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NCEC2019第十届全国环境化学大会

作者：李文静黄晓娟朱希福建农林大学福建省福州市仓山区上下店路15号350002

赭曲霉素A(OTA)是真菌类物质在生长过程中分泌的次生代谢产物,同时能够对人类和动物产生肾毒性、肝毒性、神经毒性、免疫毒性和致畸性等危害[1]。因此,OTA被视为一种潜在的致癌物质。更可怕的是,OTA的化学稳定性很好,在体内代谢速度很慢... 详细信息

赭曲霉素A(OTA)是真菌类物质在生长过程中分泌的次生代谢产物,同时能够对人类和动物产生肾毒性、肝毒性、神经毒性、免疫毒性和致畸性等危害[1]。因此,OTA被视为一种潜在的致癌物质。更可怕的是,OTA的化学稳定性很好,在体内代谢速度很慢[2]。

关键词：赭曲霉素A 荧光硅量子点核酸适配体比率型传感器

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基于聚中性红/多壁碳纳米管复合材料的比率型电化学传感器检测雌三醇

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分析化学 2023年第1期51卷 42-52页

作者：孙志远樊文芳王勇庄欠粉南昌大学化学化工学院

基于聚中性红/多壁碳纳米管复合材料构建了检测雌三醇的比率型电化学传感器，利用聚中性红作为内参比电活性探针，雌三醇与聚中性红的氧化峰电流比值作为比率电化学信号，实现了雌三醇的定量检测。聚中性红/多壁碳纳米管复合材料具有良... 详细信息

基于聚中性红/多壁碳纳米管复合材料构建了检测雌三醇的比率型电化学传感器，利用聚中性红作为内参比电活性探针，雌三醇与聚中性红的氧化峰电流比值作为比率电化学信号，实现了雌三醇的定量检测。聚中性红/多壁碳纳米管复合材料具有良好的电导率和电催化性能，可提高检测灵敏度。实验结果表明，雌三醇在聚中性红/多壁碳纳米管复合材料修饰的玻碳电极上发生双电子和双质子的电化学氧化过程。传感器检测雌三醇的线性范围为0.1～2.0μmol/L,检出限为0.08μmol/L(S/N=3)。此传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强及稳定性好等优点，可用于雌三醇药膏、人尿液和湖水样中雌三醇的分析。

关键词：雌三醇聚中性红比率型传感器电化学

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比率型碳点荧光传感器检测机理与应用研究进展

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发光学报 2020年第5期41卷 579-591页

作者：李庆芝周奕华陈袁陆菲钱俊曹晟武汉大学印刷与包装系湖北武汉430279 武汉东湖学院湖北武汉430212

比率型荧光传感器由于具有抗干扰能力强和灵敏度高等优点,在食品安全、金属离子检测、环境污染分析等许多领域显示出巨大的应用潜力。而碳点作为一种新型荧光材料,不仅具有优良的荧光性能,而且毒性低、易于表面功能化,非常适合构建比率... 详细信息

比率型荧光传感器由于具有抗干扰能力强和灵敏度高等优点,在食品安全、金属离子检测、环境污染分析等许多领域显示出巨大的应用潜力。而碳点作为一种新型荧光材料,不仅具有优良的荧光性能,而且毒性低、易于表面功能化,非常适合构建比率型荧光传感器。本文就近年来比率型碳点荧光传感器在检测领域的研究进展进行综述,重点阐述了碳点的荧光检测机理,并根据碳点使用情况的不同,对不同类型的比率型碳点荧光传感器进行了分类总结。最后提出了该领域亟待解决的困难和问题,并对其在分析物检测方面的发展方向进行了展望。

关键词：比率型传感器碳点检测机理可视化检测

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基于反应型蛋白标签配体的新型FRET生物传感器

基于反应型蛋白标签配体的新型FRET生物传感器

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作者：汪瑞湖南大学

学位级别：硕士

酶是活细胞产生的对底物具有高度特异性和催化功能的生物大分子,其本质是蛋白质或RNA。酶不仅能维持生物体代谢功能正常,也可以作为许多疾病的生物标志物。生物体内环境复杂且不同种类酶的丰度各异,因此开发能够特异性检测酶活性的灵敏... 详细信息

酶是活细胞产生的对底物具有高度特异性和催化功能的生物大分子,其本质是蛋白质或RNA。酶不仅能维持生物体代谢功能正常,也可以作为许多疾病的生物标志物。生物体内环境复杂且不同种类酶的丰度各异,因此开发能够特异性检测酶活性的灵敏方法具有重要意义。荧光传感器因具有灵敏度高、生物相容性好等优点,在生物学、医学、药理学等领域得到广泛应用。其中,基于荧光蛋白的F?rster共振能量转移（F?rster Resonance Energy Transfer,FRET）比率传感器非常适用于细胞等复杂基质环境的成像。然而,这类传感器在检测不同目标物时,需要通过蛋白质工程技术对结构域进行重新优化。结合荧光蛋白传感器的优势及小分子探针改造的模块化思路,本文开发了一种无需蛋白分子改造的FRET传感器。鉴于荧光激活和吸收位移标签（Fluorescence-Activating and absorption-Shifting Tag,FAST）与配体分子的非共价可逆结合,以及分子4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzylidene rhodanine（DOM）易于改造的特性,我们将其作为FRET对的受体。为了满足构建FRET的条件,我们选择发射光谱与FAST:DOM激发光谱重叠、量子产率高的绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein,GFP）作为FRET供体。同时,经过对配体的合理设计和简单修饰,该传感器可实现不同酶的灵敏检测。论文具体研究内容如下:1、GFP-FAST体外表达和FRET性能研究。本章节中,通过同源重组技术成功构建GFP-FAST重组质粒,并优化了融合蛋白在体外的表达条件。通过改变温度,发现传感器在25-42℃温度范围内均能表现稳定的FRET效率。改变溶液p H会对FRET效率产生影响,主要是因为酸性环境抑制了DOM分子去质子化,影响其与FAST的结合。对不同连接长度的GFP-FAST传感器进行比较,发现12个氨基酸用于连接GFP和FAST能使二者之间FRET效率达到最佳。通过KD值测定,发现GFP的融合略微降低了FAST与DOM的亲和力。2、碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase,ALP）的比率检测。结合上一章中开发的FRET传感器,在DOM的羟基上修饰一个磷酸基团,不仅阻碍了DOM与FAST结合,还能在碱性磷酸酶的作用下特异性开启GFP与FAST之间的能量转移。通过一系列条件优化,5-60 U/L范围内传感器比率信号与浓度之间有良好的线性关系,检测限为0.71 U/L。最后,利用GFP-FAST检测四种癌细胞裂解液中碱性磷酸酶活性,结果表明该传感器具有检测复杂生物样品中ALP活性的潜力,为之后用于细胞成像奠定了基础。3、酪氨酸酶（tyrosinase,TYR）的FRET传感器。最初,我们延续检测碱性磷酸酶的分子设计思路,在DOM分子上修饰间羟基苯酚取代基作为酪氨酸酶识别位点。然而,荧光光谱表明TYR催化取代基离去释放DOM后,会继续与DOM分子的4-羟基-3,5-二甲氧基亚苄基反应,通过紫外-可见吸收光谱也验证了这一结论。至此,我们发现了一种新的识别基团用于特异性检测酪氨酸酶活性。虽然苯环上酚羟基的邻位被两个甲氧基占据,但是仍能被TYR催化。随后使用GFP-FAST传感器对TYR进行检测,在2-15 U/m L范围内浓度与比率信号之间有良好的线性关系,检测限为0.54 U/m L。基于荧光蛋白GFP和蛋白标签FAST构建的传感器为设计蛋白FRET对提供了新的思路,实验结果也表明该传感器适用于检测多种酶,有望将其发展为通用型细胞内成像工具。

关键词：比率型传感器荧光共振能量转移绿色荧光蛋白荧光激活和吸收位移标签碱性磷酸酶酪氨酸酶

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基于增强型受迫嵌入式探针的传感器构建及其用于MicroRNA-21成像研究

基于增强型受迫嵌入式探针的传感器构建及其用于MicroRNA-21成像...

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作者：项凯凯华中农业大学

学位级别：硕士

Micro RNA(mi RNA)在调节基因表达中起着重要的作用,与多种人类疾病的发生和发展有关。实现mi RNA的灵敏和特异性检测对于了解mi RNA的功能、诊断疾病和为开发相关疗法以维护人类健康十分必要。本文中,为了实现mi RNA的精确成像,利用受... 详细信息

Micro RNA(mi RNA)在调节基因表达中起着重要的作用,与多种人类疾病的发生和发展有关。实现mi RNA的灵敏和特异性检测对于了解mi RNA的功能、诊断疾病和为开发相关疗法以维护人类健康十分必要。本文中,为了实现mi RNA的精确成像,利用受迫嵌入式探针(Forced intercalation probe,FIT)结合催化发夹组装(Catalyze hairpin assembly,CHA)信号放大策略构建新型成像平台,克服了假阳性及灵敏度低的问题,实现了mi RNA-21的特异性检测、细胞及活体成像;进一步利用DNA四面体和碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为载体避免了转染试剂的使用,CQDs作为细胞内标提高了检测及成像的精确性。该工作为肿瘤诊断、阐释肿瘤发生的机制以及抗肿瘤药物的评估和筛选提供了有力的工具。同时利用该检测探针对活体成像以此来评估FIT探针的活体监测效果。相较于传统的分子信标(Molecular Beacons,MB)探针,CHA增强的FIT探针解决了在复杂介质或细胞中由于核酸酶的降解而产生假阳性信号及灵敏度低的问题,预期将在生物传感与成像中展现广阔的应用前景。主要研究内容及取得成果如下: 1.催化发夹组装增强受迫嵌入式探针的构建及其用于micro RNA-21的检测与活体成像构建了一种基于CHA的增强型FIT探针,从体外、细胞及活体三个层面实现了mi RNA-21的特异性检测及成像。当靶标序列存在时,可与一个发夹H1互补配对,打开发夹H1的封闭序列,引发第二个发夹H2反应,最终生成双链DNA复合物和可循环利用的靶标。DNA双链复合物可与喹啉蓝(Quinoline blue,QB)修饰的游离DNA探针结合使QB的荧光增强。体外实验证明了该体系对靶标具有良好的特异性,并且在最优的检测条件下,mi RNA的检测范围为1 nmol/L-500 nmol/L,得到低至0.5nmol/L的检测限。该体系可成功应用于活细胞中mi RNA的高效和准确成像,并能够在单细胞水平上实现精确的信号定位,从而实现对低表达、短RNA靶标的实时灵敏检测。FIT探针的使用不仅避免了假阳性信号的干扰,而且提高了探针的抗核酸酶降解能力,有利于在活体小鼠中实现mi RNA-21的高对比度成像。此结果为肿瘤诊断、阐释肿瘤发生的机制以及抗肿瘤药物的评估及筛选提供了分析平台,预期将在生物传感与成像中具有良好的应用前景。 2.基于增强型四面体受迫嵌入式探针的比率传感器构建及其用于mi RNA-21成像利用DNA四面体作为载体,合成制备CHA增强的四面体FIT探针,进一步结合CQDs构建比率型荧光传感器,用于mi RNA-21的检测及成像。主要内容分为三个部分,第一是将用于CHA的两个发夹分别与四面体杂交形成四面体发夹探针;第二把修饰有QB的DNA单链与CQDs偶联形成荧光探针;最后是比率型传感器的构建。主要原理是,当有靶标存在时,靶标与第一个四面体发夹(T-H1)互补配对,打开了T-H1的封闭序列,进而与第二个四面体发夹(T-H2)结合,最终形成四面体双链DNA复合物和可循环利用的靶标。四面体双链DNA复合物的单链部分与荧光探针杂交使QB的荧光强度增强。体外实验证明,当mi RNA-21浓度改变时,QB与CQDs荧光强度的比值会随之变化,检测范围为5-200 nmol/L,检测限为2.77nmol/L。细胞实验证明传感器可实现胞内mi RNA-21成像,并且其荧光信号强度与mi RNA-21表达水平直接相关。DNA四面体和CQDs的引入避免了转染试剂的使用,减少了转染试剂对细胞的毒害作用,同时CQDs作为内标也提高了检测的精确性。该传感器具有灵活和可编程特性,为实现活细胞中不同mi RNA的探测提供了一个多功能且强大的传感平台,预期将在生物传感与成像中具有良好的应用前景,可作为潜在的生物工程和合成生物学研究工具。

关键词： FIT探针信号放大荧光成像比率型传感器 DNA四面体 CQDs

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基于功能纳米材料荧光DNA传感器的赭曲霉毒素A和黄曲霉毒素B1检测研究

基于功能纳米材料荧光DNA传感器的赭曲霉毒素A和黄曲霉毒素B1检测...

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作者：乔梦想河南工业大学

学位级别：硕士

真菌毒素是一类由特定真菌群所产生的高毒性次生代谢物,其中赭曲霉毒素A(OTA)和黄曲霉毒素B1(AFB1)作为分布最广泛、毒性最强的两种毒素,对人类和动物都存在着严重的危害。目前广泛应用的真菌毒素检测手段虽能准确鉴定这些毒素,却面临... 详细信息

真菌毒素是一类由特定真菌群所产生的高毒性次生代谢物,其中赭曲霉毒素A(OTA)和黄曲霉毒素B1(AFB1)作为分布最广泛、毒性最强的两种毒素,对人类和动物都存在着严重的危害。目前广泛应用的真菌毒素检测手段虽能准确鉴定这些毒素,却面临着成本高、耗时长等挑战。因此,构建快速、高灵敏的OTA和AFB1分析检测方法具有重要意义。本课题利用适配体的高亲和力和高特异性,结合功能性纳米材料优越的性能,同时借助DNA纳米结构的稳定性以及杂交链式反应(HCR)和催化发夹自组装(CHA)等扩增技术,构建新型荧光DNA传感器用于灵敏、简便检测食品中的OTA和AFB1。具体研究内容如下: 1.合成一种新型三维多孔氮硫共掺杂多孔碳(3D N-S-C)片状材料作为荧光适配体传感器的能量受体,HCR作为信号扩增策略,构建用于检测OTA的荧光适配体传感器。与棒状和球状的N-S-C材料相比,片状3D N-S-C材料构建的荧光适配体传感器相对荧光强度最大。同时该荧光传感器对OTA具有良好的稳定性,在0.01～500 ng/mL范围内,传感器的检出限(LOD)低至2.7 pg/mL。此外,将本传感器的检测方法与高效液相色谱法(HPLC)进行对比分析,结果传感器的潜在适用性得到良好验证。 2.制备新型的中空碳掺杂氮纳米球(HCNS)作为猝灭材料首次应用于荧光法检测AFB1,同时设计一种独特且具有刚性的H型DNA纳米结构,构建一种高灵敏的荧光适配体传感器,实现对AFB1的高效检测。在H型DNA纳米结构的构成中,由两条互补链C1和C2组成H型结构的骨架。由羧基荧光素(FAM)标记的S1-FAM作为信号探针,通过碱基互补结合到骨架两侧形成完整的H型DNA纳米结构。当AFB1存在时与适配体特异性结合,此时H型DNA纳米结构较高的稳定性,使传感器保持较高的信号响应。荧光适体传感器在最佳检测条件下的检测范围为0.05～500 ng/mL,LOD低至0.023 ng/mL。该传感器成功应用于花生、玉米粉、小麦、红酒、红茶样品中的AFB1检测。此外,通过对质控样中AFB1的检测,进一步验证传感器的适用性。 3.设计一条双端标记的互补DNA单链,可以同时与两种不同的适配体链结合。将具有纳米分支结构的金纳米花(AuNFs)和猝灭基团(BHQ1)作为荧光适配体传感器的荧光能量受体,用于猝灭荧光能量供体FAM和Cy3的荧光。基于荧光共振能量转移(FRET)效应构建一种双信号输出的荧光适配体传感器,实现对OTA和AFB1的同时检测。与金纳米颗粒(Au NPs)相比,AuNFs具有较尖锐的分支结构,这种结构为AuNFs提供更大的比表面积。在最佳实验条件下,AFB1和OTA的LOD分别为0.014 ng/mL和0.027 ng/mL,LOQ分别为0.046 ng/mL和0.089 ng/mL。用传感器进行实际样品分析,样品中AFB1和OTA的加标回收率分别为94.1%～111.7%和98.7%～112.2%。该传感器成功应用于实际样品,为高灵敏、同时检测真菌毒素提供了一种新思路。 4.将具有高稳定性、生物相容性的金纳米团簇(AuNCs)作为荧光适体传感器的内参比信号,而无标记荧光染料N-甲基卟啉二丙酸IX(NMM)和SYBR Green I(SGI)作为荧光适配体传感器的响应信号,在传感器制备过程中引入HCR和CHA进行信号扩增,构建一种用于同时检测OTA和AFB1的双扩增双比率型传感器。在传感器的最佳检测性能下,OTA和AFB1的线性范围在0.05～200 ng/mL之间,OTA和AFB1的LOD分别为6.7 pg/mL和8.6 pg/mL。同时,以花生、大豆和玉米为研究对象,对传感器进行加标回收实验,加标样品中OTA和AFB1的回收率分别在96.9%～107.9%和97.9%～104.4%之间,且RSD均小于15%。

关键词：赭曲霉毒素A 黄曲霉毒素B1 荧光适配体传感器功能性纳米材料 DNA纳米结构无标记探针比率型传感器

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基于电化学功能核酸传感器的黄曲霉毒素B1检测研究

基于电化学功能核酸传感器的黄曲霉毒素B1检测研究

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作者：刘嘉惠河南工业大学

学位级别：硕士

黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）是黄曲霉和寄生曲霉代谢过程中生成的次级产物,其强烈的毒性和致癌性已得到广泛认可,被国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer,IARC）列为人类Ⅰ级致癌物。由于AFB1的高毒... 详细信息

黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）是黄曲霉和寄生曲霉代谢过程中生成的次级产物,其强烈的毒性和致癌性已得到广泛认可,被国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer,IARC）列为人类Ⅰ级致癌物。由于AFB1的高毒性及其在各类农产品中的广泛污染,它的存在严重威胁到食品安全和公共健康。因此,研发高灵敏度和高特异性的AFB1检测方法对食品安全监测和临床诊断具有重要意义。在功能核酸和纳米材料等新技术的推动下,各类AFB1生物传感器不断涌现,但要进一步提高传感器的性能和实现对AFB1的快速现场筛查,仍面临诸多挑战。本课题利用稳定性好、特异性强的核酸适配体（Aptamer,Apt）和操作简单、响应迅速的电化学分析技术,借助杂交链式反应（Hybridization Chain Reaction,HCR）、催化发夹组装（Catalytic Hairpin Assembly,CHA）、核酸酶（DNAzyme）、纳米材料等信号放大策略,设计了三种新型生物传感器对AFB1的检测进行研究。具体内容如下: 1、基于HCR和AFB1驱动的Ag+-DNAzyme,构建了一种电化学适配体传感器用于AFB1的灵敏检测。将含有RNA A（rA）剪切位点和HCR引发序列的底物链（sDNA）固定在电极表面,sDNA可以打开发夹链进而引发HCR反应。凝胶电泳表征结果验证了HCR反应的成功进行。经过HCR反应形成的DNA双链能够结合大量亚甲基蓝（Methylene Blue,MB）,实现信号放大,提高检测灵敏度。Apt和互补链（cDNA）结合成双链,胞嘧啶（C）能够结合Ag+并在双链中形成C-Ag+-C结构。当AFB1存在时,Apt优先与AFB1结合,驱动Ag+掉落。Ag+诱导Ag+-DNAzyme对sDNA上的rA位点进行剪切。双链DNA从金电极（AuE）表面脱落,从而减少MB的结合量,电流信号降低。对实验条件进行优化,得到MB的最优浓度为10 mM,链霉亲和素磁珠（Streptavidin Magnetic Beads,SA-MBs）的最优用量为5μL,Ag+的最优浓度为10μM,AFB1的最优孵育时间为30 min。在上述最佳实验条件下,观察到MB的电流响应在0.001～50 ng/mL的浓度区间与AFB1浓度的对数(LgCAFB1)呈现明显的线性关联。此外,该方法的最低检出限（LOD）达到了0.416 pg/mL。 2、硫堇（Thionine,Thi）可用作电化学指示剂和还原HAuCl4的还原剂,与ZIF-8共同反应形成Thi/Au/ZIF-8纳米复合材料。将Thi/Au/ZIF-8与缓冲溶液中的[Fe（CN）6]3-/4-用作双信号探针,其电流比值IThi/Au/ZIF-8/I[Fe（CN）6]3-/4-作为响应信号,构建了一种用于AFB1检测的比率型电化学适配体传感器。以AFB1诱导的CHA作为信号放大策略,通过cDNA的循环实现信号扩增。在AFB1存在的情况下,H2/Thi/Au/ZIF-8通过CHA反应结合在电极上,Thi/Au/ZIF-8的电流信号增大。H2/Thi/Au/ZIF-8上的H2含有DNA磷酸骨架,阻碍了[Fe（CN）6]3-/4-的氧化还原反应,导致[Fe（CN）6]3-/4-电流信号降低。ZIF-8具有较高的稳定性和负载能力,能够结合大量的Thi。比率型电化学生物传感器双信号探针之间的比率可用于内置校正,提供更准确的输出信号。该传感器对实际样品的检测和分析具有良好的效果,在花生和红茶加标样品中的平均回收率分别为94.6%～96.5%和102.9%～113.4%。用该传感器对经过HPLC法验证的玉米粉质控样进行检测,检测结果与HPLC法无显著差异,表明所制备的传感器检测结果准确。 3、以链霉亲和素（SA）为有机组分,Cu3（PO4）2为无机组分,合成了SA-Cu3（PO4）2杂化纳米花(SA-Cu3（PO4）2 HNFs)。将标记有生物素的DNA链和生物素化转化酶连接到SA-Cu3（PO4）2 HNFs上,用作构建生物传感器的多功能信号探针。SA-Cu3（PO4）2 HNFs通过其内在的氧化还原活性可以产生稳定的电化学信号,用于电化学检测。同时,信号探针上的转化酶能将蔗糖转化为葡萄糖,引起血糖仪信号和尿糖试纸颜色的变化。利用智能手机获取尿糖试纸的显色结果照片,将该结果照片导入到开发的“Toxin Inspector”应用程序读取RGB值,根据设置的线性方程计算并显示AFB1浓度。该传感器利用电化学、血糖仪和基于智能手机的比色法对AFB1进行准确定量。在最佳实验条件下,该多模生物传感器在电化学模式下展现出了0.001～100 ng/mL的线性响应范围,LO

关键词：黄曲霉毒素B1 电化学适配体传感器信号放大策略比率型传感器多模传感器

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基于核酸放大技术的混合型电化学发光/电化学比率传感器的构建及其应用研究

基于核酸放大技术的混合型电化学发光/电化学比率传感器的构建及...

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中国化学会第十四届全国电分析化学学术会议

作者：朱丽萍叶景阎孟霞黄建设杨秀荣中国科学技术大学化学系中国科学院长春应用化学研究所

混合型电化学发光/电化学（ECL/EC）比率型传感器不仅具有典型的双发光信号输出模式的ECL比率型传感器的低背景信号及重复性好的优点,它还具有易于组装且能反映出电极表面的实时状态的优点,使其在生物分析方面具有巨大的应用潜力。因此... 详细信息

混合型电化学发光/电化学（ECL/EC）比率型传感器不仅具有典型的双发光信号输出模式的ECL比率型传感器的低背景信号及重复性好的优点,它还具有易于组装且能反映出电极表面的实时状态的优点,使其在生物分析方面具有巨大的应用潜力。因此,我们近期开展了利用核酸放大技术构建ECL/EC比率型传感器并用于生物分析的研究。我们先利用DNA四面体（DTN）和杂交链式反应（HCR）设计了一个ECL/EC比率型传感器。其中,亚甲蓝（MB）的EC信号作为内标信号,Ru（bpy）的ECL信号作为工作信号。随后,我们又利用核酸特异性剪切酶（DSN）和多层催化发卡组装（CHA）构建了一个级联放大传感体系。其中,Ru（bpy）的ECL信号和二茂铁（Fc）的EC信号都是工作信号,两个工作信号的强度随着目标物浓度的变化呈现出相反的变化趋势。构建的两种ECL/EC比率传感器都可实现对microRNA的灵敏检测,且具有良好的再现性。这一研究丰富了ECL比率传感体系并为发展更多高效、灵敏的混合型ECL比率传感器提供了新的启发。

关键词：比率型传感器电化学发光核酸放大技术

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比率型血清胆红素荧光检测系统的设计与实现

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生物医学工程学杂志 2022年第4期39卷 784-791页

作者：肖文香支冬灿桂林电子科技大学生命与环境科学学院广西桂林541004

现有胆红素定量检测方法存在成本高、灵敏度低的问题。由于血清胆红素水平与心血管疾病风险呈负相关,为实现对低水平胆红素的测定,本文运用层层自组装方法,将能发出蓝色荧光和红色荧光的金纳米簇探针沉积于同一薄膜中,对两种探针的荧光... 详细信息

现有胆红素定量检测方法存在成本高、灵敏度低的问题。由于血清胆红素水平与心血管疾病风险呈负相关,为实现对低水平胆红素的测定,本文运用层层自组装方法,将能发出蓝色荧光和红色荧光的金纳米簇探针沉积于同一薄膜中,对两种探针的荧光强度比值进行定量,构建比率型荧光传感器。在此传感器基础上,根据胆红素对薄膜传感器发生的荧光猝灭效应,设计了一种便携式的比率型血清胆红素荧光检测系统。系统硬件部分主要由主控芯片STM32F407、TSL237及TSL238T光频传感器组成。本系统通过三维打印设计了避光的检测暗室,减少环境光干扰。实验表明,所设计的比率型荧光检测系统具有较强的抗干扰性、稳定性和准确性。该系统检测胆红素的线性相关度为0.987,具有良好的线性关系,在重复性实验以及与标准仪器测试结果的对比中都具有较好的效果。本系统有望用于对低水平血清胆红素的测定。

关键词：比率型传感器胆红素荧光薄膜便携式仪器

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用于检测黄曲霉毒素B1的DNA荧光传感器构建

用于检测黄曲霉毒素B1的DNA荧光传感器构建

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作者：赵路阳河南工业大学

学位级别：硕士

黄曲霉毒素B1（AFB1）是一种典型的真菌毒素,在农产品中极易残留,当蓄积到一定量时对人类和动物都有巨大的威胁。因此,准确、快速地测定AFB1对环境分析和食品安全至关重要。本课题利用荧光传感器操作简单、成本低、稳定性好等优势,结合... 详细信息

黄曲霉毒素B1（AFB1）是一种典型的真菌毒素,在农产品中极易残留,当蓄积到一定量时对人类和动物都有巨大的威胁。因此,准确、快速地测定AFB1对环境分析和食品安全至关重要。本课题利用荧光传感器操作简单、成本低、稳定性好等优势,结合适配体的高亲和力和特异性,并引入磁珠（MBs）、DNA纳米结构、核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）和催化发夹自组装等不同的传感策略,构建了三种用于检测AFB1的DNA荧光适配体传感器。具体研究内容如下:1.合成了一种新型氮掺杂碳负载钯（C-N-Pd）材料,并首次将其作为荧光适配体传感器的能量受体。以C-N-Pd为新型猝灭材料,Exo Ⅲ辅助信号放大,构建了用于检测AFB1的荧光传感器。与不加酶相比,添加Exo Ⅲ的传感器的荧光响应值提高了74.7%。该荧光传感器对AFB1具有良好的选择性,检出限（LOD）低至9 pg/m L。将本传感器对玉米、花生和葡萄酒样品中的AFB1进行了检测,LOD分别为15 pg/m L、13 pg/m L和18 pg/m L。此外,将本方法与高效液相色谱法（HPLC）进行了比较,t值为1.588,小于理论t值4.303,表明在95%的置信区间下两者具有较好的一致性。该方法不仅操作简单,并且从传感器的制备到实现检测仅需2 h,在快速检测方面具有较高的潜力。2.经前期研究发现,单信号在受到环境影响下可能会产生假阳性。且基于Exo Ⅲ的辅助信号放大策略容易受到温度和p H的影响。而本实验设计了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的比率型传感器,以两个不同波长下的荧光强度比值作为响应信号,可以极大地减弱复杂环境对荧光的负面影响,达到内部校正的效果。同时辅以无酶扩增催化发夹自组装实现信号放大,用于食品中AFB1的特异性检测。与单信号模式相比,基于FCy3/FCy5的比率型信号模式对AFB1的检测具有更宽的线性范围（0.1-100 ng/m L）和更高的相关系数（R2=0.991）。对于花生、大豆和葡萄酒样品的加标实验,以FCy3、FCy5和FCy3/FCy5等3条标准曲线回收率的平均值为参考值,比率型信号比单信号具有更高的精度。同时,树枝状支架的存在不仅提高了传感器的稳定性,而且提高了FRET的效率。在整个检测过程中,有树枝状DNA纳米结构的响应信号差是无树枝状DNA纳米结构的5.7倍。此外,引入催化发夹自组装这一无酶扩增策略,通过适配体互补链（c-DNA）的循环实现信号扩增。3.经前期研究发现,基于比率型的传感器具有更高的准确性,且自主合成的DNA纳米结构可以提高FRET的效率。本实验引入了具有发夹结构的h-DNA,并首次将金钯纳米颗粒（Au-Pd NPs）作为荧光猝灭基底,自主合成了碳点（CDs）,同时引入SYBR Green I（SG I）染料,构建了以FCDs/FSG I为信号的比率型传感器用于食品中AFB1的特异性检测。h-DNA的加入,极大地提高了其负载适配体（Apt）的效率。Au-Pd NPs对CDs的猝灭效果分别是Au NPs、Pd NPs的1.4倍和3.4倍。与标记型探针相比,本传感器所用的自主合成的CDs和无标记探针SG I具有节省成本的优势。在1-100 ng/m L范围内,FCDs/FSGI与AFB1的浓度对数具有良好的线性关系,LOD低至0.07 ng/m L。同时,本传感器对花生和葡萄酒样品中的AFB1进行了加标检测,回收率在91%-115%之间,表明本传感器在实际样品检测中具有较高的应用潜力。

关键词：黄曲霉毒素B1 荧光适配体传感器核酸外切酶Ⅲ 树枝状DNA纳米结构比率型传感器金钯纳米颗粒无标记探针

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