Colorimetric visualization of Cu 2+ based on Cu2+ -catalyzed reaction and the signal amplification induced by K+-aptamer-Cu2+ complex,2017, 241:498-503,倪瑞栋 讲解 李 颖 PPT制作,摘要,研究背景,实验思路,总结,个人观点,作者介绍,李伟 首都师范大学副教授 领域：物理化学 ，化学工程 研究方向：生物医用纳米材料的制备及应用等 Sensors and Actuators B: Chemica 影响因子：4.758 分析化学二区,研究背景,Introduction,1.铜是在人体内和动物体内都是一种重要的元素。 阿尔兹海默症、家族性肌萎缩侧索硬化（ALS）。 2.美国环境保护协会规定铜离子在饮用水中的浓度必需低于20M。 15.63 M 生活饮用水卫生标准(GB5749-2006) 3.当前检测Cu2+手段现状：材料难准备，样品制备困难，消耗时间长，操作复杂，花费昂贵，可信度低。,研究背景,Introduction,1. 近年来离子浓度光学可视化兴起，并且金属离子和DNA共同作用的研究有着很大的潜力。 （S. Kim et al.,2009; D. Prabhakaran et al., 2007） 2.G-quadruplex-Cu2+被证实具有协同催化的能力。（Z. Tang et al.,2007; S. Nakayama et al.,2011） 3.已证实由人的端粒DNA和Cu2+构成的G四链体Cu2+能够催化水中TMB和H2O2的反应。（C.T. Wu et al., 2016）,研究背景,Mechanism,实验思路,650nm,Cu2+（5M）,650nm,原理简化图,OR,图1：文献中实验机理（C.T. Wu et al., 2016）。注：TMB（3,3,5,5-四甲基联苯胺）,Experiment contents,一、最佳条件筛选 1.反应时间 2.DNA浓度 3.K+浓度 二、方法灵敏度实验 1.催化能力对照 2.高浓度Cu2+催化能力分析 3.G四链体催化能力分析 三、特异性研究 1.不同金属离子比较 2. Cr3+与Cu2+的区分,实验思路,最佳实验条件的筛选-反应时间,实验思路,图2：加入不同浓度的Cu2+吸收值，在反应120S基本为最佳,最佳实验条件的筛选-DNA浓度,实验思路,图3：DNA浓度在600nM附近，吸收情况最佳。,最佳实验条件的筛选-K+浓度,实验思路,图4：如果K+的浓度太低，不会生成G四链体，导致低的催化能力。当K+浓度为0.1mM时，G四链体铜离子金属酶的催化活力能达到最大值，所以我们选择K+的浓度为0.1mM。,灵敏度比较-催化能力,实验思路,图5：相同浓度下，四链体复合物催化能力最强（蓝线为对照）,灵敏度检验- Cu2+的催化能力,实验思路,图6: 高浓度Cu2+（ M ）级别具有催化能力，且浓度与吸光能力线性相关,灵敏度检验- G四链体的催化能力,实验思路,图7: 四链体（纳摩尔）级别具有催化能力，且浓度与吸光能力线性相关,灵敏度检验-灵敏度比较,实验思路,图8：G四链体的在低浓度（ 0.1M ）时，催化灵敏度远高于铜离子。说明在G四链体铜离子的影响下，有放大比色信号的作用。,特异性研究-不同金属离子,实验思路,图9：有最大的吸收Cu2+0.788， 接下来是 Cr3+0.567，而其余的金属离子的吸收都相当小。,特异性研究-Cr3+与Cu2+的区分,实验思路,图10：利用His（组氨酸）呈现了与Cu2+强大的联系，然而His和Cr3+不会发生络合反应原理。遮盖Cu2+，来确认Cr3+干扰情况。 另可利用三羟乙基胺掩盖Cr3+来检验Cu2+。,其他方法的对比及应用情况,总结,图11：该方法的灵敏度较高（100nM起），且线性范围尚可,实际应用情况,总结,图11：该方法的准确性较优。其中ICP-MS（M）电感耦合等离子体质谱，是金属元素分析的设备。,个人观点,1.本文的阅读让我们对生物无机课程理解更加深入。尤其是G四链体的应用。 2.本文考虑问题的角度，实验设计值得学习。 3.如果能加入对一些机理性（如浓度与灵敏性的探讨），那文章更加全面。 4.创新幅度不大。,Z. Tang, A. Marx, Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 7297. S. Nakayama, J. Wang, H.O. Sintim, Chem. Eur. J. 17 (2011) 5691. S. Kim, J.W. Park, D. Kim, I.H. Lee, S. Jon, Angew. Chem. Int. Ed. 48 (2009) 4138. C. Wang, Y. Li, G. Jia, Y. Liu, S. Lu, C. Li, Chem. Commun. 48 (2012) 6232. D. Prabhakaran, Y.H. Ma, H. Nanjo, H. Matsunaga, Anal. Chem. 79 (2007) 4056. Q.P. Shen, W.H. Li, S.Y. Tang, Y.F. Hu, N. Zhou, Y. Huang, S.Z. Yao, Biosens.Bioelectron. 41 (2013) 663. A. Sadollahkhani, A. Hatamie, O. Nur, M. Willander, B. Zargar, L. Kazeminezhad, ACS Appl. Mater. Interfaces 6 (2014) 17694. C.Y. Lei, Z. Wang, Z. Nie, H.H. Deng, H.P. Hu, Y. Huang, S.Z. Yao, Anal. Chem. 87(2015) 1974. P. Yang, Y. Zhao, Y. Lu, Q.Z. Xu, X.W. Xu, L. Dong, S.H. Yu, ACS Nano 5 (2011)2147. J.Y. Jo, H.Y. Lee, W.J. Liu, W. Olasz, C.H. Chen, D.W. Lee, J. Am. Chem. Soc. 134(2012) 16000. H. Ding, C.S. Liang, K.B. Sun, H. Wang, J.K. Hiltunen, Z.J. Chen, J.C. Shen,Biosens. Bioelectron. 59 (2014) 216. A. Foroushani, Y.C. Zhang, D. Li, M. Mathesh, H.B. Wang, F.H. Yan, C.J. Barrow, J.Hee, W.R. Yang, Chem. Commun. 51 (2015) 2921. R. Wu, S.H. Zhang, J.T. Lyu, F. Lu, X.F. Yue, J.G. Lv, Chem. Commun. 51 (2015)8078.,参考文献,THANK YOU!,