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八院士齐聚全国生命分析化学大会 盛况空前

2010.8.23

DNA保护的荧光银纳米簇的合成与分析应用研究

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中科院院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室 汪尔康 院士

  中科院院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室汪尔康院士作了题为《DNA保护的荧光银纳米簇及其分析应用》的报告,汪院士首先向我们讲解了荧光贵金属纳米族的概念、优点、合成及意义,随后重点介绍了荧光银纳米簇的合成、影响因素和检测Hg2+离子等应用。

  杂交双链DNA模板合成荧光银族及其对序列的依赖性在碱基差异识别的应用

  当前文献中关于DNA 做模板合成荧光银族都是在单链DNA模板中,而且银族的形成表现出了很强的序列依赖性。而汪院士尝试在杂交双链中合成荧光银族,并研究银族形成对序列的依赖性在碱基差异识别上的应用。

  汪院士考察了Str-C/B双链中产生的荧光光谱,并通过空白实验和选择性去探讨其机理。通过改变胞嘧啶环位置和大小得到系列探针链,对比不同环位置、不同环大小的探针对两个目标链的识别能力,并对通过PCR方法提取的健康人类基因片段和不同类型单碱基突变进行识别,从而首次在杂交DNA双链结构中合成荧光银族,并且发现得到的银族对序列的相关性可以达到识别单碱基差异的水平,有望用于基因检测。

  阳离子聚合物对带负电的DNA链保护的荧光银纳米族的影响

  传统上聚合物被广泛应用于纳米材料的改性,汪院士也研究了阳离子聚合物对带负电的DNA链保护的荧光银原子族的影响。结果发现PDDA加入银纳米族后将导致银纳米族的荧光发射发生巨大变化,表现为银纳米族在近红外光区的发射增强。此外,PDDA可以显著提高银纳米族的稳定性。

  荧光银纳米族的应用研究

  荧光银纳米族(SCs)是一类新型的荧光材料,银纳米族具有荧光效率高和尺寸小的优点,在光学器件、单分子荧光及分析化学领域具有很大的应用潜力。与QDs相比,SCs具有生物环境友好和更灵敏等优点。

  汪院士以一种寡聚核酸(dC12)为例研究了不同的金属离子对其荧光的影响,发现寡聚核酸保护的Ag族的荧光可被Hg2+选择性地淬灭,从而发展出了基于这一新颖荧光探针的高选择高灵敏检测Hg2+的方法。

  汪院士又以四种药物配体(包括抗癌药物、染色剂等)和DNA的相互作用为模型体系,对银纳米族作为荧光探针在生物分析中的适用性进行了研究。实验结果表明,银纳米族可作为更为敏感且生物相容性的荧光探针在生物分析领域具有很大潜力。


新仪器在生物传感领域的应用

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湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室 姚守拙 院士

  湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室姚守拙院士作了题为《新仪器在生物传感器领域的应用》的报告,主要介绍了艾丽特全自动快速微生物培养监测系统和无线磁传感测定仪研制及其在生物传感中的应用。

  艾丽特全自动快速微生物培养监测系统

  临床实验室一项最重要的任务是对引起败血症的微生物进行培养、分离、鉴定及药敏试验,艾丽特全自动快速微生物培养监测系统正是我们实验室工作的好助手。它的检测原理:微生物在生长过程中能分解大分子成小分子,引起培养基电参数发生变化,压电传感能灵敏得响应这一变化,从而实现对微生物的在线检测;功能:临床微生物的快速培养检测,药敏性试验;特点:灵敏、准确、快速、无需标记、成本低,体积小,假阳性率低,检出时间比Bactec9120的检测时间短,连续侦测、非侵入性检测技术。

  现有的同类产品,检测手段一般是利用荧光、颜色和压力的变化来判断有无细菌生长。这不仅仪器与试剂非常昂贵,而且苛养菌、真菌易引起假阴性,白细胞过度生长等原因易引起假阳性率偏高。艾丽特全自动快速微生物培养监测系统原创性、技术含量高,拥有多项知识产权和ZL,如特制的检测池,自行设计的稳定石英晶体震荡电路,独特的温度控制系统、全新的软件设计和界面设计。在中南大学湘雅医院附三、附二医院650例临床实验的平行测试中,所开发仪器稳定性好、灵敏度和检测速度高于Bactec系统,可靠性与之相当。

  无线磁传感测定仪研制

  无线磁传感测定仪的信号激发与传送通过磁场进行,是完全的无线无源传感器。磁信号在抗磁性材料中没有损耗,可用于密闭不透明容器中的无损测定和在体分析,磁传感器对粘弹性响应灵敏,适合用于细菌实时检测。传感材料价格低廉,可作为一次性传感器开发。

  无线磁传感测定仪测定原理:直流电经激励线圈产生直流偏置磁场,交流信号经激励线圈产生振幅恒定的交流磁场。传感器振动在检测线圈中产生感应电势,当交变磁场频率与传感器固有机械频率相等时,传感器产生共振,具最大感应电势。如何从强大的背景信号中检测出微弱的感应信号?姚院士采用反绕去耦合检测线圈,激励信号在完全对称的反绕去耦合检测线圈中所产生的感应电势大小相同,方向相反而相互抵消,测得的是传感器产生的信号。无线磁传感测定仪在持续激励条件下测定传感信号,稳定、灵敏。

  接着,姚院士基于以上原理,介绍了一款葡萄糖生物传感器,及其在微生物分析、实时监测胸腺肿瘤细胞生长和直接测定大肠杆菌等领域的应用。

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