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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：聂舟黄燕雷春阳朱效华姚守拙湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

荧光蛋白由于自发荧光及低毒性,一直受到生物化学及化学生物学研究者的青睐。为了提高荧光蛋白的稳定性、水溶性和跨膜能力,我们对超折叠荧光蛋白表面进行多点突变,获得了表面正电荷的超电荷荧光蛋白（Sc GFP）及表面可调控带电荷荧光蛋... 详细信息

荧光蛋白由于自发荧光及低毒性,一直受到生物化学及化学生物学研究者的青睐。为了提高荧光蛋白的稳定性、水溶性和跨膜能力,我们对超折叠荧光蛋白表面进行多点突变,获得了表面正电荷的超电荷荧光蛋白（Sc GFP）及表面可调控带电荷荧光蛋白(HGFP)。基于以上荧光蛋白的特点,我们构建了一系列超灵敏的生物传感平台和智能生物分子运载体系:（1）将ScGFP与Toehold核酸探针结合,发展了一种具有高特异性的DNA点突变检测方法;进一步结合亚硫酸氢盐处理和核酸级联扩增,发展了一种高灵敏的细胞特定基因位点的甲基化荧光分析方法,并应用于结肠癌病人的实际癌症组织样本分析;（2）基于ScGFP/H39GFP的表面特性,发展了一系列生物传感方法用于核酸氧化损伤、PARP-1活性、金属离子和乙酰胆碱酯酶活性分析;（3）利用pH或金属离子对H39GFP表面电荷进行调控,构建了活细胞水平的生物逻辑运算系统,实现了智能调控核酸运输和RNA干扰;（4）基于Zn介导的H39GFP自组装和生物矿化作用,开发了一个双模态的靶向运输和智能释放功能蛋白质的纳米运载体系。

关键词：表面重构荧光蛋白生物传感智能载体

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基于氮掺杂多孔碳多面体的光电化学生物传感

基于氮掺杂多孔碳多面体的光电化学生物传感

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：陈金华湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

金属有机骨架材料(MOFs)是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接,形成的具有规则孔道或者孔穴结构的配位聚合物。类沸石金属有机骨架材料(ZIFs)是近几年兴起的一类MOFs材料,可归为含氮杂环有机配体MOFs... 详细信息

金属有机骨架材料(MOFs)是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接,形成的具有规则孔道或者孔穴结构的配位聚合物。类沸石金属有机骨架材料(ZIFs)是近几年兴起的一类MOFs材料,可归为含氮杂环有机配体MOFs,具有类似硅氧沸石拓扑结构。ZIFs结构上的独特性和多样性赋予了它们许多优异的性质,引起了科研工作者极大的研究兴趣。我们以ZIFs为前驱物,通过直接高温热处理,获得了具有大比表面积和孔体积、N掺杂等特性的多孔碳纳米多面体,构建了相应的光电化学传感平台,开展了caspase-3等的光电化学传感研究。

关键词：光电化学传感多肽氮掺杂多孔碳多面体

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基于新型荧光染料的荧光探针设计与成像分析

基于新型荧光染料的荧光探针设计与成像分析

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：任天兵张倩玲张星星袁林 Xiao-Bing Zhang 湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

分子荧光探针具有灵敏度高、操作简便等优点,并且与荧光成像技术相结合,可以实现生物分子的原位无损检测[1]。因此,荧光探针已经成为生物和医学研究的有用工具。然而,用于发展荧光探针的传统染料存在斯托克斯位移小、在质子性溶剂尤其... 详细信息

分子荧光探针具有灵敏度高、操作简便等优点,并且与荧光成像技术相结合,可以实现生物分子的原位无损检测[1]。因此,荧光探针已经成为生物和医学研究的有用工具。然而,用于发展荧光探针的传统染料存在斯托克斯位移小、在质子性溶剂尤其是水中荧光淬灭等问题,导致目前的荧光探针性能受到诸多限制。针对这些问题,(1)我们发展了氢键诱导荧光增强的染料(TPC dyes),这些染料在水溶液中的发光效率显著改善[2];(2)我们提出了一种通用的方法增大传统染料的斯托克斯位移,并利用这种方法显著改善了罗丹明类、方酸类、花菁类等染料的斯托克斯位移。此外,由于缺乏合适的染料或探针设计策略,大多数报道的线粒体靶向探针难以证明所检测到的分析物是否来自线粒体,我们提出了一种基于新型智能近红外染料(HDFL)的线粒体靶向探针设计新策略,有效解决了这个问题。

关键词：荧光探针细胞成像活体成像

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复杂体系数学分离及精准定量方法研究进展

复杂体系数学分离及精准定量方法研究进展

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：吴海龙俞汝勤湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

针对未知干扰共存复杂体系直接快速同时多组分定量分析难题,发扬本室分析化学领域化学计量学基础研究处于国际前沿的特色及优势,深入系统开展相关数学分离及精准定量方法创新性基础研究。通过优先发展三维及更多维分析仪器响应数阵数学... 详细信息

针对未知干扰共存复杂体系直接快速同时多组分定量分析难题,发扬本室分析化学领域化学计量学基础研究处于国际前沿的特色及优势,深入系统开展相关数学分离及精准定量方法创新性基础研究。通过优先发展三维及更多维分析仪器响应数阵数学分离分析新方法,代替或简化相应化学和物理分离等步骤,进而重点系统创新二阶、三阶及更高阶张量校正等化学多维校正新方法及新策略。结合三维荧光光谱、LC-DAD、LC-MS等高维分析手段,优选研制三维及四维数学分离分析关键组件和在线量测装置,显著提升静态及动态体系高效精准量测能力。深入开展生命、医学、药学、食品、环境、海洋等科学领域复杂体系感兴趣组分如蛋白质及特征肽段、氨基酸、抗癌药物、农药残留物、环境污染物等高效定量分析新方法基础应用研究;系统发展动态生化体系如药物与DNA等相互作用、农残降解、药物代谢等过程近实时定量解析新手段;为研制新型分析仪器及灵巧过程监控装置提供设计理论及技术依据。本报告综述相关研究新进展。

关键词：未知干扰共存复杂体系数学分离精准定量方法化学多维校正化学计量学

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高性能荧光生物成像探针的研究

高性能荧光生物成像探针的研究

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：袁林柯国梁熊斌陈美宋国胜张晓兵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

基于荧光探针的荧光成像技术因具有灵敏度高、能够实现时空分辨成像、对活细胞和组织损伤小等优点,已成为监测细胞内生物分子的强有力研究工具。然而,传统的基于单个荧光发射改变的荧光探针容易受环境因素的干扰。基于双发射改变的比率... 详细信息

基于荧光探针的荧光成像技术因具有灵敏度高、能够实现时空分辨成像、对活细胞和组织损伤小等优点,已成为监测细胞内生物分子的强有力研究工具。然而,传统的基于单个荧光发射改变的荧光探针容易受环境因素的干扰。基于双发射改变的比率型探针具有自校正功能,可消除上述干扰。过去几年我们采用了双敏感团策略、FRET机理以及跨键能量转移机理构建了一系列比率型探针用于各类目标物的成像研究。短波长激发的荧光探针易受生物自发荧光干扰,

关键词：荧光传感生物成像有机小分子探针功能核酸探针纳米结构

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分子印迹光子晶体水凝胶传感器

分子印迹光子晶体水凝胶传感器

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：陈千山史雯慧吴朝阳俞汝勤湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

将分子印迹聚合物的特性引入到光子晶体阵列中,可制备分子印迹光子晶体水凝胶(MIPHs)。当水凝胶特异性识别目标分子后,内部的纳米空腔被填充,光子晶体的晶格参数发生改变,衍射波长随之移动,当衍射波长处于可见光范围内时,可直接裸眼观... 详细信息

将分子印迹聚合物的特性引入到光子晶体阵列中,可制备分子印迹光子晶体水凝胶(MIPHs)。当水凝胶特异性识别目标分子后,内部的纳米空腔被填充,光子晶体的晶格参数发生改变,衍射波长随之移动,当衍射波长处于可见光范围内时,可直接裸眼观察到颜色的变化。MIPHs兼具分子印迹与光子晶体的特性,有望应用于环境中待测分子的快速、灵敏及特异性检测。本课题组制备了一种以L-组氨酸为目标分子的MIPHs传感器,其在结合了目标分子后,水凝胶的体积膨胀且平均有效折射率增大,使衍射波长红移。该传感器具有较高的灵敏度(可检测至10 pM)、良好的选择性和稳定性,且响应时间短(在几分钟内即可达到反应平衡)。此传感器操作简单、成本低廉,有望发展成为一种便携式的实时检测工具。

关键词：光子晶体水凝胶 L-组氨酸

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无标记二维胶体晶体水凝胶生物传感用于尿素和脲酶抑制剂的检测

无标记二维胶体晶体水凝胶生物传感用于尿素和脲酶抑制剂的检测

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中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：李果果肖福兵周俊吴朝阳俞汝勤湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

近期,将胶体晶体与响应型功能材料结合制备的胶体晶体水凝胶传感器因对外部刺激的灵敏性和可视化光学信号等特征而成为了研究的热点。本文采用二维胶体晶体水凝胶作为信号元素,脲酶作为识别元素,构建了一种新型生物传感用于尿素和脲酶... 详细信息

近期,将胶体晶体与响应型功能材料结合制备的胶体晶体水凝胶传感器因对外部刺激的灵敏性和可视化光学信号等特征而成为了研究的热点。本文采用二维胶体晶体水凝胶作为信号元素,脲酶作为识别元素,构建了一种新型生物传感用于尿素和脲酶抑制剂的可视化检测。由于脲酶可以专一性地催化尿素水解,产生的离子通过降低水凝胶骨架上羧基之间的静电斥力引发其体积收缩,同时使得胶体晶体颗粒间距成比例减小,导致二维胶体晶体水凝胶衍射波长蓝移;当脲酶活性受到抑制时,尿素和脲酶之间的水解反应被抑制,此时则无明显的蓝移发生。另外除了特征性的布拉格衍射,二维胶体晶体独特的德拜衍射现象使得二维胶体晶体颗粒间距的监测更为便捷,仅仅需要一只激光笔和一把直尺,就可以实现对目标物的定量检测。

关键词：二维胶体晶体尿素脲酶抑制剂

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数学分离辅助生物医药色谱快速精准定量

数学分离辅助生物医药色谱快速精准定量

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第十二届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会

作者：吴海龙俞汝勤湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南省长沙市410082

近年来，利用数学分离功能辅助提高色谱联用技术及多维色谱的定性定量分析能力的相关工作时有报道，本实验室已有若干开创性探索，并取得了系列创新性定量分析应用成果。本报告将侧重如下：1)运用交替三线性分解(ATLD)方法解析HPLC-DAD... 详细信息

近年来，利用数学分离功能辅助提高色谱联用技术及多维色谱的定性定量分析能力的相关工作时有报道，本实验室已有若干开创性探索，并取得了系列创新性定量分析应用成果。本报告将侧重如下：1)运用交替三线性分解(ATLD)方法解析HPLC-DAD产生的三维响应数据，借助二阶校正方法所特有的二阶优势：即使包含有共流出组分和重叠光谱情况亦能获得复杂样本中感兴趣组分的准确含量，建立了多种对复杂生物医药体系多目标物的简单快速同时定量分析方法，包括用于中草药长春花品质分析及临床用药中血药浓度的监测、不同人体血浆中抗癌药物的快速定量分析等。结果表明，二阶校正与色谱分离技术相结合，即使存在严重的色谱及光谱干扰，这些体系的含量信息依然能够成功地从复杂背景中提取出来。

关键词：数学分离生物医药 LC-DAD LC-MS 快速定量精准定量

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基于Cell-SELEX的核酸适配体在生化分析与生物成像中的应用

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分析化学 2017年第12期45卷 1757-1765页

作者：堵玉林莫柳婷易娅莎邱丽萍谭蔚泓分子科学与生物医学实验室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命科学学院核酸适配体湖南省工程实验室

基于Cell-SELEX的核酸适配体是指以活细胞为靶标物,通过指数富集的配基系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的单链寡核苷酸。它能够与靶标细胞高亲和性... 详细信息

基于Cell-SELEX的核酸适配体是指以活细胞为靶标物,通过指数富集的配基系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的单链寡核苷酸。它能够与靶标细胞高亲和性、高特异性结合,具有分子量低、合成简单、化学稳定性好、免疫原性低、易于功能化修饰等优点,已广泛应用于生命科学研究领域。本文综述了基于Cell-SELEX技术筛选的核酸适配体在肿瘤细胞检测、分析和成像方面的研究进展,并对核酸适配体研究的发展前景和趋势进行了展望。

关键词：核酸适配体 Cell-SELEX 生化分析生物成像肿瘤细胞

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CRISPR/Cas技术在核酸检测中的应用进展

CRISPR/Cas技术在核酸检测中的应用进展

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2018年第十五届全国青年分析测试学术报告会

作者：史铠雷春阳聂舟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湖南长沙410082

CRISPR/Cas是大多数细菌及古细菌基于RNA的后天免疫系统.由CRISPR/Cas系统改造而成的CRISPR/Cas技术已成为一种强大的基因编辑工具,广泛应用于基因功能研究和基因修饰与治疗.除了作为基因编辑工具,Ⅱ类Cas蛋白具有的“附属切割”特性,... 详细信息

CRISPR/Cas是大多数细菌及古细菌基于RNA的后天免疫系统.由CRISPR/Cas系统改造而成的CRISPR/Cas技术已成为一种强大的基因编辑工具,广泛应用于基因功能研究和基因修饰与治疗.除了作为基因编辑工具,Ⅱ类Cas蛋白具有的“附属切割”特性,已被开发成一种快速、低成本且高灵敏的核酸检测工具,在核酸分子诊断领域具有重要的应用潜力.该文总结了3种Ⅱ类Cas蛋白在核酸检测领域的代表性研究进展,并对CRISPR/Cas系统在该领域的应用前景进行了展望.

关键词：核酸检测 CRISPR技术 Cas蛋白特异性识别附属切割

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