一种基于分子内环化反应的荧光触发型探针在硫化氢检测中的应用

硫化氢是一种重要的气体信号分子,参与调节多种生物过程.对生物样品内的硫化氢进行选择性成像是理解其生理功能的一个重要手段.本研究报道一种具有新型反应机理的无荧光探针(DNP-CMP)在硫化氢检测中的应用.通过硫化氢介导硫解反应可脱除DNP-CMP的二硝基苯醚保护基,而暴露的羟基引发探针的分子内环化反应,生成荧光分子香豆素,从而实现硫化氢的低背景检测.DNP-CMP检测硫化氢的专一性高,可藉以实现细胞内硫化氢的荧光成像.     

单分子纳米技术

近年来,对于将单一分子作为研究对象的科学研究越来越多。借助于现代的实验仪器,科学家们已经能够揭示单一分子的性质。科学家们可以对酶、分子马达、活体细胞中信号传导过程中的受体等一些重要生物分子的直接表征。常见的单分子研究包括对细胞膜上离子通道电学性质研究,对单分子之间的生物化学反应动力学参数的测量,利用扫描探针技术或荧光技术对单分子进行成像研究以及直接通过电子显微镜对单分子进行检测。     

一种新型硫化氢近红外比率荧光探针的研制

设计合成了一种基于花色素染料的近红外比率荧光探针分子1,并将其用于活细胞内内源性和外源性硫化氢的检测.结果表明:探针分子1溶液中加入硫化氢时,因硫化氢对探针分子1中苯并吡喃部分的亲核加成破坏了其共轭体系,导致720 nm处的近红外(NIR)发射荧光强度降低.同时,其加成产物含有完整的半刚性香豆素荧光团,在503 nm处的绿色荧光强度显著增强.由于探针1的发射波长与半刚性香豆素的发射波长不同,因此在加入硫化氢前后有两个完全分离的发射峰,实现了对硫化氢的有效比率检测.当加入4.0μmol·L~(-1)硫化钠时,荧光强度增强了19.2倍.探针分子1对水溶液中的硫化氢的线性响应范围是0.1～4.0μmol·L~(-1)(R~2=0.993 9),检测下限为57.8 nmol·L~(-1).探针分子1对硫化氢比较敏感,响应时间为110 s,且有较好的选择性.此外,探针分子1还被成功应用于活细胞中内源性和外源性硫化氢的荧光成像.     

氧化石墨烯对DNA荧光分子探针FRET效应的研究

研究了氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应的影响.研究表明,氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应都有着重要的影响.氧化石墨烯浓度越大,其对DNA分子探针的荧光猝灭效率越高;氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度越高,淬灭效率越高;DNA链越长,氧化石墨烯淬灭的效率越低.因此,氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应都应该是设计生物传感器时考虑的因素.     

应用纳米与分子探针技术对IgG抗原水平的检测

人们研究并逐步认识了纳米金与DNA等相互作用的特性和条件,并对以纳米金为基础发展起来的生物条码技术进行了更加深入的研究与应用。基于纳米金的生物条码及其相关技术研究与应用日益广泛,并不断有创新,本研究应用纳米技术并结合分子探针技术对低浓度的抗原水平进行检测。该生物条码技术常被用于检测某些蛋白、核酸、细胞或细胞因子的水平,并由此形成了不同于PCR、ELISA但仍具有高灵敏度特性的检测方法。通过磁性微球标记单抗以捕获、富集待测抗原,修饰多抗与亲和素的纳米金并结合分子信标探针起到信号扩增的作用。通过二硫键（-S—S-）分子信标探针茎部3’端的碱基T连接-生物素分子。待测抗原可将磁球与纳米金系统进行连接,然后应用二硫苏糖醇（DTT）将连接于纳米金上的MB切割下来,并与其环部完全互补配对的靶序列杂交后测定荧光强度。荧光强度与待测抗原水平（含量）相关。     

通过DNA聚合剪切放大体系提高RNA的检测灵敏度

基于循环的DNA剪切循环放大分子机器构建了一个RNA传感器。该分子机器以RNA为输入,产生大量的DNA片段,并替换报告探针上的荧光DNA从而产生荧光信号,实现对靶RNA浓度的放大检测。本分子机器分为两部分,反应部分和报告部分。在反应部分,以靶RNA为输入条件,以一个特殊设计的探针为反应模板引发一个自发连续的DNA聚合-剪切反应网络,重复产生大量信号DNA链;这些信号DNA链进入报告部分,通过杂交替换反应从一个报告探针上替换下带有荧光DNA序列,释放到溶液中。这样通过剪切产生的大量DNA适体序列被释放到溶液中,并替换报告探针上的荧光DNA,实现信号的放大。     

苯肼类硫化氢荧光探针的构建及性质研究

以硝基取代苯肼和苯甲醛衍生物为原料,设计并合成了一系列含有苯肼类硫化氢荧光分子探针.通过紫外-可见光谱、荧光光谱等实验测定了探针与生物重要阴离子（HS^-,H₂PO■, AcO^-, F^-, Cl^-, Br^-, I^-）及硫醇（Cys, GSH, Hcy）的相互作用,分析了主客体可能的作用机制,筛选出具有高选择性和高灵敏度的荧光探针.结果表明,荧光探针1+Cu²⁺对HS^-的结合能力最强,且显示较高的选择性和灵敏度.此外,该探针对人肝癌细胞（HepG-2）的毒性较小,可为肝癌的早期诊断与预防提供重要依据.     

硫化氢的抗动脉粥样硬化作用研究进展

硫化氢被誉为继NO和CO之后的又一新的具有心血管调节功能的气体信号分子。它具有保护血管内皮、舒张血管平滑肌、抑制血管平滑肌细胞增殖、影响脂质代谢和凝血等抗动脉粥样硬化功能。     

过硫化氢分子HSSH及过硫化氢离子HSSH+的密度泛函理论研究

为了丰富过硫化氢分子和过硫化氢一价阳离子的电子基态和激发态的信息,采用量子化学中密度泛函理论的B3LYP 方法, 使用6-311++g(3df, 3pd)基组, 对其进行了研究。计算得到了过硫化氢分子HSSH基态和过硫化氢离子HSSH+基态及激发态的平衡构型、光谱常数、总能量和零点振动能。计算表明过硫化氢中性分子是长对称陀螺分子,二面角为90.66°,具有C2对称性,而过硫化氢离子HSSH+有顺式（二面角为0°）和反式（二面角为180°）两种稳定的异构体,反式结构基态能量比顺式结构基态能量低0.129eV。此外计算还得到了过硫化氢离子HSSH+两种异构体的基态和激发态的电子结构。     

基于原子力显微镜微探针的新型超灵敏传感器

近年来基于原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)微探针发展的新型超灵敏传感器引起了研究人员的极大兴趣,已成为这一研究领域的前沿方向之一.基于AFM微探针的新型传感器主要是利用AFM的高分辨率、可以测定极微弱的力和AFM微探针悬臂对极微弱力敏感等特性.如利用AFM的高分辨率的特性,通过测定样品表面覆盖度、高度等的变化,发展了新型免疫传感器、DNA传感器等;利用AFM可以测定极微弱的力,通过测定分子对间的相互作用,发展了各种新型微探针力传感器;利用AFM微探针悬臂的对极微弱力敏感,将分子识别反应的力学信号转化为AFM探针微悬臂的纳米机械响应,发展了形式多样的新型化学、生物传感器.文中从AFM微探针信号转换原理的角度分类综述了这一前沿研究方向的重要进展.     

HER2靶向放射性分子影像探针的研究进展

人表皮生长因子受体2(HER2)在大约20%的乳腺癌患者中过度表达,是乳腺癌治疗的一个重要分子靶点.HER2靶向治疗的重要前提是对肿瘤HER2表达的精确测定.利用HER2靶向放射性分子影像探针的核医学影像是检测HER2表达情况的重要手段.它能够在诊疗过程中对肿瘤HER2表达进行可重复的全面评估,同时它解决了乳腺癌的异质性以及取样困难等传统方法存在的问题.目前,多种HER2靶向的分子影像探针（单克隆抗体、抗体片段、纳米抗体、亲和体、多肽）正处于临床前和早期临床研究中.文章综述了靶向HER2的抗体和多肽类放射性分子探针在核医学分子影像中的研究进展,指出用其进行临床转化时所面临的挑战,为开发新的HER2靶向分子影像探针提供思路.     

基于原子力显微镜微探针的新型超灵敏传感器

近年来基于原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)微探针发展的新型超灵敏传感器引起了研究人员的极大兴趣，已成为这一研究领域的前沿方向之一．基于AFM微探针的新型传感器主要是利用AFM的高分辨率、可以测定极微弱的力和AFM微探针悬臂对极微弱力敏感等特性．如利用AFM的高分辨率的特性，通过测定样品表面覆盖度、高度等的变化，发展了新型免疫传感器、DNA传感器等；利用AFM可以测定极微弱的力，通过测定分子对间的相互作用，发展了各种新型微探针力传感器；利用AFM微探针悬臂的对极微弱力敏感，将分子识别反应的力学信号转化为AFM探针微悬臂的纳米机械响应，发展了形式多样的新型化学、生物传感器．文中从AFM微探针信号转换原理的角度分类综述了这一前沿研究方向的重要进展．     

硫化氢——从有毒气体到植物信号分子

硫化氢(H2S)过去长期被认为是一种有毒气体,但现在被证实也是一种新颖的信号分子.H2S作为信号分子,调控种子萌发与器官发生、植物生长与发育、器官衰老与脱落以及植物响应与适应逆境胁迫.基于H2S在植物中的最新研究进展,总结了H2S的理化性质与毒性、酶促与非酶促代谢以及其在植物生长发育及响应与适应非生物逆境胁迫中的作用,...     

以环糊精为主体分子的荧光探针的研究现状及应用

环糊精因其独特的结构和特性,近年来以环糊精单体和桥连环糊精为主体分子的荧光探针备受人们关注,并且得到了迅速发展。本文综述了环糊精单体和桥连环糊精的独特特点和分子识别机理,以及近几年来其作为主体分子在荧光探针方面的研究现状及应用,同时展望了该领域的发展趋势。     

“一氧化氮养生法”让你远离心脑血管病

一氧化氮是生物学中最简单的分子之一。尽管它的结构及其简单,但目前一氧化氮被认为是体内最重要的信号分子,对机体健康至关重要。一氧化氮是一种很强的信号分子,存在于心血管系统、神经系统乃至全身。在一氧化氮的诸多作用中,以血管舒张作用最为重要。一氧化氮可舒张和扩张血管以确保心脏的足够血供。一氧化氮的另一个重要作用就是减慢动脉粥样硬化斑块在血管壁的沉积。我的研究强烈提示利用一氧化氮可以拮抗动脉粥样硬化斑块的形成。     

硫化氢供体硫氢化钠处理提高小麦对高温和干旱胁迫的综合抵抗能力

在动物体中,硫化氢（H2S）已被确认是继一氧化碳（CO）和一氧化氮（NO）后的第三种内源气体信号分子,它参与多种生理和病理过程。近年来,硫化氢的信号分子功能在植物体中也逐渐被揭示。本研究发现,用硫化氢供体硫氢化钠（NariS）处理小麦种子,可提高其在高温和干旱胁迫下的发芽率。此外,用NariS灌根处理小麦幼苗,可提高其在正常培养条件下的内源脯氨酸和可溶性糖含量,缓解二者在高温和干旱胁迫下的含量下降,减缓膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）的积累,最终提高小麦幼苗在高温和干旱胁迫下的存活率,同时改善高温和干旱胁迫下的幼苗生长状况。这些结果表明硫化氢处理可提高小麦对高温和干旱胁迫的综合抵抗能力,并且这种综合抵抗能力的获得可能与硫化氢诱导脯氨酸和可溶性糖的积累有关。     

“松材线虫SCAR标记与系列分子检测技术及试剂盒研制”项目通过鉴定

2006年5月，我校森林资源与环境学院叶建仁教授主持完成的“松材线虫SCAR标记与系列分子检测技术及试剂盒研制”通过了江苏省科技厅组织的科技成果鉴定。该项研究对松材线虫与拟松材线虫特异片段进行了系统筛选，共获得了7个松材线虫DNA特异片段与5个拟松材线虫DNA特异片段，为松材线虫与拟松材线虫的分子鉴定奠定了基础。首次将2个松材线虫与2个拟松材线虫的DNA特异片段成功转化为SCAR标记，丰富了松材线虫与拟松材线虫分子标记方法。首次采用SCAR标记方法成功构建了松材线虫检测试剂盒，PCR检测过程仅需2．2h。首次成功标记了一个可用于检测松材线虫的非放射性探针DlG—F2／R1。用该探针对线虫基因组DNA点杂交，松材线虫均表现有较强的杂交信号，而拟松材线虫、霍夫曼尼伞滑刃线虫、大核滑刃线虫、长尾属线虫等均无杂交信号。成功设计、合成了TaqMan探针与其配套的引物对F11／R11。     

硫化氢荧光探针的研究进展

硫化氢因为具有刺激性的臭鸡蛋气味被人们认为是毒性气体,但是研究发现该气体是生物体代谢过程的产物之一,与很多疾病密切相关。而且研究发现,该气体是目前发现的三种气体递质之一。因此研究硫化氢的具体生理机制具有重要的科学意义。本文综述了近年来发表的检测硫化氢的荧光探针。     

多肽18F标记方法研究进展

正电子发射断层成像(PET)是高灵敏、可定量及无创的活体分子成像方法,通过示踪表征特定生理功能或靶向病理标志物的正电子发射分子探针,可对组织、器官的病变进行分子水平的探测与成像,从而实现疾病的早期诊断和实时监控.氟-18(18F)因其具有适宜成像的核素性质而被广泛用于PET探针的标记.随着PET的广泛应用,低免疫原性和...     

程序控温动态分析对聚醚醚酮结构特征的研究（Ⅱ）探针分子四氢呋喃对PEEK结构的研究

采用程序控温动态分析方法．以四氢呋喃为探针分子，通过考察四氢呋喃分子在ＰＥＥＫ样品上的程序升温解吸（ＴＰＤ）行为，讨论了不同ＰＥＥＫ样品的结构特征．结果发现：探针分子与ＰＥＥＫ的相互作用受ＰＥＥＫ结构特征的影响；由探针分于四氢呋喃与ＰＥＥＫ的作用强度及与ＰＥＥＫ作用的探针分子量，可判断不同ＰＥＥＫ样品分子结构和结晶结构的差异．