新型光电化学传感器用于超灵敏检测microRNA https://t.cn/Ef01bFo
microRNA是一类非编码RNA，在细胞内具有多种重要的调节作用，被认为是一种新型的包括癌症在内几乎所有人类疾病的理想候选生物标志物。因此，高灵敏和高选择性地检测microRNA对于早期疾病诊断、病情监测和预后评估具有重要意义。近日，西南大学的袁若、柴雅琴教授团队通过将PTB7-Th/CdTe QDs敏化结构作为光电信号标签、将苯并-4-氯-己二烯酮（4-CD）沉淀作为有效的信号淬灭物，构建了一种高效的光电化学生物传感器，实现了对microRNA-141的超灵敏检测。
光电化学分析方法（PEC）与传统的光分析、电分析方法相比具有更高的灵敏度、更好的稳定性、更低的背景噪音，因此近年来受到了越来越多的关注。常规PEC传感器的构建都需要外加电子供体以中和光生空穴，从而获得连续稳定的光电流信号。然而，这种情况下，电子供体与光电材料之间的电子传输属于分子间的电子传输，将在一定程度上限制光电转化效率。
近日，袁若、柴雅琴教授团队将电子供体-受体于一体的光电材料（PTB7-Th）与CdTe QDs结合，形成敏化结构，并将其用作光电信号标签。在没有外界补充电子供体的情况下，PTB7-Th/CdTe QDs敏化结构可通过自身的供体部分补给电子，实现分子内电子传输，进而产生一个较高的初始光电流信号。另外，该团队采用酶辅助的目标物循环放大，将少量目标物microRNA-141转化成大量DNA产物。在该DNA产物的引发下，电极表面形成DNA超夹心结构用于实现对催化剂MnPP的简单、高效固载。最后，当4-CN与H2O2同时存在时，卟啉锰（MnPP）将催化4-CN产生4-CD沉淀。大量的4-CD沉淀产生于电极表面，作为有效的信号淬灭剂实现对光电信号的有效淬灭。
该传感器对浓度在0.1 fM-1 nM范围内的microRNA-141表现出良好的线性响应，其检测限低至33 aM。实验结果表明，这项工作为疾病诊断、病情监测和预后评估中高灵敏、高选择性检测microRNA开辟了一条有效的途径。
图1. PEC生物传感器的构建过程及电子传输过程
图2. PEC生物传感器对microRNA-141的线性响应
这一研究成果发表于Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大学的博士研究生李孟洁。
microRNA是一类非编码RNA，在细胞内具有多种重要的调节作用，被认为是一种新型的包括癌症在内几乎所有人类疾病的理想候选生物标志物。因此，高灵敏和高选择性地检测microRNA对于早期疾病诊断、病情监测和预后评估具有重要意义。近日，西南大学的袁若、柴雅琴教授团队通过将PTB7-Th/CdTe QDs敏化结构作为光电信号标签、将苯并-4-氯-己二烯酮（4-CD）沉淀作为有效的信号淬灭物，构建了一种高效的光电化学生物传感器，实现了对microRNA-141的超灵敏检测。
光电化学分析方法（PEC）与传统的光分析、电分析方法相比具有更高的灵敏度、更好的稳定性、更低的背景噪音，因此近年来受到了越来越多的关注。常规PEC传感器的构建都需要外加电子供体以中和光生空穴，从而获得连续稳定的光电流信号。然而，这种情况下，电子供体与光电材料之间的电子传输属于分子间的电子传输，将在一定程度上限制光电转化效率。
近日，袁若、柴雅琴教授团队将电子供体-受体于一体的光电材料（PTB7-Th）与CdTe QDs结合，形成敏化结构，并将其用作光电信号标签。在没有外界补充电子供体的情况下，PTB7-Th/CdTe QDs敏化结构可通过自身的供体部分补给电子，实现分子内电子传输，进而产生一个较高的初始光电流信号。另外，该团队采用酶辅助的目标物循环放大，将少量目标物microRNA-141转化成大量DNA产物。在该DNA产物的引发下，电极表面形成DNA超夹心结构用于实现对催化剂MnPP的简单、高效固载。最后，当4-CN与H2O2同时存在时，卟啉锰（MnPP）将催化4-CN产生4-CD沉淀。大量的4-CD沉淀产生于电极表面，作为有效的信号淬灭剂实现对光电信号的有效淬灭。
该传感器对浓度在0.1 fM-1 nM范围内的microRNA-141表现出良好的线性响应，其检测限低至33 aM。实验结果表明，这项工作为疾病诊断、病情监测和预后评估中高灵敏、高选择性检测microRNA开辟了一条有效的途径。
图1. PEC生物传感器的构建过程及电子传输过程
图2. PEC生物传感器对microRNA-141的线性响应
这一研究成果发表于Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大学的博士研究生李孟洁。
#情人节#
情人节化学老师的情书
想你是O，念你是H，
最初是H2O--生命之源，
最后是H2O2--中度至深。
你是溴水，我是环丙烷，
为了和你在一起，
我宁愿与家族决裂，凸显自己的性质。
我与你，正如乙酸和乙醇。
即便有着不同的核磁共振氢谱。
也会各自舍弃缺点，相伴永远。
如果铜，无法阻挡浓硫酸的腐蚀，
那么，我会变成铝，
将你轻轻拥入我的怀抱，
永远保护你。
情人节化学老师的情书
想你是O，念你是H，
最初是H2O--生命之源，
最后是H2O2--中度至深。
你是溴水，我是环丙烷，
为了和你在一起，
我宁愿与家族决裂，凸显自己的性质。
我与你，正如乙酸和乙醇。
即便有着不同的核磁共振氢谱。
也会各自舍弃缺点，相伴永远。
如果铜，无法阻挡浓硫酸的腐蚀，
那么，我会变成铝，
将你轻轻拥入我的怀抱，
永远保护你。
蛋白质和多肽类药物具有作用位点专一，疗效明确等优点，近年来，蛋白质和多肽类药物的研究和发展已经成为生物医药领域研究的一个热点。二硫键在维持多肽和蛋白质的空间立体结构及由此决定的生物活性中发挥着重要的作用。二硫键即为蛋白质或多肽分子中两个不同位点Cys的巯基（-SH）被氧化形成的S-S共价键。一条肽链上不同位置的氨基酸之间形成的二硫键，可以将肽链折叠成特定的空间结构。
多肽分子通常分子量较大，空间结构复杂，结构中形成二硫键时要求两个半胱氨酸在空间距离上接近。此外，多肽结构中还原态的巯基化学性质活泼，容易发生其他的副反应，而且肽链上其他侧链也可能会发生一系列修饰，因此，肽链进行修饰所选取的氧化剂和氧化条件是反应的关键因素，反应机理也比较复杂，既可能是自由基反应，也可能是离子反应。
多肽的二硫键修饰中，分子内或者分子间一对二硫键的合成通常比较容易，反应条件有多种选择，比如空气氧化，DMSO氧化等温和的氧化过程，也可以采用H2O2，I2，汞盐等激烈的反应条件，反应产物也比较容易纯化分离，得到较高的纯度和产率。
空气氧化法形成二硫键是多肽合成中最经典的方法，并且在早期的研究中取得了较好的结果。采用空气氧化法通常是将巯基处于还原态的多肽溶于水中，在近中性或弱碱性条件下（PH值6.5～10），反应24小时以上。为了降低分子之间二硫键形成的可能，该方法通常需要在低浓度条件下进行。
碘氧化法在多肽合成中应用同样广泛，一般将多肽溶于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中，逐滴滴加10～15mol/L的碘进行氧化，反应15～40min。当肽链中含有对碘比较敏感的Tyr、Trp、Met和His的残基时，氧化条件要控制的更精确，氧化完后，立即加入维生素C或硫代硫酸钠除去过量的碘。
当一条肽链上需要形成两对或两对以上的二硫键时，反应过程就变得相对复杂。在固相合成多肽之前，需要提前设计几对二硫键形成的顺序和方法路线，选择不同的侧链巯基保护基，利用其性质差异，分步氧化形成两对或多对二硫键。通常采用的巯基保护基有trt、Acm、Mmt、tBu、Bzl、Mob、Tmob等多种基团。我们分别列出两种以2-Cl树脂和Rink树脂为载体合成的多肽上多对二硫键形成路线：
例如下面的分子间二硫键环肽。
多肽分子通常分子量较大，空间结构复杂，结构中形成二硫键时要求两个半胱氨酸在空间距离上接近。此外，多肽结构中还原态的巯基化学性质活泼，容易发生其他的副反应，而且肽链上其他侧链也可能会发生一系列修饰，因此，肽链进行修饰所选取的氧化剂和氧化条件是反应的关键因素，反应机理也比较复杂，既可能是自由基反应，也可能是离子反应。
多肽的二硫键修饰中，分子内或者分子间一对二硫键的合成通常比较容易，反应条件有多种选择，比如空气氧化，DMSO氧化等温和的氧化过程，也可以采用H2O2，I2，汞盐等激烈的反应条件，反应产物也比较容易纯化分离，得到较高的纯度和产率。
空气氧化法形成二硫键是多肽合成中最经典的方法，并且在早期的研究中取得了较好的结果。采用空气氧化法通常是将巯基处于还原态的多肽溶于水中，在近中性或弱碱性条件下（PH值6.5～10），反应24小时以上。为了降低分子之间二硫键形成的可能，该方法通常需要在低浓度条件下进行。
碘氧化法在多肽合成中应用同样广泛，一般将多肽溶于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中，逐滴滴加10～15mol/L的碘进行氧化，反应15～40min。当肽链中含有对碘比较敏感的Tyr、Trp、Met和His的残基时，氧化条件要控制的更精确，氧化完后，立即加入维生素C或硫代硫酸钠除去过量的碘。
当一条肽链上需要形成两对或两对以上的二硫键时，反应过程就变得相对复杂。在固相合成多肽之前，需要提前设计几对二硫键形成的顺序和方法路线，选择不同的侧链巯基保护基，利用其性质差异，分步氧化形成两对或多对二硫键。通常采用的巯基保护基有trt、Acm、Mmt、tBu、Bzl、Mob、Tmob等多种基团。我们分别列出两种以2-Cl树脂和Rink树脂为载体合成的多肽上多对二硫键形成路线：
例如下面的分子间二硫键环肽。
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