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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 温度与光之间的桥梁：自下而上合成具有结构定义的石墨烯量子点作为体外及细胞内温度探针

    摘要： 由于石墨烯量子点（GQDs）在化学和光致发光（PL）稳定性、低毒性、生物相容性以及易功能化方面具有独特优势，它们被广泛应用于细胞成像、探针和传感器领域。然而，其结构不明确且复杂，伴随有争议的PL机制，限制了GQDs的进一步发展和深入研究。本工作采用自下而上的合成方法，从分子出发合成了两种结构明确、氧化程度不同的水溶性GQDs。通过一系列表征研究，获得了它们的光学性质、官能团、分子量及结构信息。通过控制氧化程度可优化GQDs的光学性能。通过比较其结构与性质，探究了GQDs的PL机制。此外，利用这些GQDs设计出了坚固、稳定且精确的温度探针，在水中展现出优异的宽响应范围，覆盖了0℃至60℃的整个生理温度范围。而且，这些GQDs成功作为温度响应荧光探针应用于Hela细胞系。这些工作为生物热探针及选择性温度检测器在体外细胞和体内环境中的应用奠定了坚实基础。

    关键词： 结构可控、活细胞成像、温度探针、自下而上合成、机理、石墨烯量子点

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有超高灵敏度表面增强拉曼活性、可用于快速识别及拉曼成像活体癌细胞的单分散金@银核壳纳米探针

    摘要： 快速识别活体癌细胞对癌症诊断、预后评估及治疗监测至关重要。然而，开发一种能有效识别和成像活体癌细胞的方法极具挑战性。此外，合成具有高灵敏度表面增强拉曼散射（SERS）活性的单分散纳米粒子（NPs）也是一项艰巨任务。本研究创新性地报道了一种简便方法，用于合成以金纳米双锥核-银纳米棒壳为结构的新型SERS传感器基底纳米粒子（Au NBP@Ag NRs）。这些纳米粒子进一步修饰了4-巯基苯甲酸（4-MBA，拉曼报告分子），并在其表面偶联还原牛血清白蛋白（rBSA）与叶酸（FA），最终制得Au NBP@Ag NR-MBA-rBSA-FA纳米探针。该体系中，Au NBP@Ag NRs的增强因子（EF）约达4×10^7，能显著增强拉曼报告分子的信号——基于其结构特性，4-MBA分子呈现高强度SERS信号；通过rBSA修饰，纳米探针兼具优异特异性和生物相容性，有效避免了非靶细胞的非特异性附着；而叶酸的偶联使所得SERS纳米探针对胃癌细胞（MGC-803细胞）表现出卓越灵敏度。因此，最终获得的Au NBP@Ag NR-MBA-rBSA-FA纳米探针对活体MGC-803细胞具有优异检测效率。本合成纳米探针展现出超灵敏SERS活性、卓越特异性及优异癌细胞靶向能力，可通过纳米探针的SERS信号检测实现活体癌细胞的快速识别与拉曼成像。

    关键词： 表面增强拉曼散射，金纳米棒包覆银核-4-巯基苯甲酸-重组牛血清白蛋白-叶酸纳米探针，活细胞成像，MGC-803细胞

    更新于2025-09-23 10:26:10

  • 一种新型香豆素-罗丹明席夫碱对Pd2?离子的荧光传感及细胞内成像

    摘要： 香豆素-罗丹明衍生物HCR是一种对Pd2?离子具有极高选择性的传感器，在乙醇/水（8:2，v/v，HEPES缓冲液，pH 7.2）溶液中检测限（LOD）为18.8 nM（3σ法）。游离态HCR荧光微弱，当存在Pd2?时（其他18种阳离子共存条件下），其颜色由淡黄色变为粉红色，并在598 nm处产生强烈荧光发射。合理机制是罗丹明螺内酰胺环与Pd2?相互作用后开环，该机理通过DFT技术进行结构优化和跃迁能计算得到验证。HCR与Pd2?形成1:1配合物，经Job曲线、质谱及Bensei-Hildebrand图证实（结合常数Ka为9.1×10? M?1）。体外实验表明HCR能在人乳腺癌MCF7细胞系中特异性识别Pd2?。

    关键词： 香豆素基罗丹明、螺内酰胺环开环、DFT计算、Pd2+传感器、活细胞成像

    更新于2025-09-23 13:32:57

  • 一种高效新型双荧光芘基化学传感器，用于检测铋(III)和铝(III)离子及其在生物成像中的应用

    摘要： 一种新型简单的芘基席夫碱化学传感器1（烟酸芘-1-亚甲基酰肼）由1-芘甲醛和烟酰肼构建制备而成。值得注意的是，该化学传感器1在DMSO-H2O混合溶剂（体积比1:1，HEPES缓冲液=50 mM，pH=7.4）中与Bi3+、Al3+等三价金属离子作用时呈现显著颜色变化。紫外-可见光谱研究表明，传感器1的最大吸收峰位于378 nm处。荧光发射实验显示，传感器1本身荧光较弱，但加入Bi3+和Al3+后荧光强度显著增强，而其他金属离子对发射光谱无影响。传感器1与Bi3+、Al3+体系的结合常数分别为1.27×104 M-1和1.53×104 M-1，检测限分别为0.12 μM和0.17 μM。结果表明，该传感器可作为Bi3+和Al3+的双通道高选择性灵敏探针。此外，在RAW 264.7细胞系中的荧光成像及细胞毒性实验证实，该传感器具有良好生物相容性且无毒性。

    关键词： 芘席夫碱，光谱研究，活细胞成像，PET，Bi3?和Al3?检测

    更新于2025-09-24 06:31:13

  • 通过CRISPR/Cas9介导的三顺反子载体敲入实现DNA双链断裂修复与细胞周期进程的同步活体成像

    摘要： 电离辐射诱导的DNA双链断裂（DSBs）可导致细胞周期进程停滞。虽然DSB修复系统（包含p53结合蛋白1等蛋白）能修复这些断裂，但活细胞中DSB修复进程与细胞周期状态的关系尚不明确。此前开发的FUCCI探针（基于荧光泛素化的细胞周期指示器）可用于可视化细胞周期状态。本研究基于定制质粒"聚焦体"（Focicles）建立了新型活体成像探针，该质粒包含三顺反子结构：编码与小鼠53BP1焦点形成区（FFR）相连的不同荧光蛋白，以及FUCCI已知组分（hCdt1和hGmnn）的两个细胞周期指示器。通过CRISPR/Cas9基因组编辑获得NIH3T3细胞的Focicle敲入细胞系，X射线照射后产生的Focicle焦点与内源性53BP1焦点数量相当。这些探针能动态分析辐射后DSB修复及细胞周期阻滞/进程，显示DNA损伤消除后Focicle敲入细胞会继续分裂。该新型探针有助于深入理解DSB修复动力学与细胞周期调控机制，为癌症治疗开发和风险评估提供指导。

    关键词： FUCCI、CRISPR/Cas9、53BP1、双链DNA断裂修复、活细胞成像、细胞周期进程、DNA双链断裂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过乙二醇辅助液相剥离法构建乙醛修饰的g-C3N4超薄纳米片用于选择性荧光检测Ag+

    摘要： 我们通过简单的乙二醇辅助液相剥离法成功制备了乙醛修饰的g-C3N4超薄纳米片（ACNNSs）。乙醛的引入调节了g-C3N4的表面能，使其更匹配水的表面能，从而提高了剥离效率。此外，乙醛在g-C3N4结构中引入缺陷，这些缺陷可作为激发能陷阱，导致荧光发射发生显著变化。得益于稳定的光致发光（PL）性能、良好的水溶性和生物相容性，所得ACNNSs在水溶液和活细胞中对Ag+均表现出选择性荧光响应。ACNNSs对Ag+的强吸附作用、紧密接触及其合适的氧化还原电位促成了这一优异的荧光响应。我们提出了一种简单且环保的方法，在水溶液中同时实现g-C3N4的修饰与剥离。这些发现可能推动碳基纳米材料作为环境荧光检测活性材料的更广泛应用。

    关键词： 石墨相氮化碳纳米片，活细胞成像，乙二醇辅助剥离，荧光传感器，乙醛修饰，银离子

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 多角度干涉显微镜实现的多色活细胞超分辨率三维成像

    摘要： 对活细胞近表面三维纳米尺度动态过程进行成像与追踪仍是一项具有挑战性的难题。本文提出一种多色活细胞近表面体积超分辨显微方法，该方法将全内反射荧光结构光照明显微技术与多角度倏逝波照明相结合。我们证实，这种多角度干涉显微技术非常适合研究细胞迁移过程中线粒体亚细胞动力学及微管结构特征。

    关键词： 超分辨率显微镜、活细胞成像、多角度干涉显微镜、线粒体、微管

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 用于拟南芥中MAP激酶活性的活细胞成像FRET传感器

    摘要： 促分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的催化活性在植物中呈动态变化。由于MAPKs已被证实参与多种信号通路的重要调控，实时监测活体植物细胞中的MAPK活性具有重要价值。本研究报道了拟南芥中一种基因编码的MAPK活性传感器的开发。该传感器由黄色与蓝色荧光蛋白、磷酸肽结合结构域、MAPK底物结构域及柔性连接肽组成。体外实验表明，磷酸化作用会使传感器的F?rster共振能量转移（FRET）效率升高，因此FRET效率可作为激酶活性的检测指标。我们培育了表达该MAPK活性传感器（SOMA）的转基因拟南芥品系，并利用离体子叶进行活细胞成像实验。NaCl处理、合成鞭毛蛋白肽flg22及几丁质刺激均导致FRET效率快速上升，而磷酸化位点突变为丙氨酸的对照SOMA品系未显示显著FRET变化。在MPK3/MPK6条件性功能缺失双突变体中表达该传感器时发现：MPK3/6是NaCl诱导FRET升高的必要因子，而其他MAPKs可能参与几丁质和flg22诱导的FRET增强。综上表明，SOMA能动态反映活体植物细胞中的MAPK活性。

    关键词： 拟南芥，FRET传感器，活细胞成像，MAP激酶

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 一种用于真实样品和活细胞中亚硫酸盐选择性检测的新型比色及比率荧光探针

    摘要： 亚硫酸氢盐异常水平可能引发与肺癌、心血管及神经系统疾病相关的毒性效应。因此，开发一种有效的荧光探针用于活细胞中亚硫酸氢盐的检测具有重要意义。本研究基于1,4-加成机制构建了一种新型荧光探针QPCT，可实现对亚硫酸氢盐的比色和比率检测。该探针对亚硫酸氢盐表现出高选择性和抗干扰能力，能显著区分其他阴离子和生物硫醇。QPCT对亚硫酸氢盐产生灵敏的比率响应，荧光发生显著蓝移（从590 nm至537 nm），且荧光比值在0-120 μM浓度范围内与亚硫酸氢盐浓度呈线性关系。更重要的是，QPCT已成功应用于糖类物质和活体A549细胞中的亚硫酸氢盐检测，表明其在复杂体系中监测亚硫酸氢盐具有卓越性能。

    关键词： 真实样本、荧光探针、活细胞成像、亚硫酸氢盐、比色与比率检测

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 用于超分辨率显微镜的光化学活性染料

    摘要： 超分辨光学显微镜的发展彻底改变了我们观察细胞生物学的方式。这些技术高度依赖于使用光化学活性荧光团，它们在光照下会表现出光物理性质的变化。为此目的已探索了许多可逆和不可逆的光化学转化，不同的成像技术需要特定的光转换机制。在这篇综述中，我们概述了开发用于超分辨率显微镜的荧光团最常用的策略，并给出了最先进的荧光探针的具体例子。此外，我们还讨论了它们的主要应用领域和未来可能的发展方向。

    关键词： 活细胞成像、光开关、超分辨率显微镜、荧光探针、光激活

    更新于2025-09-09 09:28:46