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2017年 第35卷 第4期    刊出日期：2017-07-15
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2017, 35(4):  0-0. 

摘要 ( 203 )   HTML ()   PDF (252KB) ( 430 )  

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前言

庆祝佟振合先生八十华诞暨执教五十四周年专刊-前言

吴骊珠

2017, 35(4):  331-336. 

摘要 ( 440 )   HTML ()   PDF (687KB) ( 952 )  

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综述

仿生光响应智能纳米孔道的构筑及应用

肖凯, 闻利平, 江雷

2017, 35(4):  337-348.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.001

摘要 ( 698 )   HTML ()   PDF (2862KB) ( 1689 )  

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在生命体中，很多生物过程都和光息息相关，例如光合作用过程和视觉感受系统等，而这些过程大都由生命体中对光敏感的蛋白质离子通道主导。近年来，受这些蛋白质离子通道的启发，具有光响应性的仿生智能固态纳米孔道广受关注。光响应纳米孔道具有灵活的空间和时间可控性，除了和生命过程息息相关，还在能源存储与转化、药物可控释放和分离等方面显示了巨大的应用前景。本综述主要从材料属性出发阐述光响应仿生智能纳米孔道的构筑和分类，并对其应用进行总结和展望。

光调控分子有序聚集体及其功能化研究进展

吴奥丽, 高新培, 郑利强

2017, 35(4):  349-363.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.002

摘要 ( 518 )   HTML ()   PDF (7849KB) ( 1210 )  

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双亲分子在溶液中可以缔合形成胶束、囊泡、液晶、乳液等有序分子聚集体。在分子中引入功能性的基团，通过改变分子的结构、浓度或引入外部刺激，可以对有序分子聚集体的类型和性能进行调控。光作为一种绿色可控的清洁能源，是一种理想的外部刺激信号。在双亲分子中引入感光基团，可以通过光照调节有序聚集体的组装，并进一步实现功能性的调控。本文综述了近年来在光调控分子有序聚集体方面的研究及其在生物、传导、纳米材料制备中的应用。同时，对光调控的功能性有序分子聚集体未来的发展前景进行了展望。

基于长波长光激发的光敏剂和载体在肿瘤光动力治疗中的应用

赵洁, 李峻柏

2017, 35(4):  364-378.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.003

摘要 ( 897 )   HTML ()   PDF (4266KB) ( 2057 )  

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光动力疗法是近年来兴起的一种新型的微创性治疗肿瘤的方法，目前已经成功地应用于临床上多种恶性肿瘤治疗中，并取得了良好的效果。然而，由于生物组织对可见光的吸收和散射，使得光线无法穿透组织到达身体内的目标区域，所以该疗法更适用于浅表肿瘤的治疗。长波长光尤其是近红外光具有良好的组织穿透深度，其在治疗组织深处的肿瘤方面具有显著的优势。基于长波长光激发的光敏剂及载体在实体肿瘤的治疗领域已经取得了丰硕的研究成果。本文将从光敏剂的研发、双光子激光的使用、上转换纳米粒子的引入等方面简要概述近十年来用于光动力治疗中的组装体系，以及长波长激发光在光动力治疗方面的发展趋势。

光控水凝胶的构筑及在生物医药领域的应用

华鑫, 包春燕, 林秋宁, 朱麟勇

2017, 35(4):  379-395.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.004

摘要 ( 714 )   HTML ()   PDF (3985KB) ( 2660 )  

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水凝胶由于具有优越的保水性、良好的生物相容性和可降解性，被认为是最接近人体组织的生物医用材料。通过构建环境敏感水凝胶可以高度拟合生物组织的微环境，实现其在组织工程与再生医学领域的应用。由于光具有非物理接触和时空分辨等优势，利用光调控技术可实现水凝胶微环境的精确构筑与调控。本文重点介绍了近年来光控水凝胶的构筑，以及在生物医学和材料领域的应用进展。

双光子聚合技术在组织工程学方面的研究进展

黄星, 刘源, 王潇朴, 赵榆霞

2017, 35(4):  396-412.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.005

摘要 ( 681 )   HTML ()   PDF (4913KB) ( 1518 )  

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细胞外基质（ECM）是分布在细胞表面或细胞之间的大分子，具有复杂的网络结构，通过与细胞的相互作用调节着细胞的生长、增殖和分化，然而截止到目前这种复杂的调节作用还没有被完全理解。新兴的组织工程学通过体外构筑ECM来培养组织或器官，能够系统、深入的研究细胞与ECM之间的相互作用，进而为再生医学的发展奠定基础。双光子聚合技术具有穿透性好、空间选择性高、对生物组织损伤小等特点，是体外构筑ECM的理想方案。本文介绍了双光子吸收和双光子聚合的基本原理，梳理了水溶性双光子聚合光敏剂的研究概况，综述了光聚合水凝胶材料的研究进展并对后续研究进行了展望。

双光子光聚合与功能微纳结构制备

郑美玲, 金峰, 董贤子, 赵圆圆, 赵震声, 段宣明

2017, 35(4):  413-428.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.006

摘要 ( 683 )   HTML ()   PDF (14463KB) ( 1398 )  

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随着纳米光电子学及生物医学组织工程领域的发展，器件的小型化、结构多样化及高度集成化，给微纳结构与器件制造领域带来了新的挑战。本文围绕飞秒激光双光子聚合技术，简要综述了双光子光聚合基本原理与双光子引发剂分子的研究进展，并对飞秒激光双光子聚合技术在功能微纳结构与器件制备中的应用及发展前景进行了展望。

基于能量转移机理的水溶性荧光共轭聚合物体系的设计制备及应用

崔倩玲, 叶荣琴, 李立东

2017, 35(4):  429-444.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.007

摘要 ( 642 )   HTML ()   PDF (6594KB) ( 1387 )  

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水溶性共轭聚合物由于具有优异的光学性能，如强大的光捕获能力和独特的分子线效应，在化学、生物和医疗领域都有良好的应用前景。共轭聚合物受光激发后，所产生的激子可以沿着长程共轭的π骨架自由迁移，在分子骨架的任何位点都可以转移给能量受体，从而实现高效的能量传递。因此，水溶性共轭聚合物适合于构建各种能量传递体系，从而实现荧光信号放大、多色发光、活性氧产生效率提高等光学性能的优化。本文简述了基于水溶性共轭聚合物构建能量转移体系的原理和方法，总结了其在生物传感、生物成像、光动力杀菌和光动力抗癌等领域的应用，最后对水溶性共轭聚合物存在的主要问题以及未来的发展方向进行了分析和展望。

聚合物纳米光诊疗剂的制备与应用新进展

郭亮, 葛介超

2017, 35(4):  445-463.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.008

摘要 ( 691 )   HTML ()   PDF (10601KB) ( 1525 )  

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共轭聚合物纳米颗粒是由π-共轭有机聚合物组成的尺寸在1～100 nm范围内的新型有机纳米材料。与传统的有机小分子、半导体量子点和无机纳米材料相比，聚合物纳米颗粒具有光学性质特殊、结构多样、表面易修饰和生物相容性好等优点，因而被广泛应用于生物成像、传感与检测、载药和治疗等领域。本文主要围绕聚合物纳米颗粒的制备方法、性质结构和生物相容性等方面，重点介绍了聚合物纳米颗粒作为光诊疗剂在荧光成像、光声成像，以及光动力和光热治疗领域的研究进展，并对聚合物纳米颗粒的发展前景和未来面临的挑战进行了探讨。

石墨烯/有机共轭体系的光热效应与应用

肖林红, 李慧, 成春贵, 耿建新

2017, 35(4):  464-476.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.009

摘要 ( 763 )   HTML ()   PDF (6913KB) ( 1430 )  

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本文对近几年来石墨烯/有机共轭体系在光热效应领域取得的重要研究进展进行了总结评述。虽然有机光热试剂具有优异的光热转换效率和良好的生物相容性，但是，有机光热试剂的光稳定性差，限制了其实际应用。现有研究结果表明，石墨烯可显著地增强有机共轭体系的光稳定性，大幅提高其光热转换效率。此外，石墨烯/有机共轭体系还可集多种功能于一体，例如：光声成像指导下的光热治疗、pH响应的荧光成像和光热治疗、光热和光动力联合治疗等，这对有机共轭体系在光热治疗领域的应用具有重要意义。本文总结的研究结果及所作的分析，希望对新型有机共轭体系的光热效应及后续研究起到一定的参考和促进作用。

核酸光化学生物学

张雪莉, 汤新景

2017, 35(4):  477-493.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.010

摘要 ( 675 )   HTML ()   PDF (6068KB) ( 1694 )  

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光敏感基团作为光化学开关被广泛应用于各种生物过程的光调控中。特别是过去十几年内，核苷酸、寡聚核苷酸和DNA/RNA的光敏修饰策略得到了长足的发展，并在细胞信号传导和靶基因的功能调控等诸多生物学研究中发挥重要的作用。本文主要针对常用的光敏感基团、光敏感核酸及其化学生物学研究进展进行简要综述，并对未来核酸光化学生物学的研究进行了展望。

烟草花叶病毒的特定位点改性及应用

田野, 朱萌, 牛忠伟

2017, 35(4):  494-505.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.011

摘要 ( 595 )   HTML ()   PDF (4117KB) ( 1158 )  

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病毒是自然界中已知结构最简单却侵染能力极强的生物，作为一种典型的一维棒状植物病毒，烟草花叶病毒（TMV）具有单分散的形貌与尺寸（18 nm × 300 nm）、明确的空间结构、丰富的表面化学基团，且对哺乳动物不具有致病性，已广泛应用于电子器件、传感、成像、生物医用材料的研究。本文简述了对TMV进行基因工程或化学改性的多种方法及应用进展，并主要介绍了烟草花叶病毒在生物医用材料领域的潜在应用。

普适型纸芯片的研究与应用

张跃, 贺军辉

2017, 35(4):  506-515.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.012

摘要 ( 491 )   HTML ()   PDF (5168KB) ( 1247 )  

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纸基分析芯片（纸芯片）具有成本低、便携化、操作和后处理简单无污染等优点，在临床诊断、 食品质量控制和环境监测等领域有着广阔的应用前景。然而，由于难以制作性能优异的疏脂性屏障，使得纸芯片在涉及有机溶剂和表面活性剂的分析检测中，其发展受到了限制。针对当前纸芯片开发研究中存在的灵敏度较低、对有机溶剂和表面活性剂敏感等难点问题，研究人员在滤纸基底上制作出了性能优异的疏水隔离图案和高粘附疏水表面，并验证了所制备的纸芯片对涉及有机溶剂和表面活性剂的分析检测具有普适性。本文对此类普适型纸芯片的研究与应用进行评述。

论文

基于碘代Bodipy超分子聚合物的构筑和光物理性能研究

贾泽利, 高建峰, 李旭兵, 冯科, 陈彬, 杨清正, 陈玉哲, 佟振合, 吴骊珠

2017, 35(4):  516-525.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.013

摘要 ( 555 )   HTML ()   PDF (3565KB) ( 1276 )  

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本文以对羟基苯甲醛和3-溴丙炔为原料，经过巯基-炔基点击化学反应成功合成了含有双四重氢键的2，6-二碘代-8-[4-（2-脲基-4［1H]-嘧啶酮）苯基］-氟化硼二吡咯甲川化合物（I-Bodipy-BisUPy），并对其进行了详细的结构表征以及紫外、荧光、瞬态吸收、低温磷光等光物理性质测试。I-Bodipy-BisUPy可通过四重氢键非共价键作用驱动形成超分子聚合物。重原子碘的存在促进了I-Bodipy-BisUPy从单重激发态向三重激发态的系间窜越，可在低温下呈现一个近红外磷光发射峰，其三重态的寿命为56.7 μs。利用微乳法将超分子聚合物制备成纳米颗粒，ESR和对1，5-二羟基萘的光敏氧化性能测试表明此超分子聚合物纳米颗粒可在水中产生单重态氧（¹O₂），且能够实现对底物的光敏氧化。

基于黄酮的ESIPT型荧光探针检测三苯基膦

张健, 吕明环, 张维娟, 赵伟利

2017, 35(4):  526-535.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.014

摘要 ( 553 )   HTML ()   PDF (3882KB) ( 1314 )  

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三苯基膦（PPh₃）是一种重要的有机化合物，具有亲核性和还原性，已被广泛用于有机合成和有机金属化合物配位中。然而PPh₃的过量使用不可避免地会引起环境的污染，并且对人体的健康也具有潜在威胁。因此我们迫切需要一种方便而高效的检测PPh₃的方法。已有检测方法在便捷性和灵敏性等方面不如人意，而小分子荧光探针因其灵敏度高、选择性好、检测简单等优点受到广泛关注。受生物标记领域常用的无痕Staudinger连接反应的启发，本文设计合成了一个类似Staudinger连接反应，以能够具有固态发光性质的激发态分子内质子转移（ESIPT）特性的3-羟基黄酮荧光染料为母核，以邻叠氮苯乙酸酯为识别基团，用于检测PPh₃的荧光增强型的探针分子。通过叠氮与PPh₃反应，经过氮杂叶立德中间体，进行快速的分子内酰胺化，释放3-羟基黄酮染料并恢复荧光发射，从而实现在溶液中及滤纸上快速检测PPh₃的目的。该探针在定量和定性检测PPh₃方面具有潜在应用价值。

选择性检测谷胱甘肽的荧光探针

王媛, 陈潇潇, 刘学良, 陈玉哲, 牛丽亚, 吴骊珠, 杨清正

2017, 35(4):  536-545.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.015

摘要 ( 772 )   HTML ()   PDF (4358KB) ( 1186 )  

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本文设计合成了一种基于BODIPY衍生物选择性检测谷胱甘肽的比率式荧光探针1。荧光探针1中BODIPY的3位连有苯乙炔基团，5位连有咪唑盐离去基团，利用其与谷胱甘肽和半胱氨酸反应机理的不同实现了对谷胱甘肽的选择性检测。紫外可见吸收光谱和荧光光谱实验结果表明探针分子1与谷胱甘肽反应后的光谱发生明显红移，可以实现对谷胱甘肽的比率式检测。探针分子1对谷胱甘肽有极高的选择性，不受其它氨基酸尤其是半胱氨酸的干扰。荧光滴定实验表明探针分子1可实现对谷胱甘肽的定量检测，检测限为3.3×10^-8 mol/L。探针分子成功地应用于活体细胞中检测谷胱甘肽。

基于新型不对称BODIPY的GSH荧光探针

费强, 安建才, 赵春常

2017, 35(4):  546-551.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.016

摘要 ( 783 )   HTML ()   PDF (2361KB) ( 1184 )  

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本文通过在BODIPY母体中引入丙二腈，设计合成了一个新型不对称BODIPY荧光染料CN-B-Cl。由于丙二腈强吸电作用，荧光染料CN-B-Cl具有优异的化学活性，能够与含巯基的化合物在buffer体系中迅速发生芳香亲核取代反应；与GSH反应生成硫取代BODIPY，而与Cys/Hcy反应生成氮取代BODIPY。根据不同取代基BODIPY化合物发光性能的不同，该荧光探针可选择性区分GSH与Cys/Hcy。

苝二酰亚胺衍生物/三联吡啶铂配合物超分子在G-四链体检测中的应用

高云燕, 蔡温姣, 欧植泽, 马拖拖, 王子继, 许墨横

2017, 35(4):  552-562.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.017

摘要 ( 584 )   HTML ()   PDF (4806KB) ( 917 )  

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合成了3种三联吡啶铂（Ⅱ）配合物（Pt1、Pt2、Pt3）和两种苝二酰亚胺衍生物（PDI1、PDI2），构建了三联吡啶铂配合物/苝二酰亚胺衍生物超分子体系。所得超分子体系可作为"turn-on"型荧光传感器用于检测c-myc G-四链体。三联吡啶铂配合物可通过电子转移作用猝灭苝二酰亚胺的荧光，利用最小二乘法求得三联吡啶铂配合物与PDIs的结合常数为5.57×10⁴~5.28×10⁶ L/mol。加入G-四链体后，三联吡啶铂配合物/苝二酰亚胺超分子发生解离，苝二酰亚胺衍生物的荧光得到恢复。在Pt2/PDI2体系中加入1.5 μmol/L c-myc G-四链体可使其荧光增强63倍。在c-myc的浓度为25 nmol/L~1.0 μmol/L范围内，Pt2/PDI2超分子体系荧光增强（F/F₀）与c-myc的浓度呈良好的线性关系（R² = 0.995），检测限为1.37 nmol/L，表明Pt2/PDI2超分子体系可用于检测c-myc序列DNA。

三联吡啶-萘酰亚胺二元化合物的合成及其与DNA的相互作用

欧植泽, 李青青, 倚娜, 李志远, 许墨横, 蔡温姣

2017, 35(4):  563-573.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.018

摘要 ( 519 )   HTML ()   PDF (3787KB) ( 1405 )  

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本文合成了两种三联吡啶修饰的萘酰亚胺化合物NPI1和NPI2，并利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、圆二色光谱（CD）、荧光共振能量转移（FRET）等方法研究了它们与双链CT DNA和Htelo G-四链体DNA的相互作用。实验结果表明，化合物NPI1和NPI2对G-四链体DNA具有很好的结合能力和选择性，溶液中的碱金属离子种类和萘酰亚胺基团上的取代基对NPI1和NPI2与DNA的作用有很大的影响。在含K⁺的缓冲液中，NPI2与G-四链体的结合常数达到1.06×10⁸ L/mol，是与双链CT DNA结合常数的268倍。圆二色谱结果表明在不含碱金属离子的溶液中，NPI1和NPI2可诱导Htelo DNA形成反平行结构G-四链体。Autodock分子对接模拟表明NPI1和NPI2可以通过堆积作用、静电作用、氢键等作用方式与G-四链体结合，使得它们对G-四链体具有很高亲和性（K_a > 10⁷ L /mol）。

紫外光共聚交联制备GelMA/PEGDA水凝胶

王毅虎, 张兵, 马铭, 卢伟鹏, 王佳宁, 郭燕川

2017, 35(4):  574-580.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2017.04.019

摘要 ( 1996 )   HTML ()   PDF (3220KB) ( 2347 )  

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为避免物理交联明胶基水凝胶的热不稳定性，以及化学方法交联明胶基水凝胶存在的毒性，本文采用丙烯酰化的方法将甲基丙烯酸酐（MA）与明胶反应，在明胶分子链上引入双键结构，并且实现了紫外光照射引发甲基丙烯酰胺基明胶（GelMA）与聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）共聚交联制备水凝胶。研究了不同的MA加入量对明胶修饰度的影响，并对GelMA/PEGDA交联水凝胶理化性质进行了测试和分析。结果表明：体系中PEGDA含量增加，能释放更多的自由基，增加交联反应的活性和程度，使水凝胶形成更加致密的三维网络结构。并且GelMA/PEGDA交联水凝胶在37 ℃比GelMA交联水凝胶更加稳定。GelMA/PEGDA交联水凝胶将来有望成为组织工程的支架材料。