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生物医学领域最新进展集锦 | NIR-II发光纳米探针、比色纸传感器

已有 877 次阅读 2019-5-22 14:34 |个人分类:热点研究|系统分类:博客资讯

01一种基于镧系元素掺杂的CaS纳米颗粒的新型蓝光LED激发NIR-II发光纳米探针

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在第二近红外(NIR-II)生物窗口中发射的镧系(Ln3+)掺杂发光纳米颗粒在各种生物应用中显示出巨大的前景,但由于同位禁止4f→4f电子跃迁,目前存在Ln3+吸收效率低的限制。


近日,中科院福建物质结构研究所陈学元研究员、郑伟副研究员课题组开发了一种独特的策略,用于控制合成基于Ce3+/Er3+和Ce3+/Nd3+共掺杂CaS纳米颗粒的新型NIR-II发光纳米探针,该探针可通过使用低成本的蓝光发光二极管芯片有效激发。通过对Ce3+的4f→5d跃迁进行敏化,分别获得了Er3+和Nd3+的强近红外发光,量子产率分别为9.3%和7.7%。通过在一层两亲性磷脂涂层,这些纳米粒在水中表现出良好的稳定性,可作为灵敏的近红外发光纳米探针,用于精确检测一种重要的疾病生物标志物黄嘌呤,检测限低至32.0 nm,揭示了这些新型近红外发光纳米探针在临床生物测定方面的巨大潜力。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.201905040 


02酶集成催化作为人工多酶复合物的级联放大时间分辨荧光分析


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在生物系统中,多酶复合物(MEC)这种高度有序的多酶组合,在化学转化、信号调节转导和代谢方面均起着重要作用。与均相环境中的游离酶不同,MEC能使中间产物在不同酶亚基的活性位点之间进行有效地转运而不离开MEC,从而提高了中间产物的局部浓度,结果增加其所在代谢路径的整体催化效率。制备人工MEC的常见方法是将多种天然酶限制在同一个纳米尺度的区室内。然而,由于不同天然酶需要不同的催化环境,这使得人工MEC的制造过程复杂而费劲。此外,人工MEC的总转换数还常常会因为其限域空间存在的底物抑制效应而被严重降低。


近日,江西师范大学谭宏亮副教授课题组报道了一种简单有效的基于天然酶与催化性区室相结合的MEC制备方法。通过选择胆固醇氧化酶(ChOx)和具有过氧化物酶活性的Ce(III)的纳米级配位聚合物(Ce-NCP)作为模型,形成ChOx@Ce-NCP。得益于Ce-NCP的保护作用和限域效应,ChOx@Ce-NCP在极端环境下也表现出良好的稳定性和级联催化活性。同时,ChOx@Ce-NCP的显著优势还体现在其可忽略的底物抑制作用和可调节的催化组分比例。此外,在ChOx@Ce-NCP中进一步掺杂Tb(III),首次制备得到了具有发光性能的人工MEC(ChOx@Ce-NCP:Tb),其可在限域空间内级联催化放大时间分辨荧光反应,并显示出对胆固醇检测的高灵敏度和高特异性。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/chem.201902222 


03一类新型有机荧光纳米凝胶粒子在聚合物薄膜中的荧光溶剂显色控制


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纳米荧光粒子在生物化学、分析化学、医学、荧光成像等领域有着广泛的应用。


本研究介绍了一类新型有机荧光纳米凝胶颗粒。不同于传统的荧光团掺杂和荧光团支化型颗粒,本研究通过调节反应条件如溶剂体系可以控制直径的纳米凝胶颗粒,通过非杂环芳香族化合物如2,6-二羟基蒽,2,6-二羟基萘的直接聚合,自发地制成球形,由聚合物主链形成的荧光部分在颗粒中实现。因此,荧光部分的所得含量为每颗粒约70-80 wt%。由于它们的两亲性和两性溶胀性质,它们与各种溶剂的良好相容性,以及它们在溶液状态下的显着荧光溶剂化显色性,可以强调颗粒的独特性和多功能性。此外,即使在它们的聚合物复合体系中也能保持这些行为。该研究还表明,由于记忆在溶液状态下观察到的荧光纳米颗粒的溶剂化显色现象,可以制造具有发光颜色控制的各种荧光聚合物膜,这些行为甚至在其聚合物复合体中也得以保留。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201901239 


04铼异腈复合物诱导癌细胞中未折叠蛋白反应介导的细胞凋亡


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未折叠蛋白反应(UPR)具有典型的细胞保护作用,在癌细胞中激活UPR可增癌细胞毒性,从而对化疗更具抵抗力。然而,高水平内质网应激的急性诱导可以改变不饱和脂肪酸受体激活细胞凋亡。较高基底的内质网应激水平使癌细胞比正常细胞更容易通过过度激活UPR诱导凋亡。因此,开发针对内质网应激的新型化疗药物在癌症治疗方面迫在眉睫。


最近已经显示元素Re的复合物通过与常规金属基药物顺铂不同的作用机制展示出不凡的抗癌活性。这项研究报告了对复合物[Re(CO)3(dmphen)(p-tol-ICN)] +(TRIP)的抗癌活性的研究,其中dmphen为2,9-二甲基-1,10-菲咯啉,p-tol-ICN为4-甲基苯基异腈。该化合物在多种细胞系中表现出有效的体外抗癌活性。综合生物学机制研究表明,这种化合物会引发错误折叠的蛋白质的积累,从而导致内质网(ER)应激,即未折叠的蛋白质反应,和凋亡细胞死亡。此外,TRIP诱导eIF2α的过度磷酸化,翻译抑制,线粒体分裂和促凋亡ATF4和CHOP的诱导。这些结果证实TRIP是一种很有前途的抗癌剂,可以通过引起错误折叠的蛋白质的积累来杀死细胞。TRIP的良好光物理特性以及其高效力使其成为未来研究的候选者和设计更有效类似物的平台。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/chem.201902223 


05一种基于DNAzyme的幽门螺杆菌比色纸传感器


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在复杂的生物样品中,使用简单的检测方法或设备可靠地检测病原菌仍然是一个主要挑战。


本研究报告了一种简单的比色纸装置,能够对粪便样本中与胃癌、胃溃疡和十二指肠溃疡密切相关的病原体幽门螺杆菌(H.pylori)进行特异和敏感的检测。传感器分子是一种RNA切割的dnazyme,由体外选择产生,由幽门螺杆菌的蛋白质生物标记物激活。根据脱氧核酶的RNA裂解特性设计的比色纸传感器能够以最小的样品处理对人类粪便样品中的幽门螺杆菌进行灵敏的检测,并在几分钟内提供结果。在环境温度下储存至少130天,它仍能完全发挥作用。本工作为开发用于检测复杂样品中病原体的点诊断试剂装置奠定了基础。


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阅读原文: 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201901873 




http://blog.sciencenet.cn/blog-822310-1180502.html

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1 郑永军

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