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内滤效应介导的可逆型氧化还原生物发光探针研究

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内滤效应介导的可逆型氧化还原生物发光探针研究

作者：朱星星长沙理工大学

学位级别：硕士

生物体内氧化还原状态的平衡,是有氧环境中机体正常生理活动和生理代谢过程稳定运行的重要因素,一旦氧化还原平衡失调,会诱发肿瘤、动脉粥样硬化、神经退行性疾病、糖尿病等各种疾病的产生。因此,发展适用于实时监测生物体内氧化还原活... 详细信息

生物体内氧化还原状态的平衡,是有氧环境中机体正常生理活动和生理代谢过程稳定运行的重要因素,一旦氧化还原平衡失调,会诱发肿瘤、动脉粥样硬化、神经退行性疾病、糖尿病等各种疾病的产生。因此,发展适用于实时监测生物体内氧化还原活性物种含量动态变化的高效分析方法具有重要的科学意义。相较于传统的光致发光技术,生物发光无需外部激发来产生光信号,避免了背景信号的干扰、样品损伤等一系列问题,在生物成像上展现高灵敏度与高信噪比优势。但是目前生物发光探针多依赖于底物笼闭设计策略,具有不可逆分析的缺陷,无法区分氧化还原活性物种生理性的短暂变化和病理性的氧化应激。针对这一问题,本论文利用内滤效应原理将吸收信号变化转换成生物发光信号变化,在与生物发光光谱重叠的吸光体上构建氧化还原可逆响应的分子识别单元,调控底物-酶反应产生的生物发光信号而非生物发光反应本身,从而实现氧化还原活性物质的可逆循环监测,并应用于生物体内氧化还原动态成像分析。具体研究内容如下:1、可逆型H2O2生物发光探针研究。构建了一个H2O2可逆响应型生物发光吸光体IFC,其吸收光谱与底物D-Luc生物发光发射光谱重叠,可产生内滤效应,关闭生物发光,当和H2O2发生反应后,吸光体IFC被氧化,结构发生变化,内滤效应消失,生物发光恢复,当吸光体IFC被还原时可再次内滤生物发光。吸光体IFC与底物D-Luc组成的生物发光探针有较好的可逆响应H2O2性能,并成功用于细胞内H2O2可逆监测。2、H2O2/SO2氧化还原循环生物发光探针研究。构建了一类氧化还原可逆响应型吸光体(IFA-1、IFA-2、IFA-3),筛选发现吸光体IFA-1的吸收光谱与底物D-Luc生物发光发射光谱重叠范围最大,且内滤效果最佳,可内滤酶促反应产生的生物发光信号。SO2衍生物能够与吸光体IFA-1发生亲核反应破坏其共轭体系,消除内滤效应,恢复生物发光信号。当加入氧化物H2O2又可恢复吸光体IFA-1共轭结构,再次减弱生物发光。通过在体外和细胞中进行生物发光成像,可知吸光体IFA-1具有优良的可逆特征,并成功应用于活体内H2O2/SO2氧化还原动态成像分析。

关键词：生物发光内滤效应氧化还原循环监测可逆

基于荧光内滤效应定量检测色氨酸和左氧氟沙星

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分析试验室 2024年

作者：何伟陈博刘金彦内蒙古科技大学化学与化工学院

基于左氧氟沙星(Lvfx)的吸收光谱和L-色氨酸(Trp)的荧光激发光谱和发射光谱有较好的重叠，相互之间可以发生内滤效应，构建了定量分析Trp和Lvfx的方法。Trp的最大激发波长和最大发射波长分别为295 nm和365 nm，Lvfx的最大吸收波长和发... 详细信息

基于左氧氟沙星(Lvfx)的吸收光谱和L-色氨酸(Trp)的荧光激发光谱和发射光谱有较好的重叠，相互之间可以发生内滤效应，构建了定量分析Trp和Lvfx的方法。Trp的最大激发波长和最大发射波长分别为295 nm和365 nm，Lvfx的最大吸收波长和发射波长分别为290 nm和500 nm。固定Trp浓度，对一定浓度内Lvfx体系进行荧光测试分析，结果表明，Lvfx浓度在5～100 μmol/L范围内与体系荧光强度间呈良好的线性关系，线性回归方程为lgI=-9707. 63c +2.4464，线性相关系数r2=0.9986，检出限(LOD)为0.886 μmol/L。在pH 2.5～10.33范围内，体系荧光强度在20 min内稳定，不受药品辅料和金属离子干扰。该方法测得市售药品中Lvfx含量为0.1051 g，与HPLC方法结果接近。固定Lvfx浓度，检测不同浓度Trp的荧光强度，得到回归方程为lgI=-0.0397c +2.6760，r2=0.9910，Trp浓度在1～ 10 mmol/L范围内线性关系良好；LOD为73.2 μmol/L。此方法可用于准确检测玉米样品中Trp的含量。

关键词：左氧氟沙星色氨酸内滤效应静态猝灭

基于内滤效应的铜纳米团簇灵敏检测亮蓝色素的研究

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化学研究与应用 2022年第11期34卷 2647-2652页

作者：辛成洁刘海舰李贞相刘莹马凝潍坊科技学院化工与环境学院山东潍坊262700 潍坊市化工废水污染控制与资源化重点实验室山东潍坊262700

该研究利用亮蓝(BB)与铜纳米团簇(Cu NCs)之间的荧光内滤效应(IFE),建立了一种快速、灵敏检测亮蓝的方法。室温下,在水溶液中,以牛血清白蛋白(BSA)为封端剂,水合肼(N_(2)H_(4)·H_(2)O)为还原剂,将Cu^(2+)还原为牛血清白蛋白-铜纳米团簇... 详细信息

该研究利用亮蓝(BB)与铜纳米团簇(Cu NCs)之间的荧光内滤效应(IFE),建立了一种快速、灵敏检测亮蓝的方法。室温下,在水溶液中,以牛血清白蛋白(BSA)为封端剂,水合肼(N_(2)H_(4)·H_(2)O)为还原剂,将Cu^(2+)还原为牛血清白蛋白-铜纳米团簇(BSA-Cu NCs),把制备的BSA-Cu NCs作为荧光剂用于检测亮蓝。通过研究发现BB的吸收光谱和BSA-Cu NCs的发射光谱有很好的重叠,当BB和BSA-Cu NCs混合时,BSA-Cu NCs的荧光被显著地淬灭,且淬灭的程度与BB的浓度呈现非常好的线性关系。据此开发了一种荧光传感器,其检测的线性范围为0.015~5μM,检测限为0.015μM,并在实际应用中展现出了很好的前景。

关键词：亮蓝铜纳米团簇内滤效应荧光淬灭

多酚与蛋白质相互作用的荧光内滤效应校正方法的选择

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光谱学与光谱分析 2014年第1期34卷 116-121页

作者：张颖钟莉杜静陈金玉董晓倩李春美华中农业大学食品科技学院湖北武汉430070

用荧光猝灭法研究猝灭剂与荧光供体的相互作用时,内滤效应会使分析结果不准确,需加以校正,其中物理与化学方法存在操作复杂、耗资大等缺点,而数学方法简便快捷,较易推广使用。采用荧光光谱法分析酚类物质与蛋白质的相互作用时内滤效应明... 详细信息

用荧光猝灭法研究猝灭剂与荧光供体的相互作用时,内滤效应会使分析结果不准确,需加以校正,其中物理与化学方法存在操作复杂、耗资大等缺点,而数学方法简便快捷,较易推广使用。采用荧光光谱法分析酚类物质与蛋白质的相互作用时内滤效应明显,然而目前针对酚类物质与蛋白质作用的荧光校正,国内外鲜见报道。以柿单宁级分(PT40)、A型连接ECG二聚体和EGCG为多酚化合物的代表,以中华眼镜蛇磷脂酶A2(PLA2)为蛋白模型,比较了四种数学公式的校正结果,以经典Stern-Volmer回归方程的K值、线性相关性及截距为评价标准,优选一种适用于多酚物质与蛋白质作用的荧光校正方法,并以PT40-PLA2为例,分析校正前后的差异。结果表明,用Gauthier等建立的数学公式进行校正后,K值有所降低,线性相关性变好且截距更接近于1,此外用该式对PT40-PLA2体系进行荧光校正后PT40与PLA2相互作用的结合常数仅为校正前的60%,且对两者相互作用力类型的判断更加准确,推断该式更适合于多酚与蛋白质作用的荧光内滤效应校正。

关键词：荧光猝灭多酚蛋白质内滤效应数学校正

基于Mn掺杂ZnS量子点磷光内滤效应检测β-葡萄糖醛酸酶

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分析化学 2017年第12期45卷 1909-1914页

作者：唐丹丹张金懿侯贤灯吴鹏四川大学化学学院四川大学分析测试中心

高效荧光内滤分析的关键是使猝灭剂的吸收峰与荧光团的激发峰或发射峰最大限度地重叠。本研究将Mn掺杂Zn S量子点（Mn-Zn S QDs）作为内滤体系的荧光体,4-硝基苯-β-D-葡糖苷酸（PNPG）作为吸收体,实现了β-葡萄糖醛酸酶（GUS）的特异... 详细信息

高效荧光内滤分析的关键是使猝灭剂的吸收峰与荧光团的激发峰或发射峰最大限度地重叠。本研究将Mn掺杂Zn S量子点（Mn-Zn S QDs）作为内滤体系的荧光体,4-硝基苯-β-D-葡糖苷酸（PNPG）作为吸收体,实现了β-葡萄糖醛酸酶（GUS）的特异性检测。PNPG的吸收光谱与Mn-Zn S QDs的激发光谱大幅重叠,能够高效猝灭Mn-Zn S QDs的磷光。由于Mn-Zn S QDs具有较大的斯托克斯位移（约300 nm）,其激发光谱和发射光谱与GUS的酶解产物PNP的吸收光谱几乎无重叠,因而实现了GUS的磷光Turn-on检测。此外,Mn-Zn S QDs具有优异的室温磷光性质,可以避开生物组织荧光背景,从而可有效应用于生物样品分析。据此建立了一种基于内滤效应的GUS磷光探针,实现了对大肠杆菌的测定。本方法在最优的实验条件下对10;00 U/L的GUS有线性响应,检出限为7 U/L,且本策略相对于紫外-可见光谱法有很好的抗基底干扰能力。

关键词： β-葡萄糖醛酸酶 Mn-ZnS量子点内滤效应大肠杆菌

基于内滤效应的YVO4∶Eu荧光纳米探针测定色氨酸

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分析化学 2017年第6期45卷 883-888页

作者：牛建丽于永丽曹艳杰王猛东北大学理学院中国刑警学院痕迹检验技术系

采用溶剂热法合成了发光性能和水溶性良好的YVO∶Eu纳米探针（YVO∶Eu NPs）。由于YVO∶Eu NPs的激发光谱与色氨酸的吸收光谱有很大程度的重叠,二者可发生荧光内滤效应,其中色氨酸为吸光体、YVO4∶Eu NPs为荧光体,YVO∶Eu NPs的发光被... 详细信息

采用溶剂热法合成了发光性能和水溶性良好的YVO∶Eu纳米探针（YVO∶Eu NPs）。由于YVO∶Eu NPs的激发光谱与色氨酸的吸收光谱有很大程度的重叠,二者可发生荧光内滤效应,其中色氨酸为吸光体、YVO4∶Eu NPs为荧光体,YVO∶Eu NPs的发光被猝灭。基于此,建立了基于YVO∶Eu NPs内滤效应测定色氨酸含量的方法。对YVO∶Eu NPs的加入量、反应溶液p H值和反应时间进行了优化,在最佳反应条件下,本方法测定色氨酸的线性范围为4.0×10.0×10mol/L,检出限为1.0×10mol/L（3σ）。采用本方法测定了酱油中色氨酸的含量,回收率为95.2%和97.3%。本方法具有简便快速、灵敏准确的特点。

关键词：色氨酸荧光纳米探针内滤效应钒酸钇铕

基于荧光碳点与纳米片MnO_(2)的内滤效应对谷胱甘肽的检测

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山东化工 2023年第9期52卷 140-144页

作者：王军才程良玉秦莉莉尚冰冰湖北民族大学生物资源保护与利用湖北省重点实验室湖北恩施445000 湖北民族大学化学与环境工程学院湖北恩施445000

以解聚后的Kraft硫酸盐木质素(Depolymerized Kraft Sulfate Lignin,DKL)为原料,通过水热法制备出荧光碳点(Carbon Dots,CDs)。采用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、Fourier变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR)以及荧光分光光度计分别对CDs的粒径、结构、荧光性能进行表征。提出了基于内滤效应(Internal Filtration Effect,IFE)的CDs-MnO_(2)荧光探针用于谷胱甘肽(GSH)的检测,即MnO_(2)纳米片宽的吸收与CDs荧光激发光谱重叠,引起荧光猝灭,导致IFE现象发生。将GSH加入CDs-MnO_(2)荧光体系中,体系的荧光得到恢复。实验结果表明,MnO_(2)纳米片的浓度为25μmol/L时,L-CDs的荧光强度有明显下降趋势,且L-CDs的猝灭效率接近30%,反应时间15 min是最佳反应时间。GSH浓度添加到200μmol/L时,荧光强度恢复均衡。该设计具有制备简单、快速检测等优点,为GSH的检测又提供一种简便方法。

关键词：内滤效应 Lignin碳点谷胱甘肽活性检测

固定波长荧光分光光度法测定鲫鱼和罗非鱼胆汁中的多环芳烃代谢物:内滤效应、功效分析与源解析

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生态与农村环境学报 2014年第1期30卷 107-112页

作者：宋超瞿建宏明俊超裘丽萍胡庚东陈家长中国水产科学研究院淡水渔业研究中心江苏无锡214081 南京农业大学渔业学院江苏无锡214081

利用固定波长荧光分光光度（fixed-wavelength fluorescence,FF）法测定了太湖周边罗非鱼（Oreochromis niloticus）和洪泽湖周边鲫鱼（Carassius auratus）胆汁中多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的代谢物水平,其目的是通过内滤效应和变异分析来优化该方法的稀释倍数和最佳样本量,并进一步判断PAHs的源解析.结果显示,鲫鱼和罗非鱼各环PAHs荧光比值与胆汁稀释梯度之间并未表现出显著相关性,揭示内滤效应并不存在;但是,各荧光比值随着稀释倍数的增加而呈现明显上升趋势,当稀释倍数逐步增加时,各环PAHs荧光值的变异也在增加,而较大的数据变异则导致功效值降低和样本量增加,因此将稀释倍数控制在1∶1000左右较为合适,此时鲫鱼和罗非鱼的最佳样本量分别为6～7和27～62;太湖和洪泽湖养殖场周围水体中PAHs的污染均为石油源,其原因可能是长江下游工业发达、行船漏油现象频繁所致.该研究可为合理利用FF法对PAHs进行生物监测提供参考.

关键词：固定波长荧光分光光度法多环芳烃内滤效应功效分析源解析

基于CdTe量子点内滤效应同步荧光猝灭法测定四环素

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分析测试学报 2015年第1期34卷 96-100页

作者：毛永强李卓然王继仁葛飞田金星李娜辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000

以巯基丙酸作为稳定剂制备CdTe量子点,发现CdTe量子点的激发光谱与四环素的吸收光谱有较好重叠,满足发生内滤效应的条件。据此以四环素为吸光体、CdTe量子点为荧光体构建内滤效应荧光传感体系,从而建立一种测定四环素含量的同步荧光猝... 详细信息

以巯基丙酸作为稳定剂制备CdTe量子点,发现CdTe量子点的激发光谱与四环素的吸收光谱有较好重叠,满足发生内滤效应的条件。据此以四环素为吸光体、CdTe量子点为荧光体构建内滤效应荧光传感体系,从而建立一种测定四环素含量的同步荧光猝灭法。实验结果表明,当固定波长差为220 nm时,CdTe量子点的同步荧光最大发射波长为297 nm。在最佳实验条件下,四环素浓度在1.0×10^-6-1.0×10^-5mol·L^-1范围内与体系同步荧光强度呈良好的线性关系,相关系数和检出限分别为0.999和2.5×10^-8mol·L^-1。该方法灵敏度高、选择性好,应用于牛奶样品中四环素的检测,加标回收率为97.0%-104.3%。

关键词： CdTe量子点四环素内滤效应同步荧光猝灭法