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功能化磁性纳米粒子联合质谱技术用于金属硫蛋白的富集及鉴定研究
何新宇 , 王冰 , 周洋洋 , 卞晓军 , 颜娟
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171285
金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一种具有结合金属能力和高诱导特性的低分子量蛋白质,因此常被作为一种重要的生物标志物用于水环境重金属污染评估。传统的金属硫蛋白富集检测方法耗时较长,操作复杂。本研究制备了金包覆四氧化三铁的核壳纳米粒子(Fe3O4@Au NPs),具有磁场的快速响应和特殊的光学特性的优点,并且可利用Au-S的强亲和力实现纳米粒子对金属硫蛋白的快速富集,进一步将纯化的蛋白质通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)进行分析检测。结果表明,Fe3O4@Au纳米粒子可以直接从复杂的溶液中富集MT,采用MALDI-TOF/MS鉴定分析,检出限达10 fg/mL。
关键词: 金属硫蛋白, 低丰度, 磁性纳米材料, 金纳米粒子, 核壳结构, 质谱
适配体功能化Au@pNTP@SiO2表面增强拉曼探针的制备及用于胶带转移潜指纹的拉曼成像研究
周洋洋 , 杜玉梅 , 卞晓军 , 颜娟
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181702
合成了核壳结构的表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)探针,用于大型客体及曲面客体表面的潜指纹成像。以对硝基苯硫酚(4-Nitrothiophenol,pNTP)为拉曼小分子,修饰在纳米金表面,然后在其表面覆盖一层SiO2壳层,制备Au@pNTP@SiO2核壳纳米结构,经溶菌酶适配体功能化修饰制得SERS探针。对探针结构进行透射电镜(TEM)、能量色散光谱(EDS)和SERS增强效应的测试,然后将探针与不同客体表面的老化潜指纹进行孵育,使SERS探针与指纹嵴线中的溶菌酶结合,用透明胶带转移指纹,采用共聚焦拉曼显微镜进行SERS信号的检测、成像。结果表明,核壳SERS探针粒径分布均一,多集中于-60 nm,具有优良的稳定性和分散性; SERS增强效应显著,其信号强度高、重现性好,并且在723、855、1081、1343和1572 cm-1处具有显著的特征峰。将SERS探针用于胶带潜指纹成像时,不仅可呈现指纹的一级结构(图案),而且指纹的二级结构(细节)如嵴中断、叉等结构也清晰可见。本研究发展的适配体功能化的SERS探针结合胶带转移潜指纹的指纹识别策略,为法医学领域提供了一种有效的潜指纹识别方法,并在食品安全等公共安全检测领域具有潜在应用价值。
关键词: 表面增强拉曼光谱探针, 核壳纳米结构, 潜指纹, 拉曼成像
基于DNA四面体的微流控芯片用于致病性大肠杆菌O157∶H7的检测
朱福琳 , 卞晓军 , 田润 , 李亮 , 颜娟 , 刘刚
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191726
设计了一种微流控芯片,在其通道表面修饰DNA四面体,并通过生物素-链霉亲和素反应连接适配体作为捕获探针,用于大肠杆菌O157∶H7(Escherichia coli O157∶H7,E.coli O157∶H7)的检测研究。微流控芯片鱼骨形结构的设计降低了细菌捕获时受到的剪切力;在其表面修饰DNA四面体,可进一步调节探针之间的距离,提高探针对细菌的识别效率。琼脂糖凝胶电泳表征结果证实了DNA四面体纳米结构的成功制备和DNA四面体-适配体捕获体系的构建。采用荧光显微镜对检测结果进行进一步成像分析,并将此微流控芯片检测平台用于实际样品的检测。结果表明,不需要大型仪器或设备及其它信号放大技术的辅助,在普通光学显微镜下,利用此检测系统即能实现浓度为10 CFU/mL的E.coli O157∶H7的检测,且操作简便,检测耗时少于2 h。实际样品的检测回收率为88.3%~108.3%。本研究基于DNA四面体纳米结构构建的微流控平台,不仅为食源性致病菌的检测提供了一种有效的检测方法,在其它食品安全隐患、疾病早期诊断等研究领域也具有潜在应用价值。
关键词: DNA四面体, 微流控芯片, 适配体, 大肠杆菌O157∶H7
基于杂交链式反应的适配体传感器用于卡那霉素的比色检测
田润 , 陶晴 , 卞晓军 , 朱福琳 , 颜娟
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191708
基于醛基化磁珠颗粒(Aldehyde magnetic beads,AMBs)和DNA杂交链式反应(Hybridization chain reaction,HCR)的信号放大策略,设计了检测卡那霉素(Kanamycin,Kana)的比色适配体生物传感器(Aptasensor)。制备了Mbs@DNA复合物,其上的卡那霉素适配体链与卡那霉素发生特异识别后,释放出互补链,互补链含有设计好的引发序列,可作为信号探针,引发HCR反应,生成的双链DNA(Double-stranded DNA,dsDNA)表现出强负电性,与溶液中带负电金纳米颗粒(Goldnanoparticles,AuNPs)相互排斥,在高盐条件下,AuNPs的稳定性被破坏而发生聚集,导致溶液的颜色从红色变为紫色,吸收光谱也发生变化。本方法检测卡那霉素的线性范围为1.6~32.0 nmol/L,检出限为0.9 nmol/L(S/N=3);实际样品牛奶和蜂蜜样品中卡那霉素的加标回收率在96.0%~105.0%之间,相对标准偏差在3.3%~5.0%之间,说明本方法实用性良好。本方法对卡那霉素的检测具有较高的灵敏度和特异性,操作简单便捷,适用于现场检测等。同时,根据不同待测物具有与其特异性结合的适配体,本方法为其它目标物的检测提供了参考,在食品安全检测与监管中具有良好的应用前景。
关键词: 卡那霉素, 杂交链式反应, 核酸适配体, 金纳米颗粒, 食品安全