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作者

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一种基于靶向分子识别的潜指纹成像方法

一种基于靶向分子识别的潜指纹成像方法

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：袁荃武汉大学化学与分子科学学院教育部生物医学分析化学重点实验室武汉430072

稀土上转换材料能被近红外光激发并发射出可见光，与传统的荧光材料相比，上转换材料具有较深的激发光组织穿透深度、无背景荧光干扰和光学稳定性好等优点，所以上转换材料被誉为新一代的成像试剂并被广泛应用于生物成像等领域[1]。适... 详细信息

稀土上转换材料能被近红外光激发并发射出可见光，与传统的荧光材料相比，上转换材料具有较深的激发光组织穿透深度、无背景荧光干扰和光学稳定性好等优点，所以上转换材料被誉为新一代的成像试剂并被广泛应用于生物成像等领域[1]。适配体是具有特异性识别功能的单链 DNA 或 RNA 序列，与抗体相比，适配体设计更加灵活、易于化学合成和修饰、成本低廉而且生物化学稳定性高，故其在分析检测等领域有着广泛的应用[2]。我们将稀土上转换纳米材料与适配体的优势进行巧妙结合对其应用进行了一系列探究。我们以适配体引导光敏剂利用上转换材料与光敏剂之间的能量转移构建了一种近红外光控制的靶向光动力学治疗体系，该体系能特异性识别白血病细胞并在近红外光激发下产生单线态氧杀死癌细胞[3]。我们又以靶向识别指纹中广泛存在的溶菌酶的核酸适配体功能化上转换材料，构建了一种能有效抑制背景荧光干扰并能同时满足指纹检测中的选择性和通用性要求的指纹成像系统[4]。

关键词：稀土上转换材料适配体近红外光光动力学治疗指纹检测

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一种可用于现场即时检测的数字PCRPCRPCR芯片

一种可用于现场即时检测的数字PCRPCRPCR芯片

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：宋祺朱强远宋博凡于丙文田庆常徐亚楠马丛丛金伟牟颖金钦汉浙江大学控制科学与工程学系分析仪器研究中心

数字PCR作为一种可以绝对定量的检测目标DNA分子数的核酸扩增技术，与荧光定量PCR相比，具有准确性好，灵敏度高等优点，近几年已经被广泛应用到了分子生物学的研究当中.数字PCR技术从1 999年被Bert Vogelstein和Kenneth ***提出之后，... 详细信息

数字PCR作为一种可以绝对定量的检测目标DNA分子数的核酸扩增技术，与荧光定量PCR相比，具有准确性好，灵敏度高等优点，近几年已经被广泛应用到了分子生物学的研究当中.数字PCR技术从1 999年被Bert Vogelstein和Kenneth ***提出之后，发展迅速，迄今为止已经有液滴数字PCR、凝胶数字PCR、微流控芯片数字PCR等多种方法.在诸多种类的数字PCR技术当中，基于微流控芯片的数字PCR技术更加方便也更加适合推广应用.本文设计了一种自吸分液式进样的数字PCR芯片，芯片使用PDMS制作，预先抽真空处理，使用时即可依靠自身腔体内的负压，将反应试剂吸入芯片中.因为进样过程无需外接设备，因此更适合在环境较为简陋的地区进行现场即时检测，实现Point of CareTesting.每张芯片上包含三个反应区域，可以同时进行三个样品的检测.三个区域用水槽分隔，在反应时，四周的水槽可以减少蒸发对反应结果的影响.反应时，每份样品被分散到1040个体积约为2 nL的反应小室中，根据泊松分布，统计反应后绿色荧光增强的反应小室个数，即可推算出样品中目标DNA分子的个数.为验证芯片的可行性，本文将已知浓度的beta-acti n样品梯度稀释，并在芯片上进行数字PCR反应，得到的结果与理论相符，并且得到了10个DNA分子的检测灵敏度.证实了这一芯片的可行性.

关键词：数字PCR 自吸分液现场即时检测

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动态分析单细胞线粒体内氧化还原态的微流控装置和方法

动态分析单细胞线粒体内氧化还原态的微流控装置和方法

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：李清岭霍峰孙倩倩唐波山东师范大学化学化工与材料科学学院分子与纳米探针教育部重点实验室济南250014

原位、动态分析单细胞线粒体内氧化还原的变化对于氧化还原损伤、细胞凋亡以及药物筛选等研究具有重要意义1,2.我们通过构建包括阵列微流控芯片、重力驱动、CO2和温度控制、荧光成像检测等单元的微流控装置,结合课题组近期合成的近红外... 详细信息

原位、动态分析单细胞线粒体内氧化还原的变化对于氧化还原损伤、细胞凋亡以及药物筛选等研究具有重要意义1,2.我们通过构建包括阵列微流控芯片、重力驱动、CO2和温度控制、荧光成像检测等单元的微流控装置,结合课题组近期合成的近红外可逆荧光探针(Cy-O-ebselen)3,实现了微流控芯片上MCF-7/MCF-10A单细胞的捕获、定位培养、在线标记以及热/N-Ethylmaleimide(NEM)刺激下两种细胞线粒体内氧化还原(H2O2/GSH)变化的原位、动态分析.研究发现：两种细胞线粒体内氧化还原变化与温度呈正相关;MCF-7细胞受44°C刺激1 h时,其氧化还原态失衡,但MCF-10A细胞更耐热;当热-NEM联合刺激时,细胞耐热性下降的同时氧化还原改变明显.此外,因氧化还原改变所致的细胞凋亡得到了细胞核染色、流式细胞术和蛋白质印迹实验的验证.实验表明：该装置和方法具有原位、长时间动态测量、通量高、操作简便等优点,可望为单一细胞模型上线粒体氧化还原(GSH/H2O2)变化与细胞生理的关联以及氧化还原调控为靶点的抗肿瘤药物筛选等相关研究领域提供一种新策略.

关键词：单细胞分析线粒体氧化还原微流控装置荧光成像

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微流控介电电泳芯片上死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选

微流控介电电泳芯片上死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王人杰董春燕蒋艳徐溢重庆大学化学化工学院重庆大学微系统研究中心新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室

本文建立了基于微流控DEP芯片分析系统的死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选新方法.分析系统主要由微流控DEP芯片、交流信号发生器、倒置显微镜、CCD成像系统等构成.DEP 芯片由载有金叉指电极的玻璃基底和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,P... 详细信息

本文建立了基于微流控DEP芯片分析系统的死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选新方法.分析系统主要由微流控DEP芯片、交流信号发生器、倒置显微镜、CCD成像系统等构成.DEP 芯片由载有金叉指电极的玻璃基底和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)盖片两部分组成.叉指电极共有50根微电极,每根电极宽度为30μm,电极间距为20μm.鼠伤寒沙门氏菌经高温高压灭菌后,得到灭活鼠伤寒沙门氏菌.以去离子水为缓冲液,分别以浓度为2.62×106 cfu mL-1的死、活鼠伤寒沙门氏菌为样品,在1.0 μL min-1的进样流速下分别将死活鼠伤寒沙门样本通入DEP芯片的电极区,对其施加不同的介电信号(交流电压和激发频率),用倒置显微镜观察死、活鼠伤寒沙门氏菌在微电极上的富集情况.结果显示,当交流电压峰峰值为6V,激发频率小于5 MHz时,死、活鼠伤寒沙门氏菌均可被富集到微电极边缘,激发频率等于5 MHz时,活鼠伤寒沙门氏菌可被富集到微电极边缘,而灭活鼠伤寒沙门氏菌不能被富集.这是因为灭活细菌的细胞膜会出现穿孔现象,降低了细菌的介电常数.随着激发频率的上升,细菌的介电常数减小,当细菌的介电常数减小到与缓冲液相等时,细菌在该激发频率条件下不受介电电泳力作用,不会被富集到微电极周围.由于灭活的鼠伤寒沙门氏菌的介电常数比活鼠伤寒沙门氏菌的介电常数低,在随着激发频率上升介电常数降低的过程中更容易减小到与缓冲液相等,故当交流电压和进样流速等其他条件一定时,会有一个频率使死细菌不受介电电泳力作用,而仍能使活细菌受到正介电电泳力的作用,从而达到分选富集死、活鼠伤寒沙门氏菌的目的.该方法对于细菌学研究和临床应用具有重要意义.

关键词：死-活鼠伤寒沙门氏菌分选微流控芯片介电电泳

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应用于病原微生物快速检测的核酸分析技术及多功能微流控装置

应用于病原微生物快速检测的核酸分析技术及多功能微流控装置

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：周小明付钰邢达华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室广州市天河区中山大道西55号

来源于食品、环境中的病原微生物是一种对人类生命健康具有重大危害的生物威胁并成为医学界的一个十分严峻的问题。因此，在经典培养方法和免疫方法的基础上，从分子水平上发展新型检测技术将从技术上革新临床微生物检测方法并最终提高... 详细信息

来源于食品、环境中的病原微生物是一种对人类生命健康具有重大危害的生物威胁并成为医学界的一个十分严峻的问题。因此，在经典培养方法和免疫方法的基础上，从分子水平上发展新型检测技术将从技术上革新临床微生物检测方法并最终提高微生物检测能力和研究水平。基于此，针对当前基于核酸探针的生物传感方法与技术存在的灵敏度、特异性不足及其应用前景的难点和瓶颈，在本课题组前期研究成果的基础上，通过：1)发展基于PEG修饰的万古霉素纳米磁珠高效富集致病微生物;2)构建自动化的核酸提取与微流控核酸扩增平台;以及3)构建核酸纸基芯片显色检测平台用于功能基因的高灵敏/可视化检测等三方面的研究，以求解决病原微生物富集技术、核酸样品处理、快速检测模式构建、检测精度、操作界面、使用成本等方面的若干关键性科学难题，为病原微生物快速准确诊断与预警、生化威胁鉴定提供新原理和新方法，也为生物医学研究提供支撑平台和理论基础，以求形成具有原始创新的方法学突破。

关键词：病原微生物病原菌富集微流控技术核酸扩增纸基平台

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细胞功能分子原位定量及其介导的癌症诊疗方法

细胞功能分子原位定量及其介导的癌症诊疗方法

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：鞠熀先南京大学生命分析化学国家重点实验室南京 210093

细胞有多种重要功能分子,如指导合成端粒DNA重复序列片段的端粒酶,调控生命过程的内源性microRNA,介导细胞识别、通讯及免疫反应的细胞表面聚糖,与肿瘤细胞凋亡密切相关的组织蛋白酶等等。将分析化学与生物学和化学生物学结合,发展这些... 详细信息

细胞有多种重要功能分子,如指导合成端粒DNA重复序列片段的端粒酶,调控生命过程的内源性microRNA,介导细胞识别、通讯及免疫反应的细胞表面聚糖,与肿瘤细胞凋亡密切相关的组织蛋白酶等等。将分析化学与生物学和化学生物学结合,发展这些功能分子的原位检测和动态监测的新原理和新方法,对于研究细胞中功能分子的表达和定位,探索细胞生理过程和疾病进程中这些重要功能分子分布和含量的变化及其临床意义,提出新的肿瘤诊断特异性生物标志物都具有重要意义。特别重要的是,新的原位检测方法的建立有助于提出有效的癌症诊疗靶点,发展功能分子介导的疾病诊断和治疗新方法,从而实现分子水平上的对癌症的原位诊治和疗效的实时监测。近两年来,我们结合细胞生物学、分子生物学和临床医学的新发展,利用DNA条形码技术、DNA微阵列分辨、纳米技术、生物材料和表面组装技术,设计新型纳米探针与信号放大方法,开展细胞表面聚糖、细胞内端粒酶、microRNA及其前体的原位检测方法学研究,提出了8种原位检测新新原理和新方法,并基于所建立的检测方法,以含组织蛋白酶的溶酶体为靶点,设计、筛选识别与检测探针,利用合成的新型光敏剂,提出细胞内功能分子介导的癌症诊疗新方法,成功实现了癌症靶向原位成像、高效治疗和疗效实时监测的一体化。

关键词：纳米探针信号放大原位检测细胞表面聚糖 microRNA 端粒酶癌症诊疗一体化

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基于微流控技术制备多功能粒子

基于微流控技术制备多功能粒子

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：徐章润杨春光刘梅史凯孙小婷东北大学分析科学研究中心沈阳 110819

微流控技术在制备多功能粒子方面展示出了独特的优势,能够精确控制粒子的结构、尺寸及形貌,且效率高,成本低[1].本文将讨论3种利用微流控技术制备多功能微粒的方法：(1)将微流控芯片浓度梯度形成方法与微液滴技术相结合,形成内容物呈梯... 详细信息

微流控技术在制备多功能粒子方面展示出了独特的优势,能够精确控制粒子的结构、尺寸及形貌,且效率高,成本低[1].本文将讨论3种利用微流控技术制备多功能微粒的方法：(1)将微流控芯片浓度梯度形成方法与微液滴技术相结合,形成内容物呈梯度分布的液滴,用于高通量合成多色金银合金纳米粒子,可显著降低消耗,简化操作步骤[2,3].具有64个出口的浓度梯度液滴形成芯片可形成33列浓度呈梯度分布的液滴阵列,液滴生成速率为5×104 min-1.以氯金酸、硝酸银和柠檬酸钠溶液为水相,液体石蜡为油相,64列含有不同氯金酸和硝酸银配比的液滴为微反应器,合成了33种不同金银配比的合金纳米粒子.这些金银纳米粒子的吸收光谱曲线呈现从金到银逐渐蓝移的明显趋势.(2)将离心微流控技术和液滴模板法相结合,建立了制备海藻酸钙粒子的新方法.该方法驱动装置简单,可同时驱动阵列型多通道进行粒子合成;无需油相,也无需精确控制流体流速比;制备的粒子形貌均一,尺寸可控.利用阵列化的微流控通道,显著提高了粒子的生成通量.设计了双通道型芯片,成功制备了两半球界面清晰的Janus海藻酸钙粒子;将四氧化三铁粉末封装在一个半球之中,制备了带有磁性的Janus海藻酸钙粒子.(3)利用多相层流技术和流动光刻技术制备了CdSe量子点编码凝胶微粒,并将光学编码和图形编码结合起来,提出一种新的编码方式.利用一个简易快门装置,实现了间歇曝光,从而通过光聚合制备编码粒子.对制备系统的性能进行了优化,考察了流速和曝光时间对微粒尺寸和形貌的影响.根据制备的CdSe量子点编码微粒,提出了一种包括颜色、强度和位置三种因素的编码方法.

关键词：多功能粒子液滴浓度梯度离心式微流控芯片流动光刻

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量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：董苏利石星波盖宏伟江苏师范大学化学化工学院

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、... 详细信息

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、分子成像等领域.本文主要以宽场显微成像技术为主要手段,根据聚合体中各个量子点所表现出的光谱蓝移的不同步性以及漂白的差异性(如图1),来计算团聚体中量子点的个数,从而实现对蛋白质的定量研究.量子点聚合体是由生物素化的量子点(QD-Biotin)和链酶亲和素(Streptavidin)特异性结合而成,随着加入链霉亲和素的浓度的不同形成各种不同团聚程度的量子点团聚体,在链酶亲和素的浓度为0-5 nM范围内,图1 量子点聚合体聚合度的测量原理量子点聚合物的平均聚合度随着链酶亲和素浓度的增加而增大,且呈线性关系(r2=0.996).这种线性关系能够检测抗凝血酶III的浓度,最低检测线为0.53 nM(图2).基于上述对蛋白质的定量关系的建立,本文还研究了量子点聚合体对生物素化的抗凝血酶III(AT-III-Biotin)的定量.此实验中,AT-III-Biotin和QD-Biotin共同竞争链酶亲和素上的结合位点,形成团聚体(图3).在抗凝血酶III的浓度为0 nM-12 nM时,随着浓度的增大,量子点团聚体的聚合度逐渐变小且呈线性关系,从而对AT-III-Biotin进行定量,其最低检测线为1.37 nM(图4).此方法能够广泛的应用于生物素化的蛋白质的检测.

关键词：量子点聚合度蛋白质定量

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基于ITO-nanoAg SERS芯片的制备及其蛋白质SERS测试

基于ITO-nanoAg SERS芯片的制备及其蛋白质SERS测试

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王蓉赵华宙廖鑫王春燕徐溢重庆大学化工学院中国重庆400030 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室中国重庆400030 重庆大学微系统研究中心中国重庆400030 四川理工学院分析测试中心中国四川重庆大学化工学院中国重庆400030 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室中国重庆400030 重庆大学微系统研究中心中国重庆400030

表面增强拉曼光谱(SERS)技术可以从分子水平给出化合物的分子结构信息,是一种高灵敏的生化检测技术.拉曼增强基底的制备是SERS的技术核心,现有的SERS基底制备方法很多,其中电化学沉积是一种最为有效的SERS基底制备途径.本文报道了电化... 详细信息

表面增强拉曼光谱(SERS)技术可以从分子水平给出化合物的分子结构信息,是一种高灵敏的生化检测技术.拉曼增强基底的制备是SERS的技术核心,现有的SERS基底制备方法很多,其中电化学沉积是一种最为有效的SERS基底制备途径.本文报道了电化学沉积ITO-nano-Ag纳米膜基底,用PDMS在基底表面构建微孔阵列,制备ITO-nano-Ag SERS芯片的方法.实验首先采用三电极体系,以ITO导电玻璃为工作电极,铂电极为对电极,饱和苷汞电极为参比电极,在含0.01M硝酸钾支持电解质的银氨溶液为电解液体系中,用双电位计时电位沉积技术在ITO导电玻璃表面沉积制备形貌可控nano-Ag SERS基底.用罗丹明6G为探针分子研究了沉积电位、沉积时间和银氨溶液浓度对SERS效果的影响,用SEM和XRD对纳米银的组成和形貌进行了表征.结果表明沉积电位和沉积时间对纳米银的结构和SERS效果有很大影响,在-1.4V沉积30s,-0.2V沉积300s条件下制备的棒状纳米银结构的SERS增强效果最好,对R6G的最低检测浓度为10-10M,以R6G1642cm-1的吸收峰计算增强因子为4.36×106.该nano-Ag 表面增强(SERS)基底用于牛血清蛋白测定,能显著增强牛血清白蛋白的拉曼信号,对牛血清蛋白的最低检测浓度为1×10-7M.然后用带有6个2μm孔径的微孔阵列的PDMS膜覆盖在ITO-Ag纳米膜表面,再在PDMS表面覆盖石英玻璃形成具有6个微孔检测窗口的简易nano-Ag SERS微阵列芯片,每个微孔为一个封闭的检测窗口,可减小拉曼激光照射样本挥发,固定基底表面样本的液层厚度,提高SERS测试的信号稳定性和重现性.

关键词： nano-Ag SERS芯片拉曼双电位计时电位沉积蛋白质

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DNA甲基化衍生物的高灵敏分析

DNA甲基化衍生物的高灵敏分析

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：唐阳熊军袁必锋冯钰锜生物医学分析化学教育部重点实验室武汉大学化学与分子科学学院武汉430072

细胞内DNA甲基化(5-mC)是随着细胞的生长、增殖不断变化着的,DNA甲基化的动态调控对细胞的正常生理功能起着重要作用.2009年研究者首次在哺乳动物神经细胞和胚胎干细胞中发现5-羟甲基胞嘧啶核苷(5-hmC),证实TET蛋白可以氧化5-mC为5-hmC... 详细信息

细胞内DNA甲基化(5-mC)是随着细胞的生长、增殖不断变化着的,DNA甲基化的动态调控对细胞的正常生理功能起着重要作用.2009年研究者首次在哺乳动物神经细胞和胚胎干细胞中发现5-羟甲基胞嘧啶核苷(5-hmC),证实TET蛋白可以氧化5-mC为5-hmC.随后的深入研究进一步发现TET蛋白还可进一步催化5-hmC产生5-甲酰胞嘧啶(5-foC)和5-羧基胞嘧啶(5-caC),这些研究结果显示DNA去甲基化是通过TET催化的5-mC氧化和随后的脱羧作用而发生.由此,脊椎动物DNA中的5-hmC、5-foC、5-caC引起了人们极大地关注,被称为是DNA中除A、T、C、G、5-mC之后的第六个碱基、第七个碱基和第八个碱基.近几年研究发现5-hmC、5-foC、5-caC除了作为DNA去甲基化过程的中间产物,它们还可能为细胞分化和癌症研究提供重要信息.但是基因组中这些修饰核苷的含量很低,因此对它们的检测分析有一定的难度.在前期的研究工作中我们建立了online trapping-cHILIC-ESI-MS/MS高灵敏定量分析方法,对5-mC和5-hmC的检测限(LOD)分别达到0.06 fmol 与0.19 fmol [1];通过利用糖基化标记法并结合质谱分析,建立了SPEHPLC-MS/MS方法用来检测哺乳动物和酵母细胞全基因组5-hmC,相比直接将DNA酶解液进HPLC-MS/M分析,灵敏度有50倍提高.利用该方法在酵母中发现5-mC和5-hmC [2,3];建立了基于超高交联整体柱的全基因组5-mC的nanoLC分析方法,LOD比常规的HPLC-UV方法要低500倍[4].由于5-foC和5-caC的含量比5-mC和5-hmC低得多,因此检测分析难度也更大.最近我们通过发展衍生化试剂,衍生5-foC和5-caC之后再进行质谱分析(Figure 1)[5].由于衍生化试剂引入易电离基团,可以显著提高LC-MS对修饰碱基的检测灵敏度,实现对丰度极低的5-foC和5-caC的定量分析.我们的研究发现,在使用衍生化试剂衍生化之后,5-foC和5-caC的质谱响应可提高260倍和247倍.利用该方法,在多种物种中发现了5-foC和5-caC的修饰存在.

关键词： DNA甲基化 DNA甲基化衍生化物衍生化反应质谱分析

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