1 北京邮电大学 电子工程学院， 安全生产智能监控北京市重点实验室， 北京 100876
2 解放军总医院第三医学中心 放射诊断科， 北京 100039
实时便捷的pH检测对于环境监测和医学诊断等领域具有重要应用价值。本文通过溶胶?凝胶法制备了一种比率荧光毛细管pH传感器。该传感器以2.8?羟基芘?1，3，6?三磺酸三钠盐（8?hydroxy?pyrene?1，3，6?trisulfonate，HPTS）作为pH敏感的荧光探针，利用HPTS与十六烷基三甲基溴化铵（hexadecyl trimethyl ammonium bromide，CTAB）结合形成HPTS?IP离子对，然后将离子对分散于溶胶?凝胶中，并将其固定于毛细管内壁即制得比率荧光毛细管pH传感器。该传感器利用HPTS在双激发带下的发射强度比值实现比率荧光检测，当pH从5.0上升至8.0时，HPTS的荧光强度比率随pH值增加逐渐增强，pKa值为6.95，通过分析HPTS的比率荧光强度变化可间接监测pH波动。该传感器具有较好的pH敏感性、稳定性和可逆性，且可快速、灵活、便捷地进行实际操作，在环境保护和生物医学领域的pH监测分析方面拥有良好的应用前景。
荧光探针 光学传感器 pH检测 毛细管 比率荧光 fluorescence probe optical sensor pH detection capillary ratiometric fluorescence
1 中央民族大学 生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学 理学院, 北京 100081
3 北京邮电大学 电子工程学院, 北京 100876
过氧化氢(H2O2)是活性氧类的主要标志物, 它与多种疾病如神经退行性疾病密切相关。本文设计了一种检测细胞内过氧化氢的荧光过氧化氢酶纳米传感器。这种纳米传感器由含多聚赖氨酸、辣根过氧化物酶的生物相容性外壳和含有氧探针的多孔聚合物基质的氧传感核组成。辣根过氧化物酶(HRP)催化H2O2生成氧, 进而通过荧光氧气探针进行探测。该酶纳米传感器的流体动力学尺寸约为270 nm, zeta电位为-18 mV, 具有良好的生物相容性。它的荧光比率和时间分辨荧光均对H2O2高度敏感。此外, 该纳米传感器可以被活细胞有效地摄取, 从而可以用TRF 方式灵敏地检测细胞内的H2O2浓度。结果表明, 本实验制备的酶纳米传感器有望进一步用于监测H2O2相关的细胞生化反应, 如氧化应激。
过氧化氢 纳米传感器 时间分辨荧光 比率荧光 氧化应激 H2O2 nanosensor time-resolved fluorescence(TRF) ratiometric fluorescence oxidative stress
北京邮电大学电子工程学院 安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京 100876
无创且实时检测微观环境的pH变化在医疗等领域具有重要的研究价值, 本文通过灵活简单的共沉淀方法制备了一种基于pH敏感分子异硫氰酸荧光素(FITC)的荧光pH纳米传感器, FITC的荧光强度随pH值增加发生明显变化, 当pH值从3变至9时, 荧光强度增大约38倍, 基于FITC荧光强度变化可实现对pH的灵敏检测, pKa值为 6.07。该荧光pH纳米传感器具有小粒径、高灵敏度、良好的可逆性和生物相容性, 在细胞等微环境pH检测方面将具有良好的应用前景。
异硫氰酸荧光素 pH检测 纳米颗粒 荧光传感 flourescein isothiocyanate pH detection nanoparticle fluorescence sensing
1 北京邮电大学电子工程学院 安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京 100876
2 中国科学院 理化技术研究所, 北京 100080
光热治疗基于光热药剂在激光照射下产生热量, 进而高温杀死肿瘤细胞, 因而实时监测光热过程中微观温度变化对于优化治疗效果具有十分重要的作用。稀土Eu3+配合物的发光具有线谱、长荧光寿命以及对温度高度敏感的特点, 利用Eu3+配合物的温敏特性可检测光热过程中的温度变化, 整合温度监测功能和光热特性的纳米体系在光热治疗领域具有很好的应用前景。本文制备了一种内部封装温度敏感探针Eu3+配合物且表面复合金纳米球的功能纳米颗粒, 将该功能纳米颗粒分散液置于不同的温度环境中, 发现其荧光性能对温度具有高的响应灵敏度, 即Eu3+的特征发射峰(615 nm)强度随温度升高降低52.7%, 表明该稀土荧光温度纳米传感器具有高的温度敏感性。在激光辐照下, 功能纳米颗粒可以产生良好的光热现象, 基于自身的温敏特性可实时对光热特性进行温度监控。
稀土Eu3+配合物 温度敏感探针 金纳米球 温度监控 europium(Ⅲ) chelates temperature-sensitive nanoprobe gold nanospheres temperature monitor
北京邮电大学电子工程学院 安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京 100876
为了实现光动力治疗过程中单线态氧的检测, 设计了一种水溶性良好的单线态氧纳米探针。首先利用再沉淀法将1,3二苯基异苯并呋喃(DPBF)封装于纳米颗粒中, 然后对纳米探针进行透射电镜、动态光散射粒径和吸收光谱表征, 表明纳米颗粒具有良好的分散性, 粒径约为200 nm, 在426 nm左右具有DPBF的特征吸收峰, 最后选择吲哚菁绿(ICG)作为光敏剂, 利用纳米探针的吸收峰变化检测单线态氧的产生。结果表明该纳米探针对单线态氧具有高灵敏度, 在光动力治疗过程中单线态氧的检测方面具有良好的应用价值。
单线态氧检测 纳米探针 光动力治疗 DPBF DPBF singlet oxygen detection nanoprobe photodynamic therapy
1 北京交通大学 理学院, 北京 100044
2 中央民族大学 理学院, 北京 100081
在生物医学领域, 溶氧的检测具有十分重要的意义。近年来氧气传感器的研究取得了重要的进展, 尤其是纳米尺寸的光学氧气传感器倍受重视。光学氧气纳米传感器具有检测灵敏度高、稳定性好、易于生物功能化等优点, 特别适用于在(亚)细胞层次或者生物组织内溶氧的实时检测。本文主要从氧气荧光探针的种类、传感器的基质构成、纳米传感器的构建方法、检测模式和生物医学应用等几个方面出发, 结合本研究组在光学氧气纳米传感器的研究进展进行综述, 并对其在生物医学领域中的主要应用进行了阐述。
光学纳米传感器 氧气传感 磷光猝灭 生物医学成像 optical nanosensor oxygen sensing phosphorescence quenching biomedical imaging
