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基于光学传感和微流控芯片电泳检测博来霉素、S1酶和γ-干扰素的新方法研究

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基于光学传感和微流控芯片电泳检测博来霉素、S1酶和γ-干扰素的...

作者：覃英凤广西师范大学

学位级别：硕士

光学生物传感技术具有分析时间短、选择性好、操作简单和灵敏度高等优点,已广泛用于核酸、蛋白质、生物活性小分子、病毒等的分析检测,在生化分析领域表现出了广阔的应用前景。纳米材料具有独特的光学和电化学性质,为分析化学的发展开... 详细信息

光学生物传感技术具有分析时间短、选择性好、操作简单和灵敏度高等优点,已广泛用于核酸、蛋白质、生物活性小分子、病毒等的分析检测,在生化分析领域表现出了广阔的应用前景。纳米材料具有独特的光学和电化学性质,为分析化学的发展开拓了新领域。将纳米材料应用于光学生物传感分析为构建新的生物传感体系提供了新的思路。微流控芯片电泳是目前最重要的分离分析方法之一,具有样品消耗量少、分析时间短、分离效率高、易实现高通量分析等特点,目前已经广泛应用于生物化学、环境科学、临床医学等众多领域。激光诱导荧光检测是最灵敏的光学检测技术之一,在微流控芯片技术中具有很大的应用潜力。核酸信号放大技术能够显著提高分析的灵敏度,将核酸信号放大技术运用到微流控芯片电泳分析,可显著提高微流控芯片电泳分析方法的灵敏度,改善体系的分析性能。本论文基于光学生物传感技术和纳米材料的荧光猝灭作用以及微流控芯片电泳-激光诱导荧光检测和核酸信号放大作用,构建了四种检测抗肿瘤药物和蛋白质的新方法,并将其分别应用于博来霉素(BLM)、S1核酸酶以及γ-干扰素(IFN-γ)的分析。具体内容如下:1.基于二硫化钨纳米片(WS2)对不同长度的单链DNA(ssDNA)吸附作用的差异性和对荧光物质的荧光猝灭性质,发展了一种荧光传感平台用于简单、快速和高灵敏检测BLM和酶活性。酶活性的检测以S1核酸酶(对单链高特异性的一种酶)为模型分析物。荧光素(FAM)标记的ssDNA的荧光能被WS2纳米片猝灭,但在BLM·Fe(Ⅱ)复合物或S1核酸酶存在时,FAM标记的ssDNA会发生不可逆的裂解或酶切成短的FAM标记的ssDNA,从而使得荧光恢复。该方法对BLM和S1核酸酶的检测有着宽的线性范围和高的灵敏度,BLM的检测限为3.0×10-10(mol/L,S1核酸酶的检测限为0.01 U/mL。同时,该方法在复杂生物样品中也展示出良好的选择性,在生物医学分析和诊断领域有着潜在的应用。2.基于BLM增强Fe(Ⅱ)-ABTS-H202反应,建立了一种均相免标记的比色传感新方法用于BLM的检测。Fe(Ⅱ)能通过芬顿反应催化H2O2-ABTS反应,BLM与Fe(Ⅱ)在有氧的条件下形成BLM-Fe(Ⅱ).复合物,该复合物显示出比Fe(Ⅱ)更高的催化能力,因此,可以通过Fe(Ⅱ)-ABTS-H2O2反应体系的颜色变化,使用目视法或吸光光度法对BLM进行检测。样品溶液在419nm处的吸光度值与BLM的浓度在2.5×10-8 mol/L～1.0×10-6mol/L范围内存在良好的线性关系,BLM的检测限(3σ,σ=S0/S,S0为空白溶液多次测量的标准偏差;S为标准曲线的斜率)为1.6×10-8 mol/L。该方法应用于人血清中BLM的测定,得到了满意的结果。3.基于微流控芯片电泳-激光诱导荧光检测平台建立了高灵敏检测S1核酸酶及其抑制剂分析的的新方法。具有特异性的S1核酸酶能够水解FAM标记的单链DNA(FAM-ssDNA),生成5’-FAM-单核苷酸片段和非常少量的二核苷酸片段。通过微流控芯片电泳将FAM-ssDNA和生成的5’-FAM-单核苷酸片段分离,通过激光诱导荧光检测分离物的荧光信号,并以5’-FAM-单核苷酸片段的荧光强度对S1酶进行定量。S1酶的浓度在0.002U/mL～0.2 U/mL范围内,与FAM-单核苷酸片段的荧光强度呈现良好的线性关系。以S/N=3计算,S1酶的检测限为0.0012 U/mL。选择焦磷酸钠作为抑制剂,考察其对S1酶活性的抑制效果。将该方法用于人血清样品加标回收分析,结果满意。4.基于T7核酸外切酶辅助信号放大,采用微流控芯片电泳技术结合激光诱导荧光检测,建立了一种简单、灵敏、高特异性的检测IFN-γ的新方法。在该方法中,将T7 E×o辅助信号放大、微流控芯片电泳分离和激光诱导荧光检测结合,实现了对IFN-γ的高灵敏检测。FAM标记的单核苷酸的峰高与IFN-γ的浓度在1.5×10-11 mol/L～2.5×10-9 mol/L范围内存在良好的线性关系,以S/N=3计算,IFN-γ的检测限为6.5×10-12 mol/L,将所建立的方法应用于人血浆中IFN-γ的测定,获得了满意的结果。此外,通过改变发夹探针的适体序列,很容易将本方法应用于其他生物活性分子的检测。基于该方法原理,通过设计不同长度的荧光标记探针,还可以实现单激发同时检测多种目标分子,从而大大扩展该方法的适用范围。

关键词：光学传感分析微流控芯片电泳博来霉素 S1核酸酶 γ-干扰素

基于氧化石墨烯纳米片增强的荧光偏振法检测碱性磷酸酶活性

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分析试验室 2021年第6期40卷 645-648页

作者：赵鄞瑞覃英凤赵晶瑾珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西师范大学环境与资源学院桂林541004

利用碱性磷酸酶(ALP)对磷酸基团的水解性质和λ核酸外切酶(λexo)对含有磷酸修饰核酸底物的降解能力,以氧化石墨烯纳米片(GO)为信号放大元件,建立了荧光偏振分析方法用于碱性磷酸酶活性的测定方法。研究了不同浓度ALP引起体系荧光偏振... 详细信息

利用碱性磷酸酶(ALP)对磷酸基团的水解性质和λ核酸外切酶(λexo)对含有磷酸修饰核酸底物的降解能力,以氧化石墨烯纳米片(GO)为信号放大元件,建立了荧光偏振分析方法用于碱性磷酸酶活性的测定方法。研究了不同浓度ALP引起体系荧光偏振值变化的规律,对ALP的反应时间、λexo的用量和反应时间,GO的浓度和反应时间进行了考察。结果表明:在优化的实验条件下,ALP浓度在0.05~60 U/L范围时,其浓度对数与荧光偏振信号FP值呈良好线性关系,检出限为0.05 U/L。方法已用于牛血清和市中心湖水样品中ALP的测定。

关键词：荧光偏振分析碱性磷酸酶氧化石墨烯

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基于信号放大技术的适体生物传感器研究进展

生物技术通报 2015年第1期31卷 67-72页

作者：薛茗月覃英凤李健叶高杰湛志华广西师范大学化学与药学学院药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室桂林541004 桂林师范高等专科学校桂林541001

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越... 详细信息

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。综述了近3年来基于信号放大技术的适体生物传感器研究新发展。

关键词：信号放大技术适体生物传感器

基于DNA模板点击化学反应的荧光分析法用于Cu2+的检测

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基于DNA模板点击化学反应的荧光分析法用于Cu2+的检测

土地利用方式下岩溶湿地土壤无机磷形态特征及分析方法适用性探讨

中国化学会第十三届全国分析化学年会

作者：黄念覃英凤李明赵晶瑾广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室

铜是普遍存在于自然界中的重金属元素,铜及其化合物的过量积累会对环境中的大气、水体、土壤等造成污染[1,2]。本文基于铜离子催化的炔化物和叠氮化物的环加成反应,利用核酸杂交链置换过程,建立了一种简便的荧光分析法实现了对铜离子的... 详细信息

铜是普遍存在于自然界中的重金属元素,铜及其化合物的过量积累会对环境中的大气、水体、土壤等造成污染[1,2]。本文基于铜离子催化的炔化物和叠氮化物的环加成反应,利用核酸杂交链置换过程,建立了一种简便的荧光分析法实现了对铜离子的微量检测。当铜离子存在时,会催化修饰在DNA末端基团进行点击连接,再经核酸链置换杂交,使荧光和淬灭基团靠近,DNA复合物的荧光信号减弱(图1)。在优化条件下,铜离子浓度在0-8.0×10 mol/L和10.0-35.0×10 mol/L的两段范围内与荧光强度值呈现良好的线性关系。

关键词：环境污染点击化学荧光分析铜离子

来源： cnki会议评论

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广西马尾河沉积物重金属赋存形态及其风险特征研究

中国岩溶 2020年第6期39卷 845-853页

作者：陈浏寰覃英凤王紫莹黄德周张苑梁建宏朱婧广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 岩溶生态与环境变化研究广西高校重点实验室/广西师范大学广西桂林 541004 珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室/广西师范大学广西桂林 541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力重点实验室/岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室广西桂林 541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林 541004 岩溶生态与环境变化研究广西高校重点实验室/广西师范大学广西桂林 541004 珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室/广西师范大学广西桂林 541004

本研究利用SMT法和七步连续提取法对桂林市会仙岩溶湿地中典型土地利用方式(水稻田、果园、荒地)的土壤以及河流底泥中磷的赋存形态进行研究.结果表明:岩溶土壤总磷含量大小为底泥>果园>水稻田>荒地;底泥中Ex-P和Fe-P所占比例较大;荒地... 详细信息

本研究利用SMT法和七步连续提取法对桂林市会仙岩溶湿地中典型土地利用方式(水稻田、果园、荒地)的土壤以及河流底泥中磷的赋存形态进行研究.结果表明:岩溶土壤总磷含量大小为底泥>果园>水稻田>荒地;底泥中Ex-P和Fe-P所占比例较大;荒地土壤中Or-P和Res-P为主要磷形态;水稻田和果园土壤中Fe-P所占比例较高.人为干扰明显的果园表层土壤有较大的磷淋溶风险;荒地土壤中磷的生物可利用性低,体现了其缓冲固持湿地水体中磷的生态功能.大量可溶性磷经淋溶迁移富集于底泥中,是河流富营养化的风险源.七步法表现出在提取多种复杂结合态磷上的优势,对岩溶土壤中Ca-P的提取更充分有效,更适用于研究岩溶土壤不同形态的磷分布特征.

关键词：岩溶湿地土壤无机磷形态 SMT法七步法富营养化

来源：评论

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生态环境学报 2019年第9期28卷 1850-1858页

作者：陈朝述李艺何梅刘可慧周振明覃英凤蒋瑜于方明珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西桂林541004 岩溶生态与环境变化研究广西高校重点实验室广西桂林541004 广西师范大学环境与资源学院广西桂林541004 广西师范大学生命科学学院广西桂林541004

随着矿业开发进程加快,广西马尾河重金属污染物总量逐年增加,给下游的贺江、西江水环境带来沉重的压力。为了解马尾河表层沉积物重金属的污染状况,采用现场调查及室内分析的方法,对马尾河表层沉积物中7种重金属(Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr... 详细信息

随着矿业开发进程加快,广西马尾河重金属污染物总量逐年增加,给下游的贺江、西江水环境带来沉重的压力。为了解马尾河表层沉积物重金属的污染状况,采用现场调查及室内分析的方法,对马尾河表层沉积物中7种重金属(Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As)的含量、赋存形态及潜在生态风险进行了研究。采用BCR提取法分析重金属形态特征,运用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数进行风险评价。结果表明,(1)沉积物中重金属Zn、Mn、Cu、Pb、Cd、Cr和As的平均质量分数分别为(886.3±613.6)、(1215.2±414.8)、(131.2±65.1)、(31.6±28.7)、(2.84±0.73)、(177.1±42.7)、(385.9±373.5)mg·kg^-1,分别为广西土壤元素背景值的11.7、2.7、4.7、1.3、10.6、2.2、18.8倍,其中,Zn、Cd、Cr和As的平均含量超过土壤环境质量标准中农用地土壤污染风险筛选值;7种重金属空间分布差异较大,变异系数处于25.8%-96.8%之间;相关性分析表明,As与Cd、Zn与Cd、Pb与Mn呈极显著相关(PCd>Pb>As>Cu>Zn>Cr。其中,Mn的非残渣态所占比例最高,但其毒性小,对环境的影响较小。Cd和As的非残渣态所占比例分别为63.4%和44.4%,二者含量较高,毒性较强,对环境的危害不容忽视。其他元素稳定性较强,对河流和沿岸环境影响较小。(3)7种重金属地累积指数平均值大小排序依次为As>Cd>Zn>Cu>Mn>Cr>Pb,为偏重到重度污染程度。沉积物中重金属RI均值为555.7,属于强生态风险程度,其中Cd为极强风险程度,As为很强风险程度,其他元素属于轻微生态风险。Cd和As既是最主要的污染因子又是最主要的潜在生态风险因子。空间上看,各采样点均污染严重,存在很强的潜在生态风险。

关键词：马尾河重金属沉积物赋存形态污染评价

基于G-四链体构象转换免标记荧光法用于Ag^(+)的检测

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广西医科大学学报 2023年第6期40卷 1048-1054页

作者：汪贝贝覃英凤赖荣基吴柳刘金文广西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室、广西高校生物分子医学研究重点实验室南宁530021 广西医科大学长寿与老年相关疾病教育部重点实验室南宁530021

目的:基于银离子(Ag^(+))介导的G-四链体构象转换策略建立免标记的荧光传感法用于Ag^(+)定量分析。方法:首先,荧光染料吖啶橙嵌入G-四链体后可使其荧光显著增强。其次,当体系加入Ag^(+)后,Ag^(+)可螯合G-四链体中的鸟嘌呤进而抑制G-四... 详细信息

目的:基于银离子(Ag^(+))介导的G-四链体构象转换策略建立免标记的荧光传感法用于Ag^(+)定量分析。方法:首先,荧光染料吖啶橙嵌入G-四链体后可使其荧光显著增强。其次,当体系加入Ag^(+)后,Ag^(+)可螯合G-四链体中的鸟嘌呤进而抑制G-四链体空间结构形成使得荧光降低。最后,根据荧光强度的变化进行Ag^(+)的定量检测。样品的荧光光谱分析以480 nm为激发波长,检测500~700 nm的荧光发射光谱,并记录最大发射波长525 nm处的荧光强度。结果:本研究设计的荧光传感器对Ag^(+)的检测呈现出较宽的检测线性范围(0.1~2.0μmol/L)和较低的检测限(43.5 nmol/L)。此外,该方法在复杂的实际环境样品回收率分析中取得了满意的结果。结论:本研究构建的Ag^(+)检测方法操作简单,无需任何荧光标记,成本低,分析速度快,选择性好,在环境分析中具有广泛的实际应用前景。

关键词：银离子 G-四链体吖啶橙荧光分析

基于类酶活性二氧化锰纳米片的新型传感器应用于血清胆固醇的高灵敏特异性检测

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广西医科大学学报 2023年第6期40卷 1055-1061页

作者：赖荣基汪贝贝陈婷婷覃英凤刘金文广西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室、广西高校生物分子医学研究重点实验室南宁530021 广西医科大学长寿与老年相关疾病教育部重点实验室南宁530021 广西医科大学基础医学院人体解剖学教研室南宁530021

目的:研究基于类酶活性二氧化锰纳米片(MnO_(2)NS)的新型传感应用于血清中胆固醇(Chol)的检测效果。方法:以四甲基氢氧化铵、过氧化氢和氯化锰为原料制备得到MnO_(2)NS。利用Chol和胆固醇氧化酶(ChOx)的氧化反应和MnO_(2)NS催化3,3’,5,... 详细信息

目的:研究基于类酶活性二氧化锰纳米片(MnO_(2)NS)的新型传感应用于血清中胆固醇(Chol)的检测效果。方法:以四甲基氢氧化铵、过氧化氢和氯化锰为原料制备得到MnO_(2)NS。利用Chol和胆固醇氧化酶(ChOx)的氧化反应和MnO_(2)NS催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色反应,根据反应后溶液颜色及吸光度的变化对Chol进行定量检测,并对反应温度、pH以及反应时间等条件进行了优化。结果:成功合成了类酶活性的MnO_(2)NS。该方法用于Chol的检测比传统MnO_(2)NS比色法具有更优的分析性能。在最优的实验条件下,Chol的检测线性范围为1~200μmol/L,检测限为0.5μmol/L,且具有较高的选择性。此外,该方法用于人血清中Chol的检测结果令人满意。结论:该传感器操作简单、快捷,具有较高的特异性与灵敏度,可为Chol相关的临床诊断提供新的检测方法。

关键词：胆固醇胆固醇氧化酶比色分析法二氧化锰纳米片 3,3’,5,5’-四甲基联苯胺

本科生“科教协同育人”模式的研究与实践——从环境专业全过程科研训练出发

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广东化工 2020年第2期47卷 193-194页

作者：朱婧李艺王月覃英凤陈朝述于方明广西师范大学环境与资源学院

本研究从目前本科生科研训练实践中存在的问题出发,提出了本科生科研训练的全过程“科教协同育人”模式。通过将培养目标分解,设置了大学四年里阶段化的具体培养方案和评价手段。全过程全方面的引导学生科研潜能开发和团队协作、科研精... 详细信息

本研究从目前本科生科研训练实践中存在的问题出发,提出了本科生科研训练的全过程“科教协同育人”模式。通过将培养目标分解,设置了大学四年里阶段化的具体培养方案和评价手段。全过程全方面的引导学生科研潜能开发和团队协作、科研精神及意志力的锻炼,旨在培养高专业素质的创新性人才。

关键词：科教协同科研训练本科生环境专业