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。

银纳米团簇因其独特的与尺寸相关的光、电、磁和催化性能,引起了相关研究人员的高度关注,我们团队一直专注于研究用基于DNA保护的银纳米团簇监测DNA、Hg2+和巯基化合物。发现发生在DNA/银纳米复合物与G-四链体/血红素之间光诱导电子转移(PET),伴随着DNA/银纳米荧光减弱。这一新的PET系统使目标生物分子,如DNA和敏感性高的ATP获得特异性和多样性的检测。首次提出一种以DNA单体作为支架的高产率银纳米簇的合成方法。在这项研究中,采用密度泛函计算理论解释了DNA保护的银纳米团簇的形成机理以及为什么富胞嘧啶DNA是荧光银纳米簇的良好支架。研究结果对DNA保护荧光银纳米簇进一步实验和理论研究提供了基本指导思想,最终可能有助于程序化合成具有光致发光性能的DNA稳定银纳米团簇。