氮、氧杂苯并菲基元取代的α-氰基二苯乙烯对硝基芳环类爆炸物的探针性能研究

快速选择性检测苦味酸(PA)、三硝基芴酮(TNF)等硝基芳环爆炸物已成为当前研究的热点之一.基于B3LYP/6-311+g(d,p)理论水平,对氮杂苯并菲基元取代的α-氰基二苯乙烯(TPN-Ar-DPA:a)、氮、氧杂苯并菲基元取代的α-氰基二苯乙烯(TPNO-Ar-DPA:b)探针分子及八个被检硝基芳环分子进行结构优化与频率计算;对a、b分子稳定结构分别计算气态和四氢呋喃(C_(4)H_(8)O)溶剂中的电子吸收光谱及荧光光谱;对a、b探针分子与硝基芳环所形成二聚体分子的结合能分别计算;最后对二聚体分子进行了简约化密度梯度(RDG)分析.研究结果表明,分子b的平面性优于a,分子b的能隙值小于a.气相与C_(4)H_(8)O溶剂中,分子b吸收光谱与荧光光谱比分子a均明显红移,但在C_(4)H_(8)O溶剂中,两个分子的荧光光谱均有不同程度的蓝移;与分子a相比,分子b与八个被检物所形成二聚体的结合能绝对值相对较大,对硝基芳香环检测物的选择性和灵敏度更好,可设计为对硝基酚(PNP)、TNF、PA、3,4-二硝基苯甲酸(DNBA)的探针分子.探针分子对硝基芳环具有较好地选择性和灵敏度,主要源于二聚体分子间存在较强的氢键作用.

聚集诱导发光纳米探针在前列腺癌光热诊疗中的应用

背景:基于“分子内运动受限”这一机制构筑的新型聚集诱导发光荧光探针可用于疾病标志物的检测、肿瘤诊断、细菌成像识别等多个方面。目的:构建基于聚集诱导发光的近红外二区纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,探讨其用于前列腺癌靶向近红外二区荧光成像及光热治疗的潜能。方法:以卵磷脂、聚乙二醇磷脂、叶酸-聚乙二醇磷脂、聚集诱导发光分子2TT-oC26B为原料,采用纳米沉淀法合成叶酸靶向纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,对其进行基本表征。选取PC3人前列腺癌细胞、人脐静脉内皮细胞为实验对象,检测纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性与光照毒性;选取PC3人前列腺癌细胞为实验对象,采用流式细胞术和钙黄绿素/碘化丙啶染色法检测该纳米探针的光热治疗效果。选取BALB/C裸鼠腹部皮下注射PC3人前列腺癌细胞建立肿瘤模型,尾静脉注射纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs后立即对小鼠进行近红外二区荧光成像,12 h后激光照射肿瘤5 min,14 d内观察光热治疗效果。结果与结论:①纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs呈球形,平均粒径(171.0±0.3)nm,具有广谱光吸收能力和延伸至近红外二区的尾部发射,在激光辐照下可发出明亮的近红外二区荧光信号;②纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性低、光毒性高;流式细胞术及钙黄绿素/碘化丙啶染色法显示,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs对PC3人前列腺癌细胞具有明显的光热杀伤效果;③纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs成功实现了对活体小鼠血管的近红外二区荧光成像,并确认了在肿瘤部位的最大富集时间为12 h,估算后肢腿部及腹部单根血管的血管宽度分别为0.63 mm和0.42 mm,治疗后14 d小鼠肿瘤体积明显减小;④结果表明,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs能有效实现前列腺癌的近红外二区荧光成像及光热治疗,有望为前列腺癌的早期诊断及联合治疗提供新手段。

用于尿酸检测的荧光探针研究进展

介绍了荧光分析法检测尿酸相比常规检测方法的优势,综述了有机荧光探针、无机荧光探针、有机-无机杂化荧光探针的制备过程、检测原理、检测性能,分析了各类荧光探针用于尿酸检测的优势与不足,并展望了未来的研究方向。

蛋白质光谱探针研究进展

蛋白质分析是生命科学研究中的重要课题 .蛋白质内源紫外吸收光谱和荧光光谱可以用于蛋白质分析 ,但其灵敏度不能满足微量分析的要求 .蛋白质光谱探针 (包括金属离子、有机试剂和金属络合物 )能够与蛋白质相互作用生成超分子复合物并引起体系光谱信号的变化 ,由此可以提供蛋白质含量或结构方面的信息 .根据光分析方法的不同 ,蛋白质光谱探针可以分为吸光探针、荧光探针和光散射探针 3类 .本文中 ,笔者综述了蛋白质光谱探针的研究进展 。

靶向颗粒酶B分子影像探针的研究进展

颗粒酶B作为一种免疫细胞肿瘤杀伤活性相关的生物分子,可以为恶性肿瘤免疫治疗疗效评估提供重要信息。目前相关分子探针都是基于颗粒酶B的特异性识别序列设计,按照不同的成像原理,可将其分为化学发光探针、荧光探针、正电子发射断层扫描探针。三种探针均具有良好的颗粒酶B靶向能力和实时成像的特点。但是各类探针也存在体内不稳定、易受体内其他环境影响等不足,未来仍需要进一步探究改进。该文对靶向颗粒酶B分子探针的特点和应用进行总结,以期为后续研究提供理论参考。

快速探针与传统探针在乳腺癌HER-2检测中的对比分析

乳腺癌一直是威胁女性健康的首要恶性肿瘤,其发病率也在逐年上升。临床研究表明,曲妥珠单抗是一种靶向HER-2的人源化单克隆抗体,对于HER-2阳性的浸润性乳腺癌患者具有显著的抗肿瘤作用[1]。《中国乳腺癌新辅助治疗专家共识(2022年版)》指出,对于伴有高危因素HER-2阳性的乳腺癌患者可以优先选择新辅助治疗[2]。因此,对浸润性乳腺癌患者进行准确快速的HER-2检测已成为重要的治疗手段。本文采用快速探针和传统探针分别进行杂交2 h、16 h的FISH检测,比较两种探针的染色效果与计数结果,摸索出更准确快捷的检测方法,现介绍如下。

用于肼检测的新型芘基荧光分子探针的合成与性能

利用1-芘甲醛优良的荧光性质,将其作为母体进行基团修饰,经过^(1)H-NMR和HRMS对结构进行表征,证实成功构建了肼荧光分子探针PMIDO。在DMSO-H2O体系中,PMIDO只能显示弱的荧光;在加入肼后,在含水量70%的条件下,显示出强的蓝色荧光,呈现出开灯型的荧光探针特征,检出限可达1.41×10^(-7)mol/L。同时,该探针对肼的检测呈现出高选择性和稳定抗干扰性,适用于5~10的pH范围,并在30 s内完成响应。进一步阐述了其荧光检测机制,即与肼反应后生成腙,为反应型肼的荧光检测提供有益参考。

用于工业三维点测量的接触式光学探针

为了快速、准确地获得大尺寸工业产品或带有深槽孔工件的关键点三维坐标,本文基于工业近景摄影测量理论、立体视觉技术等,研究并实现了两种工业便携式、接触式光学探针测量系统。研究了测量系统涉及的探针设计、探针标定以及三维点解算等关键技术,设计了点阵式和手持相机式两种适用于不同工业场合的工业探针。针对点阵式探针的测量,提出了一种用于解算探针坐标系与世界坐标系相对关系的点云匹配方法。此外,采用拟合虚拟球的方法准确标定了两种探针的内部参数。最后,通过对比标准球与三坐标测量机的测量结果,得到系统的测量精度可达0.1mm/m。该精度满足一般大、中型工件的三维点测量精度标准。

近红外Ⅱ区有机荧光探针的构筑与生物成像研究进展

荧光成像技术凭借灵敏度高、特异性强和可实时成像等优点,被广泛应用于生物医学和疾病诊断等领域。近红外Ⅱ区(NIR-Ⅱ,1000~1700 nm)荧光成像技术,能够有效弥补可见光(390~780 nm)荧光成像过程中组织穿透性差、生物样品光吸收和自发荧光干扰、信噪比低等不足,提高荧光成像的灵敏度、分辨率和组织穿透度,极大推动了生物医学成像发展。目前,涌现出较多荧光成像技术,其中有机荧光探针凭借其生物兼容性好、毒性较低和廉价易得等突出优势受到越来越多关注。通过系统性概括近年来NIR-Ⅱ有机小分子荧光探针的研究进展,按识别对象和生物成像用途分类介绍其设计原理及生物应用,并对该类探针在疾病诊断和手术荧光示踪方面进行了探讨,为NIR-Ⅱ有机小分子荧光探针的未来发展奠定基础。

多重连接探针扩增技术在食品安全检测中的应用研究进展

阐述了多重连接探针扩增(MLPA)技术在食品过敏原检测、食品掺假、食源性致病菌和转基因食品检测中的应用现状,并对该技术在食品安全检测领域的发展趋势和挑战进行展望。

生化探针技术

介绍了核酸探针、有机小分子探针和金属离子探针等生化探针技术的基本原理。

基于荧光素的高选择性Hg^(2+)荧光探针的合成及其光谱性质研究

以荧光素、水合肼及费舍尔氏醛制备了一种新颖的Hg^(2+)荧光探针,其分子结构通过核磁及质谱进行了表征。该探针在金属离子中能够特异性识别Hg^(2+),可应用于对Hg^(2+)的检测。在生命科学及环境科学领域对于Hg^(2+)的准确、快速的实时监测备受关注,本研究在此方面具有潜在的应用价值。

一例简单的席夫碱探针对次氯酸根的荧光开启识别及生物成像应用

通过缩合反应制备了一例简单的席夫碱探针苯并色烯-2-甲醛缩二氨基马来腈(1),使用核磁共振氢谱/碳谱、质谱和单晶X射线衍射等手段表征了探针的结构。荧光测试表明,探针1自身无荧光,而次氯酸根(ClO^(-))能够特异性打开探针1在530 nm处的强荧光发射。探针1对ClO^(-)响应灵敏且在数秒内完成。通过质谱和理论计算手段研究了ClO^(-)介导的探针1的分解反应机理。此外,该探针还可用于活细胞、斑马鱼和拟南芥中ClO^(-)的荧光成像。

复合探针实时荧光RT-PCR法检测小儿上呼吸道感染甲型流感病毒的价值

目的 分析小儿上呼吸道感染甲型流感病毒应用复合探针实时荧光反转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测的临床价值。方法选择2023年1月至2023年12月流感监测信息系统两家监测点上呼吸道感染甲型流感病毒感染的患儿80例监测标本进行回顾性分析,均开展复合探针实时荧光RT-PCR法检测,分析其诊断价值。结果 根据监测标本最终诊断结果显示,阳性标本68例、阴性标本12例。经复合探针实时荧光RT-PCR法检出67例,检出率为83.75%,敏感度为95.59%、特异度为83.33%、准确度为93.75%、阳性结果预测值为97.01%、阴性结果预测值为76.92%;批间批内变异系数均小于5%。结论 小儿上呼吸道感染甲型流感病毒应用复合探针实时荧光RT-PCR技术具有较高的敏感度、特异度及准确度,且检查结果快速,可为小儿上呼吸道感染甲型流感病变提供可靠的诊断,有利于制订合理的治疗方案。

新型H_(2)S的荧光探针制备及其在水样中的应用

以2-(3,5,5-三甲基环己-2-烯-1-基)丙二腈(TCM)和4-羟基苯甲醛为原料合成TCM-OH作为荧光团,以7-硝基-1,2,3-苯并二唑胺(NBD)作为识别单元,设计并合成了一种新型的近红外荧光探针(TCM-NBD),用于检测水样中的H_(2)S。考察了不同pH对探针响应H_(2)S的影响、探针对H_(2)S浓度和时间响应、探针的选择性和灵敏度,并推测可能的响应机理。结果显示,探针TCM-NBD对H_(2)S可以实现快速响应(<10 min);在0~25μmol/L范围内,吸光度和荧光强度与H_(2)S浓度之间均呈良好的线性关系,相关性分别为0.9947和0.9926,检测限分别为0.28、0.84μmol/L。该探针抗干扰性强,灵敏度高,可以成功应用于环境水样中的H_(2)S测定。

一种罗丹明内酰胺类高分子pH荧光探针的合成及性能

用罗丹明B、丙烯酰胺等为主要原料,设计制备出一种高分子pH荧光探针PRAM,在结构表征的基础上,探究此探针的光物理性质和活细胞的荧光成像。结果表明,探针PRAM的pKa为4.30,在pH为3.0~7.0区间内,对H+表现出高度灵敏性和选择性,可实时监测体系pH变化。在pH为5.0~6.0区间内,其585nm下的荧光强度与pH呈现出良好的线性关系,线性相关系数为0.9955,可用来精确测定体系的pH。在常见的金属离子存在下,PRAM表现良好的抗干扰性和选择性。同时还具备很好的可逆性,可重复利用。PRAM具有良好的水溶性和膜透性,弱酸性条件下可快速穿透细胞膜,并能实现活细胞pH变化的荧光成像。因此,可用于弱酸环境下细胞器(如溶酶体、癌细胞等)内生理pH变化的检测。

近红外二区激活型小分子荧光探针研究进展

近红外二区(NIR-Ⅱ)荧光成像具有优良的组织穿透深度和空间分辨率,广泛应用于生物医学领域。与传统的常亮型荧光探针相比,激活型探针只有当特定的生物标志物存在情况下才会发生荧光信号变化,因此具有更高的信背比,会进一步提高区分病变与正常组织的准确度和可靠性。基于此,本文按照生物疾病模型进行分类,系统总结了近5年报道的近红外二区激活型小分子探针的结构、响应机理以及活体应用,并对目前激活型小分子探针面临的问题及发展方向进行简要介绍。

基于总温探针的高精度总焓测量方法优化研究

为提高中低焓来流的总焓测量精准度,以铱铑铱热电偶为测温元件研制了一种总温探针。基于流热耦合计算模型对该探针各部件尺寸参数进行了优化设计,使得总温探针的复温率不低于0.9;计算和试验结果表明铱铑铱热电偶结点温度会随着热电偶后端面温度和屏蔽罩温度的升高而缓慢升高,导致不同测量时间段下得到的总温值不同,因此必须规定测量时间段并进行溯源校准。为此,借助一种新设计的加热器弧室总温探针,将应用于电弧风洞超声速流场的总温探针向亚声速流场总温校准装置进行了溯源校准。在电弧风洞中开展了总焓测量验证试验,采用基于精度极限和偏差极限的不确定度评估方法,计算了总焓测量结果的不确定度。结果表明:所研制的总温探针具有较高的总焓测量精准度,就本文试验结果而言,其重复性精度约为3%,不确定度约为6.4%。

两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐荧光极性探针研究

合成了4-(9H-咔唑-9-基)吡啶1-氧化物(CPNO)和4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶1-氧化物(CPPNO)两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐,测定了它们在不同溶剂中的紫外-可见吸收和荧光光谱,均表现出对溶剂极性较好的敏感性。计算表明,两个化合物都具有较大的激发态偶极矩,是化合物溶剂极性敏感性的原因。研究为开发新型的荧光极性探针提供了一种新思路。

一种基于聚集诱导发光机制的新型氨肽酶N荧光探针

氨肽酶N(APN)在人体中广泛存在,在肿瘤细胞表面大量表达,并在癌症侵袭、转移和血管生产过程中具有重要作用;体液中的APN可作为炎症、癌症的早期生物标志物.鉴于此,发展高灵敏度、高选择性的检测手段对APN进行实时检测及可视化成像将为APN相关疾病的诊断及病理生理学说明提供可能性.荧光探针因其选择性好、灵敏度高的优势,近年来已被广泛应用于生物酶检测.然而已报道用于检测APN的荧光探针多基于平面分子,易受聚集荧光猝灭(ACQ)限制.与基于传统平面分子的ACQ荧光染料相比,具有聚集诱导发光(AIE)效应的荧光分子能更好地应用于高浓度与高含水量的检测环境,为荧光探针技术的发展开辟了新的路径,而基于AIE机制的APN荧光探针仍鲜有报道.喹啉-丙二腈(QM)类化合物具有长发射波长,且生物相容性好、光稳定性优异,目前已有多种基于QM母体的AIE探针应用于细胞成像与各种活性物质检测.基于此,设计合成了以QM为母体的AIE荧光探针QM-Ala,探针具有99 nm的大斯托克斯位移、良好的稳定性、抗干扰能力和较快的响应速度,检测限(LOD)低至1.22 ng/mL.QM-Ala在3~7区间对pH有即时响应,并在体液pH条件下对APN质量浓度有良好的线性响应,因此有望应用于酶抑制剂筛选以及体液中的APN质量浓度检测.