹²⁹Xe的核磁共振（NMR）灵敏度是传统质子NMR的10 000倍以上,但单原子Xe不具有靶向性,只有单一NMR信号.若超极化¹²⁹Xe与“分子笼”相结合,就能获得新的“笼”内Xe信号,为发展超极化¹²⁹Xe分子探针奠定基础.因此,构建新型的“分子笼”是发展新型超极化¹²⁹Xe分子探针的一个重要方向.葫芦[6]脲纳米颗粒的出现能改善以葫芦[6]脲为主体的¹²⁹Xe分子探针水溶性差、信号弱等缺点.本文构建了水溶性的葫芦[6]脲纳米颗粒,并发现其具有葫芦[6]脲/纳米颗粒内部两个“笼”内¹²⁹Xe信号.这一发现使这种纳米颗粒具有成为超极化¹²⁹Xe分子探针的潜力,能降低检测结果中假阳性和假阴性的发生率,值得更深入的探索和研究.     

八元瓜环与氧氟沙星、氟罗沙星、加替沙星及司帕沙星相互作用的光谱法研究

用荧光光谱和紫外吸收光谱研究了八元瓜环与氧氟沙星、氟罗沙星、加替沙星及司帕沙星的相互作用体系的性质,考察了溶液酸度对作用体系的影响。在pH小于8.0的范围内,八元瓜环分别与氧氟沙星、氟罗沙星、加替沙星形成1∶1、与司帕沙星形成2∶1的稳定的主客体化合物;测定了不同pH时主客体相互作用的稳定常数均在103～104 L·mol-1(司帕沙星体系为1011 L2·mol-2)范围;同时测定了各作用体系的荧光发射和紫外吸收分析性能参数,药物客体的浓度线性范围达2～3个数量级,检测限为10-9～10-8 mol·L-1。     

硫杂杯[4]芳烃基胶束自组装荧光探针的结构性质及检测性能的研究

水体中重金属污染因威胁生态环境和人类健康而被受广泛关注。荧光探针由于具有快速高效检测重金属的特性,一直是该领域的研究热点。通常,荧光探针在结构上包括对待测物质起识别作用的受体和能产生信号响应的荧光体,并逐步形成了内在型、共轭型、系综型和模板辅助自组装型等四种结构类型。近年来,基于受体和荧光体在表面活性剂胶束内自组装而形成的胶束自组装型荧光探针因结构简单、易于制备、能直接应用于水环境等特点逐渐受到重视。以对铜离子具有优异结合性能的对叔丁基硫杂杯[4]芳烃（TCA）为受体,以芘、荧蒽、蒽、菲、苝等分子为荧光体,通过表面活性剂胶束自组装制备针对Cu2+检测的胶束自组装型荧光探针,采用参比法测定了胶束自组装荧光探针的荧光量子产率,采用稳态荧光法测定了胶束聚集数,同时通过计算荧光猝灭率分别考察了荧光体种类、复配表面活性剂等因素对该探针的Cu2+检测性能的影响情况。实验结果显示,采用十二烷基硫酸钠（SDS）、曲拉通100（TX-100）、聚氧乙烯月桂醚（Brij35）等三种不同的表面活性剂对探针荧光体的荧光量子产率产生了明显影响,测得的荧光探针荧光量子产率介于0.25~0.47,且三者逐渐增大,说明表面活性剂改变了胶束内荧光分子芘所处微环境的极性,且不同类型表面活性剂对微环境极性的影响程度有所差异,微环境极性的增强对极性更大的激发态芘具有更强的稳定作用。而受体TCA的加入对荧光体所处微环境极性影响较小,未对荧光量子产率产生较大影响。但TCA的加入使探针的胶束聚集数明显减少,这归因于具有两亲性的受体TCA分子通过胶束自组装进入并分散在表面活性剂分子层中,形成共胶束结构,从而改变了表面活性剂分子的聚集状态。荧光体变更对荧光探针的Cu2+检测性能有显著影响,在同样条件下,以荧蒽、蒽、菲作为荧光体的探针检测Cu2+所得到的荧光猝灭率远高于芘、苝,这主要是因为不同荧光体在从激发态返回基态时辐射跃迁所释放能量不同,其能量与受体TCA识别Cu2+所需能量之间的匹配度越高,荧光猝灭率越大。不同类型的表面活性剂之间的复配能明显提升荧光探针检测性能,当非离子/阴离子、非离子/阳离子型复配表面活性剂之间的复配比例分别为7∶3和1∶1时荧光猝灭率达到最大值,且均高于单一表面活性剂时的荧光猝灭率。这说明不同类型表面活性剂复配的最佳比例存在较大差异,但均有效地增强了受体与荧光体的分散性及自组装性能,提高了对Cu2+的检测性能。研究结果将为新型胶束自组装荧光探针的设计和应用提供数据参考。     

光谱法研究七、八元瓜环对亚甲基蓝的分子识别

利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱法考察了七、八元瓜环(Q[7],Q[8])对客体亚甲基蓝染料(g)的分子识别作用.结果表明,Q[7]与g作用形成物质的量比为2:1的主客体配合物,Q[8]与g作用形成的是物质的量之比为1:2的主客体配合物.吸收光谱法测得的包结常数分别为KQ[7]-g=1.34×1012 L2·mol-2,KQ[8]-g=5.34×1012 L2·mol-2;荧光光谱法测得的KQ[7]-g=1.53×1012 L2·mol-2,KA[8]-g=6.11×1012 L2·mol-2,两种方法结果一致.随着Q[7或8]浓度的增加,瓜环对客体有明显的荧光增敏作用,而Q[8]对客体有明显的荧光猝灭作用.从Q[7]和Q[8]分别与客体作用体系的紫外-可见吸光度和荧光强度随pH值改变的变化规律可以看出,体系在pH在0.5～13范围内均能观察到主客体的相互作用,且作用比例不发生变化.     

七元瓜环对10-羟基喜树碱理化性质及抗癌活性的影响研究

利用紫外吸收光谱、荧光光谱、相溶解度等方法考察了七元瓜环(Q[7])对10-羟基喜树碱(HCPT)理化性质及抗癌活性的影响。研究结果表明在pH 2.0的盐酸介质中,随着主客体NQ[7]/NHCPT比例的增加,客体HCPT在λ265nm的紫外吸收强度明显下降并且波长发生红移,而在λ425nm的吸收强度却增加并在λ387nm波长处有明显的等吸收点。HCPT的荧光光谱表现出在λ558nm荧光发射峰的荧光强度呈下降趋势并发生波长蓝移现象。摩尔比法和Job法的研究得出主体Q[7]与客体HCPT形成了2∶1的主客体配合物,Reactlab EQULLIBRIA software○R程序计算了紫外吸收法和荧光光谱法的主客体配合物的总稳定常数(β)分别为1.549×1013 L2·mol-2和0.907×1013 L2·mol-2;相溶解度实验的结果表明当Q[7]的浓度为1×10-3mol·L-1时,可使HCPT的溶解度增大约250倍,而利用共蒸发法制备的Q[7]-HCPT固体包合物则可使HCPT在水中的溶解度提高约1170倍;体外人肺癌细胞株A549和人白血病细胞株K562的细胞毒活性测试结果表明,与单纯的HCPT比较,包合物的形成对HCPT的抗癌活性影响不大。     

硫杂杯[4]荧光探针的离子识别及分子逻辑门研究

以硫杂杯[4]芳烃为母体,在其1,3-位连接羟乙基邻苯二甲酰亚胺,2,4-位以三氮唑为连接基,将苄基引入硫杂杯[4]芳烃的下沿,得到硫杂杯[4]-邻苯二甲酰亚胺衍生物荧光探针(s1)。探针s1发射强烈荧光,在CH₃CN介质中的相对荧光量子产率为0.43。在DMF/H₂O介质中,以310 nm为激发波长,Fe3+能选择性猝灭探针s1在390 nm处的荧光;在CH₃CN介质中,以245 nm为激发波长,I-能选择性猝灭探针s1在310 nm处的荧光,光谱滴定和等温滴定量热均测出探针s1与Fe3+或与I-形成1∶1配合物,结合常数均达105。结合自由能表明配合为自发过程。荧光猝灭检测Fe3+和 I-的浓度线性范围分别为1.0×10-7～1.6×10-4 mol·L-1和1.0×10-7～8.5×10-5 mol·L-1,检测限分别为2.30×10-8 mol·L-1和1.17×10-8 mol·L-1。同时,利用识别和竞争配合作用,控制Fe3+和F-的输入使探针s1发射荧光或荧光猝灭,构建了分子水平上的逻辑电路。红外光谱推测探针s1分子中三氮唑基的氮原子参与了识别Fe3+的配位,而探针s1分子中三氮唑环上的芳氢与I-形成氢键而实现识别。