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。

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。

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。

电阻探针腐蚀监测技术的研究进展

介绍了电阻探针腐蚀监测系统和监测原理,综述了当前国内外电阻探针腐蚀监测技术的研究进展,重点分析了有关电阻探针腐蚀监测系统在电阻探针、监测数据处理和监测数据传输方向的研究现状,总结了电阻探针腐蚀监测技术在大气环境、水环境和土壤环境3种不同环境下应用的研究进展,最后对电阻探针腐蚀监测技术进行了展望,以为电阻探针腐蚀监测技术的发展和应用提供新的思路和指导意义。

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。

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。

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.

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。

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%。

松香烷二萜识别色氨酸探针研究

以唇形科滨藜叶分药花提取物中的松香烷二萜化合物,直接作为检测色氨酸的荧光增强型色氨酸探针RSM.荧光测试结果表明,该化合物能选择性识别色氨酸,与色氨酸结合后发生荧光增强,同时识别过程不受其它氨基酸的干扰.此外,对探针RSM的抗HBV(乙型肝炎病毒)活性进行了研究,结果表明,RSM能明显抑制HBV活性,为研究色氨酸代谢与肝脏疾病之间的关系提供了一定的参考依据.

早期香蕉枯萎病Foc4双探针核酸纸基检测传感器研制

为实现对早期香蕉枯萎病4号生理小种(fusarium oxysporum f.sp.cubense 4, Foc4)的准确检测,该研究提出一种基于胶体金的双探针纸基传感器。该传感器将2种不同粒径的胶体金分别与检测探针和信号增强探针结合,利用DNA探针代替抗原和抗体,形成双探针体系,通过增加信号增强探针降低检测限。基于目标序列与双探针体系的碱基互补配对形成“金标探针-目标序列-T线探针”复合物并在传感器的测试区被捕获,10 min内形成肉眼可见的目标产物,通过分析测试条带得到光强度峰面积并代入标准曲线中,实现Foc4定量检测。试验结果表明,双探针纸基传感器的检测限达到0.001 nmol/L,是传统纸基传感器的100倍,提高了检测灵敏度;在0.001~1 000.000 nmol/L范围内,Foc4浓度与测试线光强度峰面积呈线性关系;使用高浓度非互补探针进行试验干扰,发现非互补序列对检测效果基本无影响,表明该传感器具有较好的特异性;香蕉叶片Foc4检测的平均回收率为77.6%~102.3%,相对标准偏差为7.4%~7.7%。与传统形态学观察等检测方法相比,该研究提出的双探针核酸纸基检测传感器可以及时、快速、准确地判断早期Foc4的存在,具有良好的推广性和实际应用价值。

典型介质环境下探针腐蚀监测局部流场分布规律研究

在油田站场管道中,腐蚀穿孔时常发生,威胁油气田安全生产。因此,电阻探针通常被应用于不同介质下的管道腐蚀监测。为了提高腐蚀监测的有效性,基于流体力学计算(CFD)有限元模拟,研究了不同介质环境下电阻探针的局部流场分布规律。结果发现,介质为水的探针扰流和剪切力都达到最大,且探针最大剪切力始终出现在套筒孔的两侧。

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。

脂多糖生物探针法与传统培养法检测水中嗜肺军团菌的比较

目的比较脂多糖生物探针法和传统培养法(包括ISO 11731-2017法即“ISO法”、GB/T 18204.5-2013法即“国标法”)对水中嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)的检测能力。方法分别采用脂多糖生物探针法和传统培养法对58份加标水样(其中50份为实际水样加标用于以上两类方法比对测试,8份为纯水加标用于脂多糖生物探针法的方法学性能测试)和50份实际水样进行检测,确定脂多糖生物探针法的检出限、准确度、精密度、特异性和灵敏度,并比较两类方法对50份实际水样加标前的定性结果和50份实际水样加标前后的定量结果。结果脂多糖生物探针法检出限为1.55 CFU/L,准确度为102.10%~139.29%,精密度为0.14%~1.78%,特异性为95.12%,灵敏度为88.89%。50份实际水样加标前脂多糖生物探针法和国标法两种方法(检出或未检出)的定性结果无统计学差异(P>0.05);50份实际水样加标前后脂多糖生物探针法定量结果的中位数(M)高于ISO法测定结果,差异具有统计学差异(P<0.001),两类方法测定结果存在相关(r=0.981)。脂多糖生物探针法检出限(1.55 CFU/L)低于ISO法的(15.74 CFU/L),检测时间(2 d)短于ISO法(10 d)。结论与传统培养法相比,脂多糖生物探针法耗时短,检测性能更优。

基于香豆酮并色酮生物硫醇荧光探针的合成及应用研究

为监测具有高度生物学活性的谷胱甘肽(GSH),半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)等生物硫醇的生物功能,基于丙烯酸酯对生物硫醇的识别,通过三步反应设计合成香豆酮并色酮的荧光探针JA检测生物硫醇。探针JA具有反应快(10 min响应Cys)、抗干扰性强(Stokes位移150 nm)、毒性低和生物相容性好等特点,能对活细胞内外源性的生物硫醇进行荧光成像。探针JA为生物硫醇的灵敏检测提供了一种简单有效的方法。

大气压固体分析探针结合单四极杆质谱仪快速检测18种合成大麻素

本研究建立了一种大气压固体分析探针结合单四极杆质谱仪(ASAP-MS)快速检测18种合成大麻素(SCs)的方法。通过优化ASAP-MS锥孔电压,确定4种优化电压为15、25、35和50 V,以提供化合物全面的质谱信息。在优化条件下对一系列SCs标准溶液进行分析,建立了18种SCs的质谱库,并对本方法进行方法学验证,得到18种SCs的检出限为10~20 mg/L。应用该方法对缴获的15批次未知样品进行检测,9批次呈阳性。该方法具有前处理简单、分析速度快、匹配高效精准、定性准确的优势,可用于基层公安禁毒部门的分析检测。

教学研究与课程思政协同发展的药物化学实践教学——一种苝酰亚胺衍生物医用荧光探针的合成

药物化学是一门实践性很强的药学类本科专业的核心课程,灵活地将思政元素与科研实例有机融合,充分发挥教学研与思政教育的协同作用,在知识传播中增强学生的专业认同感,实现药物化学课程思政的育人功能。设计一种以四氯苝酐为原料、可选择性识别Pb2+的新型苝酰亚胺荧光探针,并将其与Pb2+配位后的荧光性能进行详细研究,准确实现Pb2+的识别。本实验不仅能够锻炼学生对仪器的合理使用,熟悉苝酰亚胺衍生物医用荧光探针的结构、性能和制备方法,还可以使学生进一步了解学科前沿,促进教学研与课程思政全面协同发展,从而培养科学能力,提升科学素养。

一种苝酰亚胺Pb^(2+)荧光探针的合成及其选择性识别

以四氯苝酐、3-氨甲基吡啶为原料,设计并合成了一种可选择性识别Pb^(2+)的新型苝酰亚胺类荧光探针N,N-(吡啶-3-甲基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PDI-MBD)。采用质谱、核磁等检测手段对其分子结构进行了表征,通过紫外和荧光光谱法对目标化合物PDI-MBD在N-甲基-2-吡啶烷酮(NMP)/H2O溶液中,对Pb^(2+)的识别性能进行了研究,其光谱性能和对Pb^(2+)识别研究显示,探针PDI-MBD自身的荧光较弱,但与金属离子Pb^(2+)配位反应后荧光显著增强,为配位反应前的10倍,但随着时间的延长,之后又出现荧光猝灭的现象。探针PDI-MBD表现出对溶液中的Pb^(2+)具有良好的选择性识别,且灵敏度高。研究发现,Pb^(2+)在0.1×10^(-5)~5×10^(-5)mol/L的浓度范围内与探针的荧光强度存在良好的线性关系;Pb^(2+)的最低检测限为0.5×10^(-6)mol/L。抗干扰试验证明加入其他常见金属离子后,探针PDI-MBD对Pb^(2+)的荧光信号无显著变化,不易受其他金属离子的影响。说明PDI-MBD可作为Pb^(2+)荧光探针,具有较优的选择性和较强的灵敏度,建立了一种检测Pb^(2+)的分析方法。

基于探针稀疏注意力机制的门控Transformer模型

在强化学习中,智能体对状态序列进行编码,根据历史信息指导动作的选择,通常将其建模为递归型神经网络,但其存在梯度消失和梯度爆炸的问题,难以处理长序列。以自注意力机制为核心的Transformer是一种能够有效整合长时间范围内信息的机制,将传统Transformer直接应用于强化学习中存在训练不稳定和计算复杂度高的问题。门控Transformer-XL(GTrXL)解决了Transformer在强化学习中训练不稳定的问题,但仍具有很高的计算复杂度。针对此问题,本研究提出了一种具有探针稀疏注意力机制的门控Transformer(PS-GTr),其在GTrXL中的恒等映射重排和门控机制的基础上引入了探针稀疏注意力机制,降低了时间复杂度和空间复杂度,进一步提高了训练效率。通过实验验证,PS-GTr在强化学习任务中的性能与GTrXL相当,而且训练时间更短,内存占用更少。