(一)基于富勒烯/碲化镉量子点敏化结构及信号猝灭物卟啉锰构建的 超灵敏 “on-off-on”型光致电化学适体传感器 西南大学 袁若教授 课题组 基于富勒烯/碲化镉量子点(nano-C 60 /CdTe QDs)敏化结构及卟啉锰(MnPP)对光电流信号的有效猝灭,提出了一种新颖的 信号“on-off-on”体系用于构建光致电化学(PEC)适体传感器 ,并将其 应用于凝血酶(TB)的超灵敏检测
袁若教授课题组将具有宽带隙的nano-C 60 (2.6 eV)和具有窄带隙的CdTe QDs (1.8 eV)通过吸附作用修饰于玻碳电极表面,形成新型的PEC敏化结构,获得一个较高的初始光电流信号
并把MnPP作为nano-C 60 /CdTe QDs敏化结构的光电流信号的猝灭剂,将其与杂交链式反应(HCR)相结合,使MnPP嵌插固载于DNA双链上,实现对MnPP的简单、高效固载,用于猝灭PEC适体传感器的初始光电流,从而降低背景信号、提高检测灵敏度
最后通过目标物TB与其适体链的特异性结合作用,将嵌插有猝灭剂MnPP的DNA双链从电极表面竞争下来,实现了光电流信号的有效恢复
nano-C 60 /CdTe QDs敏化结构既实现了光电流信号的有效放大,又能够扩宽检测范围、提高检测灵敏度
猝灭剂MnPP的引入使得此PEC适体传感器的光电流信号猝灭率达到82%,实现背景信号的有效降低,从而进一步提高检测灵敏度
通过结合nano-C 60 /CdTe QDs敏化结构的信号放大作用,MnPP对光电流信号的有效猝灭能力以及PEC固有的高灵敏度,所构建的 PEC适体传感器对TB的检测限达到了0.3 fmol/ L
图1. “on-off-on”型PEC适体传感器的构建过程 图2. (A) nano-C 60 /CdTe QDs敏化结构的光电流产生机理,(B) MnPP对nano-C 60 /CdTe QDs敏化结构光电流的猝灭机理 这一研究成果发表于《 Chemical Communications 》上
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/CC/C6CC02791A 原文:An ultrasensitive “on–off–on” photoelectrochemical aptasensor based on signal amplification of a fullerene/CdTe quantum dots sensitized structure and efficient quenching by manganese porphyrin Chem. Commun. , 2016 , 52 , 8138-8141, DOI: 10.1039/C6CC02791A (二)基于“分子开关”及DNA树枝状纳米结构的、用于检测N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶的电致化学发光免疫传感器的研究 西南大学 袁若教授 课题组 基于自组装的树枝状DNA纳米结构,结合具有“分子开关”功能的Ru(II)配合物,构建了灵敏的 用于检测 糖尿病肾病标志物—— N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶的电致化学发光(ECL)免疫传感器
在本研究中,袁若教授课题组首先合成具有ECL自增强性质及“分子开关”功能的Ru(II)配合物([Ru(dcbpy) 2 dppz] 2+ -DPEA)
这种Ru(II)配合物在水溶液中几乎不发光,但是当其嵌入DNA之后,发光效率显著增加,并且由于其分子内共反应基团(DPEA)与发光基团([Ru(dcbpy) 2 dppz] 2+ )分子内的电子及能量传递,使“分子开关”转换效率进一步提高
同时,为了更好地提高Ru(II)配合物的嵌入量,进一步提高发光转换效率,作者又通过逐步自组装的方法合成了树枝状结构的DNA纳米结构(DNA dendrimer, G 4 ),它具有大量的DNA双链结构,为Ru(II)配合物的嵌入提供了丰富的结合位点
另外,由于其表面存在丰富的生物素,所合成的纳米复合物(G 4 -[Ru(dcbpy) 2 dppz] 2+ -DPEA)可以很好地与亲和素标记的二抗(SA-Ab2)结合,形成二抗生物偶合物
最后,基于夹心免疫的模式,袁若教授实验组构建了检测N-乙酰基-β-D氨基葡萄糖苷酶的ECL免疫传感器(纳米复合物及传感器的制备如图1所示)
其检测范围为0.1 pg mL -1 到 1 ng mL -1 ,检出限为0.028 pg mL -1
该实验构建了将具有ECL自增强及“分子开关”性质的Ru(II)配合物发光分子与DNA纳米技术相结合的信号放大策略,可以很好地应用于生物分析及临床研究
图1.(A)复合物G 4 -[Ru(dcbpy) 2 dppz] 2+ -DPEA的制备示意图;(B)ECL传感器的制备过程及检测原理
这一研究成果发表于《 Analytical Chemistry 》上
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b00357 原文:Sensitive Electrochemiluminescence Immunosensor for Detection of N-Acetyl-β-d-glucosaminidase Based on a “Light-Switch” Molecule Combined with DNA Dendrimer Anal. Chem. , 2016 , 88 , 5797-5803, DOI: 10.1021/acs.analchem.6b00357 袁若教授简介 袁若,男,教授,博士生导师,西南大学化学化工学院院长,发光与实时分析教育部重点实验室副主任,《 Scientific Reports 》编委
1994年获湖南大学化学化工学院分析化学专业博士学位,此后在湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室工作,主要从事生物和化学传感器的研究;先后在香港浸会大学、日本大阪大学和香港城市大学做访问学者,1999年至今在西南大学化学化工学院工作
近年来,作为项目负责人主持完成及在研的国家及部省级科研课题20余项,主要从事以功能纳米材料与免疫、适体及DNA、MicroRNA及细胞结合研制电致化学发光、电化学、光致电化学生物传感器,用于疾病标志物及肿瘤细胞检测和抗肿瘤药效评价
图片来源:西南大学 袁若教授在国际刊物(如《 Anal. Chem. 》、《 Chem.-Eur. J 》、《 Chem. Commun. 》、《 Andv. Funct. Mater. 》、《 Biomaterials 》、《 Small 》、《 J. Mater. Chem. A 》、《 Nanoscale 》、《 ACS Appl. Mater. Interfaces 》、《 Biosens. Bioelectron. 》等)上发表了SCI 收录论文400余篇,SCI收录他引次数8000余次
指导的一名博士研究生2010年获全国优秀博士论文提名,研究成果获重庆市2012年度自然科学一等奖(排名第一),重庆市2013年度科技进步一等奖(排名第二),入选Elsevier发布的2014、2015年中国高被引学者(Most Cited Chinese Researchers)榜单
http://chemistry.swu.edu.cn/s/chemistry/szxx/20160311/498854.html