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新型双功能席夫碱荧光探针分别识别检测Zn2+和CN-
董振明 , 王佳娜 , 张强 , 王煜
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171144
合成了一种新的席夫碱荧光探针4'-羟基-3'-((2-吡啶亚甲基亚氨基)甲基)-4-氰基联苯(HPBC),用于对Zn2+和CN-的选择性识别检测。在EtOH-H2O(2:3,V/V,HEPES,pH=7.4)体系中,HPBC与Zn2+按摩尔比1:1络合,使探针在468 nm处的荧光明显增强,且最大发射峰发生15 nm的蓝移,而在加入其它金属离子后不产生明显的荧光增强现象,由此可以选择性识别检测水体系中的Zn2+。本方法检测Zn2+的线性范围为0.4~4.0 μmol/L,检出限为36.5 nmol/L,比WHO规定的饮用水中Zn2+限量水平(76 μmol/L)约低1000倍。向HPBC中交替加入Zn2+和EDTA,探针表现出"ON-OFF-ON"模式的荧光变化,且在4次循环后,体系荧光效率损失较小,表明HPBC对Zn2+的识别具有良好的可逆性。荧光成像实验表明,HPBC可用于检测活细胞中的Zn2+。而在DMSO-H2O(3:7,V/V)介质中,由于与其它阴离子尤其是F-与AcO-相比,CN-具有较强的碱性及较弱的氢键结合力,因此CN-可使探针HPBC中的酚羟基去质子化,产生强的绿色荧光,且溶液颜色由无色变为淡黄色。由此可以选择性识别检测水溶液中的CN-,且不受其它阴离子的干扰。HPBC对CN-的检出限0.575 μmol/L。HPBC还可制成试纸条,通过检测试纸条颜色及紫外灯下荧光的改变,方便快捷地检测水样中的CN-
关键词: 席夫碱, 荧光探针, 锌离子, 氰根离子, 识别检测
高灵敏度席夫碱镁离子荧光探针的合成及识别性能研究
吴红梅 , 郭宇 , 曹建芳 , 陈强强
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171256
以对氨基苯甲酰肼为连接基团,分别通过氨基和酰肼基团引入丹磺酰氯和2-羟基-1-萘醛,制备了新型席夫碱(Schiff's base)类荧光探针TZ,实现了对镁离子(Mg2+)的高灵敏度识别。利用电喷雾质谱、紫外光谱、荧光光谱等研究了荧光探针TZ对Mg2+的识别作用与机理。紫外光谱表明,单纯探针TZ在386.5 nm出现了萘醛的特征吸收峰;当探针TZ与Mg2+结合后,在411 nm处出现新的吸收峰,等吸收点为400 nm。荧光光谱表明,探针TZ与Mg2+结合后激发波长红移到400 nm,在发射波长468 nm处荧光强度增强10倍,量子产率为0.57。当向TZ中加入其它金属离子(Li+、Na+、K+、Zn2+、Ca2+、Mn2+、Cd2+、Pb2+、Ag+等)时,荧光强度并未发生明显变化,表明TZ对Mg2+具有较高的选择性。通过ESI-MS滴定和Job's plot曲线确定了TZ与Mg2+的配位模式为1:1的关系,检出限可达0.13 μmol/L。
关键词: 镁离子, 荧光探针, 识别, 席夫碱, 配位
基于荧光共振能量转移的金纳米粒子/碳量子点荧光纳米探针检测精氨酸
邹小波 , 史永强 , 郑悦 , 石吉勇 , 胡雪桃 , 蒋彩萍 , 黄晓玮 , 徐艺伟
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181096
利用碳量子点(CQDs)和金纳米粒子(AuNPs)间的荧光共振能量转移(FRET)效应成功实现了精氨酸的快速检测。采用一步微波辅助法合成具有优良荧光性能的碳量子点(CQDs),并对AuNPs/CQDs复合材料进行相应表征,分析了其猝灭和检测机制。对AuNPs/CQDs的添加量、pH值和反应时间进行了优化。在优化条件下,将此荧光体系用于精氨酸含量的检测,结果表明,荧光强度和精氨酸浓度在0.1~10.0 μmol/L范围内呈良好的线性关系(R2=0.993),检出限为5.8 nmol/L。采用本方法测定了葡萄汁中精氨酸的含量,回收率为105.4%~110.8%,表明本方法可用于果汁中精氨酸的实际检测。
关键词: 精氨酸, 荧光探针, 荧光共振能量转移, 碳量子点, 金纳米粒子
新型双光子荧光探针用于高灵敏检测硝基还原酶及细胞成像
李天睿 , 胡伟 , 刘志洪 , 李贞
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181315
以2-乙酰基-6-甲氨基萘为荧光团,对硝基氯甲酸苄酯为识别域,设计合成一种新型双光子荧光探针NNTR。基于单光子和双光子模式考察了NNTR探针的光学特性及其对硝基还原酶(NTR)的荧光响应,发现在NADH催化下,NNTR可与NTR(NTR)反应,5 min后,在单光子激发模式下,510 nm处的发射光强度增加了约350倍,而在双光子激发模式下,810 nm处的发射光强度增加了约500倍,活性截面积可达66 GM(1 GM=1×10-50 cm4·s/photon)。将NNTR探针用于NTR检测,检出限低至22 ng/mL,且具有反应速度快、选择性高、光学稳定性好等特点。考察了探针对HeLa的细胞毒性,并以盖玻片诱导缺氧法使HeLa细胞缺氧,促使NTR过表达,实现了NNTR探针对HeLa活细胞中NTR的成像分析。
关键词: 双光子, 荧光探针, 萘衍生物, 氯甲酸对硝基苄酯, 硝基还原酶
检测Al3+的席夫碱荧光探针的合成和性能研究
王宇斌 , 侯玲杰 , 葛金印 , 双少敏
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181461
以2,5-二羟基苯甲醛和2-吡啶甲酰肼为原料,合成了一种新型席夫碱荧光探针N-(2,5-二羟基苯亚甲基)吡啶-2-甲酰肼(L)。在DMSO-H2O(9:1,V/V,pH=6.25)的体系中,L与Al3+形成1:1的络合物,随着Al3+浓度增加,溶液颜色逐渐由无色变为黄色,且在530 nm处的荧光强度显著增强,对Al3+显示出极高的选择性。荧光强度与Al3+浓度在1~10 μmol/L的范围内呈良好的线性关系,检出限为0.727 μmol/L,相对标准偏差为1.1%,对Al3+的选择性识别检测具有较高的灵敏度。结合质谱和核磁共振表征,确定了络合物的形成和探针与Al3+的结合模式。进一步将探针应用于生物样品中,MTT实验证明探针L对肝癌细胞(BEL-7402)毒性很低,细胞成像实验结果表明探针L可用于检测活细胞中的外源性Al3+
关键词: 席夫碱, 荧光探针, 铝离子, 细胞成像
新型蒽醌类银离子荧光探针的合成、细胞成像和密度泛函理论研究
毕晶晶 , 李琳琳 , 麻娜娜 , 夏丁丁 , 仉华 , 张志国 , 刘统信 , 张贵生
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181563
设计并合成了两个对称的1,2,3-三氮唑类蒽醌衍生物K1K2,采用1H NMR、13C NMR和HRMS表征其结构,并考察了光谱性质。利用GaussView 9.0量化程序及含时密度泛函TD-DFT方法对K1K1-Ag+的结构性质及理论光谱进行了计算。结果表明,计算与测得的紫外-可见吸收光谱一致,在370 nm左右出现蒽醌的吸收峰;荧光光谱表征实验表明,探针K1与Ag+结合后,出现两个吸收峰(466和522 nm),466 nm处荧光强度与单独K1相比增强9倍;探针K1在H2O-DMSO(7:1,V/V,HEPES,pH=7.4)中对Ag+具有良好的选择性识别性能,常见共存离子及pH值对其测定无明显影响,通过Job's plot曲线确定二者之间的结合比为1:1,结合常数为1368 L/mol,检出限为21.2 μmol/L(S/N=3)。利用DFT方法对探针K1结构和K1-Ag+可能的络合结构进行了分子构型优化,并计算络合物中Ag+K1的结合能,结果表明,Ag+与两个三氮唑环和蒽醌单元络合结构结合能最大,与核磁滴定实验的结果吻合。K1K1-Ag+的优化结构显示,K1与Ag+结合后,分子的三氮唑环发生转位,蒽醌平面发生轻度弯曲。荧光共聚焦成像结果表明,探针K1对Ag+有较好的选择性和灵敏度,可实现人肝癌细胞(HepG2)中微量Ag+的检测。
关键词: 蒽醌, 三氮唑, 荧光探针, 银离子, 荧光成像
大肠杆菌一步水热法制备氮掺杂碳量子点及其在铁离子检测中应用
林烨 , 李跃海 , 杨辉 , 黄虹浦 , 李琳 , 李顺兴
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181699
以大肠杆菌沉淀物为前驱体,采用水热法(180℃)一步合成水溶性好、pH稳定性和抗盐性突出的氮掺杂碳量子点(N-CQDs)。通过透射电子显微镜、动态光散射和傅立叶红外光谱对N-CQDs进行了表征,N-CQDs呈圆球状,粒径均一,大小4.1 nm,分散良好,表面含大量亲水基团;采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱考察其光学性能,结果表明,Fe3+离子可对N-CQDs选择性荧光猝灭,在0.58 nmol/L~100 μmol/L浓度范围内,荧光猝灭程度与Fe3+浓度呈良好的线性关系,检出限为0.58 nmol/L,回收率为93.9%~108.7%;同时考察了pH值、含盐量、金属离子共存对Fe3+测定的干扰,结果表明,本方法适用于含盐量较高、pH值变化范围较大、共存金属离子多样的近海海水中Fe3+的选择性荧光检测。
关键词: 大肠杆菌, 氮掺杂碳量子点, 铁离子, 荧光探针
双功能方酰胺荧光探针手性识别研究
白蕾 , 霍淑慧 , 韩振刚 , 陈晶
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191056
合成了4个双功能方酰胺探针分子,其中13为新化合物,24为已知化合物,并通过核磁共振(1H NMR、13C NMR)和高分辨质谱(HRMS)确认其结构。采用荧光光谱法,系统研究了这4个手性探针分子对Boc-苯丙氨酸、苯丙氨酸、苯甘氨酸、脯氨酸、缬氨酸、酒石酸、扁桃酸和联二萘酚的荧光手性识别效果。通过组合筛选发现,探针分子4对缬氨酸有较好的识别效果。进一步的研究结果表明,探针分子4与缬氨酸的摩尔比为1∶2时,加入L-缬氨酸后,荧光光谱峰大幅蓝移,且荧光强度大幅减弱;加入D-缬氨酸后,荧光光谱没有变化,荧光强度比值(ID/IL)达到1.35。据此提出了探针分子4的叔胺基团和方酰胺基团分别通过静电作用和氢键作用各结合一分子L-缬氨酸的双手性中心识别机理。
关键词: 手性识别, 荧光探针, 方酰胺, 双功能, 非衍生氨基酸
小鼠活体脑部生物活性分子的荧光成像研究进展
王昕 , 李平 , 张雯 , 唐波
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191408
大脑在分子水平上具有独特的化学组成和反应活性。脑部的生物活性分子(包括金属离子,活性氧物种,神经递质及神经递质水解酶等)在脑功能的行使过程中,扮演着不同却又极其关键的角色。正常稳态浓度的生物活性分子对维持稳定的脑部和功能发挥了重要作用,而生物活性分子水平的异常变化又与帕金森病、阿尔兹海默症、抑郁症等多种脑部疾病的发生与发展密切相关。因此探究大脑中生物活性分子的浓度及调控作用,对揭示大脑的奥秘、理解脑部疾病的发生和发展具有重要作用。荧光成像方法具有高灵敏、高时空分辨、易操作等优势,是探究大脑中生物活性分子的真实浓度和功能的重要工具。近年来,随着荧光成像技术的发展,研究者构建了多种荧光探针用于检测鼠脑中生物活性分子。本文综述了近年来用于大脑中生物活性分子检测的分子探针、纳米探针及蛋白探针的发展概况,探讨了构建新型荧光探针、利用荧光成像方法进一步深入剖析生物活性分子调控大脑功能等方面的研究,对未来的发展进行了展望。
关键词: 荧光探针, 脑部成像, 生物活性分子, 评述
新型比色荧光双通道探针用于硫化氢的检测
王肖莉 , 姚猛 , 李引 , 魏超 , 王美
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191451
以7-硝基苯并呋咱(NBD)为荧光团,经一步有机合成,高产率制备比色荧光双通道探针,用于检测环境和体内硫化氢(H2S)的含量。以无水Na2S为H2S供体,考察了探针的选择性、灵敏性等性能。结果表明,探针荧光强度与H2S浓度在5-50 μmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为0.125 μmol/L,同时反应溶液由无色变为紫色。采用MTT法测试探针的细胞毒性,结果表明,在探针浓度低于50 μmol/L条件下,细胞存活率高于90%。激光扫描共聚焦显微成像结果表明,探针可靶向细胞溶酶体,可对溶酶体内H2S进行成像研究。
关键词: 硫化氢, 比色检测, 荧光探针, 细胞成像
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