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分析化学 2018年第10期46卷 1507-1517页

作者：高恺旻颜晓梅厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室化学生物学福建省重点实验室

21世纪是生物制药的黄金时代,以重组蛋白药物和治疗性抗体为代表的蛋白质药物已成为生物技术药物的重要组成部分,其对恶性肿瘤、自身免疫性疾病、病毒感染等重大疾病的治疗效果和生物安全性远高于小分子化学药物。但是蛋白质稳定性差,... 详细信息

21世纪是生物制药的黄金时代,以重组蛋白药物和治疗性抗体为代表的蛋白质药物已成为生物技术药物的重要组成部分,其对恶性肿瘤、自身免疫性疾病、病毒感染等重大疾病的治疗效果和生物安全性远高于小分子化学药物。但是蛋白质稳定性差,在生产、纯化、运输和储存等过程中,容易因环境刺激或自身稳定性等因素产生团聚,从而导致药效降低,并可能引发免疫反应。发展灵敏度高、分辨率好、简便实用的蛋白质团聚检测技术和方法,对蛋白质药物的研发和改良可起到积极的推动作用。本文针对蛋白质团聚的检测技术和方法进行综述,从检测原理、性能和应用范围等方面,对体积排阻色谱法、凝胶电泳法、分析超速离心法、场流分离法、浊度法、动态光散射法、纳米颗粒跟踪分析技术、流式细胞术和电子显微技术等进行分析比较,并对蛋白质团聚检测技术未来的发展趋势进行了展望。

关键词：蛋白质药物蛋白质团聚尺寸分离光散射流式细胞术评述

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响应型19F磁共振成像探针用于活性氧物种(ROS)的检测与成像

响应型19F磁共振成像探针用于活性氧物种(ROS)的检测与成像

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：林泓域李奥陈洪明高锦豪厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室

活性氧物种(Reactive Oxygen Species,ROS)是生物体系中一类非常重要的活性化学物种,包括超氧阴离子(O)、羟基自由基(HO·)、过氧化物自由基(ROO·)等氧自由基以及单线态氧(O)、臭氧(O)、过氧化氢(HO)、次氯酸(HClO)等非自由基... 详细信息

活性氧物种(Reactive Oxygen Species,ROS)是生物体系中一类非常重要的活性化学物种,包括超氧阴离子(O)、羟基自由基(HO·)、过氧化物自由基(ROO·)等氧自由基以及单线态氧(O)、臭氧(O)、过氧化氢(HO)、次氯酸(HClO)等非自由基的氧衍生物。活性氧物种在许多生理过程及疾病过程中发挥着重要作用。因此,对于这些生理及疾病过程的深入研究以及之后的临床转化都依赖于对生物体内活性氧物种的准确检测和实时成像。磁共振成像(MRI)是一种临床上广泛使用的成像技术,在活体成像方面具有显著优势。F MRI具有灵敏度高、化学位移广、几乎零生物背景等优点,是用于生物活性分子体内成像的理想技术。我们构建了一类新型的环境响应F磁共振成像探针用于活性氧物种的检测与成像。在该类探针中,由于顺磁弛豫增强(Paramagnetic Relaxation Enhancement,PRE)或者偶极相互作用,F的MRI信号被"淬灭"。在与待检测的活性氧物种选择性反应之后,F的MRI信号得到极大恢复,从而实现对活性氧物种的检测与成像。我们在细胞以及小动物层面成功利用该类探针实现了对特性活性氧物种的实时检测与成像。我们发展的这类探针在与活性氧相关的生理及疾病过程的研究中具有广阔的应用前景。

关键词：活性氧物种响应型探针 19F MRI 实时检测与成像

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类树枝状巨型高稳定性磁共振造影剂的设计合成

类树枝状巨型高稳定性磁共振造影剂的设计合成

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：孙乘杰林泓域高锦豪厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室

磁共振成像已经被广泛用于临床诊断,将近40%的磁共振成像检查需要使用造影剂,这些造影剂目前均是小分子钆螯合物。随着肾源性系统纤维化疾病（NephrogenicSystemic Fibrosis,NSF）的产生以及钆元素脑沉积等问题的发现,现有磁共振成像造... 详细信息

磁共振成像已经被广泛用于临床诊断,将近40%的磁共振成像检查需要使用造影剂,这些造影剂目前均是小分子钆螯合物。随着肾源性系统纤维化疾病（NephrogenicSystemic Fibrosis,NSF）的产生以及钆元素脑沉积等问题的发现,现有磁共振成像造影剂的安全性受到巨大挑战,临床上迫切需要具有更高稳定性的造影剂。已有的研究主要关注小分子层面的结构优化。我们设计了一种配体支化策略来构建一系列DOTA（1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid）支化的多配位穴类树枝状巨型分子,将DOTA配位穴共价引入到纳米尺寸分子的内部,从而有利于同时提高造影剂的造影性能以及螯合结构的稳定性。实验发现此类分子可以高效地螯合大量的钆离子,所得到的巨型造影剂分子在多个磁场下的弛豫效能均明显高于临床使用的Gd-DOTA螯合物,说明此类材料具有优越的造影性能。不仅如此,这些巨型螯合物的螯合稳定性也明显高于Gd-DOTA,这使其具有更高的生物安全性。此类造影剂的开发和深入研究可以为未来生物安全性更高、成像性能更好的磁共振造影剂的研发提供基本素材和设计思路。

关键词：磁共振成像造影剂稳定性生物安全性参考文献

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响应型多模态成像探针用于超氧阴离子(O2·-)的检测与成像

响应型多模态成像探针用于超氧阴离子(O2·-)的检测与成像

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：陈冬霞林泓域高锦豪厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室

多模态分子成像探针对于推进生物医学和临床研究至关重要。具有磁共振成像(MRI)和近红外荧光成像(NIRF)协同组合的多模态成像探针可为恶性肿瘤的早期诊断提供强而有力的帮助。MRI具有较好的组织穿透深度和高空间分辨率,在活体成像方面... 详细信息

多模态分子成像探针对于推进生物医学和临床研究至关重要。具有磁共振成像(MRI)和近红外荧光成像(NIRF)协同组合的多模态成像探针可为恶性肿瘤的早期诊断提供强而有力的帮助。MRI具有较好的组织穿透深度和高空间分辨率,在活体成像方面具有显著优势,有助于术前检测深部肿瘤;NIRF可产生高灵敏度的图像,用于检测低浓度的肿瘤相关生物标记物和图像引导的肿瘤切除手术。F因其高灵敏度(1H的83%)、化学位移广、几乎零生物背景等特点,被公认为可用于MRI最具潜力的第二类原子核。因此,开发一种生物智能响应型分子探针进而实现NIRF和体内19FMRI的多模态成像尤为重要。我们通过将Gd-DOTA与近红外荧光分子CyOH进行共价偶联,末端连接具有ROS (O·)响应性能、可进行19FMRI的氟化物小分子(同时,其可作为荧光分子CyOH的猝灭基团),设计合成了一种基于ROS(O·)响应的可用于NIRF/19FMRI多模态成像分子探针。在该探针中,由于猝灭基团的存在和顺磁弛豫增强效应(Paramagnetic Relaxation Enhancement,PRE),此时,NIRF和19FMRI信号处于"OFF"状态。与待检测物ROS (O·)反应后,氟化物小分子解离,19FMRI信号恢复;同时,NIRF信号因猝灭基团的离去而逐步恢复;实现NIRF和19FMRI信号"OFF-ON"的激活。除此之外,响应后的分子Gd-CyOH在近红外光的激发下,可产生光声信号用于光声成像(PAI)。这种通过生物环境中ROS(O·)触发的智能响应型多模态成像分子探针可大幅度提高肿瘤诊断的精确性,具有广阔的应用前景。

关键词：超氧阴离子(O2·-) 生物智能响应近红外荧光成像 19FMR成像诊断光声成像

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基于磁共振成像的肿瘤靶向小分子诊疗前药

基于磁共振成像的肿瘤靶向小分子诊疗前药

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：杨肇轩黄嘉琪林泓域高锦豪厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室

在活体水平实时追踪癌症治疗药物的体内分布和反馈药物治疗状况具有重要的临床应用价值。磁共振成像（MRI）是一种在临床上广泛使用的成像技术,可以不受穿透限制的提供深层组织的高分辨图像,因此,使用MRI追踪药物分布与反馈肿瘤治疗状... 详细信息

在活体水平实时追踪癌症治疗药物的体内分布和反馈药物治疗状况具有重要的临床应用价值。磁共振成像（MRI）是一种在临床上广泛使用的成像技术,可以不受穿透限制的提供深层组织的高分辨图像,因此,使用MRI追踪药物分布与反馈肿瘤治疗状况在活体水平上具有显著的优势。我们构建了一种集靶向、治疗和诊断于一体的小分子前药1a,在靶向基团生物素的作用下1a可以主动靶向到肿瘤区域,在肿瘤过表达的谷胱甘肽（GSH）的作用下切断双硫键释放化疗药物喜树碱（CPT）,同时CPT的荧光恢复。1a所偶联的钆配合物可以实现对1a的实时追踪与反馈1a对肿瘤的治疗效果。我们在细胞和小动物层面使用MRI成功实现了对药物的实时监控,并发现了1a与CPT相比对A549细胞系及活体肿瘤模型增强的治疗效果。我们发展的小分子MRI诊疗前药为精准医学与肿瘤的个体差异化治疗提供了更多的可能。

关键词：小分子药物 MRI 响应型前药诊疗一体实时追踪与成像

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具有双响应特征和逐级信号放大的19F磁共振成像探针

具有双响应特征和逐级信号放大的19F磁共振成像探针

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：唐小雪龚玄清林泓域高锦豪厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室

磁共振成像（MRI）是一种非放射性、非介入可进行断层剖面扫描的临床上广泛使用的成像技术。MRI在活体成像方面具有显著优势。F具有灵敏度高（1H的83%）、几乎零生物背景等特点,被公认为能应用于MRI的最具潜力的第二类原子核。设计合成... 详细信息

磁共振成像（MRI）是一种非放射性、非介入可进行断层剖面扫描的临床上广泛使用的成像技术。MRI在活体成像方面具有显著优势。F具有灵敏度高（1H的83%）、几乎零生物背景等特点,被公认为能应用于MRI的最具潜力的第二类原子核。设计合成针对疾病相关的生理环境特征刺激响应释放F信号的F MRI探针能够实现对病灶更精准地成像诊断。我们设计合成了一种自组装的纳米颗粒,由还原环境响应的氟化物两亲性分子和具有近红外吸收的分子自组装形成。处于聚集态的氟化物分子由于氟原子之间的偶极相互作用导致自旋-自旋弛豫过程加快表现为F信号处于屏蔽状态,当其处于肿瘤微环境的还原环境时会触发自组装纳米颗粒解离为超小的纳米颗粒同时减弱氟化物分子间的偶极相互作用,导致F MRI信号从"OFF"到"ON"的激活。紧接着在近红外激光的辐射下,近红外吸收的分子吸收近红外光并转变为热使环境温度升高加快分子的运动,导致超小的纳米颗粒完全解自组装为小分子彼此远离,实现F MRI信号的第二次放大。这种通过两种不同刺激物阶段性地实现FMRI信号的激活和放大的策略可以增强F MRI用于肿瘤诊断的特异性和精确性。

关键词：自组装肿瘤微环境刺激响应 19F MR成像诊断光热治疗

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基于仿生多价核酸适体功能化微流控芯片的微小残留病检测新方法

基于仿生多价核酸适体功能化微流控芯片的微小残留病检测新方法

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：刘艺龙张惠敏朱志吕哲豪王思力杨朝勇谱学分析与仪器教育部重点实验室化学生物学系厦门大学化学化工学院厦门361005

急性T 淋巴细胞白血病是一种疗效和预后极差的恶性血液病，大约有20％的儿科患者和50％的成年患者死于该病。[1]微小残留病是导致白血病患者复发和死亡的主要原因。但是现有的微小残留病检测方法在入侵性、灵敏度和适用性等方面具有挑战。

关键词：微流控芯片多价核酸适体增强碰撞微小残留病急性T淋巴细胞白血病

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纳米流式检测技术的研发及其在化学生物学研究中的应用

纳米流式检测技术的研发及其在化学生物学研究中的应用

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：颜晓梅厦门大学化学化工学院化学生物学系化学生物学福建省重点实验室谱学分析与仪器教育部重点实验室

针对生命科学、生物医学、纳米科技、食品安全等领域日益增长的单粒子水平生物纳米颗粒表征需求,课题组首创性地结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,研制成功国际上最灵敏的纳米流式检测装置（nano flow cytometer,nFCM）,将细胞外... 详细信息

针对生命科学、生物医学、纳米科技、食品安全等领域日益增长的单粒子水平生物纳米颗粒表征需求,课题组首创性地结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,研制成功国际上最灵敏的纳米流式检测装置（nano flow cytometer,nFCM）,将细胞外囊泡、病毒、二氧化硅纳米颗粒、纳米金的单颗粒检测下限分别推进到40 nm、27 nm、24 nm和7 nm,较传统流式细胞仪的散射检测灵敏度提升4-6个数量级。nFCM以每分钟高达10,000个颗粒的速率对单个纳米颗粒的散射和多色荧光信号进行同时检测,实现颗粒粒径、浓度和多种生化性状的定量表征,粒径分辨率媲美透射电镜。nFCM使得我们可以像传统流式细胞仪分析细胞那样对细菌、病毒、线粒体、细胞外囊泡、纳米药物、量子点等在单颗粒水平进行高通量、多参数定量分析,发展了一系列生化分析新方法。本报告将特别从细胞外囊泡的基础研究和液体活检等方面阐述纳米流式检测技术的重要应用。

关键词：纳米流式检测技术细胞外囊泡纳米药物病毒单颗粒检测

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改进的细菌双杂交系统用于单细菌水平蛋白质相互作用定量分析

改进的细菌双杂交系统用于单细菌水平蛋白质相互作用定量分析

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：吴丽娜苏柳钦汪旭邓敏芳颜晓梅厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室化学生物学福建省重点实验室

蛋白-蛋白相互作用研究是理解生命活动的基础,细菌双杂交系统(BACTH)已被广泛应用于蛋白质相互作用研究。单个细菌水平的蛋白-蛋白相互作用研究有助于更准确地考察蛋白在活细胞中的相互作用状况,揭示传统生物化学检测手段中因集权平均... 详细信息

蛋白-蛋白相互作用研究是理解生命活动的基础,细菌双杂交系统(BACTH)已被广泛应用于蛋白质相互作用研究。单个细菌水平的蛋白-蛋白相互作用研究有助于更准确地考察蛋白在活细胞中的相互作用状况,揭示传统生物化学检测手段中因集权平均而被掩盖的个体差异。我们前期实验结合BACTH系统和流式细胞检测技术,通过双色免疫荧光染色实现单细菌水平报告基因β-半乳糖苷酶和相互作用蛋白的双参数检测,发现相对报告基因表达量(RRPE)即单位相互作用蛋白表达所产生的报告基因表达量与蛋白相互作用强度呈正相关,成功实现了单细菌水平蛋白质相互作用定量分析[1]。为提高BACTH系统定量分析蛋白质相互作用的准确性和通用性,我们将tdTomato荧光蛋白敲入报告菌株基因组作为蛋白质相互作用报告基因,结合双砷染料-四半胱氨酸体系对相互作用蛋白表达量同时检测,将其应用到不同相互作用强度蛋白对的检测和区分及蛋白质相互作用关键位点的快速鉴定。

关键词：蛋白质相互作用 BACTH系统单细菌水平定量分析

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纳米流式检测技术的研发及其生物分析应用

纳米流式检测技术的研发及其生物分析应用

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：颜晓梅田野马玲朱少彬陈超翔王硕厦门大学化学化工学院化学生物学系谱学分析与仪器教育部重点实验室化学生物学福建省重点实验室

针对生命科学、生物医学、纳米科技、食品安全、能源材料等领域日益增长的单粒子水平纳米颗粒表征需求,我们课题组首创性地结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,研制成功具有自主知识产权的纳米流式检测装置(NanoFCM),将二氧化硅纳米... 详细信息

针对生命科学、生物医学、纳米科技、食品安全、能源材料等领域日益增长的单粒子水平纳米颗粒表征需求,我们课题组首创性地结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,研制成功具有自主知识产权的纳米流式检测装置(NanoFCM),将二氧化硅纳米颗粒、病毒、细胞外囊泡的单颗粒散射检测下限推进到24 nm、27 nm和40 nm,较传统流式细胞仪的散射检测灵敏度提升4-6个数量级。NanoFCM以每分钟高达10,000个颗粒的速率对单个纳米颗粒的散射和多色荧光信号进行同时检测,实现颗粒粒径、浓度和多种生化性状的定量表征,粒径分辨率媲美透射电镜。纳米流式检测技术使得研究人员可以像传统流式细胞仪分析细胞那样对细菌、病毒、线粒体、外泌体、纳米药物、功能化纳米颗粒等在单颗粒水平进行高通量、多参数定量分析。藉此,课题组发展了一系列灵敏、快速、特异、准确的生物分析新技术、新方法。

关键词：超高灵敏流式检测单分子荧光病毒纳米药物细胞外囊泡

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