检索结果-南通市图书馆

作者：袁丹西南大学

学位级别：硕士

多胺、核苷酸和硫醇等生物小分子在生物体液中的含量与人类健康息息相关,这些小分子常作为诊断疾病、监测生物体生命活动的标志物,同时在维持生物体内的新陈代谢、组织修复、能量供应及信息传递等方面起着重要的作用。由于不同的小分子... 详细信息

多胺、核苷酸和硫醇等生物小分子在生物体液中的含量与人类健康息息相关,这些小分子常作为诊断疾病、监测生物体生命活动的标志物,同时在维持生物体内的新陈代谢、组织修复、能量供应及信息传递等方面起着重要的作用。由于不同的小分子与不同的疾病相关联,所以对于同类小分子的选择性检测及区分显得尤为重要。但是,由于同类生物小分子之间的结构十分相似,使得对它们进行高选择性的检测及简单、准确的区分还存在一定的挑战。因此,本文针对生物体液中同类小分子的选择性检测及区分开展了以下三个方面的研究:1、基于金纳米棒(AuNRs)与四(4-磺酸苯基)卟啉(TPPS)之间的表面能量转移(NSET)实现了尿液中精胺的选择性检测。AuNRs,作为一种新型的一维纳米材料,具有优良的光学性质,其吸收根据纵横比的变化在可见到近红外连续可调,并且其溶液颜色也随之呈现出丰富的变化。这一优点使其在化学、医学等领域得到广泛应用。在本研究中,基于带正电的AuNRs和带负电的TPPS之间的NSET,建立了一种高选择性地检测人尿液中精胺的方法。在酸性条件下,多阳离子精胺通过静电作用力和沟槽结合力对小牛胸腺DNA(ctDNA)的阴离子磷酸骨架具有强亲和力,使得AuNRs和TPPS之间通过静电作用力靠近而发生能量转移,导致TPPS的荧光猝灭。此外,猝灭的荧光强度值与精胺的浓度成正比,可在0.5-7.5μM的浓度范围内监测人尿中的精胺。该方法简单、灵敏、省时,对癌症早期诊断具有重要意义。2、基于AuNRs的腐蚀和主成分分析(PCA)对尿液中核苷酸类生物小分子进行区分。PCA,作为一种数据分析方法,其可以通过降维处理使分析的问题变得简单。本文将四种不同径向比的AuNRs作为区分阵列,同时结合PCA,建立了一种可视化区分十二种核糖核苷酸的方法。由于芬顿反应产生的羟基自由基对AuNRs进行腐蚀后,可使AuNRs的形状由棒状变成球形,同时其溶液颜色也会发生一系列的改变,而Fe在芬顿反应中起着重要作用,当Fe与核苷酸中的磷酸基团和碱基配位后,抑制了芬顿反应的发生,使其对AuNRs的腐蚀能力变弱或者消失。而不同的核苷酸由于结构的差异,与Fe的配位能力不同,导致AuNRs被腐蚀的程度存在一定差距。从而达到可视化区分十二种核糖核苷酸的目的。同时该方法还能在复杂的生物样品(人体尿液)中对核糖核苷酸进行区分。3、基于AuNRs的腐蚀和PCA对尿液中硫醇小分子进行检测及区分。在本工作中,建立了一种检测及区分硫醇小分子的传感阵列,该阵列由AuNRs和四种金属离子(Hg、Pb、Cu、Ag)构成。芬顿反应的发生导致AuNRs被腐蚀,使AuNRs的形状由棒状变成球形,同时其溶液颜色也会随之改变。然而,生物硫醇可通过Au-S键与AuNRs共价结合来抑制芬顿反应对AuNRs的腐蚀,达到检测硫醇的目的。有趣的是,该过程可受到与生物硫醇具有高亲和力的不同金属离子的干扰,从而阻碍硫醇与AuNRs的结合,导致AuNRs被腐蚀。生物硫醇和金属离子之间亲和力的差异使得传感阵列表现出与指纹相似的特征,因此可用于区分不同的硫醇。该策略结合了PCA和传感阵列,实现了对硫醇快速、准确的检测及区分。此外,该方法还可用于区分人尿样中的硫醇小分子。总之,本论文以AuNRs为光学探针,基于AuNRs的表面能量转移和腐蚀,结合PCA,建立了简单、快速的检测分析方法,实现了选择性地检测及区分尿液中不同的生物小分子。

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同方学位论文库评论

基于二氧化锰纳米片层快速检测生物小分子的新方法研究

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作者：黄钟明郑州大学

学位级别：硕士

葡萄糖、氨基酸、谷胱甘肽等生物小分子是组成生物大分子的构件分子,在生命活动中起着特别重要的作用。这些小分子的含量及状态直接关系到生物体的健康情况,因此深入研究生物小分子对于在分子水平上阐明生命过程、疾病治疗、药物开发等... 详细信息

葡萄糖、氨基酸、谷胱甘肽等生物小分子是组成生物大分子的构件分子,在生命活动中起着特别重要的作用。这些小分子的含量及状态直接关系到生物体的健康情况,因此深入研究生物小分子对于在分子水平上阐明生命过程、疾病治疗、药物开发等方面具有重要意义。特别是建立快速、灵敏、高效的对生物分子的检测方法更成为了化学生物分析领域的研究前沿和热点。本论文基于纳米材料,发展了简便、快速、灵敏地葡萄糖和谷胱甘肽检测的新方法,具体包括以下三个方面:1、葡萄糖在生物新陈代谢过程中起着关键的作用,同时它的含量也与肥胖或低血糖症有着紧密联系。本实验建立了一种基于二氧化锰纳米片层的简单、快速比色检测葡萄糖的传感方法。葡萄糖可以在葡萄糖氧化酶的存在下生成葡萄糖酸和双氧水,双氧水在中性条件下进一步通过消解二氧化锰纳米片层,使在其在376 nm处的吸光度下降。基于此,通过检测二氧化锰纳米片层水溶液在376 nm处的吸光度变化,建立起了葡萄糖浓度和吸光度变化值的关系。该方法对葡萄糖的检测范围为0.5μM-50μM,检测限达到0.17μM。同时基于二氧化锰溶液的颜色变化可以发展成一种可视化半定量的检测手段,这种方法在血清中检测葡萄糖仍可以得到可靠的结果,进而提供一种低成本、高灵敏的生物和临床诊断方法。本实验提出的检测方法检测过程较快、便捷、简单、环保,不需要制备复杂的功能纳米探针,无需昂贵的仪器,进一步提供了双氧水涉及的目标物检测潜力。2、谷胱甘肽广泛存在于哺乳动物和真核生物的细胞中,可以减少细胞代谢过程中产生的自由基、维持新陈代谢过程。本实验基于二氧化锰纳米片层溶液建立起了一种快速免标、高灵敏和高选择性的谷胱甘肽的比色检测方法。由于具有较强的还原性,谷胱甘肽可以直接将二氧化锰纳米片层消解为二价锰离子。体系中的二氧化锰纳米片层含量减少,溶液在376 nm处的紫外吸收强度明显降低,同时溶液颜色变浅。基于此,我们建立起了利用比色法检测谷胱甘肽的方法。该方法具有较宽的检测范围0.5-10μM,检测限达到0.1μM。二氧化锰纳米片层制备简单,原料廉价易得。该方法检测过程较快,可以在10分钟内完成检测,同时也实现了复杂生物样品中谷胱甘肽的定量检测。进而,本方法为在生物医学领域快速便捷检测谷胱甘肽提供一种新选择。3、本章建立了一种基于层析试纸条技术的荧光恢复法检测谷胱甘肽技术。首先将制备的生物素化的量子点和二氧化锰纳米片层混合制备成纳米复合物,将复合物涂于结合垫处,硝酸纤维素膜上画上链霉亲和素(SA)线,组装成成品试纸条。当谷胱甘肽水溶液滴加到样品垫上时,在毛细作用下谷胱甘肽水溶液向前流动,在结合垫上谷胱甘肽可以将二氧化锰纳米片层消解掉,同时释放出游离的生物素化的量子点,量子点的荧光恢复。生物素化的量子点在硝酸纤维素膜上向前流动,直到被检测线上的链霉亲和素捕获。溶液中谷胱甘肽的浓度越高,消解的二氧化锰纳米片层越多,释放出游离的生物素化的量子点越多,同时会使检测线上捕获的生物素化的量子点增多,荧光信号越强。本实验建立的检测谷胱甘肽的方法将层析试纸条技术和生物素化的量子点二氧化锰纳米复合物结合起来,进而提供一种便携式的、快速的生物和临床诊断方法。本实验建立的方法检测范围为0.05mM-1.5mM,在该范围内有较好的线性关系,检测限达到0.03mM。且在血清中应用具有较好的选择性。该方法无需复杂昂贵的仪器及繁琐的操作过程,过程十分简便,有利于方法的规模推广,同时为诊断其它目标物提供一种检测平台。在医学检测及临床应用方向具有重要意义。

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基于电活性银及铜氧化物的生物小分子电化学传感分析

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作者：崔林艳江南大学

学位级别：硕士

生物小分子是生命体的重要组成部分,对维持机体健康以及处理疾病等方面都有着重要作用。在正常的生命体态中,生物分子参与生物体的正常活动,然而,一旦生物体出现异常,这些生物分子的比例将会出现失衡,进而影响机体的正常运作。因此,如... 详细信息

生物小分子是生命体的重要组成部分,对维持机体健康以及处理疾病等方面都有着重要作用。在正常的生命体态中,生物分子参与生物体的正常活动,然而,一旦生物体出现异常,这些生物分子的比例将会出现失衡,进而影响机体的正常运作。因此,如何灵敏以及准确地对生物分子进行分析和鉴定就显得尤为重要,但同时也存在挑战。近几年,随着各类电化学生物传感器被构建,一类基于电活性纳米材料的生物传感器正在引起人们的广泛关注。本文以贵金属银以及半导体铜氧化物在电化学方面的性质为导向,通过研究影响其电化学性质的因素,并利用其作为信标检测生物分子。主要工作如下:1.以电活性Au@Ag NPs为电化学标记剂,本文构建了一种新颖、巧妙以及超灵敏的手性电化学传感平台用于色氨酸异构体(D-Trp)检测。其主要原理是:D-Trp与Cu之间的强相互作用导致电活性Au@Ag NPs在电极上组装,产生强烈的从Ag氧化成Ag的差分脉冲伏安法(DPV)信号;然而,相较于D-Trp,色氨酸(L-Trp)引发Au@Ag NPs低聚物在电极上的组装,产生的DPV信号较弱;利用这种不同的DPV响应信号从而能够灵敏且准确地对D-/L-Trp进行定量。此外,D-Trp的检测限(LOD)为1.21 pM,这种电化学手性传感器同时能够实现对映体过量的特定测定。与之前的报道相对比,电化学手性传感平台拥有灵敏度高、简洁性以及适用性强等优点;另外,这种靶标诱导的比色测定可以转化为电化学测定,用于超灵敏对映选择性手性鉴别领域中的双信号放大。2.本文设计制备了一种操作简单、测量准确的磁性电化学传感器FeO@Au@Ag@CuO NPs,用于D-氨基酸(D-AAs)的超灵敏手性识别。通过等离子体金属NP、半导体和磁性NP之间的共同作用使得多层FeO@Au@Ag@CuO NPs在-0.16 V下Cu向Cu发生电子转移,从而产生尖锐的铜剥离峰信号。该信号强度高于FeO@CuO NPs和FeO@Au@CuO NPs信号强度约8.9和2.4倍,其主要是利用Au和Ag的协同作用,从而促进外壳电子发生转移。与此同时,D-AAs被D-氨基酸氧化酶(DAAO)催化产生HO,CuO与HO进行自催化氧化反应从而诱导FeO@Au@Ag@CuO NPs的电化学信号减少。FeO@Au@Ag@CuO NP作为电化学信标在100 pM至10μM范围内实现对D-丙氨酸(D-Ala)灵敏且准确的对映选择性识别。该方案通过引入具有高电子转移效率的等离子体金属NP可以扩展到制造大量电活性标记,用于高灵敏度的可靠对映选择性识别。3.鉴于CuO与硫化氢之间的氧化还原作用生成CuS对电化学性质的影响,本文设计了一种以CuO作为稳定电化学信标的传感器用于检测内源性HS。同时,在传感器中引入rGO/FeO,该方法不仅改善了传感平台的电子传导速率而且简化了传感器的构建过程。利用XRD,TEM,XPS测试手段对CuO与HS反应前后的元素以及形貌变化进行了表征。此外,与已有的MB法相比较,该电化学生物平台的检测限为230 pM,检测范围为500 pM-100μM。4.基于上章的研究结果,发现rGO/FeO/CuO具有稳定的电化学响应信号,且具备作为参比信号的基本特征。本文合成了一种具有有机聚合物外壳的Ag@RF NPs,在氨气和氧气氛围内,通过Ag与RF外壳之间的原位还原形成Ag纳米点,最后形成了Ag@RF-Ag NPs,并产生了稳定的电化学响应作为检测信号。PSA适配体与Ag@RF-Ag NPs通过-SH与Ag之间的强共价键作用连接在一起。同时,PSA适配体与石墨烯纳米层通过π-π堆集作用发生组装,形成的电化学传感器在扫描范围内出现了相互不影响的CuO和Ag的阳极剥离峰。当加入PSA后,适配体与PSA具有更好的特异性结合,使得Ag@RF-Ag NPs从电极表面脱落。因此作为检测信号的Ag氧化峰电流随着PSA浓度增大而逐渐降低,而作为参比信号的CuO信号保持不变。同时,构建的比率传感器具有更好的稳定性和准确性。

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化学修饰电极在金属离子和生物小分子测定中的应用研究

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作者：易文姣西南大学

学位级别：硕士

电化学方法因为分析成本低、操作简便、灵敏度高、能同时分析几种待测物而被公认为是检测金属离子强有力的分析技术,以前对金属离子的研究大多是结合汞膜电极来完成的。然而,汞（包括金属汞和汞离子）是有毒的金属元素,所以研究环境友... 详细信息

电化学方法因为分析成本低、操作简便、灵敏度高、能同时分析几种待测物而被公认为是检测金属离子强有力的分析技术,以前对金属离子的研究大多是结合汞膜电极来完成的。然而,汞（包括金属汞和汞离子）是有毒的金属元素,所以研究环境友好型的修饰电极非常必要。2000年,铋电极因为具有和汞电极相似的溶出行为及其环境友好特征而被成功地运用于阳极溶出分析中。铋电极表现出高的灵敏性,较好的和可再生的电化学响应,易处理,较宽的电位窗口以及检测过程中不需要除氧等优点。随后,锑膜电极作为一种有前景的金属膜电极被报道在阳极溶出伏安行为中表现出和汞膜电极以及铋膜电极相当的电化学性能。除了铋膜、锑膜修饰电极外,还有很多其他类型的化学修饰电极,例如复合膜修饰电极和掺杂的碳糊电极。我们制备了几种化学修饰电极并开展了其用于重金属离子和生物小分子检测的应用研究。主要研究内容如下所述： 1.铋-锑复合膜修饰玻碳电极的研制及其对镉离子的测定利用同位电沉积法将铋离子和锑离子还原在玻碳电极上制备铋-锑复合膜修饰的玻碳电极。在对溶液的pH值、铋和锑的浓度比例、沉积电位和沉积时间等条件优化后,研究镉离子在该修饰电极上的方波阳极溶出伏安行为,结果显示,镉离子的氧化溶出峰电流与其浓度在1.O到220.0μg/L的范围内呈现良好的线性相关性,检测限为0.15μg/L。通过与铋膜电极,锑膜电极比较,铋-锑复合膜修饰电极在检测镉离子时具有较高的灵敏性。 2.锑／聚对氨基苯磺酸复合膜修饰玻碳电极的研制及其对铅离子的测定在玻碳电极上通过循环伏安扫描法电聚合对氨基苯磺酸,使其在玻碳电极上形成一层导电性聚合膜,再以聚对氨基苯磺酸膜修饰的玻碳电极为基底同位电沉积锑,制备得到锑／聚对氨基苯磺酸复合膜修饰的玻碳电极,在最优条件下,该修饰电极检测得到的铅离子的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性相关性,线性范围为0.5到150.0μg/L,检测限为0.1μg/L。铅离子在锑／聚对氨基苯磺酸复合膜修饰电极上的电化学响应灵敏,稳定性和重现性较好,制作成本低,该修饰电极可作为检测铅离子的新型电化学传感器。 3.铋/氧化石墨烯掺杂碳糊电极的研制及其对铅离子和镉离子的同时测定采用在碳糊电极中掺杂氧化态石墨烯,获得氧化态石墨烯掺杂的碳糊电极,以该电极为基底同位电沉积铋,制备得铋／氧化石墨烯掺杂碳糊电极,研究铅离子和镉离子在该修饰电极上的方波阳极溶出伏安行为,建立了同时检测铅离子和镉离子的电化学新方法。在优化了氧化态石墨烯的掺杂量、铋离子的浓度、溶液的酸度、沉积电位、沉积时间以及相关方波溶出参数后,铅离子和镉离子分别在-0.59V和-0.84V处产生较大的溶出响应信号。铅离子和镉离子的溶出峰电流随着离子浓度的增加呈良好的线性相关性,检测线性范围为1.0-40.0μg/L。检测限分别为0.65μg/L和0.54μg/L。该电极可应用于实际水样中对铅离子和镉离子的同时检测。 4.石墨烯修饰玻碳电极的研制及其对尿酸的测定将还原态的石墨烯直接滴涂在玻碳电极表面制备石墨烯修饰玻碳电极,研究了尿酸在该修饰电极上的电化学行为,结果表明在0.1M,pH为6.5的PBS介质中尿酸在0.3V处具有明显的电氧化性质,其浓度在8.0-600.0μM范围内呈现良好的线性相关性,检测限为3.95μM。发展了一种新型的尿酸电化学传感器,可用于人血清中尿酸的检测。

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毛细管电泳—电感耦合等离子体质谱在元素形态分析和生物小分子检测中的应用研究

毛细管电泳—电感耦合等离子体质谱在元素形态分析和生物小分子检...

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作者：许锦华福州大学

学位级别：硕士

众所周知，元素的毒性、迁移性和生物可利用性与元素的化学形态密切相关，所以，环境和生物样品中微量无机元素的形态分析对于正确评价环境的污染程度及其对人类的危害具有重要意义。生物小分子如氨基酸和多肽等是人体的重要组成部分，... 详细信息

众所周知，元素的毒性、迁移性和生物可利用性与元素的化学形态密切相关，所以，环境和生物样品中微量无机元素的形态分析对于正确评价环境的污染程度及其对人类的危害具有重要意义。生物小分子如氨基酸和多肽等是人体的重要组成部分，与人类息息相关。对生物小分子的检测无论是对生命遗传学的研究，还是对医药、食品等其它领域的发展均具有一定的现实意义。本论文共分四部分，第一部分为综述部分。主要介绍CE与ICP-MS联用技术的特点及其在元素形态分析中的优势;并以砷和锡为研究对象，对它们的形态分析方法、现状与进展进行综述，评述各种分析方法的优、缺点与研究应用发展趋势;同时，对量子点在生物分子分析中的应用现状进行综述。论文第二部分是应用自制CE与ICP-MS联用接口，建立了海产品中不同形态砷化合物的CE-ICP-MS联用分析方法，详细探讨了紫菜、海蛎、蛏样品中不同砷化合物提取及CE-ICP-MS检测的最优化条件。在最优化条件下，六种不同形态砷化合物(As (III)、As (V)、DMA、MMA、AsB和AsC)得到基线分离。应用所建立的方法，我们成功地测定了福建省八个地区生产的紫菜样品和两个地区的海蛎、蛏样品中各形态砷化合物的含量，方法的检测限为0.08-0.12ng/mL，六种形态砷化合物迁移时间和峰面积的相对标准偏差(n=6)分别为2-3%和3-5%，结果令人满意，为评估海产品的砷污染状况提供新方法。论文第三部分是应用自制的CE与ICP-MS联用接口，建立了三甲基锡(TMT)、三乙基锡(TET)、三丙基锡(TPT)、三丁基锡(TBT)四种三有机锡化合物分离检测的CE-ICP-MS联用分析方法，检出限达到0.2-0.7ngSn/mL，应用所建立的方法，我们成功地测定了砂海螂与蚬子中四种三有机锡化合物的含量，迁移时间和峰面积的相对标准偏差(n=6)分别为1.3-3.2%和3.4-5.8%，结果令人满意，为生物样品中锡形态的直接分析提供一种高效、灵敏的检测方法。论文第四部分是研究CdS纳米晶的水相合成方法，并初步研究了结合纳米量子点偶联技术，在生物小分子上标记CdS纳米晶，然后利用CE-ICP-MS对标记CdS纳米晶的生物小分子进行分离检测的可能性，希望建立一种检测生物小分子的新方法。

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基于酶促反应的生物小分子间接传感策略

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作者：彭昊西北师范大学

学位级别：硕士

可视化及电化学传感器作为分析化学中重要的一类分析方法和传感技术,由于操作简单、响应快速、灵敏度高等优点,在环境监测、食品检测、医疗保健等领域得到了广泛应用。近年来,关于生物小分子的可视化和电化学传感引起了不少科研工作者... 详细信息

可视化及电化学传感器作为分析化学中重要的一类分析方法和传感技术,由于操作简单、响应快速、灵敏度高等优点,在环境监测、食品检测、医疗保健等领域得到了广泛应用。近年来,关于生物小分子的可视化和电化学传感引起了不少科研工作者的关注,研究者借助各种先进材料和简易的分析技术,期望发展和建立各种灵敏、实用、简便的生物小分子传感器。本文基于间接传感策略设计了几种检测生物小分子的传感器,主要包括以下内容:1.基于指示剂1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)与L-Cys(半胱氨酸)特异性结合生成2,4-二硝基-苯基半胱氨酸,以及肌氨酸氧化酶法使肌氨酸释放过氧化氢的特性。我们构建了一种间接检测肌氨酸的可视化传感平台,检测限达到了20.4 nΜ。此外,我们还利用智能手机对可视化检测肌氨酸进行了实际应用的拓展。2.利用类芬顿反应及尿酸氧化酶法使尿酸分解产生过氧化氢的特性,我们设计了多彩可视化法间接检测尿酸的传感平台。借助透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)对产物的结构与组成进行了分析,我们还利用电化学方法对传感机理进行了验证并比较了间接电化学传感与直接电化学传感对尿酸检测的效果。最后我们将可视化传感器用于实际样品中尿酸的检测,并将这一原理拓展到试纸传感平台的应用中。3.普鲁士蓝纳米立方体(PBNCs)和二硫化钼(MoS)都具有过氧化物模拟酶的性质。我们用简易的方法成功制备了具有优良过氧化物模拟酶性质的二硫化钼-普鲁士蓝复合纳米材料,并借助透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等技术对材料进行了表征。由于普鲁士蓝与二硫化钼之间的协同作用使得复合纳米材料的类酶活性得到了明显的提升,可有效催化通过胆固醇氧化酶法产生的过氧化氢,借助3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)作为电化学信号指示剂,利用计时电流法成功实现了胆固醇高选择性、高灵敏度的间接电化学检测。

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水溶液中四种药物与生物小分子间的相互作用

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作者：陈雪郑州大学

学位级别：硕士

随着医药学和生命科学的发展,研究药物和具有生物活性的小分子、蛋白质的相互作用机理,对药代动力学的认识和开发新药具有极其重要的意义,是目前生命科学、化学和临床医学中共同关注和感兴趣的课题之一。氨基酸和二肽是蛋白质的结构单元... 详细信息

随着医药学和生命科学的发展,研究药物和具有生物活性的小分子、蛋白质的相互作用机理,对药代动力学的认识和开发新药具有极其重要的意义,是目前生命科学、化学和临床医学中共同关注和感兴趣的课题之一。氨基酸和二肽是蛋白质的结构单元,是蛋白质发挥活性作用的基础,也是涉及人体内多种细胞功能的重要物质。氨基酸和二肽与药物之间相互作用的研究,不仅对研究药物与蛋白质相互作用的本质具有指导作用,而且对了解药物的吸收和代谢也具有重要的实际意义。本文选取的生物小分子为四种氨基酸和三种二肽,四种药物为十四烷基氯化吡啶([Tet Py][Cl])、十六烷基氯化吡啶([Cet Py][Cl])、水杨酸钠([Na][Sal])、磺胺醋酰钠([Na][SA]),通过电导法、体积法、光谱法研究了生物小分子与四种药物之间的相互作用。研究的内容和结果如下:(1)通过电导法测定了五个温度下,药物在水溶液和生物小分子水溶液中的电导率,并进一步计算了具有表面活性的药物[Tet Py][Cl]、[Cet Py][Cl]的CMC、(35)G、(35)H、(35)S等热力学数值,[Tet Py][Cl]、[Na][Sal]和[Na][SA]的极限摩尔电导率(43),以及三个药物在生物小分子水溶液中的Walden值。发现在相同条件下,[Tet Py][Cl]的CMC大于[Cet Py][Cl]的CMC,表明烷基链越长越容易形成胶束。两者的CMC均小于其在水中的CMC,表明加入生物小分子有助于形成胶束,并且胶束化过程可以自发进行,在胶束化过程中存在着焓-熵补偿效应。[Tet Py][Cl]、[Na][Sal]和[Na][SA]的(43)随着生物小分子水溶液的浓度增大而减小,药物在大部分生物小分子水溶液中优先于其在水中发生溶剂化。(2)通过体积法测定了四个温度下,生物小分子在不同浓度的药物水溶液中的密度。进一步计算了体积性质相关参数:标准偏摩尔体积V,、标准偏摩尔转移体积(35)V、偏摩尔膨胀系数E、理论水化数N、热膨胀系数b和Hepler’s常数等数值。结果发现生物小分子在药物水溶液中的标准摩尔体积均小于其在水中的标准摩尔体积,即)53(V为负值,随着温度和药物水溶液浓度的增大而逐渐增大。这表明生物小分子与药物水溶液之间的疏水-疏水基团相互作用和离子-疏水基团间的相互作用占主导地位,并且随着温度的升高和浓度的增大这两种作用逐渐增强。理论水化数随着温度的升高和药物水溶液浓度的增大而减小,表明温度的升高和药物水溶液浓度的增大均能够对生物小分子产生去水化作用。(3)通过氨基酸烷基链中碳原子数与其标准偏摩尔体积具有良好的线性关系以及甘氨酰二肽的标准偏摩尔体积与其对应的氨基酸的标准偏摩尔体积之间的线性关系,计算了氨基酸的CH、两性基团(NH,COO)和其他烷基基团以及二肽的甘氨酰基(CHCONH)对其标准偏摩尔体积的贡献值,发现在水溶液中,药物与生物小分子的甘氨酰基(CHCONH)以及两性端基(NH,COO)之间的相互作用强于药物与生物小分子的疏水基团之间的相互作用。(4)通过紫外光谱法,测定了不同浓度下三元体系在不同波长下的吸光度,通过图谱分析发现药物[Tet Py][Cl]和[Cet Py][Cl]在210 nm左右的紫外吸收峰发生了红移,[Na][Sal]在200 nm和230 nm左右的紫外吸收峰左右发生了红移,并且三种药物都产生了增色效应;由计算出的三元体系中药物与生物小分子的结合常数,发现结合常数随着生物小分子烷基链增长而逐渐增大,说明生物小分子与药物之间的相互作用逐渐增强。(5)通过红外光谱法,测定官能团的峰形和强弱变化可以确定药物与生物小分子相互作用的位置,发现[Cet Py][Cl]和[Tet Py][Cl]与生物小分子之间相互作用时产生了胶束,[Na][SA]与生物小分子相互作用时[Na][SA]中的氨基与生物小分子中的羟基产生了氢键。[Na][Sal]与生物小分子相互作用时[Na][Sal]中的羟基与生物小分子中的氨基产生了氢键。(6)通过核磁共振氢谱法测定药物水溶液、生物小分子水溶液以及两者混合的水溶液的氢谱,通过分析核磁共振氢谱可以求得它们的化学位移,发现混合后位移差为负值,可以得到两者相互作用时有氢键形成或存在离子-偶极相互作用。

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金属硫族量子点的制备及其在生物小分子和DNA光电检测中的应用

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作者：胡欣扬州大学

学位级别：硕士

光电化学(PEC)生物分析是一种新兴的传感技术,它以光作为输入信号,光电流作为输出信号,由于其灵敏度高、背景信号低而受到研究学者的广泛关注。半导体纳米材料尤其是金属硫族量子点,拥有不同于本体材料的光电化学性能,如量子限域效应、... 详细信息

光电化学(PEC)生物分析是一种新兴的传感技术,它以光作为输入信号,光电流作为输出信号,由于其灵敏度高、背景信号低而受到研究学者的广泛关注。半导体纳米材料尤其是金属硫族量子点,拥有不同于本体材料的光电化学性能,如量子限域效应、表面效应等,可开发不同性能的光电传感器件,并呈现微型化与智能化的趋势,在生物分析领域中具有极大的应用价值。1.开发了一种基于CdS/WS异质结增强型的光电化学生物传感器,对谷胱甘肽(GSH)进行高灵敏测定。通过层层自组装的方法成功构建了 CdS/WS光阳极,与单独的CdS量子点修饰电极相比,光电流增加到3.1倍。在光照条件下,CdS量子点的光生电子通过WS纳米片逐步转移至ITO电极,其光激发产生的空穴可以迅速被GSH清除,使其氧化为谷胱甘肽二硫化物,从而抑制电子-空穴对的复合,产生显著的光电流变化。在优化条件下,该生物传感器具有良好的传感性能,如检测电位低(0 V vs Ag/AgCl)、稳定性好、选择性高、线性范围宽(20 μM-2.5 mM),检测限为5.82 μM。此外,该传感器也被成功地用于检测人血清样品中的GSH。2.采用CdS/WS异质结效应、杂交链式反应和酶催化反应三重信号放大策略成功构建了一种光电传感器用于DNA的痕量检测。CdS/WS异质结的引入不仅能够极大提高体系的光电流信号,还为DNA探针的固定提供一个良好的微环境。当目标DNA存在时,DNA探针通过DNA识别反应将其固定在电极表面,并在辅助探针的协助下引发杂交链式反应,形成长的含有大量bio-H1和bio-H2的DNA双链结构。然后,利用生物素-亲和素的相互作用将碱性磷酸酶组装在双链DNA表面,从而催化电解液中的L-抗坏血酸-2-磷酸三钠盐水解产生抗坏血酸。该抗坏血酸作为电子供体,可以有效抑制电子-空穴对的复合,产生显著的光电流变化,从而提高了传感器的灵敏度,实现对目标DNA的特异性和高灵敏检测。该生物传感器具有良好的传感性能,线性范围宽(5 fM-50 pM),检测限低至2.29 fM。这种基于多重信号放大的传感策略对光电化学传感平台的设计具有指导意义。3.成功制备了巯基丙酸与环糊精共同修饰的CdTe量子点(MPA/SH-β-CD@CdTe QDs)以及环糊精修饰的金纳米粒子(β-CD@Au NPs),并基于β-环糊精((β-CD)与金刚烷(ADA)之间的主客体识别作用和β-CD@Au NPs所具有的葡萄糖氧化酶特性构建了一种新型的光电DNA传感器。实验证明CdTe量子点是一种氧气敏感型半导体纳米材料,其光电流的大小与电解液中氧气的含量有关。当目标DNA存在时,它可以打开ADA标记的发夹DNA,并形成DNA双链结构使两端的ADA分离,从而通过主客体识别将其偶联到电极表面。随后,β-CD@Au NPs模拟酶也通过主客体作用固定到DNA双链的另一端,从而高效催化氧化葡萄糖,消耗电解液中的氧气,使光电流显著减小。在优化条件下,该生物传感器具有良好的传感性能,线性范围宽(10 fM-100pM),检测限为3.1 fM,选择性和稳定性良好,在生物分析和DNA检测中具有广阔的应用前景。

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同方学位论文库评论

基于多环芳烃有机材料的电致化学发光生物小分子传感研究

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作者：吴京玲西南大学

学位级别：硕士

电致化学发光(ECL)分析技术兼具电化学与化学发光两种分析技术的特点,具有所需仪器简单、无需外加激发光源、信噪比高、响应快速、灵敏度高、可控性好,背景信号低等优点。ECL是由发光物质激发跃迁至激发态又回到稳定基态产生的。其中发... 详细信息

电致化学发光(ECL)分析技术兼具电化学与化学发光两种分析技术的特点,具有所需仪器简单、无需外加激发光源、信噪比高、响应快速、灵敏度高、可控性好,背景信号低等优点。ECL是由发光物质激发跃迁至激发态又回到稳定基态产生的。其中发光物质跃迁至激发态的过程主要分为两种,一种是通过施加一定的电压或通过一定的电流,含有化学发光物质的某化学体系产生某种新物质,该物质与发光物质反应提供足够的能量,使得发光物质从基态跃迁到激发态的过程;另一种是利用电极提供能量直接使发光物发生氧化还原反应,生成某种不稳定激发态的过程。传统的ECL材料如鲁米诺,量子点,三联吡啶钌等具有不易固载、制备过程复杂、难以修饰等缺点。多环芳烃有机材料由于其大的π-π共轭体系,使其光/热化学稳定性良好,光电性能优异,荧光量子产率高。因此,多环芳烃有机材料在ECL领域极具研究潜力。本论文中合成了菱形红荧烯微片、硫功能化锆金属有机框架、共轭微孔聚合物薄膜三种新型ECL材料,对这些材料的ECL性能及机理进行了探究,并将它们制备成传感器用于小分子的高灵敏检测。本论文的研究主要从以下三个部分展开:1.基于铂-菱形红荧烯微片构建高灵敏电致化学发光L-半胱氨酸传感器研究本研究提出了一种基于铂纳米颗粒(PtNPs),菱形红荧烯微片(RubRMs)和溶解氧(O)的三元ECL体系。首先,通过再沉淀法制备了RubRMs,然后通过在RubRMs表面原位还原PtNPs合成了PtNPs-RubRMs的金属有机复合材料。基于L-半胱氨酸(L-Cys)能够消耗红荧烯/氧气体系中的溶解氧和ECL过程中产生的活性氧,淬灭发光信号,构建了一种L-Cys的“on-off”型ECL传感器。复合材料中的RubRMs具有较大的比表面积,为PtNPs的还原提供了较多的位点,而PtNPs不仅能催化溶解氧的分解,还能加速电子传递,使该传感器表现出高的灵敏度,在1.0×10 mol?L～5.0×10 mol?L的浓度范围内具有较好的线性响应,检出限为3.3×10 mol?L(S/N=3)。2.基于硫功能化锆金属有机框架的电致化学发光分析及肾上腺素传感研究本研究以硫功能化锆(IV)基金属有机骨架(Zr-MOFs)作为新型ECL材料,研究了它的ECL性能,并使用Zr-MOFs与共反应试剂三丙胺(TPr A)组成的ECL体系(Zr-MOFs/TPrA)高灵敏检测肾上腺素(EP)。与聚集的配体相比,具有多孔结构的Zr-MOFs可以缓解聚集引发猝灭(ACQ)效应,从而提高ECL强度。此外,将共反应试剂TPrA还原氯金酸制备的金纳米颗粒(TPr A@AuNPs)固载在Zr-MOFs上形成TPrA@AuNPs/Zr-MOFs复合材料,这可以显着提高电极表面上共反应试剂的局部浓度,缩短共反应剂和发光体之间的电子传输距离,减少ECL反应过程中的能量损失,并进一步提高了Zr-MOFs/TPrA体系的ECL效率。实验结果表明,Zr-MOFs的ECL强度约为聚集配体的1.5倍,而Zr-MOFs/TPr A体系的ECL效率则由于电极表面共反应剂的富集和固定提高了1.8倍。该策略设计了一种用于提高发光体ECL效率的方法。使用上述TPr A@AuNPs/Zr-MOFs复合材料构建的EP传感器具有宽的线性范围(1.0×10～1.0×10 mol?L)和低的检出限(3.3×10 mol?L,S/N=3)。3.共轭微孔聚合物薄膜的电致化学发光性能及多巴胺传感研究尽管高疏水性多环芳烃纳米或微米材料具有独特ECL光学性质,但是这些具有紧密分子排列和过量惰性发射体的发光材料不能有效地利用活化的共反应试剂,导致这些材料的ECL效率较低。在这里,使用2,6-二(9H-咔唑-9-基)蒽-9,10-二酮(CAD)作为电聚合(EP)前体来制备共轭微孔聚合物(CMP)膜(CAD-CMP),它结合了两个作为电子供体的咔唑基团和一个作为电子受体的蒽醌。咔唑是具有较低电势的高电活性基团,可以通过施加一定的阳极电位使咔唑基团之间发生氧化偶合。咔唑基团的这个特性使其能够通过EP的方法精确控制CMPs膜的结构和性能。与单个CAD分子以及用再沉淀法控制制备的CAD微晶形成鲜明的对比,通过EP制备的稳定,高度交联的非晶CAD-CMP膜以三乙醇胺(TEOA)作为共反应试剂在水介质中表现出强而稳的近红外ECL发射。该薄膜可在各种电极上大面积高质量制备,并且CAD-CMP膜的ECL强度可随其厚度调控。CAD-CMP膜制备的检测多巴胺的传感器表现出高的灵敏度,线性范围为1.0×10～1.0×10 mol?L,低的检出限为3.3×10 mol?L(S/N=3)。作为新一代ECL材料,CAD-CMP膜在ECL传感器器件制造、ECL成像领域展现出广阔的应用前景。

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同方学位论文库评论

贵金属纳米簇模拟过氧化物酶活性应用于生物小分子GSH、Glucose、ATP的检测

贵金属纳米簇模拟过氧化物酶活性应用于生物小分子GSH、Glucose、...

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作者：冯家雨南昌大学

学位级别：硕士

天然酶是一种具有催化活性的蛋白质,由于其稳定性差,易受外界环境影响而失活。因此,人工模拟酶的研究吸引了众多研究者的关注。近年来,贵金属纳米簇(特别是金纳米簇)因其独特的尺寸效应、光学、磁学和催化等性能被广泛应用于生物医学研... 详细信息

天然酶是一种具有催化活性的蛋白质,由于其稳定性差,易受外界环境影响而失活。因此,人工模拟酶的研究吸引了众多研究者的关注。近年来,贵金属纳米簇(特别是金纳米簇)因其独特的尺寸效应、光学、磁学和催化等性能被广泛应用于生物医学研究中。本文采用掺杂贵金属元素通过协同效应,提高金纳米簇模拟酶的性能;同时通过表面功能化,提高它在分析识别中的选择性。基于金纳米簇模拟过氧化物酶活性,分别建立了谷胱甘肽(GSH)、葡萄糖(glucose)和三磷酸腺苷(ATP)的定量分析方法,具体工作如下:(1)基于谷胱甘肽(GSH)能有效抑制金纳米簇的过氧化物酶活性,建立了一种简便易行的比色法测定细胞内GSH含量。检测体系中,利用GSH可以有效抑制过氧化物酶底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)氧化产生一种蓝色物质。在最优实验条件下,652 nm处的吸光度与GSH浓度呈良好线性关系,线性范围为2-25μM,检测限为0.42μM。基于此所建立的方法可以用来准确地测定细胞内GSH含量,通过分析比较细胞中GSH含量,可以认为癌细胞中总的GSH含量远远高于正常细胞。所提出的方法可以快速识别癌症细胞以及参与GSH相关的生物医学诊断。(2)以金铂掺杂的双金属纳米团簇为基底,提出了一个新的、简单的传感体系用于测定葡萄糖浓度。通过调节Au/Pt质量比,采用一锅法合成双金属纳米团簇(Au-PtNCs)制备出最佳Au/Pt质量比为1:1的Au-PtNCs。由于Au和Pt原子的协同效应,Au-PtNCs与纯AuNCs相比,可显示出极强的过氧化物酶催化活性和在极端环境下更好的化学稳定性。这些突出的优点使Au-PtNCs能够利用3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)作为发色底物,NCs-葡萄糖氧化酶(GOx)级联催化体系进行葡萄糖的灵敏和选择性比色检测。该方法不仅可用于裸眼检测葡萄糖,而且在5至55μM范围内呈现良好线性关系,检测限为2.4μM。重要的是,为拓宽葡萄糖检测(特别是床边检测,POCT)在生物医学诊断中的应用,提供了包含NCs,GOx和TMB的琼脂糖水凝胶一体化传感平台。结果表明,这个传感平台可以直接观察检测人体血清中不同浓度的葡萄糖,并且检测结果与商业血糖仪测得结果非常一致。(3)三磷酸腺苷(ATP)是体内组织细胞一切生命活动所需能量的直接来源,因此构建检测ATP含量变化的荧光探针体系具有理论意义和实用价值。基于吸附在金属有机骨架In-BDC表面的AuNCs模拟过氧化物酶活性,构建高灵敏度和高选择性的比率型荧光传感器检测ATP。用4-巯基苯硼酸(Phe)和L-半胱氨酸盐酸盐(Cys)修饰固定的AuNCs,合成了In-BDC-AuNCs复合材料。该材料在450 nm处有微弱荧光,在HO存在的条件下,AuNCs能催化HO氧化产生羟基自由基,进而氧化In-BDC配体发光,使得450 nm处荧光增强。然而,随着ATP的加入,由于配体上的硼酸基团可与ATP的1,2-二醇结构中的羟基共价结合,氨基和磷酸根之间存在静电相互作用,这两种作用共同抑制AuNCs过氧化物酶活性,减少羟基自由基的产生,从而抑制了In-BDC配体的氧化,导致相应的荧光强度的降低。根据荧光强度比值的变化可检测ATP含量,线性范围为5-25μM,方法检测限为1.4μM。

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