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中国化学会第29届学术年会

作者：雷艳丽何晓晓石慧王柯敏何定庚徐凤州化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学生物学院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

Aptamer因具有分子量小、化学稳定性好、合成简单、修饰灵活等优点,近年来被认可为"化学抗体"在肿瘤分型、诊断和治疗等领域得到了广泛应用。基于Aptamer的肿瘤细胞检测技术目前主要依赖于"always on"分析模式。由... 详细信息

Aptamer因具有分子量小、化学稳定性好、合成简单、修饰灵活等优点,近年来被认可为"化学抗体"在肿瘤分型、诊断和治疗等领域得到了广泛应用。基于Aptamer的肿瘤细胞检测技术目前主要依赖于"always on"分析模式。由于该模式探针信号始终存在,应用中往往表现出背景信号高、灵敏度有限、需借助洗脱程序、操作复杂等缺点。与之相比,激活式分析策略由于只有在特定靶标刺激下才能产生信号输出,有望极大改善检测灵敏度并简化分析过程。但现阶段激活式Aptamer探针的发展尚处于起步阶段,仅局限于利用分子内链置换原理设计的发夹型探针[1,2],仍然在序列优化、普遍适用性等方面存在不足。基于此,本工作即以裂开型Aptamer探针的两条分裂片段作为识别臂,中间以Cy5修饰的短核苷酸链相连并进一步通过与BHQ3修饰的互补链杂交形成信号输出区域,提出了一种新型的裂开型激活式Aptamer探针设计策略。该探针在游离状态下,中间双链区域稳定杂交而两条Aptamer分裂片段相互远离,荧光信号处于淬灭状态;而当与靶细胞作用后,裂开型Aptamer在靶标诱导下可形成特定的识别构型并迫使中间双链区域解链,从而使Cy5和BHQ3相互远离,荧光信号处于激活状态。以本实验室自行构建的裂开型Sgc8c探针为模型,成功构建了一种特异而灵敏的CCRF-CEM人白血病细胞激活式检测探针。结合流式细胞术,该探针用于靶肿瘤细胞的检测信噪比高达0.7,显著提高至"always on"模式的.8倍,可有效分析低至46个靶肿瘤细胞。该探针设计简单灵活,对于其他肿瘤细胞的裂开型Aptamer具有普遍适用性。

关键词：肿瘤检测激活式 Aptamer 裂开型探针

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肿瘤细胞靶向性裂开型Aptamer探针的构建与应用研究

肿瘤细胞靶向性裂开型Aptamer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：汤进录何晓晓石慧王柯敏颜律安雷艳丽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湖南大学生物学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室

近年来,Aptamer作为一种高亲和力、高特异性的靶向识别分子在生物传感、分子医学等领域受到了广泛关注。特别是由于序列设计灵活、构型变化多样等优点,Aptamer已被成功用于构建一系列高灵敏生化分析新方法和新技术。目前,基于Aptamer的... 详细信息

近年来,Aptamer作为一种高亲和力、高特异性的靶向识别分子在生物传感、分子医学等领域受到了广泛关注。特别是由于序列设计灵活、构型变化多样等优点,Aptamer已被成功用于构建一系列高灵敏生化分析新方法和新技术。目前,基于Aptamer的靶标响应机制主要有"结合-洗脱"模式、链置换竞争激活模式和裂开型探针重组装模式等[1]。其中,裂开型Aptamer探针的设计思路为将原序列分裂成两个或多个核酸片段后再利用靶标诱导分裂片段重新组装成完整识别构型。这一策略不仅具有设计简单、适用性强等优点,且由于只有靶标的存在才能诱使Aptamer分裂体形成特殊构型并转换为信号输出,从而有望大大降低非靶刺激的干扰。然而,现已开发的裂开型Aptamer探针种类十分有限,其靶标仍局限于ATP、可卡因、凝血酶等少数生物分子[2],尤其是具有肿瘤细胞靶向识别功能的裂开型Aptamer探针尚未见报道。基于此,本工作即瞄准这一研究空白,选择基于cell-SELEX技术针对CCRF-CEM人白血病细胞筛选的Aptamer Sgc8c为模型,系统开展了裂开型Sgc8c探针的构建和应用研究。首先通过在Sgc8c环部区域的非结合位点设计不同的裂开方式,获得了九组Sgc8c分裂片段。随后采用流式细胞术以识别亲和力为指标进行筛选,成功构建了对CCRF-CEM细胞具有特异性识别能力的裂开型Sgc8c探针。在此基础上,通过采用Cy3-Cy5荧光供受体对分别修饰两条分裂片段,建立了一种基于荧光共振能量转移效应的CCRF-CEM细胞免洗检测方法。同时,利用裂开型Sgc8c探针的识别温敏性特点,发展了一种肿瘤细胞温控捕获与释放方法,有效实现了CCRF-CEM细胞的循环捕获与释放以及混合细胞体系中靶细胞的分离和回收。

关键词： Aptamer 裂开型探针肿瘤细胞激活式检测细胞捕获与释放

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DNA稳定的荧光铜纳米颗粒及其在生化传感中的应用

DNA稳定的荧光铜纳米颗粒及其在生化传感中的应用

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中国化学会第29届学术年会

作者：卿志和何晓晓卿太平毛珍贵徐凤州王柯敏湖南大学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湖南大学生物学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室

荧光金属纳米颗粒的制备与应用已成为化学领域的一个研究热点。由于它们良好的光学性质,在一定程度上,荧光金属纳米颗粒已替代传统的荧光染料用于生化分析,包括离子、分子检测,生物大分子检测,生物成像等。在已被发展的的荧光金属纳米... 详细信息

荧光金属纳米颗粒的制备与应用已成为化学领域的一个研究热点。由于它们良好的光学性质,在一定程度上,荧光金属纳米颗粒已替代传统的荧光染料用于生化分析,包括离子、分子检测,生物大分子检测,生物成像等。在已被发展的的荧光金属纳米颗粒制备方法中,由于DNA具有独特的纳米线性尺寸,优良的分子组装识别能力,以及对金属离子的较强吸附力,DNA已被作为模板用于荧光金属纳米颗粒的合成制备。DNA稳定的荧光金属纳米颗粒具有突出的特点,例如容易合成、光稳定性好、光谱可调等优点,因此已被广泛研究和应用。近年来,在DNA稳定的荧光铜纳米颗粒的制备与应用方面,我们开展了一些研究工作,包括荧光铜纳米颗粒的制备,荧光铜纳米颗粒用于离子检测、DNA检测、酶蛋白检测等。在该报告中,将结合自己的工作介绍DNA稳定的荧光铜纳米颗粒及其在生化传感方面的应用。

关键词： DNA 荧光铜纳米颗粒,传感

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神经递质多巴胺响应型介孔二氧化硅纳米颗粒可控释放研究

神经递质多巴胺响应型介孔二氧化硅纳米颗粒可控释放研究

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第十二届全国化学传感器学术会议

作者：杨雪何定庚何晓晓王珂敏邹振李学财杨晓晓湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南大学生物学院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长沙410082

近年来,介孔二氧化硅纳米颗粒因其具有良好的生物相容性、较大的比表面积、易于修饰的表面等优点,而在催化、分离、传感器等方面具有广泛的应用前景,特别是在药物控制释放领域.本文利用生物分子多巴胺的生物学及化学特性，结合介孔二氧... 详细信息

近年来,介孔二氧化硅纳米颗粒因其具有良好的生物相容性、较大的比表面积、易于修饰的表面等优点,而在催化、分离、传感器等方面具有广泛的应用前景,特别是在药物控制释放领域.本文利用生物分子多巴胺的生物学及化学特性，结合介孔二氧化硅纳米颗粒的优势，建立了一种新型的基于富胞嘧啶DNA( C-richDNA)功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的多巴胺束刺激响应控制释放系统。实验结果表明，该纳米载体对多巴胺具有良好的响应性和选择性。因此，利用该多巴胺响应型介孔二氧化硅控制释放体系，有望进一步推进纳米口服药物的制备研究等领域的发展。

关键词：医用材料药物载体介孔二氧化硅纳米颗粒多巴胺刺激响应

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纳米二氧化锰/荧光碳点非共价组装体用于生物巯基分子的高灵敏检测

纳米二氧化锰/荧光碳点非共价组装体用于生物巯基分子的高灵敏检测

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第十二届全国化学传感器学术会议

作者：杨晓晓何定庚何晓晓杨雪王柯敏邹振李学财湖南大学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湖南大学生物学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室长沙410082

生物巯基分子,如谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)在生物体内氧化还原反应中起着重要的作用,它们的含量不仅反映了许多重要的生理指标,而且也是许多疾病的诊断依据.因此,发展高灵敏、简便、快速的生物巯基分子检测体系在生化分析中具有极... 详细信息

生物巯基分子,如谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)在生物体内氧化还原反应中起着重要的作用,它们的含量不仅反映了许多重要的生理指标,而且也是许多疾病的诊断依据.因此,发展高灵敏、简便、快速的生物巯基分子检测体系在生化分析中具有极其重要的意义.目前,用于检测生物巯基分子的方法已得到了迅速的发展,如比色法、荧光探针法等.然而,这些检测方法大多是利用生物巯基分子中的巯基切割二硫键所产生的化学传感信号变化来进行的检测,其中二硫键的合成往往既复杂又费时,从而大大限制了这些方法在生化分析中的应用.因此,发展一种简单,快速,易建立的新型生物巯基分子检测方法仍具有很大的挑战性.结合Mn02的特性和荧光碳点的优势，本文发展了一种基于纳米二氧化锰/荧光碳点非共价组装体的生物疏基分子高灵敏检测平台。在该检测平台中，荧光碳点通过非共价组装作用吸附到单分散性的二氧化锰纳米颗粒表面，从而形成了一种新型的纳米复合材料。利用该生物琉基分子检测平台，有望进一步推进生物琉基分子检测在生化分析中的发展。

关键词：二氧化锰纳米颗粒荧光碳点医学诊断生物巯基分子

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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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基于FRET的裂开型核酸适配体传感器用于癌细胞的高灵敏检测研究

基于FRET的裂开型核酸适配体传感器用于癌细胞的高灵敏检测研究

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第十二届全国化学传感器学术会议

作者：袁宝银郭秋平谭誉宇周玉王柯敏万俊黄芝香谢琴湖南大学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湖南大学生物学院生物纳米与分子工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

高灵敏度和高特异性的分子探针在肿瘤临床诊断中扮演着至关重要的角色.核酸适配体的出现给这个领域注入了新的活力,核酸适配体具有较高的亲和力、较强的特异性、易于合成修饰、无免疫原性、性质比较稳定等优点,可与抗体相媲美,已被广泛... 详细信息

高灵敏度和高特异性的分子探针在肿瘤临床诊断中扮演着至关重要的角色.核酸适配体的出现给这个领域注入了新的活力,核酸适配体具有较高的亲和力、较强的特异性、易于合成修饰、无免疫原性、性质比较稳定等优点,可与抗体相媲美,已被广泛地用于肿瘤细胞的分型和早期诊断等研究.近年来,基于荧光法、比色法、电化学法、磁信号法以及拉曼信号传感法等构建核酸适配体传感器用于癌细胞检测的研究成为热点.

关键词：裂开型核酸适配体传感器制备工艺肿瘤细胞早期诊断

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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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