新型金纳米材料在过氧化氢传感器中的应用

合成了新型的金纳米盒子材料,在金电极上通过金硫键自组装的方法修饰金纳米,再通过自组装和浸渍的方法修饰细胞色素c(Cyt c),构建了基于Cyt c的直接电子传递的H2O2电化学传感器,所得传感器的灵敏度为4.4A/(mol/L),线性范围为4.7×10-6~8.0×10-3 mol/L,检测限为1.5×10-6 mol/L。并将以金纳米盒子为基底的传感器与传统的电沉积金纳米,以及金纳米溶胶传感器做了对比,实验结果表明新型的金纳米盒子所修饰的传感器具有更好的灵敏度、更宽的线性范围及更低的检测限。     

新型生物相容性大分子磁共振成像造影剂的性质研究

将天冬氨酸与亮氨酸反应,合成了天冬氨酸-亮氨酸共聚物(PL),通过乙二胺将钆-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(Gd-DOTA)连接到PL上,制备了大分子磁共振成像造影剂PL-A2-DOTA-Gd,通过核磁碳谱、凝胶色谱等方法对其结构进行了表征,利用细胞毒性实验、溶血性实验、体外弛豫效率测定以及体内动物磁共振成像等方法对其性能进行了评估。研究表明,PL-A2-DOTA-Gd的细胞毒性远低于临床应用的造影剂Gd-DOTA,且其弛豫效率(15.3 L/(mmol·s))是Gd-DOTA(5.8 L/(mmol·s))的2.6倍。大分子磁共振成像造影剂PL-A2-DOTA-Gd具有良好的血液相容性,对昆明小鼠的肝脏信号的增强效果约为Gd-DOTA的3.1倍,且能在较长时间内保持良好稳定的增强效果。     

基于核酸外切酶Ⅰ催化的核酸降解反应构建乳腺癌细胞电化学传感器

基于核酸外切酶I选择性消化单链核酸的特点,使用MCF-7细胞表面过量表达的肿瘤标志蛋白MUC1的适体,构建了一种灵敏检测乳腺癌细胞的新型电化学传感器。核酸适体链与乳腺癌细胞MCF-7表面过量表达的肿瘤标志蛋白MUC1的结合会阻碍其与互补核酸探针链的杂交,所以电极表面固定的未杂交的核酸探针单链就会被外切酶I选择性消化从而失去末端的亚甲基蓝信号分子。因此,通过检测电化学信号的变化,此传感器在103~106cell/mL细胞浓度范围内线性检测乳腺癌细胞MCF-7,检出限为330 cell/mL,具有高度特异性,可以有效区分对照细胞胰岛β细胞。     

Comparative Molecular Field Analysis （CoMFA） of Curcumin-related Compounds for Anticancer Activity

Three-dimensional （3D） quantitative structure-activity relationship （QSAR） studies of 44 curcumin-related compounds have been carried out based on our previously reported result for their anticancer activity against pancreas cancer Panc-I cells and colon cancer HT-29 cells. The established 3D-QSAR models from the comparative molecular field analysis （CoMFA） in training set showed not only significant statistical quality, but also satisfying predictive ability, with high correlation coefficient values （R12= 0.911, R22= 0.985） and cross-validation coefficient values （q2= 0.580, q22= 0.722）. Based on the CoMFA contour maps, some key structural factors responsible for anticancer activity of these series of compounds were revealed. The results provide some useful theoretical references for understanding the mechanism of action, designing new curcumin-related compounds with anticancer activity and predicting their activities prior to synthesis.     

顺铂前药接枝修饰硫代DNA及其自组装靶向纳米药物研究

选用具有良好生物相容性的硫代修饰嵌段核酸为载体,将其非硫代修饰部分设计为靶向MUC-1蛋白的核酸适配体序列,同时在其硫代修饰部分通过硫代磷酸酯基团（Phosphorothioate,PS）接枝修饰四价顺铂前药,制备了两亲性核酸-顺铂前药缀合物MUC-1/^PODNA-b-（^PSDNA-g-Pt）,并进一步自组装成类似球形核酸（Spherical nucleic acid,SNA）的含铂靶向纳米药物（MUC-1/Pt-SNAs）.结果表明,该纳米药物递送体系载药率高、形貌稳定、分散性好,能够高效靶向MUC-1蛋白过表达的MCF-7乳腺癌细胞,并在体内外实验中表现出优异的抗肿瘤效果和极低的毒副作用.     

基于SERS纳米探针的细胞内硝基还原酶检测

在缺氧的肿瘤细胞内, 硝基还原酶(NTR)通常过表达且其含量高低与缺氧程度呈正相关, 因此开发高选择性检测NTR的方法对早期肿瘤诊断至关重要. 本文通过修饰对硝基苯硫酚(p?NTP)到金纳米粒子(Au NPs)表面构建了一种表面增强拉曼散射(SERS)探针. 在缺氧条件下, 以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)作为电子供体, NTR可催化还原芳香硝基为芳香胺, 导致纳米探针的SERS光谱发生变化, 从而实现NTR的高选择性检测, 检出限低至18 ng/mL. 该探针毒性低、 生物兼容性好, 可用于缺氧条件下A549细胞内的NTR分析, 为肿瘤细胞的缺氧现象评估提供了一种有效的策略.     

同源细胞膜包覆智能释药纳米粒用于肝癌靶向治疗

近年来,纳米药物递送系统在癌症治疗方面的应用受到广泛关注。 传统的纳米药物递送系统存在生物相容性差、靶向性缺乏、在肿瘤部位释药缓慢等问题。 本文设计制备了一种同源细胞膜(M)包覆、癌细胞还原微环境控制释药的脂质体纳米粒子(命名为P-ss-G/D/Sf@M)来递送肝癌治疗药物索拉非尼(Sf)用于肝癌的靶向治疗。 利用薄膜水化法结合静电吸附及过膜挤压法制备包覆细胞膜的空白(P-ss-G/D@M)及载药(P-ss-G/D/Sf@M)纳米粒子。 P-ss-G/D/Sf@M对Sf的载药量为7.2%,包封率为79.9%。 体外释药结果显示,P-ss-G/D/Sf@M在还原条件下会加快药物的释放,48 h时药物释放量达到65%以上,较非还原条件下释药量提高了25%。 体外细胞实验结果证明,包覆肝癌细胞膜的纳米粒子更易被肝癌细胞摄取,表现了对肝癌细胞的靶向性,同时在肿瘤细胞高浓度谷胱甘肽(GSH)还原环境作用下,纳米粒子中的二硫键断裂,迅速释放药物,与非还原敏感载药纳米粒子相比,显著抑制肝癌细胞生长,提高细胞凋亡率。 因此,本文制备的同源细胞膜包覆的智能释药载体有可能用于今后的癌症治疗中。     

细胞色素P450酶催化的烷烃选择性羟化

碳氢键选择氧化是合成化学领域的重要课题,其中烷烃选择性羟化反应更是面临着化学选择性、区域选择性和立体选择性等多重挑战.细胞色素P450酶广泛分布于动植物和微生物体内,是公认的多功能生物氧化催化剂.P450酶对惰性C-H键的选择性氧化具有独特优势,在催化烷烃选择性羟化反应方面拥有巨大潜力.本综述简述了P450单加氧酶及其催化烷烃选择性羟化的反应机理,梳理了来自CYP153家族、CYP52家族和其他家族的天然P450酶催化各类烷烃底物的氧化反应和选择性,讨论了理性设计和定向进化策略在开发烷烃羟化P450突变酶过程中的经典案例,介绍了底物工程、诱饵分子、双功能小分子协同催化等几种化学活化P450酶的策略及其在烷烃羟化上的应用,探讨了P450酶在烷烃选择性羟化方面所面临的挑战和解决途径,并展望了其应用前景.     

一种用于活体细胞Zn2+检测的高灵敏度比例计量荧光探针

无论是在水溶液还是乙腈溶液中,2-PBI(2-(2′-吡啶基)苯并咪唑)的发射光谱都表现出一定的红移,但由于该分子对Zn2+低的结合能力以及多变的配位比例,2-PBI不能作为一个比例计量型的Zn2+荧光探针。本研究通过在2-PBI的5位引入推电子基团N,N-二甲基,增加探针的配位原子数同时促进探针的ICT效应,设计合成比例计量型Zn^2+荧光探针DBITA。实验结果表明,除了172 nm的大斯托克斯位移外,DBITA还表现出特定的Zn^2+诱导的红移,发射波长从534 nm红移到609 nm,DBITA与Zn^2+以1∶1比例结合。此外,DBITA对Zn^2+表现出极高的亲和力,配合物DBITA/Zn^2+结合的Kd值为0.16 pmol·L^-1。在HeLa细胞中,DBITA完成了细胞内的Zn^2+的定量造影。     

生物凝聚态物质的多层次结构表征

在生物体内到处都是由蛋白质、核酸和多糖等生物大分子构成的各种不同生物凝聚态物质,这些生物凝聚态物质形成不同的高级结构,执行不同的生物功能。获取这些生物凝聚态物质的高分辨结构是理解生命过程的重要途径。在离体环境中,获取高分辨结构的手段主要有X-射线晶体衍射、冷冻电镜和核磁共振等,而在活细胞内原位研究生物凝聚体的结构,核磁共振和化学交联质谱具有独特优势。本文总结了利用多种分析手段对生物凝聚态物质进行多层次结构表征的研究进展:包括简单纯化体系下的蛋白质分子机器,蛋白质纤维等;液-液相分离,大分子拥挤、限域等模拟细胞复杂环境下的生物大分子以及活细胞内生物大分子。