新闻信息
新闻
教学信息
科研进展
学术活动
通知公告
大事年表
更多>>系所链接
更多>>学术活动
您现在的位置:首页>新闻信息>新闻

基于酶催化偶联反应的荧光生物传感器新进展

( 2014-12-23 )
 

中国科学技术大学化学与材料科学学院和中科院软物质化学重点实验室刘世勇教授课题组 (http://staff.ustc.edu.cn/~sliu)近期在荧光生物传感器方面取得了进展。他们首次将酶催化偶联反应成功应用到荧光化学传感器的设计中,并实现了对多种生物化学活性物质的高选择性与高灵敏度的快速检测。该成果近期以题为“Highly Selective Fluorogenic Multianalyte Biosensors Constructed via Enzyme-Catalyzed Coupling and Aggregation-Induced Emission”发表在美国化学会志上,(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9890-9893,DOI: 10.1021/ja505278w)。

众所周知,生物体内的活性氧Reactive oxygen species (ROS) 是一类非常重要的生物活性分子,它参与并影响了机体的各种生理过程,并与包括癌症在内的多种疾病密切相关。在ROS中,过氧化氢H2O2是被认为最重要的一种,因此如何在复杂生理条件下对其高效选择性的检测尤为重要。另一方面,荧光化学传感器由于其高灵敏度、高选择性与易于观察、设备简单等众多优点而被广泛开发和研究。近些年来,科学家们利用过氧化氢的氧化性质设计了很多荧光化学传感器,主要集中于氧化断键(如苯硼酸酯键、苯磺酰酯键和苯偶酰酯键等)。但目前报道的所有设计中都存在严重的不足:1、由于这一氧化还原反应自身决定了其反应速度慢,响应不及时(一般需要一个小时的检测时间);2、检测选择性不高,其它具有强氧化性的ROS物种干扰检测过程;3、用于检测的信号分子自身稳定性不高等。针对传统设计中的诸多问题,刘世勇教授指导的博士生汪枭睿将酶催化偶联反应引入到检测体系中,巧妙的结合了聚集诱导发射AIE,最终实现了对过氧化氢的高选择性与高灵敏度的快速检测,更有意义的是,发现该体系可以进一步结合酶串联反应与酶联免疫吸附检测ELISA等手段,实现了多分析物(过氧化氢、D-葡萄糖、抗原抗体等)的高效灵敏检测。具体来说,设计并合成了由过氧化物酶HRP的底物(酪氨酸)官能化的水溶性四苯基乙烯衍生物分子。水溶液中加入待检测物后,在HRP的催化下,这些小分子可以被快速的催化氧化(五分钟内即可完成),发生分子间的C-C偶联反应,进而实现小分子到大分子交联网络的转变,这一过程伴随着荧光发射的显著增强,根据荧光发射的强度可以来定量底物的浓度。相关内容已申请国家发明专利。

论文链接: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja505278w


 
相关新闻
版权所有:中国科学技术大学高分子科学与工程系