西南大学黄承志：铽离子天线效应用于严紧激素的高灵敏、高选择性测定

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严紧反应是细菌适应应激环境（例如营养缺乏、高温）的一种代谢方式，涉及广泛的生物转录调控程序。严紧激素（ppGpp）则是严紧反应过程中产生的效应分子，在基因表达、rRNA及抗生素产生和毒力调节等方面起着重要的作用。由于ppGpp与鸟嘌呤核苷酸（如GTP）具有高度相似的结构，仅在磷酸根的数量上存在差异。因此，如何发展一种简单的分析方法，高灵敏度和高选择性地检测ppGpp是一个富有挑战性的难题。该方法的建立对于监控细菌和植物在应激和饥饿条件下的严紧反应也具有非常重要的意义。

西南大学的黄承志教授和李春梅副教授团队将稀土铽离子（Tb3+）通过配位作用结合到碳点（CDs）的表面，形成铽离子修饰的碳点（CDs-Tb），并将其用于特异性地识别痕量严紧激素。作者首先通过一步水热法合成具有高量子产率的蓝色荧光碳点，然后将硝酸铽溶液和碳点混合，使铽离子与碳点表面的羰基和氨基发生配位，从而形成CDs-Tb探针。

该CDs-Tb探针能够特异性地识别ppGpp，其检测机制源于铽离子的天线效应和碳点特异性区分能力的协同作用。相比于其他的核苷酸，ppGpp拥有四个磷酸根且呈钳形结构分布，因而能够高效地与CDs-Tb表面的铽离子结合。在紫外光的照射下，ppGpp将吸收的能量转移给铽离子，使其发出明亮的荧光。有趣的是，能与游离的铽离子结合产生天线效应的其他核苷酸却几乎不能和CDs-Tb探针产生作用。因而，碳点的引入可以提高该方法对ppGpp检测的选择性。此外，碳点自身的荧光强度不受ppGpp影响，可作为内参比建立基于CDs-Tb的比率荧光法检测ppGpp。据悉，这是目前报道最灵敏的ppGpp检测方法，线性范围为0.5−15 μM，检测限达到50 nM。该方法也成功地用于一些生物样品例如尿液、血液中ppGpp的检测。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大学的硕士研究生陈斌斌。

该论文作者为：Bin Bin Chen，Meng Li Liu，Lei Zhan，Chun Mei Li，Cheng Zhi Huang

Terbium(III) Modified Fluorescent Carbon Dots for Highly Selective and Sensitive Ratiometry of Stringent

Anal. Chem., 2018, 90, 4003, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b05149