一种席夫碱Al3+荧光探针的制备及细胞成像应用

以4-（二乙氨基）水杨醛与奥肼缩合制备了一例席夫碱类荧光探针1,通过¹H NMR、¹³C NMR和电喷雾电离质谱表征了1的结构。光谱分析实验结果显示,探针1可选择性与Al³⁺作用,在495 nm处荧光发射峰显著增强。探针对Al³⁺的检测灵敏度高,检测限低至1.44 μmol·L^-1。结合理论计算,证实探针以三齿配位的模式,与Al³⁺形成1∶1型稳定配合物。此外,该探针还可用于活细胞中Al³⁺的检测。     

基于纳米材料的细胞释放生物信号分子电化学传感器的研究进展

电化学传感器已被证实是一种检测细胞释放信号分子的有效方法.纳米材料如碳纳米材料、金属纳米颗粒,以及纳米复合材料等因其独特性质在电化学分析技术方面应用广泛.本文综述了近年来基于纳米材料的电化学传感器用于检测细胞中释放的信号分子的研究进展,并展望了其发展方向.     

水热法一步合成氮掺杂碳点及其应用于Cu(Ⅱ)离子检测

采用水热法以聚乙烯亚胺为原料一步制备氮掺杂荧光碳点。紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及透射电镜显示,所制备的碳点荧光性能优异、分散性好、且无团聚现象。Cu(Ⅱ)对所得的碳点表现出选择性荧光猝灭效果,这种现象可用于Cu(Ⅱ)检测。在0.1 mol/L PBS溶液中,荧光碳点的荧光强度随着Cu(Ⅱ)浓度的增加逐渐减弱。该方法对Cu(Ⅱ)检测的线性范围为50~150 μmol/L,检出限为10 μmol/L。细胞毒性测试结果表明,不同浓度的碳点对细胞活性影响均较小,其细胞毒性低。以上结果说明该碳点能成功检测Cu(Ⅱ)且细胞毒性低,在生物传感方面有潜在应用价值。     

铜纳米簇聚集体的合成、发光与胞内温度传感

发光的金属纳米簇由于毒性小、成本低和生物相容性好等优势引起了人们的广泛关注,然而制备具有强发光的铜纳米簇聚集体是一个很大的挑战。以手性氨基酸D-青霉胺为原料,“一步法”合成了具有强发光的铜纳米簇聚集体,并通过红外光谱、热重分析、X-射线光电子能谱、X-射线衍射、质谱、扫描电镜、透射电镜、发光光谱和激光共聚焦显微镜表征技术对其进行了详细研究。结果表明：铜纳米簇聚集体的悬浊液和固体显示出很强的发光,绝对发光量子产率高达30.4%。而且,发光的铜纳米簇聚集体细胞毒性很低,可以在人肝癌细胞HepG2中实现胞内成像以及依赖于温度的胞内成像。铜纳米簇聚集体的发光行为在细胞成像方面的应用探索为人们在其它领域进行应用提供了重要参考。     

表面电荷对聚乙二醇修饰金纳米粒子生物行为的影响

利用硫-金键将末端修饰甲氧基、氨基或羧基的巯基化聚乙二醇(Thiolated polyethylene glycol,HS-PEG)分子分别组装到金纳米粒子表面, 合成了3种带有不同表面电荷的聚乙二醇修饰金纳米粒子(PEGylated gold nanoparticles,PEG-Au NP).细胞共培养和小鼠尾静脉注射实验结果表明,表面电荷能够显著影响PEG-Au NP的生物行为.细胞对PEG-Au NP的吞噬量遵循正电荷＞电中性＞负电荷的规律.尾静脉注射的PEG-Au NP能够随小鼠的血液循环由全器官分布逐渐向肝脾转移.表面带负电荷的PEG-Au NP较难被小鼠肝脾清除,带但正电荷的PEG-Au NP能够引起小鼠免疫系统较强的响应.     

荧光/化学发光探针成像检测超氧阴离子自由基的研究进展

超氧阴离子自由基(O·-2)是细胞内氧气单电子还原后最先产生的一类含氧的高活性物种(活性氧,ROS),与生命过程息息相关.正常稳态浓度的O·-2起重要的信号调控作用,包括细胞的增殖、分化、自噬等.但O·-2浓度的异常,又与癌症、神经退行性疾病、糖尿病等多种疾病的发生发展密切相关.因此,监测O·-2浓度的变化对揭示相关疾病的机理具有至关重要作用.由于荧光成像检测方法具有诸多优势,发展高灵敏、高选择性检测O·-2的荧光探针成为揭示相关疾病发生发展分子机制的关键切入点.近年来,随着荧光显微技术的发展,研究者开发了多种荧光/化学发光探针,实现了对细胞及活体内O·-2水平的可视化监测.本文综述了近五年用于检测O·-2的分子探针、纳米探针、蛋白探针以及化学发光探针的研究进展,并对其发展前景进行了展望.     

pH响应型近红外菁类荧光探针的合成及细胞成像

癌症的早期诊治是提高癌症患者治愈率的关键。但传统的"always on"型显影剂存在自身背景干扰且易造成"假阳性"等问题。本文利用肿瘤细胞具有弱酸性这一特性,设计合成了p H激活型不对称菁类荧光探针,并选用氨基葡萄糖作为修饰基团以增强探针母体的水溶性并赋予其肿瘤靶向性。该探针具有p H调控的"off-on"可逆的近红外荧光特性,以及与肿瘤弱酸性微环境相吻合的p H响应范围。此外,探针的浓度高达1.0×10~(-5)mol/L时仍未表现出明显的细胞毒性。该探针在细胞水平实现了肿瘤细胞弱酸性微环境的特异性成像。     

胶体介孔二氧化硅增强抗癌药物治疗效果的研究

胶体介孔Si O_2(CMS)是一种具有良好生物相容性、高稳定性和高负载量的药物载体。本文采用带正电荷的CMS作为药物载体负载抗癌药物5F用来抑制鼻咽癌细胞CNE2的生长。实验结果表明,CMS本身对于细胞是无毒的,可通过细胞的内吞作用进入并在细胞中分布。相对于单独的5F,CMS@5F诱导鼻咽癌细胞凋亡的效果明显增强,说明CMS能将5F有效携带至细胞中使其局部浓度增大,促进5F抑制癌细胞生长的效果。     

铁卟啉催化二乙基亚硝胺羟基化的反应机理

采用密度泛函理论(DFT)对P450酶活性中心铁卟啉Cpd I催化二乙基亚硝胺(NDEA)代谢活化的反应机理进行了研究.结果表明,Cpd I催化NDEA羟基化的过程包含氢抽提反应和回弹反应2个步骤.其中,氢抽提反应为控速步骤,氢自由基从NDEA转移到铁卟啉的Fe O上,是典型的氢原子传递(HAT)过程;紧接着铁卟啉上的羟基经历无能垒的反应过程回弹到NDEA自由基上,形成羟基化代谢产物.NDEA羟基化过程中高自旋态(HS)和低自旋态(LS)均参与反应,整个羟基化过程呈现明显的双态反应性(TSR).研究比较了NDEA分子侧链上Cα—H和Cβ—H羟基化反应的差异,得到Cα—H和Cβ—H羟基化所需跨越的能垒分别为57.7/57.7 k J/mol(LS/HS)和76.4/74.3 k J/mol(LS/HS),表明Cα—H比Cβ—H更易于在P450作用下发生羟基化;此外,Cβ—H羟基化所需克服的能垒并未过高,使得Cβ—H羟基化在生理条件下完全也有可能发生.本研究为深入揭示亚硝胺经代谢活化导致癌症的作用机制提供了可靠的理论依据.     

一种同时分辨识别Zn2+和F-离子的双功能探针

由8-甲酰基-7-羟基香豆素与碳酰肼经一步缩合反应可制得探针1。研究发现,探针1对Zn²⁺和F^-离子均呈现荧光增强和比率比色的高灵敏和高选择性响应,检出限低至10^-8 mol·L^-1。通过光谱、ITC、¹H NMR滴定及质谱分析,详细地研究了探针与离子形成的配合物性质。在不同的介质中,探针不仅同时表现出对金属阳离子Zn²⁺和对阴离子F^-的识别,而且吸收和发射波长均有显著的差异：1-Zn²⁺配合物的最大吸收波长为360 nm,而1-F^-配合物为400 nm;1-Zn²⁺配合物的荧光激发和发射波长分别为360和454 nm,而1-F^-配合物分别为400和475 nm。此外,探针1还能应用于活体PC3细胞中Zn²⁺的荧光成像。