固载表面毛细流定向组装成环技术及其在生化药物分析中的应用研究

固载表面毛细流定向组装成环技术及其在生化药物分析中的应用研究

刘颖[1]2004年在《固载表面毛细流定向组装成环技术及其在生化药物分析中的应用研究》文中进行了进一步梳理本文在自组装现象的基础上,简要介绍了溶剂蒸发诱导毛细流成环机理、二维气泡机理、干孔机理和其它成环机理,概述了毛细流定向组装成环(Self-ordered ring,SOR)技术在分析科学中的应用进展,提出了该技术存在的问题,并以抗生素、镇痛药和探针药物为研究对象试验研究了自组装环技术在药物分析测定中的应用。 本文所研究的抗生素包括盐酸小檗碱和四环素。实验发现,pH 3.95(HAc-NaAc)盐酸小檗碱(BB)溶液具有较弱的荧光,但将0.50μl含有聚乙烯醇-124(PVA-124)的盐酸小檗碱小液滴滴在经过二氯二甲基硅烷(DMCS)处理的载玻片上时,溶剂挥发后小檗碱形成直径小于1.2 mm,环线宽度为19μm的自组装环,且环线上溶质具有很强的荧光。通过对CCD采集的图像进行数据分析显示,经过环中心的盐酸小檗碱分子荧光强度符合高斯分布,且最大荧光强度(I_(max))与飞摩尔量盐酸小檗碱成正比。当液滴体积为0.10μl时,线性范围为6.9~160.0 fmol(6.9~160.0×10~(-8) M),检测限为0.69 fmol(6.9×10~(-9)M,S/N=3)。实测了口服药中小檗碱的含量及服药后尿液中BB的平均排泄率,得到满意结果。由此,建立了SOR技术测定飞摩尔量盐酸小檗碱的分析方法。为了更准确的表达定量分析方程,本文对已建立的SOR立体模型进行了修正。 试验发现,在pH 4.58(HAc-NaAC)溶液和聚乙烯醇-124存在下,苦味酸对小檗碱SOR的荧光有猝灭作用,荧光猝灭的程度与苦味酸浓度成正比。滴在疏水性玻璃表面上的小檗碱-苦味酸复合物小液滴在微波加热下挥发形成一个外直径小于1.1 mm,环带宽为19.2μm的自组装环。当点样体积为0.10μl时,检测苦味酸的线性范围为1.3~30.0×10~(-14)mol(1.3~30.0×10~(-7) M),检测限为1.3fmol(1.3×10~(-8) M),与液相荧光法测定苦味酸相比,灵敏度提高了60倍。应用于天然水样及合成样分析,回收率为96.3~108.0%,RSD小于3.3%,从而为硝基酚类物质提供了简单、安全、灵敏度高的测定方法。 四环素在酸性和中性溶液中荧光很弱,但在碱性溶液中呈强的荧光发射,最大激发波长约为390 nm,最大发射波长约为510 nm。本文利用四环素的六氢吡啶液滴在聚乙烯醇-124存在下,能在憎水性玻璃表面形成一个直径为1.14 mm,环线宽为0.025 mm固载农万叮毛细流定向组软成蕊不技术及共在生丫乞苗物分析中的应用研究自组装荧光环,实现了对四环素的定量分析,方法的检测限为8.5加ol(0.20闪液滴),成功地应用于口服药及合成样分析。该方法具有背景干扰小、耗样量少及对环境和分析工作者无损坏作用等特点。 尽管在Tris一HO印H 5.20)酸性条件下,四环素的荧光较弱,但当加入一定量的Ai3+之后,四环素(Tc)与A13+生成的配合物荧光增强,且最大激发波长为380 nm,最大发射波长为498nm。实验表明,将TC一A13+复合物滴加在疏水处理的载玻片上时,经过环直径的配合物最大荧光强度正比于四环素的浓度。当点样体积为0.10闪时,四环素的线性范围为7.5一500.0加01(或7.9一soo.oxlo一SM),检测限达到0.5 finol(或7.gxlo一gM)。比四环素自身SOR法灵敏度提高6倍以上。用本法实测了药片、胶囊、尿液和牛奶中的四环素,回收率在97一106.5%。该方法对人体组织、血清、尿液和食用食品中四环素残留量的测定提供了可行的分析方法。 试验发现,在SOR技术中采用烘箱干燥小液滴存在烘干时间较长、相邻较近的液滴之间由于受热不匀而导致液滴蒸发时溶剂挥发速度不同,环线上溶质分布有时不是十分均匀,使处理数据时间拖长等不足。本文以镇痛药轻甲香豆素和荧光素为分析物,研究了微波加热条件,并初步探讨了不同加热方式对成环的影响。在六氢毗睫溶液中轻甲香豆素的激发波长为363 nm,发射波长约为447 nm。将含有经甲香豆素的六氢毗咤和PVA一124的混合溶液滴在由二氯二甲基硅烷处理的载玻片上,在微波炉高火档加热1.5min后,经甲香豆素可以形成毫米大小的自组装环,且环线上溶质分布十分均匀,荧光强度比烘箱干燥时明显增强,环线宽更窄。由于其荧光可以被苦味酸碎灭,碎灭程度与苦味酸的浓度成正比,由此建立了测定苦味酸的SOR分析方法。当点样体积为0.10闪时,苦味酸线性响应为3.0~5 0.0x10一‘4 mof,检测限达到3.0 finof,与液相荧光法相比,灵敏度显着提高。用于水样、无机和有机合成样中痕量苦味酸的测定,回收率在97.0一106.0%,RSD为2.0~3.5%。本方法在临床药物分析、生命科学、环境检测等领域具有重要意义。 同样,当使用微波炉加热,荧光显微分析表明飞摩尔量荧光素钠可以在DMCS处理的载玻片上形成绿色荧光环,其外半径小于0.60 mm,环带宽约为0.024 mm。当点样体积为0.10川时,荧光素钠的线性范围在0.6一120.0飞摩尔(或6.2一1200.0 nM),检测限达到62.0阿摩尔(或0.6 nM)。用本法测定了荧光素钠注射液中的荧光素钠,回收率在95一105.0%,相对标准偏差分别为3.5%和4.2%。建立了简单、高灵敏、快速的测定探针药物的SOR分析方法。 基因工程技术的一个主要方向是利用重组DNA技术生产蛋白药物,因此,对核酸结构和功能研

陈宇春[2]2003年在《固载表面的毛细流定向组装及其在生物环境化学分析中的应用研究》文中研究指明自组装技术是当前超分子化学及材料科学领域中非常活跃的研究领域,环状自组装是一类非常特殊的自组装,对它的研究具有仿生学价值,同时还可能获得具有特殊结构的功能材料。本文详细介绍了自组装环的形成机理:蒸发诱导毛细流机理、二维气泡机理以及干孔机理,概述了毛细流定向组装环在分析科学中的应用进展,如构建芯片阵列和开发利用毛细流动力学因素进行生物物理学研究等。并对自组装环技术在生化和环境分析测定中的应用作了进一步的试验研究。 实验发现,当pH为6.62寸,染料核固红在经过二氯二甲基硅烷处理后的玻璃表面上形成的SOR荧光强度很低,加入一定量蛋白质之后,环的荧光强度有所增强。据此建立了测定微量蛋白质的方法。点样体积为0.2μl时,线性范围为0-100pg,对BSA检测限为2.44pg;对HSA为0.91pg。本方法成功应用于叁个血清样品中蛋白质总量的测定,其结果与考马斯亮蓝法(Coomassie Brilliant Blue,CBB G-250)测定结果一致。 在以聚乙烯醇-124为成环辅助剂、使用pH7.31的Tris-HCl缓冲溶液时,槲皮素(QT)可以在适当憎水性的玻璃固载表面上自组装形成—个荧光环。加入Fe~(3+)后,在一定浓度范围内,其荧光环的荧光能够被定量猝灭。本文利用这一现象,建立了一种全新的测定痕量Fe~(3+)的方法,此法取样量少,灵敏度高(2.52ng/ml),已用于水样和血清中痕量铁Fe~(3+)的分析。 在pH4.40条件下,依来铬红B(ERB)自组装环本身的荧光较弱,当有Al~(3+)存在时,ERB可以与Al~(3+)发生反应,并表现为荧光增强。当点样体积为1.0μl时,自组装环的半径为0.70mm。当ERB的工作浓度为2.0x10~(-6)M、点样体积为0.1μl时,本方法测定Al~(3+)的检测限为1.42fmol。本文成功的将这种方法应用到嘉陵江水样中Al~(3+)含量的测定。 在六氢吡啶作为反应介质的条件下,四-(对磺基苯基)卟啉(TPPS_4)所形成的SOR荧光强度分别可以被Cu~(2+)和Pb~(2+)猝灭。但是由于这两种离子反应最佳时需要的六氢吡啶用量存在较大差异,当在测定Cu~(2+)的最佳六氢吡啶浓度时,pb~(2+)对TPPS_4的荧光猝灭恰好比较弱;而在测定pb~(2+)最佳六氢吡啶浓度时,Cu~(2+)的干扰又比较小。因此,我们可以在不同六氢吡啶用量时分别测定Cu~(2+)和pb~(2+),不需要消除相互间的干扰。用本方法测定铜的检测限为1.28fmol;测定铅的检测限为6.95fmol。并将合成样品中的铜和铅以不同量进行混合,对测定结果没有影响。 吡罗红Y(PY)是一种吨啫类染料,它在固载表面形成的自组装环的荧光强度很强。 固起表面的毛细流定向组装及其在生物环境化学分析中的应用研究酸性介质中有Cr(VI)存在时,Cr(VIXi]”氧化]’Y {ill其分子结构遭到破坏,荧光消失。并且在一定浓度范围内,荧光粹灭程度与 Cr(VI)的浓度成正比。由此建立了测定痕量Cr(VI)的荧光分析法。该方法准确、灵敏、ls作简便,当 PY浓度为 5刀X10”‘M时,检测限为0.50屹/l,与一般荧光分析法相比,检测限提高了约一个数量级。应用于水样中痕量Cr(V)的测定结果令人满意。 在强酸性条件下,钙黄绿素蓝(:’B)工f(IV)f一以】:l*的比例形成叁元络合物,形成的络合物的荧光强度比**毛巾V厂一c络合物荧光强度更大,并且荧光增强的量与厂浓度成了比,在此基础上建立了自组装成环荣光测定附量厂的新方法。当 CB和 Zr(VI浓度均为 1二X10”‘M时,本方法检测限ill.58X10-‘M。用标准加入法测量了叁个自来水样品中氟含量,回收率在98.5.105.5%之间,说明本方法具有较好的应用价值。

邓凤玉[3]2012年在《自组装环技术应用于抗菌药检测及药物与蛋白质相互作用机理研究》文中进行了进一步梳理本文基于抗菌药物分析检测的重要意义和自组装环荧光显微成像技术的特点及其在药物分析中的应用,建立了甲苯磺酸妥舒沙星(TSFX)、左氧氟沙星(LVFX)和洛美沙星(LMX)的分析方法,并应用于鸡血清、鸡肉、肝脏、粪便;兔子血清、兔肉、肝脏和肾脏;药片、胶囊、注射液中药物含量的检测。此外,本文还应用荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、傅里叶变换红外光谱法和分子模拟的方法研究了甲苯磺酸妥舒沙星TSFX.酒石酸乙酰异戊酰泰乐菌素(ATLL)与牛血清白蛋白(BSA),呋喃西林(NF)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。在pH10.50的NH3-NH4C1缓冲溶液和PVA-124存在下,Mn2+和CTMAB作为敏化剂,甲苯磺酸妥舒沙星(TSFX)在疏水性玻璃表面上形成自组装环。当点样体积为0.2μtL时,线性范围为4.05×10-14~4.28×10-13mol-ring-1(2.02x10-7~2.14×10-6mol·L-1),检出限为4.05×10-15mol·ring-1(2.02×10-8mol·L-1)。实测了甲苯磺酸妥舒沙星片剂中TSFX的含量和兔子灌喂甲苯磺酸妥舒沙星片剂后不同时间血清中TSFX的浓度,平均回收率在90.0~105.0%,相对标准偏差(RSDs)小于3.3%。在pH9.30的NH3-NH4Cl缓冲溶液中,Mn2+和CTMAB作为敏化剂,PVA-124作为辅助成环剂,建立了检测左氧氟沙星(LVFX)的方法,并实测了盐酸左氧氟沙星胶囊、片剂,鸡血清、鸡肉、鸡肝和鸡粪便中LVFX的浓度。当点样体积为0.2μL时,线性范围为5.66×10-14~1.00×10-13mol-ring-1,检出限为5.66x10-15mol-ring-1。该方法应用于鸡血清、鸡肉、鸡肝、鸡粪便和药物制剂(药片、胶囊)中LVFX的测定时回收率为90.0~105.0%,RSDs在0.8~4.0%。在pH9.60的NH3-NH4Cl缓冲溶液和PVA-124存在下,A13+和CTMAB作为敏化剂,洛美沙星(LMX)在二氯二甲基硅烷处理的疏水性固载表面上形成自组装环,据此建立了检测LMX的方法。当点样体积为0.2μL时,线性范围为9.87x10-14~1.47x10-12mol-ring-1检出限为9.87×10-15mol-ring-1(4.93×10-8mol·L-1)。实测了盐酸洛美沙星胶囊、片剂、注射液,兔血液、兔肉、肝脏、肾脏中LMX的浓度,加标回收率为90.6~106.3%,RSDs小于4.2%。模拟生理条件下,应用荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、傅里叶变换红外光谱法研究了TSFX与BSA的相互作用。实验结果表明,TSFX与BSA的作用属于静态猝灭过程,结合常数Kα为2.58×104L·mol-1(298K),结合位点数n≈1,作用力类型主要为静电作用力。根据Foster能量转移理论求得TSFX与BSA第212位色氨酸残基间的距离r=3.42nm。同步荧光光谱和叁维荧光光谱数据显示TSFX能够改变BSA的构象,色氨酸残基所处微环境疏水性降低。采用FT-IR对BSA与TSFX作用前后BSA二级结构的变化进行了定量分析,在298K当TSFX:BSA从0∶1变化到10∶1时,α-螺旋从48.5%降低到38.6%,β-折迭从23.3%降低到18.3%,而β-转角从15.3%增加到24.1%,无规卷曲从12.9%增加到19.0%,TSFX与BSA的作用使得BSA的二级结构变得松散。应用荧光光谱法、傅里叶变换红外光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究了ATLL与BSA相互作用及Zn2+、Cu2+对ATLL与BSA相互作用的影响。实验表明有无Zn2+、Cu2+存在时ATLL与BSA的作用都是静态猝灭机制。Zn2+使结合作用的有效猝灭常数降低,ATLL的药效增加,而Cu2+增大了有效猝灭常数,使ATLL在血液中的储备时间延长。热力学参数表明氢键和疏水作用力在反应中起主要作用,Zn2+、Cu2+对作用力类型没有影响。根据Foster能量转移理论求出了BSA第212位色氨酸残基与ATLL司的平均距离。应用同步荧光和叁维荧光对ATLL对BSA构象的影响进行了研究,表明ATLL改变了色氨酸和酪氨酸残基微环境的极性。红外光谱结果显示ATLL引起了BSA二级结构由α-螺旋和β-折迭结构向β-转角和无规卷曲转变,BSA分子结构的松散程度增加。紫外光谱表明Zn2+对ATLL与BSA相互作用的影响可能是通过Zn2+与ATLL竞争结BSA,而Cu2+可能是形成Cu2+-ATLL复合物,通过离子架桥作用影响BSA与ATLL的作用。应用荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、傅里叶变换红外光谱法和分子模拟的方法研究了NF与HSA的相互作用。实验结果表明NF对HSA荧光猝灭是一个静态猝灭过程,氢键和范德华力在维持复合物稳定中起主要作用。根据Foster非辐射能量转移理论求出了能量给体(Trp-214)和能量受体(NF)之间的距离r,表明在NF与HSA的相互作用中存在非辐射能量转移。取代实验表明NF在HSA上有一个结合位点位于site I。分子模拟进一步确定了NF在HSA上的具体结合信息,如NF主要是通过NF的N11与Lue283;NF的N14与Lue283、Ser287;NF的O7与Ser287的氢键起作用等。叁维荧光光谱显示NF与HSA作用后HSA构象发生改变,色氨酸残基微环境的极性降低。红外光谱结果表明NF与HSA的作用引起HSA二级结构由α-螺旋和β-折迭向β-转角和无规卷曲结构的转变,α-螺旋从54.2%降低到45.8%,β-折迭从18.5%降低到15.7%,β-转角从21.7%增加到23.8%,无规卷曲结构从5.6%增加到14.7%。

余燕敏[4]2011年在《合成抗菌药自组装环荧光显微成像技术及其与血清白蛋白相互作用机理的研究》文中提出本文基于抗菌药残留的分析检测以及其与蛋白质相互作用的重要意义和国内外的研究热点,在前人研究的基础上,应用现代分析技术开展两个部分的研究工作:第一部分:应用自组装环(Self-ordered ring, SOR)荧光显微成像技术,研究了加替沙星自身体系、Al3+-加替沙星体系、Al3+-诺氟沙星体系、Zn2+-多西环素体系、Al3+-氧氟沙星-CTMAB体系的SOR荧光显微成像特点及其在实际样品中的应用。在pH 3.60的HAc-NaAc缓冲溶液和聚乙烯醇-124存在下,加替沙星能够在二氯二甲基硅烷处理过的载玻片上形成自组装环,环直径为2.45 mm,环线宽为38.7μm。当点样体积为0.30μL时,线性范围为6.74×10-13~1.83×10-11mol·ring-1,方法的检出限(3σ)为6.74×10-14 mol·ring-1 (2.2×10-7 mol·L-1),应用于内蒙古乳都品牌乳、加替沙星胶囊和健康志愿者服药后尿液等样品中加替沙星的分析检测,加标回收率为96.0%~106.6%,RSD小于3.3%。在pH 3.20的HAc-NaAc缓冲溶液和聚乙烯醇-124存在下,当点样体积为0.50μL时,铝-加替沙星体系够在二氯二甲基硅烷处理过的载玻片上形成具有强荧光上的自组装环,环直径为1.77 mm,环线宽为29.3μm。环线上的数据符合高斯拟合分布。当点样体积为0.10μL时,线性范围为5.61×10-14~1.50×10-12mol·ring-1,方法的检出限(3σ)为5.61×10-15 mol·ring-1 (5.61×10-8 mol·L-1),成功应用于牛奶、注射液、人体尿液和兔血清样品中加替沙星的测定。在pH 9.50的NH3-NH4Cl缓冲溶液和聚乙烯醇-124存在下,铝-诺氟沙星配合物能够在二氯二甲基硅烷处理的疏水性固载表面上形成直径为1.58 mm,环线宽为46.5μm的自组装环,当点样体积为0.10μL时,线性范围为2.00×10-14~3.12×10-13 mol·ring-1,方法的检出限(3σ)为2.00×10-15 mol·ring-1 (2.00×10-8 mol·L-1),应用于蒙牛、伊利等厂家纯牛奶中诺氟沙星残留量检测及诺氟沙星葡萄糖注射液中诺氟沙星含量的测定,加标回收率为92.5%~105.4%,RSD小于3.5%,结果令人满意。在六氢吡啶和聚乙烯醇-124存在下,0.50μL的Zn2+-多西环素体系液滴通过毛细流作用能在疏水性玻璃表面上形成直径约为1.84 mm,环线宽约为59.6μm的自组装环,环的最大荧光强度与多西环素的量成正比。方法线性范围为4.54×10-15~6.81×10-13mol·ring-1,方法的检测限为4.54×10-15mol·ring-1(2.17×10-8 mol·L-1)。成功应用于牛奶中多西环素的残留量、注射剂和片剂中多西环素含量、正常人血清中以及兔血清中多西环素药物平均浓度的分析,说明方法的可行性。在pH9.50 NH3-NH4Cl缓冲介质和聚乙烯醇存在下,氧氟沙星液滴在疏水性玻璃表面上受热挥发形成直径约为1.63mm,环线宽约为50μm的自组装环。当点样体积为0.20μL,氧氟沙星在3.30×10-13~1.65×10-12mol·ring-1范围内,荧光强度与药物浓度有良好的线性范围,最低检测限为4.10×10-15mol·ring-1。实测蜂蜜中氧氟沙星残留、氧氟沙星片剂和滴眼液中有效成分含量、健康人服用氧氟沙星片剂后尿液中氧氟沙星的浓度及鸡灌喂氧氟沙星药片后血液中药物平均浓度。平均回收率在100.7%-101.5%之间,RSD小于3.1%,说明了方法简便、准确。第二部分:利用紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了磺胺类药物与血清白蛋白相互作用。模拟生理条件下,应用荧光光谱、紫外吸收光谱以及傅立叶变换红外光谱研究Fe3+存在下磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole, SMZ)与牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA)的相互作用。结果表明,Fe3+存在时,SMZ与BSA结合常数增大,作用力类型由疏水作用力转变为氢键和范德华力。无论Fe3+存在与否,SMZ与BSA之间作用机制均为静态荧光猝灭。同步荧光及叁维荧光光谱表明,SMZ改变了BSA构象,Fe3+的存在没有加强SMZ对BSA有序结构的改变。从紫外吸收光谱可知,Fe3+先与SMZ形成配合物后再与BSA形成叁元复合物。根据非辐射能量转移理论求出结合位置与212位色氨酸残基距离。FT-IR光谱显示,Fe3+存在时SMZ对BSA二级结构的变化产生不同的影响。模拟生理条件下应用光谱法研究甲氧苄啶(Trimethopim, TMP)与人血清白蛋白(Human Serum Albumin, HSA)的相互作用。结果表明,TMP对HSA的荧光发射有较强静态荧光猝灭作用,作用力类型为氢键和范德华力,根据非辐射能量转移理论求出结合位置与214位色氨酸残基距离r为1.67nm。同步荧光及叁维荧光光谱表明,TMP改变了HSA构象,使得HAS极性增大疏水性减弱。FT-IR光谱显示,相互作用后HSA的二级结构发生了改变,a-螺旋从51.37%降低至46.40%,β-转角和无规卷曲分别增加约2%和5%。运用分子模拟法将甲氧苄啶分子与HSA分子进行对接,与光谱法实验所得结果相一致。

参考文献:

[1]. 固载表面毛细流定向组装成环技术及其在生化药物分析中的应用研究[D]. 刘颖. 西南师范大学. 2004

[2]. 固载表面的毛细流定向组装及其在生物环境化学分析中的应用研究[D]. 陈宇春. 西南师范大学. 2003

[3]. 自组装环技术应用于抗菌药检测及药物与蛋白质相互作用机理研究[D]. 邓凤玉. 中央民族大学. 2012

[4]. 合成抗菌药自组装环荧光显微成像技术及其与血清白蛋白相互作用机理的研究[D]. 余燕敏. 中央民族大学. 2011

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

固载表面毛细流定向组装成环技术及其在生化药物分析中的应用研究
下载Doc文档

猜你喜欢