陕西省生命分析化学重点实验室（陕西师范大学）

陕西省生命分析化学重点实验室（陕西师范大学）简介

陕西师范大学是教育部直属六所师范大学之一，是国家“211”工程重点建设大学。学校现设有18个院(系)，62个本科专业;有6个博士后流动站，6个博士学位授权一级学科，57个博士学位授权二级学科，24个硕士学位授权一级学科，147个硕士学位授权专业，学校坚持教学科研并重，文、理、工协同发展的办学方向，担负着为西北地区乃至全国培养高素质基础教育师资和科技开发型人才的重任。 F6;6RX3=2Wn8.5b

　　化学与材料科学学院现有化学、应用化学、材料化学和科学教育四个本科专业;有化学一级、应用化学、材料学7个学科博士学位授权;有化学、材料科学与工程、化学工程与技术、药物分析学、课程教学论(化学)15个学科硕士学位授权。目前学院在校本科学生835人，硕士研究生(含教育硕士、高校教师)519人，博士研究生32人。现有教职工112人，其中教师82人，博士生导师28人，教授34人，副教授28人;教师队伍中博士学位获得者46人，在读博士16人，在国外获得博士学位或从事过研究工作的人员有27人。 P9?5oa7+9Oi73V

　　本生命分析化学重点实验室依托于陕西师范大学化学与材料科学学院，是在陕西省重点学科--陕西师范大学分析化学学科基础上建立的。经过近二十年的不懈努力，“陕西师范大学生命分析化学重点实验室”已经形成了四个特色突出、在国内具有一定优势的研究方向，即：即：① 生物电分析化学，② 光学生物传感器，③ 化学与生物发光分析，④ 色谱及药物分析。 y8;2Gj1+1Nb,;,U

地址：陕西师范大学长安校区 t1.1Nk6!7yA9.8E

研究领域

发光分析与生物传感

以生物活性物质为检测对象，以荧光、化学发光为检测信号，利用纳米生物技术，探索测量、传感新策略，建立简单、灵敏、快速分析方法，进而将所建立的方法用于临床诊断、食品安全分析和环境污染检测中。 O,!9in8.7RW6:3M

目前主要在以下三个方面开展工作: X9.,qV1!7Wx7~1f

（1）化学发光、荧光分析新体系的探索，重点研究纳米材料（如贵金属纳米粒子、半导体量子点、碳纳米材料）参与的化学发光体系和荧光体系；合成了纳米金、纳米银以及双金属合金纳米粒子，系统研究这些纳米粒子在鲁米诺化学发光反应中的催化性能及纳米粒子尺寸、分散状态、表面性质等对其催化发光特性的影响；半导体量子点虽具有优良的荧光特性，但其化学发光强度远远小于经典的化学发光体系（如鲁米诺体系）。探索改变量子点外包被试剂的种类增强量子点的化学发光强度，以期得到发光效率高的化学发光试剂。此外，探索一些新催化体系，来构建以量子点为发光体的化学发光新体系。 X4?2cU2:1df3;7G

（2）生物纳米技术在发光生物传感中的应用。将纳米粒子催化的化学发光发光体系与核酸分子识别相结合，构建化学发光生物传感新方法；充分利用半导体量子点一元激发多元发射的荧光特性，结合碳纳米管强的荧光猝灭能力，构建均相多元荧光传感体系； v1~1oA3?4kK4-6O

（3）发光分析在药物筛选、芯片检测中的应用。以具有潜在抗癌活性的G-四链体配体的筛选核心，建立了多种简单、灵敏的筛选G-四链体配体的荧光方法；将化学发光检测用于纸芯片和PDMS微流控芯片中，充分利用化学发光检测的高灵敏优点，构建简单、廉价生化分析方法。2011年以来该研究方向已在Chem. Eur. J.， Chem. Comm.，Biosens. Bioelectron.，Analyst等SCI源期刊发表论文50余篇。该研究方向的学术带头人为章竹君教授和李保新教授，主要学术骨干有金燕教授、刘伟副教授等。 a3!60T66uz6!90

分离与复杂体系分析

以中药和生物体等复杂体系中生物活性组分分析为目标，以新型分离介质和修饰材料的开发研究为切入点，发展现代色谱分析方法、构建高集成高通量微流控芯片系统，为复杂体系中目标物的选择性分析提供新方法： U3-6SZ6:3IH7~3Q

（1）天然药物活性成分的筛选分离、鉴定研究，以活性化学成分的提取、分离、结构鉴定及其药理活性研究为主导，系统的研究了香茶菜、黄芩、太白洋参、红豆杉、棱子芹、葛花、葛根等药用植物有效化学成分提取分离工艺和药理活性，从中发现了一系列具有新结构的天然有机化合物，并对这些化合物进行了生理活性和药理实验研究，得到了一系列具有重要意义的研究结果。开展了基于细胞作用的中药活性成分筛选分析研究，建立了三维细胞生物反应器，在模仿体内微环境下药物与受体的作用过程进行中药有效成分筛选、分离, 建立了多种VEC细胞药物筛选模型和一系列在线色谱筛选分析方法，完成了川芎、丹参、铁牛七、金牛七、大黄、朱砂七、桃儿七等中药中作用于心血管系统和中枢神经系统及抗肿瘤的活性成分筛选分析工作。同时，通过对传统中药黄芩中黄芩素提取分离技术的系统研究，提出了一种新的分离工艺，可使黄芩甙在提取分离过程中自动转化为黄芩素，从而使黄芩素收率成倍提高。 M9-1sJ,-2Rc9+6x

（2）高集成塑料微流控芯片的构建及其在生物大分子分析中的应用，发明了3D微制备技术（Moving Mask Deep X-ray Lithography），首次将微反应器、微纳筛分柱、微通道及微透镜阵列集成于微型聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）芯片上， 并采用LIGA法批量制备了高集成聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片。针对常规热封装法耗时及成功率低的缺点，我们研究了二种新颖的封装方法：胶黏剂印刷法（adhesive printing method）和压敏胶带封装法，可在数秒内完成芯片的常温快速和高质量的封装，从而现实了一次性高集成微流控芯片的大规模低成本制备。在此基础上，结合固相抽提、毛细管PCR扩增，微流控芯片电泳及芯片亲和电泳技术建立了蛋白质、DNA和寡多糖等生物大分子的高通量快速分离分析方法，实现了微量复杂体系中如人血液（3微升）疾病基因片段高效高通量快速诊断。并将建立的以高集成微流控芯片为基础的高通量快速分离分析方法运用于活性小分子、寡多糖和蛋白质及其相互作用的研究。 o,;5SH9-1xK2-4H

（3）人工识别材料及新型分离介质的制备及应用，建立了分子印迹整体材料的合成方法，成功合成了士的宁、吗啡、麻黄碱等毒性中药的分子印迹整体材料，并将其应用到法医鉴定中；建立了以单分散交联甲基丙烯酸环氧丙酯微球为基质的分子印迹聚合物的合成体系，成功合成了奎诺酮和雌激素分子印迹材料，并将其运用到蛋白质大分子的合成中，发展了蛋白质分子印迹新技术；在此基础上针对分子印迹材料的单一性模板问题，首次提出了整合分子印迹材料的概念，通过与聚合条件的控制，合成了整合分子印迹材料，将性质不同但共存于同一基体的物质同时印迹在聚合物中，从而实现对复杂体系中多种目标成分的分离富集，拓展分子印迹材料的应用范围，提高其作用效率。再得到特异识别的分离材料后，结合色谱和质谱，建立分离分析方法，运用于中药、体液、蛋白质组等复杂体系的分离分析。开展了具有良好分离吸附性能的新型介孔碳材料研究，有望在分离介质研究中探出一条新路。2011年以来，在J. Chromatogr. B，Biomedical Chromatography，Talanta，Food Chem.，Analyst等SCI源刊上发表论文30余篇。该研究方向的学术带头人为张志琪教授，主要学术骨干有党福全教授、曾成鸣教授等。 y,?9DI1?4cl1;4I

生化分析与分子诊断

在蛋白质组学、后基因组技术及生物医学发展基础上，利用现代光谱技术（包括荧光、化学发光、共振光散射及光学成像等）及分子探针技术，研究建立生物标志物高灵敏度分析检测新方法，为生命科学研究及重大疾病的早期诊断提供检测技术。主要开展了以下5个方面的研究工作： F5+1He,:1MT5+8f

（1）以功能化纳米粒子为探针，基于抗体-抗原特异性相互作用及核酸杂交反应，利用一个纳米粒子溶解后可产生大量金属离子，通过化学发光检测金属离子实现信号放大，研究建立仪器简单、费用低的高灵敏度免疫分析及核酸杂交分析技术平台。 j7?1BY5:5KP5;3p

（2）利用水溶性阳离子共轭聚合物（CCP）与DNA分子之间强烈的静电作用及通过荧光共振能量转移（FRET）对荧光探针信号的放大作用，基于DNA特异性延伸反应，研究建立操作简便、高灵敏度、高选择性基因突变的均相分析技术。 C9=2Xu54nI3!,M

（3）基于高特异性核酸扩增反应，创新扩增反应产物的检测方法，研究高特异性、超高灵敏度检测基因变异（基因单核苷酸多态性（SNP）、拷贝数（Copy number）变异等）及DNA修饰（甲基化）的新方法、新技术。 E7?8gu5~5mU23T

（4）针对小RNA序列短、序列相似强、含量低的特点，系统研究小RNA引发的高效核酸扩增反应，主要包括滚环扩增反应（RCA）、环介导的等温扩增反应（LAMP）、等温指数扩增反应（EXPAR）、连接酶链式反应（LCR）等。在此基础上，研究小RNA的均相实时分析、原位分析及单细胞成像分析，为研究microRNA的生物功能，以microRNA为标志物的疾病诊断及小RNA干扰为基础的基因药物研究提供可靠的分析技术平台。 m2:4Oz1+3vP2+7M

（5）基于磷酸化多肽和蛋白质与功能化纳米粒子表面及阴离子-金属离子络合物特异性相互作用，研究磷酸化多肽和蛋白质的分离、富集及其检测信号的放大机制，建立超高灵敏度、高通量分析各类蛋白激酶活性的分析方法。为研究细胞内信号传导提供检测技术，并建立以蛋白激酶为靶标的靶向药物筛选平台。2011年以来该研究方向已在Anal. Chem.， Chem. Eur. J.， Chem. Comm.，Biosens. Bioelectron.，Analyst等SCI源期刊发表论文20余篇。该研究方向的学术带头人为李正平教授和郑行望教授，主要学术骨干有段新瑞教授、唐艳丽副教授、刘成辉副教授等。 V5?3CW8-5qJ3.3B

生物传感与成像分析

（1）生物传感 本研究方向以生物大分子电化学与电化学生物传感的研究为特色，处于国内领先，国际先进水平。生物大分子电化学与电化学生物传感的研究是利用电化学技术在电子水平上研究生物大分子、生命活性物质及其超分子作用。本实验室以构建高灵敏度高选择性电化学发光和电化学生物传感器件和方法为目的，根据分析化学学科和生物传感器的发展，以生物酶、抗原/抗体、DNA等分子识别物质为研究对象，主要研究分子识别物质在电极界面的电子转移、分子识别特性、生物大分子间及其与小分子间的相互作用，系统深入开展电化学发光和电化学酶传感器、免疫传感器、DNA（基因）传感器、适配体传感器，研制应用于病理研究和临床检测的电化学和电化学发光生物传感器。 s3-6sH4+2zI2;9W

其一、生物亲和型传感器的研究，利用抗原与抗体结合、糖与凝集素结合、细胞受体与配体结合、DNA与RNA和核酸互补的实时信息，在免疫学和遗传学的研究以及临床检测方面开展相关的生物亲和传感器方面的研究。以构建高灵敏度高选择性电化学和电化学发光生物传感器件和方法为目的，根据分析化学学科和生物传感器的发展，开展电化学和电化学发光DNA（基因）传感器、适配体传感器、糖生物传感器和细胞传感器的研究。目前主要进行电化学发光糖生物传感器、 多肽传感器、和细胞生物传感器的研究。 u8;6Tx6:9mo1-3s

其二、酶生物传感器的研究，利用酶的高度专一性和催化反应活性、酶与配体的分子识别、酶与配体的相互作用，以分子模拟与设计、纳米技术为手段， 建立基于生物酶和人工模拟酶的高稳定性、专一性和灵敏度的生物传感分析方法为目标，在老年痴呆症和糖尿病的药物筛选、临床诊疗、环境毒物检测和食品安全等方面开展研究。目前主要进行乙酰胆碱脂酶抑制剂的筛选、有机磷水解模拟酶的设计与合成、和基于天然酶和人工酶生物传感器的研究； Q9;5PK,-2Tn7:5u

其三、微阵列传感器的研究，设计和制作不同基底的微阵列电极，以生物分子之间的相互作用为分子识别基础，结合纳米技术和电化学、电化学发光检测技术，研究合成电化学和电化学发光探针和构建传感界面的新原理和新方法，构建新型肿瘤标示物电化学和电化学发光阵列生物传感器，发展同时检测多种肿瘤标示物的高灵敏度电化学及电化学发光传感新器件和新方法，为肿瘤早期诊断、毒理研究和药物筛选提供高灵敏、高通量的检测技术和器件。 e2~7gf,=7Nj7-4y

（2）成像分析 高灵敏、便捷的光学成像技术在生命体的营养状况、代谢过程、病理机制和药物作用机制，尤其是重大疾病的检测、治疗方面，被认为具有极大的研究潜力。该领域研究也是全球的研究热点，具有突出的跨学科、跨领域特色。其中，在分子水平上以具有时间分辨、空间分辨和组织（器官）分辨的分子影像，探究完整生命系统中的生命过程，能够更为客观、准确的认知生命过程的本质和实现人类重大疾病的早期发现、治疗。该研究方向主要进行了以下几个方面的研究工作。 x9:3xb6:9nh1=1M

其一、电化学发光成像仪器和检测新方法， i8-,ny2;4lK7:2p

其二、化学发光活体成像探针和成像方法 借鉴活体探针、尤其是小分子荧光探针活体应用的要求，我们从提高体内发光量子产率、较长的发光波长、可预期的生物相容性和低的探针毒性等几个指标出发，开展全新的活体化学发光探针设计、合成和分离研究。针对化学发光成像局限于体内活性氧检测的现状，创新的实现了对体内极微量的HRP实现高灵敏检测。以此为基础，化学发光活体成像有望发展成为可针对体内多种疾病、标示物或药物实现成像检测的全新方法。 W7:9Ef1?2Gk,?7w

其三、活体纳米肿瘤探针和正电子成像方法，PET/CT成像技术是目前灵敏度最高的临床医学影像方法。临床医学对正电子探针，尤其是肿瘤探针最紧急的需求，是更高灵敏度和靶向性的探针药物。我们采用将正电子核素掺杂在纳米颗粒内部的标记方法，可大幅度提高核素的标记量并有效防止标记核素的泄露和流失，较有机分子探针的标记过程大大简化。此外，由于正电子核素标记在纳米颗粒内部，全部的纳米颗粒表面可用于修饰更多数量的肿瘤靶向配体和进行表面电荷调控，有利于提高探针与肿瘤细胞表面受体的靶向多价结合和降低探针的非靶向性结合作用。这种活体肿瘤检测探针和成像方法，在正电子核素标记、探针制备和活体PET/CT成像等研究思路上具有创新性。2011年以来该研究方向已在Anal. Chem.（3篇）， Biosen. Bioelectron （8篇）等SCI源期刊发表论文50余篇，获陕西省科学技术二等奖1项。该研究方向的学术带头人为张成孝教授，吕家根教授，主要学术骨干有高强教授、张耀东副教授，杜建修副教授、漆红兰副教授、岳宣峰副教授等。 V2-6h01:,vR2.1d

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