1 无锡商业职业技术学院 汽车技术学院, 江苏 无锡 214153
2 盐城工学院 材料科学与工程学院, 江苏 盐城 224002
以叶酸和N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸为原料, 制备了具有丰富氮含量(10.0%)和高荧光量子产率(23.64%)的N,P-CDs。由于Hg2+与N, P-CDs之间的电子转移作用, N,P-CDs的荧光将被猝灭, 基于此构建了半胱氨酸/同型半胱氨酸(Cys/Hcy)增强型纳米探针。利用Hg2+和硫醇基团之间更强的相互作用, 实现Cys/Hcy的检测。Cys的测定在0.1~150 μmol/L范围内存在线性关系, Hcy的测定在0.1~100 μmol/L范围内存在线性关系, 检测限分别为30 nmol/L和50 nmol/L。此外, 本文所制备的N,P-CDs具有较强的抗基质干扰能力, 可用于自来水和尿液等真实样品检测; 因其超低的细胞毒性和出色的细胞渗透性, 可用于检测活细胞内的Hg2+/Cys, 在生物传感方面具有较为广阔的应用前景。
荧光探针 半胱氨酸检测 同型半胱氨酸检测 细胞成像 N,P-CDs N,P-CDs fluorescent probes cysteine detection homocysteine detection cell image
成都中医药大学药学院 西南特色中药资源国家重点实验室, 四川 成都 611137
半胱氨酸(Cysteine, Cys)作为生物体内一种重要的含巯基氨基酸, 与细胞代谢、氧化还原稳态密切相关, 然而过量的半胱氨酸可能会导致类风湿性关节炎、阿尔兹海默病等。因此, 开发一种能选择性识别半胱氨酸的荧光探针具有重要的研究意义。本文设计合成了一种以姜黄素-二氟硼为基本骨架, 2-氯-5-硝基苯甲酰基为识别位点的荧光探针分子1, 并将其用于半胱氨酸的识别。结果表明, 探针能高选择性识别Cys, 荧光强度与Cys浓度在10~70 μmol·L-1范围内呈良好的线性关系, 检出限为2.9 μmol·L-1。同时, Cys的加入会引起探针溶液颜色肉眼可见的显著变化, 由黄色变为无色。此外, 该探针能模拟检测水样中添加的半胱氨酸, 在自来水、河水样品中的半胱氨酸的回收率为98%~109%。
半胱氨酸 姜黄素衍生物 荧光探针 选择性识别 cysteine curcumin derivatives fluorescent probe selective recognition
暨南大学理工学院食品科学与工程系, 广东 广州 510632
大蒜中的含硫氨基酸, 如脱氧蒜氨酸(SAC)、 蒜氨酸(SACS)、 S-烯丙基巯基半胱氨酸(SAMC), 具有抗肿瘤、 抗氧化等多种生理、 药理活性, 这些活性应当与上述含硫氨基酸和存在于生物体内的蛋白质等生物大分子之间的相互作用有直接关系。 为探明其关系, 本文以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白, 运用荧光光谱法和紫外吸收光谱法, 研究了pH 7.40的Tris-HCl缓冲溶液中, 大蒜中SAC, SACS, SAMC与BSA的相互作用。 采用荧光分光光度计, 以280 nm为激发波长, 扫描300~400 nm的荧光发射光谱; 采用紫外分光光度计, 扫描SAMC的300~400 nm紫外吸收光谱。 荧光光谱和紫外吸收光谱结果分析表明: BSA与SAC, SACS的猝灭类型是动态猝灭。 BSA与SAMC的猝灭类型是静态猝灭, 在298和310 K下两者的结合常数分别为6.18×103和5.54×103 L·mol-1, 结合作用较强; 对应温度下BSA与SAMC均近似为1个结合位点, 可形成1:1的复合物, 推断其在生物体内能被较好的储存与转运; 两者的结合距离为1.61 nm。 两者结合的热力学参数在298和310 K下的ΔG分别为-21.63和-22.21 kJ·mol-1, 说明反应是一个自发进行的过程; 其ΔH为-7.06 kJ·mol-1; 在298和310 K温度下的ΔS分别为48.89和46.99 J·mol-1·K-1, 结合ΔH和ΔS的大小可判断两者的结合以静电引力作用为主。 研究表明SAMC与BSA的结合作用较强, 为其可作为药物分子提供了理论依据, 同时这些结果也为进一步研究三种含硫氨基酸与BSA等大分子的相互作用、 开发与利用提供了理论依据。
脱氧蒜氨酸 蒜氨酸 S-烯丙基巯基半胱氨酸 牛血清白蛋白 S-allyl cysteine S-allyl cysteine sulfoxid S-allyl mercapto cysteine Bovine serum albumin 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3483
西南大学化学化工学院, 发光与实时分析教育部重点实验室, 重庆 400715
联合紫外、 拉曼光谱及其在L-半胱氨酸/银传感器(L-Cys@Ag)的表面增强拉曼散射(SERS)光谱表征吲哚美辛, 并与固体吲哚美辛的常规拉曼光谱(NRS)进行对比, 发现L-Cys@Ag对吲哚美辛有明显拉曼信号放大, 但其特征峰几乎不产生位移。 研究不同酸碱环境下, L-Cys@Ag的吸附模型, 分析吲哚美辛在L-Cys@Ag上的拉曼光谱和SERS光谱, 归属拉曼特征峰。 结果显示, L-半胱氨酸与银主要以Ag—S键的方式形成稳定吸附, 但是中性和碱性条件时—COO-也会吸附到银表面。 结果表明: 半胱氨酸中的氨基与吲哚美辛中的羧基氧、 苯环中的π电子发生吸附, 整体能量下降, 使结构更加稳定。 加入牛血清白蛋白(BSA)后, pH为5时, SERS强度明显减弱。 在pH为7和9时, N—H伸缩振动和酰胺Ⅱ振动明显增强, 吲哚美辛的苯环和吲哚环的特征峰振动消失。 其原因是吲哚美辛的苯环和吲哚环进攻BSA后, 吲哚美辛特征振动消失, 但是吲哚美辛中的氮, 羰基与BSA中氨基吸附, 使得C—N和—COO-的SERS信号稳定。 这为将来吲哚美辛以及相关非淄体消炎药的改良和新药的研究提供了可靠的鉴别和分析方法。
表面增强拉曼散射 L-半胱氨酸 银纳米线 牛血清白蛋白 吲哚美辛 Surface-enhanced Raman scattering L-Cysteine Ag nanowire Bovine serum albumin Indomethacin 光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3112
发光与实时分析教育部重点实验室, 西南大学化学化工学院, 重庆 400715
以L-半胱氨酸(L-Cys)组装银纳米棒的SERS传感器检测汞离子。 讨论了能捕获汞离子的标记分子的种类, 选择L-Cys为标记分子, L-Cys通过S—Ag键链接在银纳米棒表面。 紫外-可见吸收光谱对银纳米棒及组装上L-Cys和Hg2+分别进行表征, 通过10种金属离子验证了该分子探针的对汞离子的特异性吸附, 构建了“Ag-L-Cys-Hg”层状结构。 标记分子-金属纳米粒子偶联物的稳定性由配体分子、 温度、 pH值等决定, 讨论了L-Cys标记分子的浓度、 pH值、 温度的最佳条件, 对一系列汞离子浓度进行测定, 线性范围在0.01～1 μmol·L-1之间, 相关系数为0.990, 检出限为1 nmol·L-1。 对实际水样进行了测定, 加标回收率在85%～103%之间。 建立了一种高效、 快捷、 灵敏度高、 稳定性好痕量测定Hg2+的方法。
表面增强拉曼光谱 银纳米棒 L-半胱氨酸 汞离子 SERS Silver nanorods L-cysteine Mercury ions
发光与实时分析教育部重点实验室, 西南大学化学化工学院, 重庆 400715
利用拉曼光谱仪测定L-半胱氨酸(L-Cys)的常规拉曼光谱(NRS)和表面增强拉曼光谱(SERS), 发现L-Cys在纳米银棒上有明显的拉曼增强效应, 对分子特征峰进行了归属, 研究L-Cys在银纳米棒基底表面吸附机理, 在固体NRS中在2 576 cm-1出处有明显的S—H伸缩振动峰, 而SERS中没有出现, 实验表明纳米银棒与L-Cys巯基上的S原子形成了Ag—S键, C—O和C—N伸缩振动有明显的增强。 在不同pH值条件下, 分析了L-Cys的拉曼光谱差异, 探讨吸附行为的变化。 在pH值为6时, S—H的伸缩振动峰基本消失, 形成了稳定的S—Ag键； 随着pH值增加趋于碱性时, 羧基易失去H原子形成—COO-易与银发生吸附作用且振动峰增强。 在pH值为7时, S原子与Ag形成稳定的S—Ag键, C—O和C—N的振动峰也最稳定。 选择在pH值为7的条件下, 在L-Cys溶液中加入Na+, Mg2+和Cu2+ 等10种金属盐, 发现Al3+, Cu2+, Zn2+, Cd2+和Hg2+ 使L-Cys分子的结构发生了改变, 金属离子与L-Cys另一端羧基发生作用, 其中Cu2+, Zn2+, Cd2+和Hg2+随半径增大与S原子的孤电子发生作用越大。 探讨了在不同pH值、 不同比例和不同浓度下, 金属离子与L-Cys作用SERS的变化, 随着pH值、 比例和浓度的增大, 峰的强度有减小趋势。 Cu2+与L-Cys作用的SERS信号很弱, Hg2+与L-Cys作用只出现了一个C—O的振动峰, 说明Hg2+完全破坏了L-Cys的空间构型。 该研究对蛋白质变性等的研究提供了重要参考信息。
表面增强拉曼光谱 L-半胱氨酸 银纳米棒 金属离子 SERS L-cysteine Silver nanorodes Metal ions 光谱学与光谱分析
2017, 37(7): 2079
郑州大学, 物理工程学院, 材料物理国家教育部重点实验室, 郑州 450052
采用种子生长法制备了不同长径比的金纳米棒, 并通过金硫键的结合在其表面包覆半胱氨酸分子。利用紫外-可见吸收光谱仪, 扫描电子显微镜以及拉曼光谱仪等对样品进行分析和表征。实验结果表明金纳米棒产率较高, 且一致性较好。表面修饰后的金纳米棒的纵向吸收峰发生蓝移, 表明半胱氨酸分子与金纳米棒的结合有助于溶液分散性的提升。以结晶紫为探针分子, 随着金纳米棒长径比的增加其拉曼增强效果变强。进一步分析发现, 修饰后的金纳米棒的表面增强拉曼光谱的增强效果并未受到影响。通过金纳米棒与半胱氨酸分子牢固的结合, 一方面可以提高金纳米棒溶液的分散性与稳定性; 另一方面半胱氨酸分子可为金纳米棒修饰其它有机官能团提供了一个牢固的桥梁, 有效地拓展了金纳米棒的应用方向。
金纳米棒 半胱氨酸 表面增强拉曼散射 gold nanorods cysteine surface enhanced Raman scattering
西南大学化学化工学院, 发光与实时分析教育部重点实验室, 重庆 400715
报道了S-胸腺嘧啶-L-半胱氨酸的FTIR光谱, 及其固态、 饱和液态的FT-Raman光谱。 通过红外与拉曼光谱的结合, 对其分子结构中各基团的振动情况进行了较为全面的解析； 实验发现, 该化合物在银胶上的最佳SERS的浓度为10-4 mol·L-1, 氨基峰在酸性条件下增强, 羧基峰在碱性条件下增强, 而其他基团峰随pH值的改变变化不大。 依据SERS作用机理和规律, 推测S-胸腺嘧啶-L-半胱氨酸在银胶表面的吸附是通过硫原子、 羧基、 氨基、 胸腺嘧啶环和其中的氮原子与银原子配位, 且胸腺嘧啶环是倾斜着与银纳米颗粒相吸附； 该吸附模型的建立为拉曼光谱更深入研究PNA、 多肽及其他生物分子提供了十分重要的信息和有益的参考。
S-胸腺嘧啶-L-半胱氨酸 拉曼光谱 红外光谱 表面增强拉曼光谱 吸附 S-thyminyl-L-cysteine Raman spectra Infrared spectra SERS Adsorption 光谱学与光谱分析
2011, 31(5): 1274
楚雄师范学院光谱应用技术研究所, 楚雄 675000
在直流10 V电压下电解聚乙烯醇和硝酸银的混合液3 h制备纳米银胶, 将经过半胱氨酸修饰后的载玻片浸入银胶24 h制得纳米银膜。用紫外可见分光光度计对银胶进行了观测, 由于其吸收峰半高宽较窄可知银胶中纳米银颗粒粒径分布较为均匀。同时, 使用扫描电镜对银膜进行了表征。通过对半胱氨酸分子SERS信号的分析得出了纳米银粒子在玻璃表面上可能的组装方式。以结晶紫(Crystal Violet)和孔雀石绿(Malachite Green)作为探测分子, 采用便携式拉曼光谱仪测得两种分子不同浓度下的SERS谱。发现该方法所制得的纳米银膜有很好的表面增强效果。最后分析了半胱氨酸分子SERS信号对探针分子光谱的影响。
半胱氨酸 纳米银膜 L-cysteine SERS SERS Nano silver film
1 电子科技大学生命科学与技术学院, 四川 成都 610054
2 四川农业大学植物遗传育种省级重点实验室, 四川 雅安 625014
在采用亲和层析、 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对原核表达的赤霉酸诱导的富含半胱氨酸蛋白(Trx-GcGASA)进行纯化、 鉴定的基础上, 运用稳态荧光光谱手段研究了二硫苏糖醇(DTT)、 氧化型谷胱甘肽(GSSG)、 过氧化氢、 盐酸胍(GdnHCl)对Trx-GcGASA内源荧光及变性过程的影响, 发现(1)在中性缓冲体系中融合蛋白的内源荧光以305 nm的酪氨酸的荧光发射为主；(2)伴随着二硫键还原, 融合蛋白中色氨酸和酪氨酸的相对荧光强度比值从0.7变化至1.8倍左右；(3)经过0.5 mmol?L-1 GSSG、 5 mmol?L-1过氧化氢处理后, 酪氨酸和色氨酸的荧光强度下降约12～21%；(4)无论是否采用1 mmol?L-1 DTT处理, 6 mol?L-1盐酸胍均不能诱导融合蛋白彻底变性；(5)二硫键的存在与否影响了盐酸胍诱导的变性过程。 通过两态模型拟合获得Trx-GcGASA变性过程Gibbs自由能变化ΔG约为3.7 kJ?mol－1。 相关工作不仅为深入研究融合伴侣Trx对GcGASA变性热力学、 动力学及复性过程影响奠定了基础； 同时, 也为通过光谱手段获取GcGASA的结构信息提供了基础的数据。
赤雷酸诱导的富含半胱氨酸蛋白 内源荧光 二硫键 变性 Gibberellin-induced cysteine-rich protein Intrinsic fluorescence Disulphide bonds Denaturation
