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丁姝姝博士在《Analytical Chemistry》发表最新研究成果

作者:金飞     日期:2020-06-13   点击数:10  


近日,我院天然药物系丁姝姝博士在单细胞内羟基自由基的传感和亚细胞空间分布研究方面取得重要进展,这一成果以“Sensitive and Selective Measurement of Hydroxyl Radicals at Subcellular Level with Tungsten Nanoelectrodes” 为题,近期发表在《Analytical Chemistry》杂志上。

羟基自由基(•OH)是一种生物体内存在的超高活性自由基,能够破坏细胞内脂质、蛋白质、DNA等生物分子。在亚细胞区实现•OH的高灵敏度、高选择性分析,对于阐明•OH分子机制以及疾病早期诊断和治疗具有重要意义。然而,•OH化学性质活泼,极易转变成其它物质,这使其仅有百万分之一秒的“寿命”而很难被发现。纳米管、纳米电极等纳米尺度器件由于具有较高的时空分辨率,在单细胞研究中显示出巨大的应用前景。

本工作开发了一种基于内剪切反应的针型钨纳米电极传感平台。检测过程中,•OHAu-S键发生氧化剪切反应,己硫醇(HAT)自组装单层从电极界面释放,促进电活性探针接近电极表面并发生氧化还原反应,从而间接实现•OH的检测。该传感器对•OH具有良好的选择性,最低检测浓度达到0.33 nM。基于其超小的尖端面积和超强的机械韧性,钨纳米电极易穿透细胞膜并精确定位,且损伤小。基于以上优异的分析性能,该钨纳米电极以极高空间分辨率实现亚细胞区•OH测定;针对炎症、阿尔茨海默症细胞模型,通过监测药物刺激下•OH表达水平变化,初步解释虫草素调控氧化应激的信号通路机制,促进神经退行性疾病等基础研究的发展。此外,以上研究表明纳米尺度器件的细胞内记录能力可有效评估药物疗效,实现候选药物筛选。

该研究由丁姝姝博士与华东师范大学化学与分子工程学院施国跃教授、朱安伟副教授合作开展。论文第一单位为南通大学,第一作者为南通大学丁姝姝博士,本科生药学181班贡昊洋参与该工作。Analytical Chemistry》为分析化学领域顶级期刊,自然指数(Natural Index)收录期刊,中科院JCR一区,影响因子6.35该研究得到了国家自然科学基金(21974048, 21635003), 上海市自然科学基金(19ZR1414600, 18DZ1112700), 国家留学基金 (201806145043)资助。

丁姝姝博士现任南通大学药学院天然药物系讲师,研究方向为生物分析与生物传感,药物分析。针对脑神经系统疾病,构建多种电化学生物传感平台,在单细胞、活体层次实现疾病相关生物分子的测定。目前为止,以第一作者在Analytical ChemistryACS Sensors等国际主流期刊发表论文数篇。

相关连接:https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04139


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