1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
2 2.中国科学院大学, 北京 100049
次氯酸(HClO)是一种活性氧(ROS), 在许多生理和病理过程中起着至关重要的作用。然而, 过量的HClO会导致组织损伤、动脉粥样硬化、神经退行性疾病甚至癌症。因此, 实时检测肿瘤细胞中HClO对于探索HClO在肿瘤进展以及免疫治疗中的作用具有重要意义。与目前常用的工艺复杂、水溶性差的有机分子探针不同, 本工作简单地将异硫氰酸荧光素(FITC)与中空介孔普鲁士蓝纳米粒子(HMPB)相结合, 构建了一种新型的无机亲水荧光纳米探针。由于内滤光效应, HMPB中FITC的荧光有一定程度的猝灭, 但通过Fe2+-ClO-氧化还原反应可恢复荧光。 体外条件下, 加入HClO后, FITC在发射峰(520 nm)处荧光逐渐增强, HClO在5×10-6-50×10-6 mol/L范围内呈良好的线性关系, 检出限为2.01×10-6 mol/L。此外, 在细胞水平上, 该纳米探针对癌细胞中的HClO显示出良好的特异检测能力, 且灵敏度高。
普鲁士蓝 荧光探针 HClO检测 Prussian Blue fluorescent probe detection of HClO
1 1.中国科学院大学 中丹学院, 北京 101408
2 2.中国科学院 生物物理研究所, 北京 100101
细菌和病毒一直对人类健康构成威胁。SARS-CoV-2已经在世界各地肆虐了近三年, 给人类健康带来了巨大危险。面对细菌的抗药性和抗生素治疗效果不佳等种种挑战, 人们迫切需要新的方法来对抗致病微生物。最近, 具有内在酶活性的纳米酶作为一种有前途的新型“抗生素”, 通过催化生成大量活性氧, 在生理条件下表现出卓越的抗菌和抗病毒活性。此外, 基于纳米酶的治疗中, 纳米材料在独特的物理化学特性(如光热和光动力效应)的帮助下可以增强治疗效果。本文综述了纳米酶在抗菌、抗病毒-方向的研究进展, 从机制角度系统总结分析了纳米酶消除细菌、病毒等微生物的原理, 对未来的新型纳米抗菌抗病毒材料的研发方向及其所面临的挑战进行了展望, 为开发下一代抗微生物感染纳米酶提供了思路。
纳米酶 抗微生物 催化 抗菌 抗病毒 综述 nanozyme anti-microbial catalyze antibacterial antivirus review
1 1.合肥工业大学 工业与装备技术研究院, 合肥 230009
2 2.合肥工业大学 资源与环境工程学院, 合肥 230009
3 3.合肥工业大学 材料科学与工程学院, 合肥 230009
4 4.上海交通大学医学院附属仁济医院 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
新冠疫情暴发对全球公共卫生构成了巨大威胁, 病毒的快速、准确诊断对新冠疫情防控具有至关重要的作用。近年来, 以纳米材料为基础的电化学传感技术在快速、高灵敏度/高特异性分子诊断方面显示出巨大的潜力。本文简要介绍了新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的结构特征及常规检测方法, 总结了电化学生物检测相关传感特点和机制。在此基础上, 详细评述了金纳米材料、氧化物纳米材料、碳基纳米材料等为基础的电化学传感器用于快速、准确检测新冠病毒的研究进展。最后, 展望了基于电化学传感技术在未来生物分子诊断中的应用。
SARS-CoV-2 电化学生物传感器 纳米材料 快速诊断 综述 SARS-CoV-2 electrochemical biosensor nanomaterial rapid detection review
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 3.上海交通大学 医学院附属仁济医院, 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
4 4.上海市疾病预防控制中心, 上海 200336
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。因此, 迫切需要快速、高灵敏的检测手段来甄别此病毒, 以便及早识别感染者。本文简要介绍了SARS-CoV-2的一般特征, 并针对核酸、抗体、抗原及病原体作为检测靶标的不同检测手段及最新进展进行分类概述; 对一些光学、电学、磁学以及可视化的新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测技术上的应用进行了分析。鉴于纳米技术的应用在提高检测灵敏度、特异性以及准确率上具有优势, 本文详细介绍了新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测中的研究进展, 包括表面增强拉曼基生物传感器、电化学生物传感器、磁纳米生物传感器以及比色生物传感器等, 并探讨了纳米材料在新型生物传感器构建中的作用和挑战, 为纳米材料研究人员开发各种类型的冠状病毒传感技术提供思路。
SARS-CoV-2 检测方法 核酸 抗体 抗原 纳米材料 生物传感器 综述 SARS-CoV-2 detection method nucleic acid antibody antigen nanomaterial biosensor review
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
近年来, 我国科研人员在材料生物传感技术的合理设计、制备、功能化修饰、理化机理探索以及生物医用等方面做出了许多代表性工作。为集中展示我国科学家在生物医学检测领域的最新研究成果, 激发社会各界对生物材料及传感新技术的广泛兴趣, 本人应《无机材料学报》编辑部邀请担任特邀编辑, 组约稿件出版 “抗疫生物材料”专栏。本专栏收录了病毒、细菌、癌细胞检测和诊断相关的最新综述文章和研究论文, 涉及用于新冠病毒检测的新型生物传感技术（电化学传感器、SERS生物传感器、SPR生物传感器等）, 荧光检测技术、抗菌纳米酶技术等。希望通过本专栏的一得之见, 促进来自多个领域、具有不同学科背景的研究人员合作, 共同推动生物医学检测这一领域的发展, 以期创新、发展临床医学对各种疾病的诊断和治疗方式, 更好地造福人类健康。
