利用DNA适配体对稀土元素进行动力学分析与亲和力表征
日期：
2025-01-15
浏览次数:
170
稀土元素（如钪Sc、钇Y和镧系元素Ln）因其独特的物理和化学性质，被誉为“工业维生素”，广泛应用于机械铸件、发光材料、高性能永磁体和医疗设备等高科技领域。然而，由于这些元素之间的化学性质极为相似且常伴生于矿物中，它们的分离过程极具挑战性。此外，随着稀土的开采污染问题逐渐显现。快速、低成本地检测和区分稀土元素对于资源的高效利用与污染监测至关重要。核酸适配体因其独特的金属配位能力、高稳定性和易设计性，在金属离子识别方面具有显著优势。然而，目前的研究多集中于高亲和力配体的开发，对适配体结合和解离动力学的研究相对较少。针对这一科学空白，加拿大滑铁卢大学刘珏文教授（点击查看介绍）团队以Sc3+为目标离子，筛选出一种新的DNA适配体（Sc-1），并探讨了其在稀土检测与分离中的潜力。研究团队通过Capture-SELEX技术，利用Sc3+为靶标，筛选得到DNA适配体 Sc-1。该适配体表现出对稀土离子良好的结合选择性。在硫黄素（Thioflavin T）荧光实验中发现，Sc-1仅对稀土离子显示出荧光变化，且Sc3+的结合速率显著慢于其他稀土离子，约需三分钟达到稳定结合状态，而其他稀土离子结合速率较快。当添加螯合剂EDTA后，各稀土离子的解离情况差异显著：1）第一类（即刻解离）。La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+的荧光能迅速恢复至原始水平。2）第二类（缓慢解离）。Tb3+、Dy3+、La3+、Ho3+、Er3+、Yb3+、Lu3+、Y3+的荧光缓慢恢复。3）第三类（几乎不解离）。Sc3+在EDTA存在下荧光几乎没有恢复。这一实验结果表明，虽然Sc3+和EDTA的结合常数远高于Sc3+和适配体的结合，但Sc-1与Sc3+的复合物具有显著的动力学能垒，导致EDTA难以竞争结合。为了进一步分析Sc-1对稀土离子的真实结合能力，该团队采用荧光链置换法（Fluorescence strand-displacement assay）进行进一步研究。实验显示，Sc-1对重稀土的结合能力明显优于轻稀土。在10 mM浓度下，Gd3+前的镧系轻金属（如La3+）几乎没有荧光上升，而Gd3+后的重稀土离子（如Tb3+、Lu3+）荧光变化显著，且随着离子原子量的增加，荧光上升幅度更大。通过进一步校准，研究测定了适配体Sc-1对多种稀土离子的真实Kd值：Sc3+: 1.0 nM、Y³⁺: 0.6 nM、La3+: 258.5 nM、Nd3+: 41.2 nM、Tb3+: 3.3 nM、Lu3+: 0.6 nM。这些结果表明，Sc-1能够根据稀土金属的离子尺寸和亲和力区分不同的镧系金属，为稀土资源分类利用提供了重要的技术支持。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
09
-
16
点击次数:
8
来源：X-MOL氧化铈纳米颗粒（CeO2NPs）可以提高作物的耐盐性，但其在耐盐性对比的水稻品种中的调控机制尚不清楚。本研究探讨了聚丙烯酸包被纳米铈（PNC）在盐敏（黄花占，H）和耐盐（香粮优 900，X）中引发的调控差异。结果表明，PNC 启动提高了两个品种的耐盐性，但潜在机制不同。在 H 品种中，耐受性增强主要归因于光合作用增强（净光合作用和蒸腾速率分别比 X 品种高 53.27%和 20.5...
2025
-
09
-
16
点击次数:
8
休斯顿，9月10日（阿格斯）—美国稀土元素公司Energy Fuels于9月9日宣布，其国内开采和加工的镨钕氧化物通过了用于电动汽车电机的所有质量保证测试。Energy Fuels在其位于犹他州的White Mesa工厂生产了高纯度的镨钕氧化物，韩国浦项制铁公司将其进一步加工成镨钕金属、钕铁硼合金烧结块和高性能、高温钕铁硼稀土永磁体。今年3月，该公司与浦项制铁签署了一项协议，使其生产的镨钕氧化物获...
2025
-
09
-
15
点击次数:
17
来源：X-MOL镧系离子发光因其丰富的光学特性而受到广泛关注。与下移发光过程相比，上转换发光过程表现出更大的复杂性，并且表现出不太有利的发光效果。这两种路线的集成代表了在单一材料中实现多重发光特性的可行策略之一。然而，镧系纳米晶材料内各个发光中心之间的相互影响是阻碍发光材料性能提升的关键因素之一。本文提出了一种基于 Er3+离子单发光中心的上转换-下移发光材料 NaLuF4：Er3+、Yb3+、H...
2025
-
09
-
12
点击次数:
70
2025年9月11日上午，江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任蔡乐敏同志遗体告别仪式于苏州殡仪馆海棠厅举行。江苏省稀土行业协会、上海市稀土协会及相关企业代表、生前好友等出席仪式。全国各省市稀土行业协会敬献花篮，寄托对蔡乐敏同志的深切哀悼，共同缅怀这位在行业内备受尊敬的同仁。 蔡乐敏同志的一生，是为稀土事业奋斗不息的一生。自江阴加华的基层岗位至江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任之职...