生物体的安全与健康一直备受关注, 金属离子存在于生物体内, 并对生物体的健康与疾病有着重要的影响。 人体内环境复杂, 金属离子在人体内具体的作用机理尚不清楚, 因此寻找一种方法可以实现对人体内金属离子的检测对于探索它们在人体内的作用具有重要意义。 分子荧光探针一般由识别基团、 荧光基团和连接基团三部分组成, 主要是利用探针识别基团与金属离子作用, 改变荧光探针的结构, 从而引起荧光性质的变化来检测金属离子。 这些荧光性质的变化涉及到不同的荧光机理, 比如光诱导电子转移机理, 荧光由于光诱导电子转移机理会出现荧光猝灭现象, 可以根据这个机理设计开-关或者关-开型荧光探针; 分子内电荷转移机理由于探针与检测物反应会引起红移或者蓝移, 适合比率型荧光探针的设计。 荧光成像技术因对检测物具有特异的高灵敏识别能力和能够在生物体内实时监测的优点得到了迅速发展, 已经广泛应用于生物体内活性物质的检测, 大量的金属离子探针也被报道。 本文主要根据检测不同种类的常见金属离子如铜离子、 铁离子、 锌离子、 汞离子等, 对他们在生物体中含量作用等做了研究。 综述了检测铜离子的胆固醇类探针、 新型开启式近红外荧光探针, 基于氧化还原特性及把具有独特的Fe2+脱氧作用的N-氧化物基团连接到荧光团上以特异性识别Fe2+机理设计检测铁离子荧光探针, 基于硫羧醛的脱保护反应构建检测汞离子荧光探针, 基于分子内电荷转移荧光共振能量转移效应的锌离子荧光探针, 检测镁离子的喹啉类荧光探针、 检测镉离子的吩恶嗪类荧光探针以及检测铬离子、 锡离子等各类荧光探针, 综述了近三年检测金属离子的不同种类荧光探针的优缺点、 设计机理、 作用机制、 研究进展及生物应用并对未被检测金属离子的荧光探针做了展望。
金属离子 荧光探针 识别 生物检测 Metal ions Fluorescent probe Recognition Bioassay 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2002
1 四川大学化学学院, 四川 成都 610064
2 四川大学分析测试中心, 四川 成都 610064
细胞和组织的很多特定功能都由其在不同的生理条件下的生物分子含量决定, 极少数分子的改变就有可能影响细胞生物功能并触发疾病生理过程, 因此高灵敏的生物分子检测技术在疾病机理研究和疾病早期诊断方面具有重要作用。 金属稳定同位素和放射同位素化学性质相近, 借鉴放射同位素标记的成功经验, 通过金属稳定同位素标记多组分生物分子, 可以用原子质谱高灵敏地检测多组分生物分子。 作为灵敏准确的金属元素检测工具, 电感耦合等离子体质谱检出限低、 基体效应低、 线性范围广、 同位素谱线分辨率高, 因此适用于金属元素标记生物分子检测。 金属稳定同位素标记已经被广泛应用到蛋白质、 核酸、 酶活性、 生物小分子、 甚至单个细胞的检测中, 取得了一些可喜的进展, 并展现了广阔未来应用前景。 金属稳定同位素标记生物分析方法有三个特性: 高灵敏度-大多数金属的稳定同位素有较高的标记灵敏度, 并且可以通过纳米材料标记等方法实现信号放大; 多组分同时分析-质谱仪同位素谱线高分辨率提供了多组分分析能力; 高准确度-同位素稀释法提供了可溯源到SI国际单位制的高准确度检测结果。 为了更好的推动相关研究, 简要介绍金属稳定同位素标记生物分析的进展, 主要内容包括以下几个部分: 金属稳定同位素检测工具-无机质谱、 金属稳定同位素标记高灵敏度分析、 金属稳定同位素标记多组分同时分析、 金属稳定同位素标记高准确度分析、 金属稳定同位素标记单细胞分析的进展。
金属稳定同位素 生物分析 电感耦合等离子体质谱 标记 Metal stable isotope Bioassay Inductively coupled plasma mass spectrometry Labeling 光谱学与光谱分析
2019, 39(5): 1346
1 中国科学院 福建物质结构研究所, 中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室福建省纳米材料重点实验室, 福建 福州 350002
2 福建师范大学 材料科学与工程学院, 福建 福州 350007
肿瘤标志物的超敏特异性检测对肿瘤患者的早期诊断和治疗以及增加其存活率具有重要的意义。作为新一代的纳米荧光探针, 稀土掺杂上转换纳米晶具有独特的近红外激发的反斯托克斯上转换发光以及长荧光寿命等特征, 被认为是有机染料、稀土螯合物、量子点等传统荧光探针在肿瘤早期诊疗领域最有应用前景的替代者。本文从上转换纳米荧光探针最基础的物理化学性质如控制合成、表面修饰以及发光物理出发, 系统综述了该类材料在肿瘤标志物上转换体外检测方面的最新进展, 并对其未来的发展趋势与努力的方向作了进一步的远景展望。
稀土 上转换发光 肿瘤标志物 纳米晶 生物检测 lanthanide ion upconversion tumor maker nanoparticle bioassay
华南师范大学生物光子学研究院激光生命科学教育部重点实验室, 广东 广州 510631
表面增强拉曼散射(SERS)标记方法结合现代生物标记方法与SERS光谱技术,使吸附到金或银等贵金属表面的标记分子的拉曼信号显著增强,并将其作为标记示踪信号,具有生物兼容性好、灵敏度高、分子特征性强和快速简便等优点,已成为新颖的标记示踪技术的研究热点之一.本文综述近年来SERS标记技术应用于基因分析、蛋白质检测、微生物检测、肿瘤靶向和小分子物质的最新进展,着重介绍蛋白质和小分子物质的检测,并展望了今后的发展方向.
表面增强拉曼散射 标记 基因 蛋白质 微生物 肿瘤靶向 小分子 SERS labeled gene protein microbe tumor targeting bioassay
1 解放军第302医院全军中药研究所, 北京 100039
2 成都中医药大学药学院, 四川 成都 610075
3 北京中医药大学东直门医院药学部, 北京 100700
荧光测定法在化学分析和生物检测中已广泛应用, 将该法引用到中药的生物效价检测中则是一种新的尝试。 而生物效价检测与药效直接相关联, 是研究中药质量控制与品质评价方法的新趋势。 为了建立与抗病毒药效相关的板蓝根质量控制和评价方法,采用化学荧光测定法考察了板蓝根提取物对流感病毒神经氨酸酶(NA)的体外抑制活性, 分析了其药理作用的量效曲线变化趋势和作用规律。 在此基础上并根据生物检定的统计学原理, 以“质反应平行线”法设计和优化检测条件, 建立了板蓝根抗病毒生物效价荧光检测方法。 实际测试结果能够灵敏、 定量表征样品间的品质差异, 方法的可靠性和可重复性较好。 以此作为板蓝根质量生物控制和评价方法, 能够体现中药药效特点。
化学荧光测定 抗病毒效价 板蓝根 生物测定 Chemical fluorometric determination Antivirus potency Radix Isatidis Bioassay
