东北林大在生物分析及生物成像领域取得重要系列进展

近日，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）

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

来源：东北林业大学

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