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中国化学会第十二届全国分析化学年会

作者：郭晓辰羊小海王青王柯敏郭秋平刘沛李文山宋春霞徐凤州湖南大学生物传感与化学计量学国家重点实验室化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082

环糊精聚合物不仅保持了环糊精的包络识别能力,并且具有稳定性增强、溶解度增大、交联剂效应及多价结合效应等优点.我们发现β-环糊精聚合物对芘分子有着较为显著的荧光增强作用现象.

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核酸适配体与靶标结合诱导三链形成的电化学生物传感研究

核酸适配体与靶标结合诱导三链形成的电化学生物传感研究

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中国化学会第十二届全国分析化学年会

作者：毛银飞刘金权何定庚何晓晓王柯敏石慧文立湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室生物纳米与分子工程湖南省重点实验室湖南大学生物学院湖南大学化学化工学院长沙410082

核酸适配体(aptamer)是与靶物质特异性结合的一簇小分子DNA 或RNA 片段[1].由于aptamer 具有序列设计灵活、与靶标结合时构型变化多样等优点,因此它被广泛应用于电化学生物传感研究[2].三链DNA 是以Waston-Crick 和Hoogsteen 碱基配对方...

核酸适配体(aptamer)是与靶物质特异性结合的一簇小分子DNA 或RNA 片段[1].由于aptamer 具有序列设计灵活、与靶标结合时构型变化多样等优点,因此它被广泛应用于电化学生物传感研究[2].三链DNA 是以Waston-Crick 和Hoogsteen 碱基配对方式,一条核苷酸链通过氢键作用插入到双链DNA 结构的大沟中,平行或者反平行缠绕在一起形成的.结合aptamer 与三链DNA 的特性构建电化学生物传感平台,具有简便、灵敏、低背景、重现可调控等优点.

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核酸适配体功能化近红外量子点结合流式细胞术快速检测白血病细胞

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高等学校化学学报 2014年第10期35卷 2093-2099页

作者：汤进录石慧何晓晓王柯敏李朵颜律安雷艳丽刘剑波湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082 湖南大学化学化工学院长沙410082 湖南大学生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学生物学院长沙410082

利用作为肿瘤细胞识别分子的核酸适配体(Aptamer)的高特异性和高亲和力以及作为信号报告单元的近红外量子点(QDs)的高荧光发射强度和低生物背景干扰特性,构建了一种基于Aptamer功能化近红外QDs的新型纳米荧光探针,并进一步结合流式细胞... 详细信息

利用作为肿瘤细胞识别分子的核酸适配体(Aptamer)的高特异性和高亲和力以及作为信号报告单元的近红外量子点(QDs)的高荧光发射强度和低生物背景干扰特性,构建了一种基于Aptamer功能化近红外QDs的新型纳米荧光探针,并进一步结合流式细胞术在单细胞荧光分析方面的高通量、简便和快速等优势,建立了一种检测白血病细胞的新方法.以基于Cell-SELEX(Cell-based systematic evolution of ligands by exponential enrichment)技术针对CCRF-CEM人急性白血病细胞筛选的特异性Aptamer Sgc8c为模型,构建了Sgc8c-QDs探针,其仅需与细胞样品培育30 min即可实现对缓冲液和血清中靶细胞的简单、快速和高特异性检测.与传统荧光染料标记技术相比,该方法不仅大大提高了分析灵敏度,还显示出对血清等复杂生物样品的高适用性和优良检测性能.鉴于Cell-SELEX技术在其它白血病细胞Aptamer筛选领域的应用潜力,该方法有望作为一种通用技术在白血病诊断及预后监测等方面发挥重要作用.

关键词：核酸适配体量子点流式细胞术白血病癌细胞检测

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基于免标记发夹型探针和核酸外切酶Ⅲ的荧光信号放大DNA检测

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高等学校化学学报 2014年第8期35卷 1646-1651页

作者：郭秋平赵下雨谢琴王柯敏万俊袁宝银谭誉宇湖南大学生物学院长沙410082 湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082 湖南大学生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学化学化工学院长沙410082

设计合成了一种长臂发夹型核酸探针,结合核酸外切酶Ⅲ水解反应建立了一种免标记荧光信号放大高灵敏检测DNA的新方法。当不存在靶DNA时, SYBR Green Ⅰ荧光染料能够嵌入发夹型探针的茎部而发出很强的荧光,而当存在靶DNA并与发夹型探针杂... 详细信息

设计合成了一种长臂发夹型核酸探针,结合核酸外切酶Ⅲ水解反应建立了一种免标记荧光信号放大高灵敏检测DNA的新方法。当不存在靶DNA时, SYBR Green Ⅰ荧光染料能够嵌入发夹型探针的茎部而发出很强的荧光,而当存在靶DNA并与发夹型探针杂交后,核酸外切酶Ⅲ从杂交产物的3’端开始水解发夹型探针,释放出靶DNA,并触发下一个酶水解反应,同时SYBR Green Ⅰ染料也随发夹型探针水解而释放,导致荧光信号降低,从而实现了对DNA的免标记荧光信号放大高灵敏检测。该方法的检出限低至320 fmol/L,比传统双标的分子信标的方法降低了4~5个数量级,且该方法还具有免标记、简单、快速的特点。

关键词：发夹型探针核酸外切酶Ⅲ 免标记信号放大 DNA检测

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基于Poly(A)/二氧化硅纳米颗粒的pH可控释放抗肿瘤药物载体

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科学通报 2014年第2期59卷 181-187页

作者：何晓晓陈素叶陈冕王柯敏邹振王玉双杨淑娜湖南大学生物学院化学生物传感与计量学国家重点实验室生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学化学化工学院长沙410082

利用异喹啉类生物碱小分子化合物与腺嘌呤(A碱基)在酸性条件结合力下降的特点,以具有良好生物相容性、DNA酶切保护性以及易于生物修饰的二氧化硅纳米颗粒为载体,发展了一种基于聚A链(Poly(A))/二氧化硅纳米颗粒(Poly(A)/SiNPs)的pH可控... 详细信息

利用异喹啉类生物碱小分子化合物与腺嘌呤(A碱基)在酸性条件结合力下降的特点,以具有良好生物相容性、DNA酶切保护性以及易于生物修饰的二氧化硅纳米颗粒为载体,发展了一种基于聚A链(Poly(A))/二氧化硅纳米颗粒(Poly(A)/SiNPs)的pH可控释放抗肿瘤药物体系.在该体系中,选择了甲氧檗因(coralyne)作为药物模式分子,通过共价修饰方法在二氧化硅纳米颗粒表面修饰Poly(A),获得Poly(A)/SiNPs颗粒,通过A碱基-甲氧檗因-A碱基结合方式构建了甲氧檗因载药体系.采用琼脂糖凝胶电泳、透射电子显微镜以及荧光光谱等方法对载药体系进行了表征,考察了载药体系的稳定性和在不同pH缓冲液中的释放情况,并采用激光共聚焦成像技术和MTT方法分别考察了该体系在Hela细胞内的定位以及杀伤效果.结果表明:Poly(A)被成功修饰在二氧化硅纳米颗粒上后能很好地与甲氧檗因结合,构建甲氧檗因载药体系,该体系在中性条件具有较好的稳定性,而在酸性条件下(pH<6),由于甲氧檗因与A碱基的结合力减弱而被释放出来,实现pH的控制释放.细胞成像结果显示,该载药体系能被细胞内吞并聚集于溶酶体内,通过利用溶酶体的酸性环境释放药物,实现了对肿瘤细胞的杀伤.该体系较好地实现了甲氧檗因抗肿瘤药物的装载和释放,为发展这一类抗肿瘤药物的载体提供了新方法.

关键词：甲氧檗因聚A链(Poly(A)) 二氧化硅纳米颗粒 pH可控释放药物载体

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基于Con A门控分子的甘露糖响应型介孔二氧化硅纳米控制释放体系

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科学通报 2014年第18期59卷 1707-1714页

作者：罗洁蓉邹振何晓晓王柯敏何定庚杨雪李学财蒋晓春湖南大学生物学院化学生物传感与计量学国家重点实验室生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学化学化工学院长沙410082

选择凝集素伴刀豆球蛋白A(Con A)作为门控分子,利用甘露糖和葡萄糖与Con A竞争性结合的特性,构建了一种新型的Con A封堵介孔二氧化硅(MSN)的甘露糖刺激响应型控制释放体系.在该体系中,氨基葡萄糖首先与氰酰基修饰的MSN交联合成表面葡萄... 详细信息

选择凝集素伴刀豆球蛋白A(Con A)作为门控分子,利用甘露糖和葡萄糖与Con A竞争性结合的特性,构建了一种新型的Con A封堵介孔二氧化硅(MSN)的甘露糖刺激响应型控制释放体系.在该体系中,氨基葡萄糖首先与氰酰基修饰的MSN交联合成表面葡萄糖功能化的MSN,然后通过葡萄糖与Con A的多价结合作用使Con A固定到MSN表面,封堵介孔,形成Con A封堵MSN的甘露糖刺激响应型控制释放体系(MSN-Glc-Con A).利用电子显微镜、热重分析、X射线衍射、红外光谱和比表面积分析等手段表征了该纳米控制释放体系的制备过程,并且以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子,研究了模式客体分子在该体系中的包裹及甘露糖调控下的刺激响应释放行为.实验结果表明,该体系具有较高的包载量(89.90±7.73μmol/g SiO2)和良好的甘露糖刺激响应释放行为.在没有甘露糖存在时,Con A能有效封堵介孔,使包载的染料分子几乎无释放;在甘露糖存在的条件下,甘露糖与Con A发生竞争性结合,Con A从MSN表面脱离,介孔打开,染料分子释放.染料分子的释放率呈浓度依赖性和时间依赖性,在40 mmol/L甘露糖的条件下,340 min内染料分子释放率超过90%.该体系是一种理想的糖刺激响应控制释放载体,有望实现在药物运输领域的应用.

关键词：伴刀豆球蛋白甘露糖竞争性结合介孔二氧化硅控制释放

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基于双链DNA为模板合成铜纳米颗粒和量子点荧光猝灭用于DNA的免标记和灵敏检测

基于双链DNA为模板合成铜纳米颗粒和量子点荧光猝灭用于DNA的免标...

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中国化学会第29届学术年会

作者：宋春霞羊小海王柯敏王青刘剑波黄晋刘沛刘卫卿志和化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室

目前基于双链DNA选择性合成的新型铜纳米颗粒(dsDNA-CuNPs)的荧光性质的应用已有一些报导1,2,但是dsDNA-CuNPs的荧光量子产率较低,在一定程度上限制了这些方法的灵敏度。本文基于dsDNA-CuNPs的物理性质,设计了一种检测目标DNA的方法。... 详细信息

目前基于双链DNA选择性合成的新型铜纳米颗粒(dsDNA-CuNPs)的荧光性质的应用已有一些报导1,2,但是dsDNA-CuNPs的荧光量子产率较低,在一定程度上限制了这些方法的灵敏度。本文基于dsDNA-CuNPs的物理性质,设计了一种检测目标DNA的方法。首先在琼脂糖微珠上通过生物素和链酶亲和素的结合修饰上捕获探针,随后目标DNA与捕获探针杂交后被富集在微珠表面。然后杂交产物的粘性末端触发链式杂交放大反应(HCR),在微珠表面生成大量双链,进而合成CuNPs。离心分去上清,微珠表面的CuNPs被硝酸溶解,最后通过铜离子对水溶性CdTe量子点的荧光猝灭,实现对目标DNA的检测。该方法结合了HCR的放大能力和铜离子对量子点的高效猝灭能力,灵敏度高,检出限为90 pM,并且此方法具有良好的选择性,可以区分单碱基错配DNA。

关键词： DNA模板铜纳米颗粒荧光量子产率量子点

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基于量子点激子能量转移荧光纳米探针的构建与应用研究

基于量子点激子能量转移荧光纳米探针的构建与应用研究

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中国化学会第29届学术年会

作者：刘剑波羊小海王柯敏李力刘卫李桂化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室

量子点具有尺寸依赖的独特的光物理性质,便于功能修饰,因此量子点生物传感探针在生物分析、化学传感等领域得到广泛的研究与应用。我们课题组基于量子点的可逆团聚组装效应和颗粒之间的激子能量转移效应,发展了量子点激子能量转移荧光... 详细信息

量子点具有尺寸依赖的独特的光物理性质,便于功能修饰,因此量子点生物传感探针在生物分析、化学传感等领域得到广泛的研究与应用。我们课题组基于量子点的可逆团聚组装效应和颗粒之间的激子能量转移效应,发展了量子点激子能量转移荧光纳米探针。首先以巯基乙胺-量子点为研究体系,发现在量子点组装过程中,荧光光谱发生红移和自淬灭,并伴随荧光寿命的降低;机理探讨证实这是因为量子点溶液中,因为颗粒的不均一性,存在颗粒之间的激子能量转移效应。为了调控颗粒之间的激子能量转移效应,发展了氟离子的量子点团聚可控技术。进一步研究表明,量子点的激子能量转移效应是尺寸依赖的关系。我们课题组将凝血酶核酸适配体裁剪设计,分别修饰到量子点表面,实现了目标物诱导的组装团聚,发展了量子点-核酸适配体杂合的激子能量转移探针。量子点激子能量传感探针为量子点荧光纳米颗粒的探针设计提出了新的思路,有望拓展到其他荧光纳米颗粒的探针设计。

关键词：量子点荧光探针激子能量转移

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基于量子点的荧光阵列传感器用于核酸碱基的识别分析

基于量子点的荧光阵列传感器用于核酸碱基的识别分析

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中国化学会第29届学术年会

作者：李桂刘剑波王柯敏羊小海郭亚丽李力刘卫化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室

量子点具有独特的尺寸依赖的光物理性质,便于功能修饰,因此量子点构建纳米颗粒阵列传感器在生物分析、分子识别领域将具有潜在的优势。1本文设计一种新型的基于量子点激子能量转移的荧光阵列传感用于碱基识别分析。首先设计合成了四种... 详细信息

量子点具有独特的尺寸依赖的光物理性质,便于功能修饰,因此量子点构建纳米颗粒阵列传感器在生物分析、分子识别领域将具有潜在的优势。1本文设计一种新型的基于量子点激子能量转移的荧光阵列传感用于碱基识别分析。首先设计合成了四种不同表面功能化的水溶性量子点纳米探针,配体分子分别为巯基乙胺,L-半胱氨酸,2-二甲胺基乙硫醇和巯基乙酸。五种碱基ATCGU与四种量子点分别混合,量子点发生团聚与自组装,引起量子点之间的激子能量转移效应,量子点发生不同程度的荧光淬灭与发射波长红移。2基于量子点阵列组对于五种碱基的不同荧光响应,进而获得不同荧光响应的阵列数据,然后采用线性判别分析(LDA)对数据进行成分分析,实现了碱基的有效定性区分。3进一步设计了识别碱基的条形码应用于碱基的快速区分。在该量子点的阵列图谱传感器中,量子点既作为荧光响应基元,又作为识别基元,提供了一种简单和无标记生物传感方法,在生物医学有较好的应用前景。

关键词：量子点核酸碱基阵列图谱激子能量转移

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纳米金颗粒增强信号的电化学生物传感器用于谷胱甘肽和半胱氨酸的检测

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高等学校化学学报 2013年第8期34卷 1845-1850页

作者：王青刘卫羊小海王柯敏刘沛何磊良湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室化学化工学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082

构建了一种高灵敏检测谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)的新型电化学生物传感器.先将富含T碱基的DNA1和DNA2探针分别修饰在金电极和纳米金颗粒(AuNPs)上,再加入Hg2+,通过形成T-Hg2+-T结构使AuNPs结合到金电极表面.当加入GSH(或Cys)后,GSH(... 详细信息

构建了一种高灵敏检测谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)的新型电化学生物传感器.先将富含T碱基的DNA1和DNA2探针分别修饰在金电极和纳米金颗粒(AuNPs)上,再加入Hg2+,通过形成T-Hg2+-T结构使AuNPs结合到金电极表面.当加入GSH(或Cys)后,GSH(或Cys)可以竞争结合T-Hg2+-T结构中的Hg2+,使AuNPs离开电极表面.由于AuNPs上修饰的DNA探针能够静电吸附大量电活性物质六氨合钌(RuHex),因此该过程可引起计时电量信号的显著变化,据此实现了GSH(或Cys)的高灵敏检测.该传感器的检出限达10 pmol/L,比荧光法或比色法降低了2～3个数量级.实验结果表明,该传感器具有较好的选择性.

关键词：电化学生物传感器纳米金颗粒 DNA 谷胱甘肽半胱氨酸

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