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基于核酸探针的光学传感方法和细胞成像研究

化学进展 2019年第6期31卷 858-871页

作者：张聪岳巧丽陶丽霞胡莹莹李晨钟唐波聊城大学化学化工学院聊城252000 山东师范大学化学化工与材料科学学院济南250014 美国佛罗里达国际大学生物医学工程系美国迈阿密33174

许多疾病的特征在于各种生物分子表现出的异常活性,这些物质通常在细胞内外显示过表达现象,因此对其灵敏靶向识别可以提供诊断和治疗效用。由于基因诊疗和化学传感技术的发展,用于灵敏检测细胞内外生物化学物质的核酸探针突显优势。核... 详细信息

许多疾病的特征在于各种生物分子表现出的异常活性,这些物质通常在细胞内外显示过表达现象,因此对其灵敏靶向识别可以提供诊断和治疗效用。由于基因诊疗和化学传感技术的发展,用于灵敏检测细胞内外生物化学物质的核酸探针突显优势。核酸探针可以在稳定进入细胞的同时,特异性地结合目标物质,通过光学方法检测或通过成像技术标识出来。本文综述了采用光学传感方法和成像技术,基于核酸探针检测生物分子的新进展。根据检测对象进行分类,概括分析了几个代表性体系:核酸序列、蛋白质和酶、化学物质和物理化学条件,并详细阐述其关键设计原理、灵敏度及样品检测等结果,同时指出了各类核酸探针的优缺点。

关键词：核酸探针光学传感方法成像细胞生物活性物质

嗜碱芽孢杆菌C-125木糖苷酶基因的表达与酶特征鉴定(英文)

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生物工程学报 2009年第9期25卷 1386-1393页

作者：梁艳丽李兴玉 Shin Hyundong Chen R.Rachel 毛自朝云南农业大学农学与生物技术学院昆明650201 佐治亚理工大学化学与分子工程系美国佐治亚亚特兰大ga30332

嗜碱芽孢杆菌(Bacillus halodurans)C-125菌株的基因组中,一个编码木糖苷酶的基因(BH1068)被克隆并在大肠杆菌中获得高效表达。通过全面分析纯化蛋白,确证了它的木糖苷酶功能。该酶在pH4～9的范围内保持稳定,最适pH值为中性,有较宽的最... 详细信息

嗜碱芽孢杆菌(Bacillus halodurans)C-125菌株的基因组中,一个编码木糖苷酶的基因(BH1068)被克隆并在大肠杆菌中获得高效表达。通过全面分析纯化蛋白,确证了它的木糖苷酶功能。该酶在pH4～9的范围内保持稳定,最适pH值为中性,有较宽的最适温度(35°C～45°C),且能在45°C范围内保持稳定。这些特性使得该酶可在较为宽广的条件下对木聚糖进行酶促降解。该酶对人工合成底物对硝基苯-β-木糖苷(p-nitrophenyl-β-xylose,pNPX)的比活力为174mU/mg蛋白质,且木糖对其反馈抑制较弱(抑制常数Ki为300mmol/L)。结果显示该酶是活性较高且较耐木糖抑制的细菌源木糖苷酶。该酶与商品化的木聚糖酶一起水解山毛举木聚糖(Beechwood xylan)时显示了增效作用,且水解率可获40%。该酶最适pH为中性,对木糖耐受等特性与大多数来源于真菌、最适pH为酸性、对木糖敏感的木糖苷酶将有较好的互补。结果表明该酶在木聚糖或含木聚糖多糖的单糖化过程可能发挥重要作用。

关键词：木糖苷酶嗜碱芽孢杆菌木聚糖木糖

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微通道内被动式流体混合研究

工程热物理学报 2019年第7期40卷 1562-1565页

作者：范亮亮赵治吴旭者江赵亮西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 阿克伦大学机械工程系美国俄亥俄州阿克伦44325-3903

微结构引发微通道内不同流体相界面拉伸、折叠及诱导形成二次涡流,对被动式流体混合有着重要的影响。在前期针对单侧带有微结构的微通道内被动式流体混合研究的基础上,本文在微通道两侧设计了不同形式的微结构,并进一步研究微结构排列... 详细信息

微结构引发微通道内不同流体相界面拉伸、折叠及诱导形成二次涡流,对被动式流体混合有着重要的影响。在前期针对单侧带有微结构的微通道内被动式流体混合研究的基础上,本文在微通道两侧设计了不同形式的微结构,并进一步研究微结构排列形式对被动式流体混合的影响。研究结果表明,相较于微结构分布在单侧的微通道,当微结构分布在微通道的两侧时,无法形成多流体层结构,导致流体混合效率降低。同时,由于微结构数量增多,双侧带有微结构的微通道内流动阻力损失增加,达到的最大流量减小。本文研究有助于高效被动式流体混合器设计,促进微流体混合技术在生物医学、化学分析与反应等领域中的应用。

关键词：微流体几何结构二次流混合器

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分子尺度下研究海洋污损生物的吸附机理

材料导报 2023年第7期37卷 220-226页

作者：施宏玉邢冀琦薛培宏刘娟大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 科罗拉多大学(博尔德)化学与生物工程系美国博尔德80309

防止生物污损是减少海洋装备的生物腐蚀、船舶航行阻力以及能源损耗的重要途径。研究污损生物粘附机制,对于海洋装备的表面处理工艺有重要的指导意义。本工作模拟研究了由藤壶粘附蛋白中高频出现的氨基酸构成的肽分子p5、p6、p13在船舶... 详细信息

防止生物污损是减少海洋装备的生物腐蚀、船舶航行阻力以及能源损耗的重要途径。研究污损生物粘附机制,对于海洋装备的表面处理工艺有重要的指导意义。本工作模拟研究了由藤壶粘附蛋白中高频出现的氨基酸构成的肽分子p5、p6、p13在船舶涂层材料-环氧树脂表面的吸附强度和吸附行为。计算结果表明,肽分子主要依靠-SH、-CH3和肽分子骨架吸附在环氧树脂表面。吸附强度与吸附位点的数量呈现正相关性,这与许多实验结论高度吻合。当吸附位点的数量相同时,吸附强度与肽分子构象有直接关系。肽分子中以聚丙烯螺旋(PPⅡ)为主的构象含量越多,则需要克服的二级结构中的分子内氢键势垒越高,导致吸附能数值更正,吸附强度降低。在不同的环境条件(如温度、离子浓度)下,肽分子构象也会发生改变,进而影响吸附强度。本工作从蛋白质分子构象的角度分析了海洋污损中藤壶的吸附机理,该方法也可拓展到其他污损生物吸附体系,为抗生物污损涂层的设计提供了理论依据。

关键词：生物污损分子动力学吸附位点吸附强度蛋白质构象

酸敏感连接单元的合成及其在两亲性嵌段共聚物中的应用

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有机化学 2014年第9期34卷 1806-1815页

作者：朱方霞庄园黎庆杨晴来伍新燕邵志峰龚兵沈玉梅上海交通大学系统生物医学研究院Bio-ID研究中心系统生物医学教育部重点实验室上海200240 华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所上海200237 上海交通大学生物医学工程学院Bio-ID研究中心上海200240 北京师范大学化学学院北京100875 布法罗纽约州立大学化学系美国纽约14260

合成了一类基于四氢吡喃/四氢呋喃醚结构的酸敏感连接单元1a和1b,该连接单元的两端均为易反应的活性官能团,其结构经1H NMR、13C NMR、IR和HRMS表征,并合成了一种含四氢吡喃醚结构的模型化合物以及含四氢呋喃醚结构的两亲性嵌段共聚物,... 详细信息

合成了一类基于四氢吡喃/四氢呋喃醚结构的酸敏感连接单元1a和1b,该连接单元的两端均为易反应的活性官能团,其结构经1H NMR、13C NMR、IR和HRMS表征,并合成了一种含四氢吡喃醚结构的模型化合物以及含四氢呋喃醚结构的两亲性嵌段共聚物,其中聚乙二醇(PEG)为亲水片段,聚乳酸(PLA)为疏水片段,其结构经1H NMR、IR以及GPC的表征,并测定了该嵌段共聚物自组装胶束的粒径大小、临界胶束浓度(CMC)以及常温下的稳定性.实验结果表明该类酸敏感嵌段共聚物自组装胶束具有良好的发展前景.

关键词：四氢吡喃醚/四氢呋喃醚酸敏感连接单元两亲性嵌段共聚物自组装胶束

双层脂和膜生物能量学中的826-氧化还原反应

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化学研究与应用 1991年第2期3卷 3-13页

作者：田心棣密歇根州立大学生理系美国兰新48824

本文对超薄人造双分子层膜(BLM)和叶绿体及线粒体生物膜中的电子过程进行了研究,总结了由伏安技术所得的近期实验。还讨论了基础电化学在膜研究中的应用,尤其对Eyring方程、Butler-Volmer方程和Tafel方程,以及按照膜孔电积作用在膜中的... 详细信息

本文对超薄人造双分子层膜(BLM)和叶绿体及线粒体生物膜中的电子过程进行了研究,总结了由伏安技术所得的近期实验。还讨论了基础电化学在膜研究中的应用,尤其对Eyring方程、Butler-Volmer方程和Tafel方程,以及按照膜孔电积作用在膜中的电子过程的起源进行了论述。讨论了在缺少双层脂的情况下确定氧化还原蛋白组分的标准电位(U′_0,对双层脂膜中有关的电子转移和生物氧化还原提出了设想。

关键词：双层脂膜生物膜伏安法膜孔电积生物能量学

Ser203在大鼠脑驱动蛋白水解ATP中重要作用的晶体学分析

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中国生物化学与分子生物学报 2015年第1期31卷 96-102页

作者：万群孟浩卜平曹淑芬扬州大学医学院江苏扬州225001 美国凯斯西储大学生理与生物物理系美国俄亥俄州克利夫兰44106

大鼠脑驱动蛋白(rat brain kinesin)是一种利用水解ATP所释放的能量,在微管束上高速且连续性运动的常规驱动蛋白.它在神经突触的物质运输中起着重要作用.研究大鼠脑驱动蛋白是如何将ATP中储藏的化学能转化为机械动能,是理解其运动机能... 详细信息

大鼠脑驱动蛋白(rat brain kinesin)是一种利用水解ATP所释放的能量,在微管束上高速且连续性运动的常规驱动蛋白.它在神经突触的物质运输中起着重要作用.研究大鼠脑驱动蛋白是如何将ATP中储藏的化学能转化为机械动能,是理解其运动机能的重要课题.本课题获得了大鼠脑驱动蛋白单体与ATP结构类似物AMPPCP形成的复合物晶体结构.将这个晶体结构与大鼠脑驱动蛋白单体-另一种ATP结构类似物AMPPNP形成的复合物晶体结构以及大鼠脑驱动蛋白单体-ATP水解产物ADP形成的复合物晶体结构进行相互比较,揭示了其活性中心的开关区域I中丝氨酸203可能作为质子的供体,加速了ATP中γ-磷酸和β-磷酸的断裂,从而导致ATP的水解.

关键词：大鼠脑驱动蛋白 ATP水解 ATP结构类似物开关区域I

土地利用和理化环境对莫比尔-亚拉巴马河系中水甲基汞含量的影响

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AMBIO－人类环境杂志 2004年第6期33卷 306-311页

作者： Jean-Claude J.Bonzongo W.Berry Lyons 林宝法佛罗里达大学环境工程学系俄亥俄州哥伦布的俄亥俄州立大学伯德极地研究中心

最近我们对美国东南部地区许多水域系统肉食性鱼类身上可能造成健康危险的超标汞(Hg)含量进行了测量。根据从出版的有关汞的水地球化学的实验数据得出的假设,我们调查了某些自然和人为的条件对莫尔比-亚拉巴马河系(MARS)中现场甲基汞(Me... 详细信息

最近我们对美国东南部地区许多水域系统肉食性鱼类身上可能造成健康危险的超标汞(Hg)含量进行了测量。根据从出版的有关汞的水地球化学的实验数据得出的假设,我们调查了某些自然和人为的条件对莫尔比-亚拉巴马河系(MARS)中现场甲基汞(MeHg)含量的影响。从不同类型的环境采集了水样,假设这些水样具有不同的水甲基汞含量,并分析了总汞(THg)和甲基汞浓度以及一些主要的地球化学参数。结果如下:①总的来说,莫比尔-亚拉巴马河系水域中的总汞浓度分布相当均匀,从0.2ng/L到6ng/L不等,表明除了地质来源外,大气沉降肯定是所研究的水系中汞输入的主要来源。②在具有可比较的总汞含量的地点,以甲基汞形式存在的汞部分在从莫比尔-亚拉巴马河系的沿岸平原部分采集的样品中的含量始终比从其他地质区域采集的样品中的高。③我们的现场观测证实了从实验室试验获得的结论,即:甲基汞在水域系统中的丰度与硫酸盐(但只是在较窄的浓度范围内)有关,以及与pH的减少相关,而与硝酸盐或磷酸盐均无直接的关系。④对单一场所生物区中汞的累积的调查表明,在总汞浓度较低但甲基汞/总汞之比较高的水域系统中,生物的汞含量可能超出安全界限。因此,即使水相没有显示出有汞严重富集的迹象,也可能存在对食鱼人群的潜在健康威胁。

关键词：甲基汞汞含量理化环境总汞巴马影响人群河系水样水域

Comparative study on different derivatization procedures for analysis of recombinant human erythropoietin by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection

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Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences 2014年第5期23卷 317-323页

作者：杨霞庞楠楠付晓芳尹红锋廖一平刘虎威生物有机与分子工程教育部重点实验室北京大学化学与分子工程学院分析化学所北京100871 北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 安捷伦实验室美国加州ca95051

Human erythropoietin （hEPO）, an endogenous glycoprotein, plays a fundamental role in erythropoiesis controlling the formation of red blood cells. Production of recombinant human erythropoietin （rhEPO） has made it possible for its abuse in competitive sports. In this work, pre-capillary and on-capillary derivatization by 5-furoylquinoline-3-carboxaldehyde （FQ） and fluorescein isothiocyanate （FITC） for the detection of rhEPO by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection （CE-LIF） were compared. FQ pre-capillary labeling improves sensitivity but degrades the glycoforms separation due to the inhomogeneity of the reaction products from multiple labeling. Compared with FITC pre-capillary derivatization with the excess fluorescent background, the on-capillary FQ derivatization method can provide shorter analysis time, lower background, and better selectivity. It is demonstrated that, through optimizing reaction conditions of FQ on-capillary derivatization, both high sensitivity and satisfactory resolution for the analysis of the be used for the glycoforms profiling and quality control of rhEPO doping control analysis. glycoforms of rhEPO could be obtained. This method can It may be used as a candidate method for fast screening in

关键词： Recombinant human erythropoietin Capillary electrophoresis Laser-induced fluorescence detection On-capillaryderivatization