内标化SERS探针检测磷脂双层膜中药物释放研究初探

本研究设计合成了一种核-壳结构内标化表面增强拉曼散射(SERS)探针,并用于磷脂双层膜中药物释放研究.该SERS探针中,拉曼报告分子包裹在金纳米球和金纳米壳层中间,金纳米壳层将报告分子与外部环境隔开,确保了信号稳定性.同时,金纳米壳外层裸露,可以用于待测分子的SERS传感.进一步在内标化SERS探针表面包裹以磷脂双分子层,以二乙基硫醛三碳菁化碘(DTTC)作为模型药物,构建探针标记脂质体纳米结构,并进行细胞标记.通过检测探针内标和DTTC拉曼信号的比率变化,可以反映细胞内纳米药物的释放行为.所建立的比率方法有效消除了拉曼测试仪器本身误差的影响,为药物的体内检测提供了一种新的检测方法.     

金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用

近年来,纳米技术发展迅速。荧光金纳米材料展现出的独特光学特性使其在生物检测和医学诊断中表现出了很好的应用前景。通过改变配体或者生物支架合成的各种荧光金纳米团簇(gold nanocluster,Au NCs),在传感检测、医学成像和光电子学等领域具有潜在的应用前景。就荧光和共振光散射技术和方法对水溶性的荧光金纳米团簇的合成以及检测机理作出介绍,并简单总结了金纳米团簇作为荧光探针在生物检测,包括金属离子、阴离子、有机小分子、蛋白质和核酸等各种分析物检测中的应用。同时,评述和展望了荧光金纳米团簇研究的发展方向和应用前景。     

单分子科学前沿—监测、操纵与表征

单分子监测与操纵（Single-Molecule Observation and Manipulation）综合利用光学工具、荧光标记和扫描探针显微技术对单分子进行成像和监测。过去在观测大分子行为时,必须设法使样本中反应同步进行,以获取相对准确的分布信息。而单分子监测与操纵技术的出现,使得研究生理环境下的实时反应中大分子的构型、分布和反应进程成为可能,并为进一步解释DNA转录、RNA聚合、动力蛋白和蛋白质折叠机理等一系列过程提供了有力的研究手段。使用扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope,STM）,可以更为深刻地观察分子的量子电动力学行为,理解分子水平上力学作用、电磁作用及化学作用的相互影响,并以此为基础设计极其高效的纳米器件。对上述三个领域（光学工具、荧光标记、扫描探针显微技术）做了简要介绍,并重点阐述其在生物大分子研究中的具体应用。     

金纳米空球表面吸附行为的SERS研究

以硒球为模板合成了金纳米空球及其修饰玻碳电极,采用 SEM、XRD 和电化学循还伏安（CV）法,对金纳米空球的表面形貌和晶体结构进行了表征.实验结果表明:其粒径约为150 nm,壳厚约为25 nm,球壳表面由荔枝状的金原子簇团所构建,为多晶面心立方结构;应用电化学原位表面增强拉曼光谱技术,以吡啶为探针分子,初步研究了金纳米空球的 SERS 活性,计算其增强因子约为7.6×104;通过电化学和电化学原位表面增强拉曼光谱技术考察了硫氰根离子在金纳米空球上的吸附与氧化行为,发现在-0.80~0.60 V 的电位区间,SCN -离子通过电位调制可分别以 S 和 N 端竞争吸附在金纳米空球表面,但在0.60 V时,SCN -就开始氧化成 OCN -离子,当电极电位≥0.70 V 时,主要检测到位于2223 cm -1处OCN -离子在双电层的溶液谱.研究结果可为谱学电化学、电分析生物检测和靶向药物制备与检测等领域带来某些应用.     

基于亲核取代反应的活性硫组分检测的荧光探针研究进展

活性硫组分（reactive sulfur species,RSS）是调节细胞过程和维持机体平衡的重要物质,与人类的各种疾病密切相关．在生物体系中快速、准确检测一系列RSS生物标志物,对于疾病的早期诊断和治疗具有非常重要的作用．在众多分子水平上检测RSS的方法中,荧光探针法是最方便、有效的方法之一．由于RSS本身具有强亲核性,基于亲核取代反应设计RSS荧光探针是目前常用的构建策略．本文综述了H₂S、谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（Cys）等几种针对典型RSS生物标志物检测的荧光探针,主要是基于亲核取代反应对荧光探针的设计思路、构建方法、应用等的研究进展,并讨论了不同RSS生物标志物的不同响应机制．基于目前RSS荧光探针的研究进展和挑战,对该种类的荧光探针未来的研究方向和发展机遇进行了展望．      

分子印迹磁性荧光复合微球的制备及其性能研究

复杂生物体系中蛋白质的高效分离分析在生物分离、蛋白质纯化与检测等生命科学研究领域中具有重要的意义.本文以磁性荧光复合微球（Fe₃O₄MNP-ZnSQDs）为载体,利用表面印迹技术在Fe₃O₄MNP-ZnSQDs表面构建"核-壳"结构的磁性荧光蛋白印迹微球（Fe₃O₄MNP-ZnSQD@MIPs）,并用于溶菌酶蛋白的快速分离.结果表明,制备的Fe₃O₄MNP-ZnSQD@MIPs具有分散性好、粒径均一、荧光发射强、磁响应明显等特点.在最优条件下,该印迹微球在15 min达到吸附平衡,最大吸附容量可达645.76 m g· g-1,饱和磁强度为40 em u· g-1,且具有良好的选择性,印迹因子为2.15.该磁性荧光分子印迹微球成本低、耗时短、使用简单、吸附量高且选择性好,可用于大批量样品检测中溶菌酶的快速分离与纯化.      

距离调控纳米多孔金表面增强荧光特性

通过调控纳米多孔金(NPG)基底与荧光分子之间的距离,系统研究了其表面增强荧光特性.利用物理气相沉积方法在NPG表面沉积二氧化硅薄膜,通过调整二氧化硅的厚度来控制NPG与荧光分子之间的距离,系统研究了NPG孔径尺寸以及与荧光分子之间距离对其表面增强荧光(SEF)特性的影响.由于多孔金具有纳米级多孔结构,其表面等离子体能够通过分子附近局域电场的增强使分子的激发光场得到增强,从而提高分子的激发强度和效率;当荧光分子与多孔金表面存在一定距离时,通过与光子之间的共振耦合作用,表面等离子体能够增强多孔金周围电磁场,实现荧光增强.通过研究发现,NPG孔径为36nm、表面二氧化硅厚度为20nm时,表面组装的罗丹明6G荧光分子的荧光强度得到最大增强.     

基于局域表面等离子体共振特性的高灵敏度凝血酶检测

用核酸适体修饰的纳米金共振散射光谱探针可实现对微纳空间内凝血酶的特异性识别与检测.提出了一种基于局域表面等离子体共振-暗场显微光谱联用技术的分析方法,研究了局域在金纳米粒子表面的生物分子的识别过程对局域表面等离子体共振散射光谱的影响.研究了单颗粒纳米粒子的形貌特征,实现了单分子层面上生物分子识别过程的追踪.     

金磁复合纳米球的制备及其在检测肌红蛋白中的应用

以粒径约为120 nm的Fe_3O_4磁性纳米球为内核,经过SiO_2包埋,BSA修饰并吸附金纳米球三步后得到一种组装型金磁复合纳米球MNP@SiO_2@BSA@AuNPs,并以此纳米球为载体,建立了检测心梗标志物之一的肌红蛋白的新方法.金磁复合纳米球偶联肌红蛋白抗体4E2后,可快速分离和富集样品中的肌红蛋白,加入偶联有肌红蛋白抗体7C3的荧光硅纳米球后形成三明治夹心结构,通过检测荧光强度实现了对肌红蛋白的定量检测.结果表明:该检测方法在肌红蛋白浓度为0~250 ng·m L~(-1)的范围内荧光强度与肌红蛋白浓度具有良好的线性关系(R~2=0.993),选择性高,重复性好,快速检测肌红蛋白时间不超过30 min.     

双分子荧光互补技术及其在蛋白互作研究中的应用

双分子荧光互补（bimolecula fluorescence complementation,BiFC）是近年新发展起来的在活细胞中研究蛋白质互作及其定位的新技术．该技术巧妙的将荧光蛋白切成不发光的两个片段,并与目的蛋白融合表达．如果目的蛋白相互作用,连接其上的荧光互补蛋白片段将会相互靠近并恢复荧光活性,从而实现了分子与细胞事件的可视化．BiFC既可以验证蛋白之间的互作、检测其互作强弱,还可以定位互作蛋白的位点．基于双分子荧光蛋白的应用已经越来越广泛,本文对双分子荧光互补技术的原理、应用现状、特点及其面临的问题进行了概述．     

分子柔度的物理意义和数学性质

一般地定义了分子柔度矩阵F;证明了分子柔度F_(ij)是相应内坐标R_i和R_j的固有常数,它表示分子在沿R_j方向的单位外力作用下达平衡时沿R_i方向的位移;导出了分子柔度和规则。     

邻香兰素分子模板聚合物结合作用及选择性研究

 以邻香兰素为烙印分子,α-甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用分子烙印技术合成了1类新的分子烙印聚合物.研究了它们的吸附特性及选择性识别能力.结果表明,与组成相同的非模板聚合物相比,模板聚合物有一定的吸附性能和选择性.     

分子电子学与分子电子器件

介绍了分子电子学与分子器件研究领域的最新进展，展望了分子电子学的发展前景，提出了一些新的想法和建议。     

分子振动广义逆理论和软件

提出了分子柔度和分子活度的一般概念，深入研究了分子柔度和分子活度的数学物理性质，建立了分子振动广义逆理论，编制了分子柔度和简正坐标计算软件ＭＦＮＣ。     

分子和金表面相互作用的DFT和HF研究

硫氢能团可以很强地吸附于金表面上，从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件，我们从第一性原理出发，分别利用密度泛函理论和哈特利-福克方法研究了4，4‘-二巯基联苯分子和金表面的相互作用。研究结果表明，在描述分子的电子结构可以分子与金表面的相互作用，密度泛函理论可以给出很好的结果．     

SH-C8H16-SH分子与金表面形成的分子线的伏安特性

我们从第一性原理出发利用弹性散射格林函数方法研究了SH—C8H16—SH分子和金表面形成的分子线的伏-安特性。计算结果显示，在零偏压附近，存在一个电流禁区，随着偏压的增加，分子线的电导呈现出平台特征。该工作将有利于未来的纳米电子学器件的设计。     

分子合金及高分子合金新概念

提出了分子合金新概念 ,从而使得由元素 分子 高分子各种化学态的物质 ,均能发现相应的合金组成 ,为此引导了新产品的研制和开发 ,以及对原高分子合金概念的质凝与更新。     

分子线的电子结构研究

分子通过硫氢官能团可以很强地吸附于金表面上,从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件.本文利用密度泛函理论计算了分子的电子结构,讨论了温度对分子结构的影响,并利用轨道的扩展情况讨论了分子电子结构对分子线电导的影响.     

分子的电子结构对分子线电子输运性质的影响

分子通过硫氢官能团可以很强地吸附于金表面上，从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件，利用密度泛函理论计算了分子结论，讨论了温度对分子结构的影响，并利用轨道的扩展情况讨论了分子电子结构及分子线电导的影响。     

分子和金表面相互作用的第一性原理研究

充氢官能团可以很强地吸附于金表面上，从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件。我们从第一性原理出发利用密度泛函理论研究了SH－C8H16－SH分子和金表面的相互作用，并利用前线轨道理论和微扰理论定量地确定了该相互作用能常数。