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生物医学领域最新进展集锦 | AIE探针肿瘤成像、氢气传感器 精选

已有 2724 次阅读 2019-6-20 13:43 |个人分类:热点研究|系统分类:博客资讯

01低氧响应“turn-on”可激活AIE荧光探针用于肿瘤成像的研究

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与传统的聚集诱导淬灭荧光团不同,由于分子内运动的限制,聚集诱导发光(AIE)荧光团在聚集态下发出强烈的荧光,其亮度可能是量子点亮度的数十倍。由于AIE材料良好的线性浓度依赖性,抗光漂白能力以及较大的双光子吸收截面,在双光子荧光成像表现出巨大潜力。然而,基于AIE材料的生物传感器的研究仍然很少,开发新型的环境敏感AIE材料以拓展其应用迫在眉睫。


近日,清华大学和亚宁团队报道了一种两亲性聚乙二醇偶氮苯笼状四苯乙烯(PEG-Azo-TPE)低氧响应“turn-on”荧光探针用于肿瘤细胞的成像研究。这种聚乙二醇化大分子能在水性介质中自组装形成纳米级的聚乙二醇偶氮苯笼状aAIE点。由于荧光共振能量转移(FRET),偶氮苯类笼状aAIE点的荧光被有效淬灭。当肿瘤细胞存在时,偶氮键在缺氧条件下被还原,恢复aAIE点的荧光。除了使用紫外光之外,由于双光子荧光成像过程,近红外(NIR)光也可用作激发光源以产生荧光。本研究为AIE材料在肿瘤成像尤其是深部组织成像方面的应用提供了可能。此外,纳米颗粒通过高渗透强滞留效应在一些肿瘤组织中积累,与传统的小分子探针相比,纳米级PEG-Azo-TPE点可能具有更大的优势。因在肿瘤成像方面的独特表现,纳米级缺氧探针或许是未来研究探索的方向。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/chem.201902296 



02基于薄膜金属玻璃/超纳米晶金刚石/氧化锌纳米棒异质材料的高性能传感器用于室温氢气的检测研究


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氢气广泛应用于化工、食品、冶金、电子和其他工业部门,也被用作燃料电池的清洁能源。由于氢气与空气以4-75%的比例混合时无色、无臭、无味且具有爆炸性可燃性,因此有必要开发其他检测和量化氢气的方法,以避免安全事故的发生。


本文提出了基于ZnO纳米棒(ZNR,Z),超微晶金刚石UNCD / ZNR(DZ)和薄膜金属玻璃TFMG / UNCD / ZNR(MDZ)三种材料分别制造的三个传感器,用于氢气的检测研究。MDZ器件表现出优于其他材料的性能,在室温下非常低的氢气浓度(10 ppm)下的感测响应为34%。值得注意的是,基于MDZ的传感器在500 ppm氢气浓度下表现出60.5%的超高灵敏度,且其响应时间为20秒,恢复时间为35秒,响应非常迅速。研究认为MDZ的优越性能可能归因于其与缺陷相关的吸附以及电荷载流子密度。随后,本文讨论了这种异质结构各自的能带模型以及界面对气体传感增强的影响。结果表明,所提出的MDZ纳米结构可用于高性能氢气传感器的检测研究。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/chem.201901180 



03综述:微流控纸基分析装置基于距离与毛细管流动力学的检测方法


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近年来,人们对微流控纸基分析设备(mPADs)的兴趣越来越高,这些设备成本低、便携、易于使用,被广泛运用于的传感平台的构建和化学、生物目标物的检测研究。mPADs允许液体自发的流动,无需任何外部或内部泵送。然而,mPADs虽然实现了光学(比色法和荧光法)和电化学检测,仍然存在一些局限,如低灵敏度、易受环境光干扰或需要额外设备来构建检测系统等。


本研究综述了用于解决这些问题的检测方法,包括研究相对完善的基于距离测量和毛细管流动动力学的方法,并对这些方法的检测原理、分析性能、优点和缺点进行了解释,对其未来在护理点医疗诊断和其他方面的潜在应用进行了说明。从对这些基于距离测量方法进行改进出发,作者建议使用毛细管流体动力学来进一步提高灵敏度,缩短分析时间,并使复杂混合物的分析成为可能。这种方法可以通过机器学习算法和统计推理方法得到进一步加强。结合智能手机或微控制器检测,这些方法更容易实现自动化和商业化,以便更广泛的应用。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201901514 



04综述:表面微纳米工程——逐层技术作为控制细胞行为通用工具的应用


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细胞外基质(ECM)因其对细胞行为的密切影响得到了大量学者的广泛研究。在力学、物理学和化学中,均发现不同的ECM特性是调节细胞功能、激活影响基因表达、增殖甚至分化的机械信号转导途径的重要参数。


本文概述了自下而上和自上而下途径模拟ECM材料的方法,并探究了其生物医学研究中的应用。其中,逐层组装(layer‐by‐layer,LbL)技术是一种通用的方法用于涂覆对模板几何形状具有纳米级保真度的材料,或者制备由聚合物、蛋白质、胶体甚至细胞组成的多层薄膜。表面形貌上不同的结构、形状或大小可能意味着不同的行为,如细胞粘附、增殖、形态、排列、迁移、基因表达甚至细胞分化。最后,讨论了LbL组装技术在材料制备方面的重要性,强调了表面微纳米工程材料在调节细胞功能方面的巨大潜力。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201901228 


05基于两亲性蛋白质库的定制超分子结构自组装工具箱


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近年来,用于生物技术应用的超分子结构组装取得了很大的进展。控制和理解超分子结构的自组装对基础科学和生物医学、生物技术等应用科学具有重要意义。因为需要精确调节组件的构象和物理化学性质,需要控制形状、尺寸和稳定性的超分子结构的自组装合成仍然存在巨大挑战性。


本文介绍了一种将定制的两亲性弹性蛋白自组装成所需超分子蛋白组件的通用平台,可将分子定义的扭曲纤维上球形凝聚体组装成稳定的单分子囊泡。该组装策略可有效地生成具有可调尺寸、稳定性和净表面电荷的白质膜基隔室(PMBC)。PMBCs表现出膜融合和相分离行为,并且能够包封结构和化学性质不同的分子,无论是小分子还是天然折叠的蛋白质。这种定制的超分子结构具有明确的膜融合行为,具有可调性和货物封装的能力,为新型药物输送系统和人工细胞设计提供了新思路。


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阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201900163 




http://blog.sciencenet.cn/blog-822310-1185970.html

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1 黄永义

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