生物傳感及光譜成像(下)：光譜質(zhì)譜聯(lián)合與原位實(shí)時(shí)
????2023年7月16日，第22屆全國(guó)分子光譜學(xué)術(shù)會(huì)議暨2023年光譜年會(huì)召開(kāi)的第二天，在生物傳感及光譜成像專(zhuān)場(chǎng)的下午半場(chǎng)，專(zhuān)家們繼續(xù)帶來(lái)熒光納米探針，光聲成像，分子診斷，納米酶，多功能流式，設(shè)計(jì)和表征MOFs材料，微流控，原位光譜，光譜和質(zhì)譜聯(lián)合分析等領(lǐng)域的精彩報(bào)告。
報(bào)告人：山西大學(xué) 陰彩霞教授
報(bào)告題目：熒光探針化學(xué)生物學(xué) ??? ? ? ? ?
????針對(duì)熒光探針的難點(diǎn)，陰彩霞教授課題組發(fā)展了一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)的探針與目標(biāo)反應(yīng)機(jī)制。首先是去甲腎上腺素特異性標(biāo)記的新策略，創(chuàng)新使用了NE熒光探針特異性標(biāo)記，優(yōu)化反應(yīng)位點(diǎn)，提高響應(yīng)速率，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)遞質(zhì)釋放-再攝取同步可視化。此外，發(fā)展點(diǎn)擊級(jí)聯(lián)生物硫醇定向識(shí)別的新方法，解決細(xì)胞器靶向探針脫靶問(wèn)題。還探索了生物硫醇代謝示蹤的新應(yīng)用，開(kāi)發(fā)熒光探針可視化動(dòng)態(tài)示蹤工具，采用動(dòng)態(tài)級(jí)聯(lián)的親核加成反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)生物硫醇多種氧化態(tài)的多色示蹤。
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報(bào)告人：廣西師范大學(xué)趙書(shū)林教授
報(bào)告題目：基于光聲成像引導(dǎo)的疾病可視化診斷???
????趙書(shū)林教授首先介紹了光聲成像技術(shù)的特點(diǎn)，隨后介紹了近年的工作，包括：硫烷硫激活的光聲成像探針的合成及用于急性腦缺血的腦內(nèi)原位可視化精準(zhǔn)診斷；硝?；せ畹臒晒?光聲雙模探針的合成及用于體內(nèi)關(guān)節(jié)炎的原位可視化精準(zhǔn)診斷；多硫化物激活的光聲探針的合成及用于藥物誘導(dǎo)肝損傷的體內(nèi)原位可視化診斷，O2*-激活的多光譜光聲斷層掃描成像(MOST)探針的合成及用于藥物誘導(dǎo)肝損傷的早期原位可視化無(wú)創(chuàng)診斷；?OH激活的手性分子介導(dǎo)的納米探針及用于光聲成象引導(dǎo)下對(duì)急性肝炎的精準(zhǔn)診斷和治療；仿生納米酶觸發(fā)的光聲成像用于糖尿病綜合征的原位視覺(jué)診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療效果；去甲腎上腺素激活的近紅外熒光-光聲雙模式成像探針用于抑郁癥的腦內(nèi)原位可視化精準(zhǔn)診斷和藥物干預(yù)示蹤。
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報(bào)告人：北京師范大學(xué)那娜教授
報(bào)告題目：熒光納米材料的設(shè)計(jì)及診療檢測(cè)新策略 ????
????那娜課題組發(fā)展了基于核酸擴(kuò)增的體內(nèi)精準(zhǔn)檢測(cè)，先設(shè)計(jì)為球狀，后為提高運(yùn)輸設(shè)計(jì)納米注射器細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)增雙檢測(cè)與基因治療；為進(jìn)一步提高負(fù)載效率，設(shè)計(jì)siRNA-Templated 3D框架核酸納米材料。后進(jìn)一步發(fā)展框架核酸材料的礦化，用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)了ssDNA多功能納米機(jī)器人體內(nèi)診療。接下來(lái)嘗試超分子材料，設(shè)計(jì)了基于siRNA的主客體超分子自組裝納米材料。如何監(jiān)測(cè)診療過(guò)程？課題組發(fā)展了常壓質(zhì)譜法進(jìn)行診療過(guò)程監(jiān)測(cè)。如，構(gòu)建近紅外熒光探針進(jìn)行生物傳感診斷體系研究中，用質(zhì)譜進(jìn)行了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，并探究了H2S傳感器探針的機(jī)理。接下來(lái)運(yùn)用質(zhì)譜，開(kāi)展化學(xué)動(dòng)力學(xué)治療過(guò)程跟蹤及治療機(jī)理研究，納米酶的腫瘤治療過(guò)程變化及機(jī)理研究。課題組發(fā)展了基于電噴霧的納米診療材料的毫秒級(jí)快速合成方法，并應(yīng)用細(xì)胞成像和活體成像中。
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報(bào)告人：天美儀拓實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 （上海）有限公司市場(chǎng)工程師孫玉琳
報(bào)告題目：愛(ài)丁堡分子光譜家族5系列在材料分析領(lǐng)域的探索
????孫玉琳首先介紹了5系列的概況，然后分別介紹幾款產(chǎn)品。首先是DS5實(shí)時(shí)雙光束紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，介紹了其在納米材料方向的應(yīng)用。其次是FS5一體化瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)熒光光譜儀，介紹了其在發(fā)光材料方向的應(yīng)用。介紹了RM5一體化全自動(dòng)共聚焦顯微拉曼光譜儀，及其在二維材料方向的應(yīng)用。近年天美還推出了IR5傅里葉變換紅外光譜儀，孫工分享了IR5在生物材料、發(fā)光材料方向的應(yīng)用。?
報(bào)告人：復(fù)旦大學(xué)盧建忠教授
報(bào)告題目：多組分microRNA 檢測(cè)方法 ???????
????盧建忠教授首先介紹了microRNA的研究背景。為提高檢測(cè)靈敏度，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種方法。接下來(lái)介紹Luminex多功能流式熒光技術(shù)（液態(tài)芯片系統(tǒng)）及其原理。課題組發(fā)展了基于信標(biāo)的多組分檢測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)微球種類(lèi)/報(bào)告分子進(jìn)行SA-PE篩選。后發(fā)展目標(biāo)啟動(dòng)表面標(biāo)記技術(shù)，設(shè)計(jì)了三組分檢測(cè)方法，該方法具有三個(gè)數(shù)量級(jí)，檢出限達(dá)0.1 pM。又發(fā)展了基于核酸外切酶保護(hù)的miRNA多組分流式熒光檢測(cè)，基于催化發(fā)夾自組裝的miRNA多組分流式熒光檢測(cè)，基于TSA和Exo I的miRNA檢測(cè)的turn-on方法等。課題組亦結(jié)合LC-MS法來(lái)檢測(cè)miRNA。
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報(bào)告人：四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院 李峰教授
報(bào)告題目：分子診斷探針熱力學(xué)與臨床應(yīng)用研究
????李峰教授介紹了課題組的三大方向，報(bào)告介紹如何利用熱力學(xué)指導(dǎo)診斷探針設(shè)計(jì)，主要問(wèn)題是濃度窗口。腫瘤液體活檢中，單堿基突變?cè)斐傻淖杂赡茏兓⑿。谂R床中豐度極低易被高豐度核酸干擾。如何消除高濃度？方法是設(shè)計(jì)探針，檢測(cè)發(fā)生在狹窄有效的濃度窗口。課題組開(kāi)發(fā)均衡探針技術(shù)并構(gòu)建熱力學(xué)模型。根據(jù)數(shù)學(xué)模型來(lái)精準(zhǔn)優(yōu)化探針靈敏度和特異性。設(shè)計(jì)探針后檢測(cè)肺癌臨床樣本，與NGS、數(shù)字PCR技術(shù)比對(duì)，證明準(zhǔn)確率高、漏檢率低，且成本更低，課題組還開(kāi)發(fā)了DNA分子天平，配體數(shù)據(jù)庫(kù)等。接下來(lái)探討了溫度對(duì)突變檢測(cè)探針的影響，基于熱力學(xué)模型研究突變檢測(cè)探針的溫度窗口，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)熵的作用，從而設(shè)計(jì)調(diào)控探針混亂度來(lái)調(diào)控分析性能，用于肺癌組織樣本檢測(cè)后，證實(shí)了其魯棒性。此外還介紹了蛋白方面的高靈敏度檢測(cè)探針，并舉例了COVID-19流行中，腎移植患者注射疫苗后是否產(chǎn)生抗體的高靈敏度檢測(cè)技術(shù)，這比常見(jiàn)ELISA的檢測(cè)靈敏度高一萬(wàn)倍。
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報(bào)告人：西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院黃玉明教授
報(bào)告題目：基于納米酶的光譜分析方法研究 ?
????黃玉明教授首先簡(jiǎn)介了納米酶的研究背景，課題組主要研究類(lèi)氧化酶。首先介紹CoNx-NC類(lèi)氧化酶特性及其用于乙酰膽堿酯酶的檢測(cè)。合成該類(lèi)氧化酶材料后用XRD、電鏡等技術(shù)表征，并研究其活性和動(dòng)力學(xué)。課題組還發(fā)展了摻V調(diào)控Co@NC空心納米籠，并研究了其酶活性和應(yīng)用。在初步檢測(cè)沒(méi)食子酸后，構(gòu)建了比色傳感陣列鑒別5種多酚類(lèi)化合物。小結(jié)來(lái)看，CONx-NC是一類(lèi)優(yōu)良的類(lèi)氧化酶，V摻雜可有效調(diào)控Co@NC的酶活性，MOFs是構(gòu)建特異性納米酶的理想前體。
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報(bào)告人：上海工程技術(shù)大學(xué)尹學(xué)博教授
報(bào)告題目：多發(fā)光金屬有機(jī)骨架設(shè)計(jì)及化學(xué)測(cè)量應(yīng)用 ? ??????
????尹學(xué)博教授簡(jiǎn)介了多發(fā)熒光MOFs的設(shè)計(jì)策略，如金屬離子-配體共同發(fā)光，課題組采用了雙配體策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)次氯酸根、Cu離子等的檢測(cè)；設(shè)計(jì)了主客體雙熒光發(fā)射MOFs如Ru@MIL-NH2，可選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)同時(shí)檢測(cè)水、醇，實(shí)現(xiàn)全范圍的檢測(cè)。進(jìn)一步用柔性MOF呼吸作用，利用羅丹明B實(shí)現(xiàn)客體分子的包埋和避免泄露。利用Eu3+、Tb3+、Dy3+等，設(shè)計(jì)了多金屬發(fā)光的多色MOFs。還構(gòu)建了顏色可調(diào)的鑭系MOFs凝膠，多配體發(fā)光發(fā)色的MOFs，通過(guò)混合MOFs實(shí)現(xiàn)多熒光發(fā)射等。利用MOFs，課題組研究了發(fā)光機(jī)理，通過(guò)引入N來(lái)調(diào)控AIE結(jié)構(gòu)形成MOFs，發(fā)現(xiàn)了發(fā)光增強(qiáng)和藍(lán)移，課題組提出“配位誘導(dǎo)發(fā)光“概念，與聚集誘導(dǎo)發(fā)光同屬”旋轉(zhuǎn)受限發(fā)光“。
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報(bào)告人：天津理工大學(xué)王鐵教授課題組薛振杰 ????
報(bào)告題目：基于納米組裝傳感芯片的體外檢測(cè) ???? ?
????薛振杰簡(jiǎn)介了研究背景，該領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題是：如何構(gòu)建使用壽命長(zhǎng)、批次間差異小、檢測(cè)靈敏度高的納米傳感器芯片。課題組通過(guò)調(diào)控納米組裝材料的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可控、尺寸均已、功能可調(diào)。首先是用仿生結(jié)構(gòu)提高納米傳感芯片穩(wěn)定性；打印高度有序的納米組裝傳感芯片；用拉曼對(duì)噴墨打印組裝傳感芯片的檢測(cè)重現(xiàn)性驗(yàn)證，證明實(shí)現(xiàn)了良好的批次重現(xiàn)性。課題組還構(gòu)建了功能組裝結(jié)構(gòu)，提高傳感芯片的檢測(cè)靈敏度。構(gòu)建納米組裝橋結(jié)構(gòu)傳感芯片，實(shí)現(xiàn)了呼出冷凝液中甲型流感病毒的高靈敏度檢測(cè)。小結(jié)來(lái)看，課題組提出了界面交錯(cuò)組裝結(jié)構(gòu)力學(xué)增強(qiáng)機(jī)制，構(gòu)筑長(zhǎng)效傳感芯片；調(diào)控納米粒子振顫時(shí)間，制備了高度有序組裝傳感芯片，實(shí)現(xiàn)高重現(xiàn)性檢測(cè)；設(shè)計(jì)了納米組裝橋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)界面?zhèn)髻|(zhì)，提高檢測(cè)靈敏度。
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報(bào)告人：東北大學(xué) 徐章潤(rùn)教授
報(bào)告題目：基于微流控芯片的腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)鍵調(diào)控分子的原位實(shí)時(shí)檢測(cè) ???? ??????
????徐章潤(rùn)教授首先介紹了腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)鍵調(diào)控分子研究的背景。課題組將SERS探針、熒光探針檢測(cè)與微流控芯片相結(jié)合，構(gòu)建便捷的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移過(guò)程實(shí)時(shí)檢測(cè)的平臺(tái)。首先構(gòu)建級(jí)聯(lián)擴(kuò)增熒光納米探針并評(píng)估其性能。為了探究腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中端粒酶含量變化，構(gòu)建了用于篩選高轉(zhuǎn)移潛能細(xì)胞的微流控芯片，該芯片上形成穩(wěn)定的濃度梯度，適宜細(xì)胞生長(zhǎng)。利用芯片篩選轉(zhuǎn)移能力不同的細(xì)胞，并進(jìn)行端粒酶熒光成像。課題組還進(jìn)一步考察細(xì)胞表面PTK7表達(dá)，并用于分析不同細(xì)胞的遷移能力，設(shè)計(jì)了修飾PTK7靶向適配體離子的SERS納米探針，并用于多種癌癥細(xì)胞的研究。還構(gòu)建了SERS生物傳感器檢測(cè)細(xì)胞通訊過(guò)程中，MMP-9的動(dòng)態(tài)變化，考察內(nèi)皮細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞共培養(yǎng)條件下對(duì)MCF-7的遷移能力的影響，為研究MMP-9在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用提供實(shí)時(shí)信息。
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報(bào)告人：安徽醫(yī)科大學(xué)韓珍珍副教授
報(bào)告提目：基于微流控與譜學(xué)分析的外泌體檢測(cè)及在臨床研究中的應(yīng)用 ? ??????
????韓珍珍副教授介紹幾方面的工作，首先是血漿外泌體的SERS和MALDI TOF MS結(jié)合分析；MALDI-TOF MS分析血漿外泌體評(píng)價(jià)骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移，再結(jié)合LC-MS/MS蛋白質(zhì)組學(xué)分析，可以篩選生物標(biāo)志物。課題組開(kāi)發(fā)了基于切向流過(guò)濾的微流控芯片用于高效純化血漿中的外泌體，分離純化效率高，形貌保持完整?；谖⒘骺匦酒蚐ERS分析血漿外泌體的多種生物標(biāo)志物，將該策略應(yīng)用于骨肉瘤的實(shí)際分析中，將CD63、VIM和EpCAM用作骨肉瘤的生物鑒定標(biāo)志物，并評(píng)價(jià)了其靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性分別為100%、90%和95%。?
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報(bào)告人：四川大學(xué)何娟??
報(bào)告題目：原位光譜監(jiān)控納米多孔骨架材料的制備及其分析應(yīng)用? ??? ?
????何娟首先介紹了原位監(jiān)測(cè)方面的挑戰(zhàn)，課題組研制了同軸式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體（DBD）裝置，將其于光譜手段一體化進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)。首先是DBD合成鑭系MOFs的原位光譜監(jiān)控，原位熒光信號(hào)可判斷產(chǎn)物的形成，原位散射指示渾濁度于產(chǎn)率、晶體尺寸有關(guān)，可捕獲到晶體生長(zhǎng)的重要演化過(guò)程，還可實(shí)現(xiàn)原位形貌分析和原位多色發(fā)光的調(diào)控。其次是用DBD快速制備與調(diào)控共價(jià)有機(jī)框架材料，如DBD制備MOFs，構(gòu)建多色發(fā)光傳感器，DBD后修飾MOFs等。
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