基于核酸适配体荧光标记及荧光共振能量转移检测赭曲霉毒素A

本研究基于荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)原理,以荧光素(Fluorescein, FAM)标记的核酸适配体(Aptamer)及猝灭基团(Dabycl)标记的互补链(cDNA)为主体,构建了赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)的荧光标记检测方法。该方法对OTA的检测限为0.01μg/mL,OTA浓度在0.01～0.25μg/mL范围内与荧光强度线性关系良好(R²=0.9991),回收率在86.40%～97.50%之间,可用于实际样品的检测。与传统检测方法酶联免疫吸附剂分析相比,本方法具有检测快速、灵敏度高、特异性强等优点,为食品中对人体有害物质的检测提供了一种新思路。     

基于催化发夹组装和荧光共振能量转移的生物传感器检测EV71病毒

以肠道病毒71型(EV71)为检测对象，建立了基于催化发夹组装(CHA)和荧光共振能量转移(FRET)的生物传感器。设计了检测EV71 VP1基因的CHA信号放大策略，该体系由一对发夹探针(H1、 H2)构成，H1和H2分别标记了荧光基团Cy3和Cy5。当体系中有VP1基因时，可引发H1和H2催化自组装反应，从而使得Cy3和Cy5相互靠近并发生FRET,导致Cy3荧光信号降低，Cy5信号增强；当体系中没有VP1基因时，H1和H2则稳定存在于反应体系中，不发生FRET,只检测到Cy3的荧光信号。优化了缓冲液浓度、 H1与H2的比例、反应温度和反应时间。在最优条件下，所构建的传感器的Cy5与Cy3的荧光强度比值与EV71 VP1基因浓度在0.5～20 nmol/L范围内呈良好的线性关系，检出限为73 pmol/L(3σ)。咽拭子样品的加标回收率为99.6%～103.1%,相对标准偏差在0.3%～1.7%之间。本方法具有较好的特异性及抗干扰能力，在EV71监测和手足口病早期诊断方面具有良好的应用前景。     

基于碳量子点-银纳米簇荧光共振能量转移纳米探针的荧光传感器检测转基因成分CaMV35S

利用荧光共振能量转移(FRET)纳米探针结合催化发夹组装(CHA)无酶扩增信号放大途径建立了一种可用于转基因成分的荧光检测方法。首先为CaMV35S目标序列(tDNA)设计了可诱导的CHA循环的两个发夹结构序列HP1和HP2。当单链DNA标记碳点(sDNA-CDs)和DNA模板化银纳米团簇(Ts-AgNCs)杂交后,AgNCs和碳量子点(CDs)靠近,形成FRET效应,得到sDNA-CDs/Ts-AgNCs荧光猝灭的比率荧光探针。当tDNA存在时,通过杂交反应打开HP1发夹,形成HP1-tDNA双链结构;该结构可将HP2的发夹结构打开,从而形成HP1-HP2双链结构,同时释放出tDNA进入下一轮杂交,触发CHA循环。由于HP1-HP2中HP1的部分序列与Ts部分序列间的亲和性较sDNA强,因此,加入sDNA-CDs/Ts-AgNCs后,sDNA-CDs从探针中释放,使CDs(λ_em=464 nm)的荧光得以增强。而AgNCs仍在双链结构中,其荧光强度(λ_em=560 nm)基本保持不变。以I_F464/I_F560...     

发夹式DNA探针检测水中汞EI北大核心CSCD

利用荧光染料双标记的DNA探针,实现了对水中Hg^(2+)的一步检测。实验中使用的DNA探针是富T结构的发夹式DNA探针链,若水样中不存在Hg^(2+),双标记的DNA探针两端的荧光染料Cy3与Cy5之间的距离很小,会发生荧光能量共振转移,Cy3的荧光发射强度降低;反之,Hg^(2+)会与DNA探针上的T碱基生成T-Hg^(2+)-T的稳定结构,使DNA链结构发生变化,同时Cy3,Cy5之间的距离变大,二者间的能量共振转移减弱甚至消失,Cy3的荧光发射强度回升。因此,通过Hg^(2+)的浓度与Cy3的荧光发射强度的变化的线性关系,可以实现Hg^(2+)的定量检测。     

双链荧光核酸适体探针用于蛋白质的简便快速检测

发展了一种基于双链荧光核酸适体(F-Aptamer)探针的简单快速检测蛋白质的分析方法.该双链荧光Aptamer探针由一条带荧光标记的Aptamer探针和带猝灭标记的互补DNA组成,当靶蛋白存在时,能形成比双链荧光Aptamer探针更稳定的F-Aptamer/蛋白质复合物,并发出荧光,从而实现对蛋白质的简便快速检测,检测线性范围为6~100 nmol/L,检出限为6 nmol/L.该方法设计简单,对核酸适体分子的大小和空间结构没有要求,可作为一种通用的基于F-Aptamer识别机理的蛋白质检测方法.     

基于核酸外切酶Ⅲ信号放大的比率型荧光传感器检测致病菌基因

食源性致病菌严重威胁着公众健康。本研究基于荧光共振能量转移原理,以Cy3和Cy5作为荧光供体和受体基团,利用核酸外切酶Ⅲ(ExoⅢ)增强检测信号,构建了比率型荧光传感器,用于高灵敏度检测致病菌基因。分别标记有Cy3的R1-DNA和标记Cy5的R2-DNA形成双链R1/R2,在Cy3的激发光波长激发下,由于发生荧光共振能量转移,Cy3的荧光被猝灭而产生Cy5的荧光信号。致病菌靶基因(大肠杆菌Lac Z基因)的存在可将R1/R2双链解旋,使得Cy3远离Cy5,导致Cy3的荧光恢复而Cy5的荧光信号降低。在ExoⅢ作用下,Cy3与Cy5的信号变化进一步增大。在优化的实验条件下,荧光信号变化与靶基因在10~2000 pmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为5.29 pmol/L。所采用的比率型信号检测策略极大地降低了假阴性、假阳性检测结果的产生,增强了检测特异性。     

柯楠因诱导寡聚腺嘌呤核苷酸双螺旋结构增强赛博绿I 荧光及柯楠因的高灵敏和高选择荧光检测

柯楠因是原小檗碱类生物碱类似物. 研究发现, 在近生理酸度下柯楠因与寡聚腺嘌呤核苷酸(poly A₁₆)形成双链结构, 明显增强DNA 嵌入染料赛博绿I (SG I)的荧光. 在优化条件下, 530 nm 处荧光增强与60～600 nmol/L 的柯楠因呈线性关系, 检测限(3σ)为30 nmol/L. 方法选择性好, 同倍含量的小檗碱类似物不产生干扰. 将所建立的方法用于柯楠因合成样的测定, 回收率在92.5%～105%之间, 相对标准偏差RSD 小于3.1% (n＝3).     

一种共聚焦激光诱导荧光检测器的研制

 基于共聚焦检测，研制了一台便携式激光诱导荧光检测器。该系统具有体积小、重量轻、成本低等特点；成像观察校准系统使日常校准非常简单。采用毛细管电泳和流动注射方式对该体系性能进行了评价，以Cy5染料与Cy5标记的色氨酸作为检测物质，其检测下限为3.7 nmol/L。     

基于DNA双链取代策略免标记检测铅离子的研究

建立了一种基于DNA双链取代策略和SYBR GreenⅠ(SG)作为荧光染料插入剂进行免标记铅离子检测的荧光传感方法。SG作为一种染料分子,与单链DNA作用产生的荧光强度很弱,但可以插入双链DNA,使SG荧光强度明显增强。检测时铅离子适配体首先与其部分互补单链DNA杂交形成稳定的双链DNA结构,当溶液中存在铅离子时,铅离子与其适配体特异性结合,双链DNA的数量减少,加入SG可实现铅离子的免标记定量检测。此方法具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点。最低检测浓度为2 nmol/L,检出限(S/N=3)为1.6 nmol/L,实际样品检测结果良好。     

基于氮化碳量子点/罗丹明B系统检测汞离子的比率荧光探针

通过一步水热法,以柠檬酸和尿素为原料,制备了蓝色氮化碳量子点(CNQDs),并对CNQDs的粒径分布、元素组成、形貌结构及表面官能团进行了表征,考察了CNQDs的光谱性质。以CNQDs为母体与罗丹明B(RhB)构成比率荧光探针CNQDs/RhB,基于CNQDs/RhB(447 nm/581 nm)的荧光强度比值F₀=(F₄₄₇/F₅₈₁)的变化情况对汞离子(Hg²⁺)进行定量测定,具有高选择性和灵敏性。结果显示,该探针对Hg²⁺的检测线性范围为2～40μmol/L,检出限为1.95μmol/L。常见的阴离子和阳离子对CNQDs/Rh B检测Hg²⁺基本无影响,并对该比率型荧光探针的检测机制进行了探究。最后,将该探针应用于实际水样中Hg²⁺的检测,说明该探针具有潜在的应用价值。通过研究,对Hg²⁺的检测提供了新的思路,也预示了该荧光探针在水环境检测方面具有广阔的应用前景。     

发夹式DNA探针检测水中汞

利用荧光染料双标记的DNA探针,实现了对水中Hg~(2+)的一步检测。实验中使用的DNA探针是富T结构的发夹式DNA探针链,若水样中不存在Hg~(2+),双标记的DNA探针两端的荧光染料Cy3与Cy5之间的距离很小,会发生荧光能量共振转移,Cy3的荧光发射强度降低;反之,Hg~(2+)会与DNA探针上的T碱基生成T-Hg~(2+)-T的稳定结构,使DNA链结构发生变化,同时Cy3,Cy5之间的距离变大,二者间的能量共振转移减弱甚至消失,Cy3的荧光发射强度回升。因此,通过Hg~(2+)的浓度与Cy3的荧光发射强度的变化的线性关系,可以实现Hg~(2+)的定量检测。     

基于G-四链体模板的银纳米簇共振能量转移比率检测miRNA

以DNA为模板合成的荧光银纳米簇（DNA-Ag NC）是一类性能优秀的发光探针,已被广泛应用于传感与成像领域.目前大多数定量方法都是基于目标物结合带来的直接的银纳米簇发光强度的变化,因此,分析方法的重现性将不可避免地受实验场地或测定条件变化的影响.本工作中,采用以G-四链体为模板的银纳米簇（GQ-Ag NC）与菁染料Cyanine5（Cy5）为能量供-受体对,发展了基于荧光共振能量转移（FRET）机理的miRNA比率测定方法.其中,Cy5标签具有通用性,简化了实际应用中的实验设计,降低了试剂成本.针对miRNA let-7a的方法,检测动态范围为12~300 nmol/L,检测限为6.9 nmol/L,且可以将let-7a与let-7家族中的其他miRNA区分.HepG2细胞的总RNA提取物加标回收结果表明该方法具有应用于临床样本测试的潜力.本研究工作拓展了DNA-Ag NC的应用,并有助于加深在FRET设计中以DNA-Ag NC为供体进行分析应用的进一步理解.     

壳聚糖支载菁染料荧光探针及荧光特性

壳聚糖支载有机荧光染料可在生理条件下改变其荧光特性,本文采用壳聚糖(CTS)支载有机荧光染料Cy3,利用红外光谱和热分析对产物进行了表征,研究了壳聚糖支载的荧光染料紫外吸收光谱和荧光光谱特性,结果表明,壳聚糖支载的荧光染料Cy3的紫外吸收特征峰的波长无明显变化,荧光强度明显增强,支载后的荧光染料光稳定性良好,初步细胞标记实验显示,壳聚糖支载后的Cy3染料对脑胶质瘤细胞具有良好的亲和性,并能穿透细胞膜且发出明显荧光。     

吲哚类菁染料Cy3嵌入的核壳荧光纳米颗粒的制备及其性质研究

以蛋白质或多肽修饰的吲哚类菁染料Cy3为内核, 采用实验条件简单的油包水反相微乳液方法成核, 通过正硅酸乙酯水解形成的网状二氧化硅包壳的方法制备吲哚类菁染料Cy3嵌入的核壳荧光纳米颗粒. 考察了以不同等电点的蛋白质和多肽修饰的Cy3为内核材料对吲哚类菁染料Cy3嵌入的核壳荧光纳米颗粒制备的影响. 结果表明, 分别采用人免疫球蛋白(IgG)或多聚赖氨酸修饰的Cy3为内核材料, 都能制备荧光强度高、荧光稳定性强和染料泄漏极少的Cy3嵌入的核壳荧光纳米颗粒. 进一步对Cy3嵌入的核壳荧光纳米颗粒进行了表征, 并将基于这一新型的荧光纳米颗粒建立起来的生物标记方法初步应用于流感病毒DNA的检测, 其检测线性范围为3.18×10-10～1.27×10-9 mol/L, 检测下限为3.51×10-10 mol/L, 相关系数r为0.986 5.     

基于碳点-铕的比率荧光探针可视化检测四环素

结合四环素对碳点(CDs)的荧光猝灭及对铕离子(Eu ³⁺)的荧光增强作用, 建立了一种肉眼可辨的比率荧光分析方法用于水样中四环素残留的便捷检测. 通过优化CDs/Eu ³⁺比例、 溶液pH值等实验条件, 使检测体系对四环素的荧光响应呈现由蓝色→粉色→红色的颜色转变过程, 易于通过肉眼进行分辨和半定量分析. 实验结果表明, 2种荧光探针响应比(I₆₁₈/I₄₄₀)的对数值与四环素的浓度在20~100 nmol/L范围内呈线性关系, 方法的检出限为1 nmol/L. 将该方法应用于江水样品中四环素的加标检测, 获得了较好结果.     

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。     

比率型SO2荧光探针的构建及细胞成像研究

本文构建了一种基于苯并吲哚季铵盐结构的荧光探针用于检测SO₂衍生物。该荧光探针能够快速、灵敏、高选择性地检测HSO₃^-和SO₃^2-,并显示出颜色和荧光变化双重响应。其比率荧光强度（I₄₆₂/I₅₈₈）与HSO₃^-的浓度（0～16 μmol/L）之间具有良好的线性关系,检测限低至12 nmol/L。¹HNMR表明该探针的响应机制为1,4-亲核加成反应。激光共聚焦荧光成像结果表明,CZBI具有良好的细胞膜通透性,并且可以通过比率荧光成像实现对细胞内SO₂衍生物的监测。     

铕穴状双功能螯合剂的合成及其光学性能

以2,6-二甲基-4-羟基吡啶为原料，经取代和水解反应合成了稀土穴状双功能螯合剂2-【2,6-{N,N′,N,N′-[二(2,2′-联吡啶-6,6′-二甲基)]二氨甲基}-吡啶-4-氧基】乙酸-Eu³⁺，其结构和性能经荧光光谱、 ¹H NMR、 IR和MS(ESI)表征。结果表明：螯合物的激发光谱范围为258~356 nm，最佳激发波长为331 nm；其荧光光谱中铕的特征峰位于581 nm（5D₀→7F₀）、 594 nm（5D₀→7F₁）、 616 nm（5D₀→7F₂），荧光寿命为512 μs。     

稀土Pr(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)与2-[(取代苯胺基)羰基]苯甲酸的配合物研究

报道了配合物Ln(X-P)₃·3H₂O[其中X=H,2-Cl,4-Br,3-OH,3-NO₂,2-OCH₃,2-CH₃,2,4-二氯,P=2-(COO)C₆H₄CONHC₆H_5-nX_n,n=1,2;Ln=Pr(Ⅲ),Nd(Ⅲ)]的制备,并用元素分析、红外光谱、电子反射光谱、热重分析进行了表征。结果表明,配位是通过羧酸羟基氧原子和酰胺羰基氧原子进行的,含3分子配位水。通过电子反射光谱数据,对Slater-Condon参量(F_k)、Lande参量(ξ_4f)、Nephelauxit比率(β),平均共价参数(δ)、平均成键参数(b^1/2)、F₄/F₂、F₆/F₂比值进行了计算,对配合物的共价成键情况进行了讨论。     

基于DNA功能化金属有机框架材料的荧光探针对瓣状核酸内切酶1的检测和成像研究

结构特异性核酸酶瓣状核酸内切酶1 (Flap enduclease 1, FEN1)在多种癌细胞中过度表达,被认为是癌症临床诊断的潜在生物标志物。FEN1的精确检测对于癌症早期诊断和预后具有重要意义。荧光法具有操作简单、灵敏度高等优势,被广泛应用于FEN1检测,但基于比率荧光信号检测FEN1的策略尚未见报道。本研究设计了一种基于DNA功能化金属有机框架材料(MOFs)的比率荧光探针(FAM-RhB@UiO-66-NH₂),用于细胞内FEN1的检测和成像。其中,罗丹明B(RhB)被封装在MOFs中,荧光团FAM修饰的DNA链通过Zr—O—P相互作用与MOFs结合,形成基于荧光共振能量转移(FRET)的纳米探针。在FEN1存在的情况下,DNA链被酶切割,FRET体系被破坏,荧光比率发生变化,从而可实现对FEN1的检测。在最佳实验条件下,检测FEN1的线性范围为0.01～3.0 U,线性方程为y=0.1314x+1.6107,检出限低至0.004 U(3σ)。将此探针用于细胞内FEN1成像,能够区分癌细胞和正常细胞。