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我校科研团队在生物分析及生物成像领域取得重要进展

日期:2022-06-20 发布单位:化资学院 文字:化资学院
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近日,我校化学化工与资源利用学院陈立钢教授、牛娜副教授团队在生物分析及生物成像领域中取得重要进展,相继在国际著名期刊《Anal. Chem.》(IF=6.986,中科院大类一区Top期刊)、《Chem. Eng. J.》(IF=13.273,中科院大类一区Top期刊)、《Ind. Crops Prod.》(IF=5.645,中科院大类一区Top期刊)、《Sens. Actuators B Chem.》(IF=7.460,中科院大类一区Top期刊)和《Coord. Chem. Rev.》(IF=22.315,中科院大类一区Top期刊)上发表了一系列研究论文。以上研究成果以提高生物分析及生物成像的应用效果为目标,致力于解决目标物质提取与检测中选择性、智能传感材料中灵敏度、生物成像中可视化监测等一系列问题。

植物激素可以有效地调控植物的生长发育过程,来实现其含量的快速检测及可视化分析,这对进一步了解植物激素的作用机制有着至关重要的意义。利用牛血清白蛋白(BSA)与聚集诱导发光(AIE)有机小分子之间的主客体相互作用,形成的生物相容性杂化探针,由于小尺寸的体积而轻易孵育进植物体内,而且还可以避免有机分子在植物体内因聚集而猝灭的问题。该策略可以对植物激素脱落酸(ABA)进行高选择性的分析检测以及实现可视化的时空基荧光成像。该成果以“Biocompatible Abscisic Acid-Sensing Supramolecular Hybridization Probe for Spatiotemporal Fluorescence Imaging in Plant Tissues”为题已发表在国际权威期刊《Anal. Chem.》上。(DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01050)

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与此同时,团队也制备了以生物相容性蛋白质为支架的钌基荧光探针。基于乙烯对烯烃复分解反应拥有最高反应活性的特点,钌基复合物得以实现对植物挥发性有机化合物(VOCs)乙烯的痕量检测。蛋白质为支架的策略不仅赋予了探针良好的生物相容性,使其可以通过荧光成像实现对植物组织中乙烯的可视化监测。而且在该策略的保护下,可以避免植物组织中其他物质对有机荧光探针的干扰,提高了探针的选择性。这项工作极大拓宽了有机荧光探针在生物分析及成像中的应用。该成果以“A biocompatible ruthenium-based composite fluorescent probe using bovine serum albumin as a scaffold for ethylene gas detection and its fluorescence imaging in plant tissues”为题已发表于国际著名期刊《Chem. Eng. J.》(2022, 435: 135045)。

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为了进一步探究在植物活性成分提取领域的应用,团队研究采用后交联Friedel-Crafts和表面印迹方法制备超交联印迹树脂(MIRs)用于喜树中抗肿瘤药物喜树碱(CPT)的选择性分离纯化。该研究论文以“Functionally modified cross-linked molecularly imprinted resins: separation and purification of camptothecin and its theoretical study”为题已发表于国际著名期刊《Ind. Crops Prod.》(2022, 184: 115078)。

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另外,团队也研究了KCl掺杂的木质素碳点纳米酶,构建了高灵敏度的比色生物分析传感器,可以很好的应用于人血清样品中谷胱甘肽(GSH)浓度的测定,具有良好的生物医学应用前景。该研究成果以“Synthesis of KCl-doped lignin carbon dots nanoenzymes for colorimetric sensing glutathione in human serum”为题已发表于国际著名期刊《Sens. Actuators B Chem.》(2022, 364: 131881)。

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除此之外,团队还综述了双面(Janus)纳米复合材料用于生物成像和肿瘤治疗的研究进展,系统介绍了Janus复合材料在化疗、磁疗、光疗以及多种方法协同治疗的设计思路。具有特异性“开启”荧光的Janus纳米颗粒可以同时激活两个信号探针,实现准确的共定位成像,有望作为进行靶向激活的疾病诊断试剂。该综述以“Preparation and application of Janus nanoparticles: Recent development and prospects”为题已发表于国际权威期刊《Coord. Chem. Rev.》(2022, 454: 214318)。

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东北林业大学化学化工与资源利用学院陈立钢教授、牛娜副教授为论文的共同通讯作者。东北林业大学化学化工与资源利用学院2020级博士研究生吴梦、2020级硕士研究生马艳梅、2020级硕士研究生徐小雨和2019级硕士研究生李小爽分别为论文的第一作者。

论文链接:

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c01050

https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S1385894722005514

https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S0926669022005611

https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S0925400522005238

https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S0010854521005920

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