《基於納米金標記的糖基導向農藥及其可視化研究》是依託華南農業大學，由賈金亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米金標記的糖基導向農藥及其可視化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賈金亮
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
農藥分子的可視化方法是明確農藥作用機制和加快農藥開發的核心技術。本項目主要涉及一種植物用新型納米金標記的糖基導向農藥及其可視化研究。它是以無毒性和生物相容性的金納米粒子為螢光探針，將植物內源單糖(葡萄糖、半乳糖和甘露糖)和魚藤酮的含硫化合物分別與不同形貌的金納米粒子偶合，形成穩定的含納米金探針的糖基導向農藥。通過雙光子顯微鏡、LSCM、TEM和CT掃描技術，明確單糖轉運蛋白介導下的糖基魚藤酮在細胞和植物體內的吸收機理、分布與成像，闡明單糖介導魚藤酮的傳導機制。本研究有望創製出魚藤酮和納米技術相結合的一種新型納米金探針，為深入研究魚藤酮在單糖介導下的傳導機制和發展導向農藥理論提供一種新的思路；項目完成後將為納米技術在農藥轉運機理研究提供普遍性參考，並為開發一種簡單和安全的農藥可視化技術提供科學依據。
結題摘要
農藥分子的可視化是明確農藥作用機制和加快農藥開發的核心技術。本研究設計了一種新型無毒和生物相容的納米螢光探針揭示糖基導向農藥在生物體中的輸導機制。將葡萄糖、半乳糖、甘露糖分別和農藥分子及納米金偶合，製備出2,4-D糖基納米農藥和魚藤酮(R)糖基納米農藥。利用傅立葉紅外光譜(FTIR)、紫外光譜(UV-vis)、透射電鏡(TEM)、拉曼(Raman)和熱重(TG)等方法對納米農藥的理化特性進行定性和定量分析；利用雙光子顯微鏡(TPL)、電感耦合電漿質譜(ICP-OES)、聚光共聚焦顯微鏡(LSCM)和高效液相(HPLC)等手段對糖基納米農藥在菸草細胞和蓖麻葉片中的毒性、成像及吸收機理進行研究。結果表明：(1) Glc-S-Au NPs, Gal-S-Au NPs和Man-S-Au NPs三種納米粒子2 h時在蓖麻葉片中的吸收率分別為：38.3 %，20.7 %和11.5 %；4 h時為41.4 %，17.7 %和10.0 %，揭示了蓖麻葉片中單糖轉運蛋白對小尺寸納米金上D-葡萄糖(Glc)的識別能力強於D-半乳糖(Gal)和D-甘露糖(Man)；(2) 利用TPL檢測BY-2細胞中的2,4-D-MP-Au NPs樣品，結果表明該粒子分散在不同的細胞器，含量呈現一定的差異，且細胞可通過新陳代謝將2,4-D-MP-Au NPs部分排出體外；(3) 利用HPLC說明了雙配體R-Au NPs-Glc糖基納米農藥在BY-2細胞中的穩定性，且雙配體R-Au NPs-Glc糖基納米農藥和單糖配體Glc-Au NPs的吸收率分別是R-Au NPs的1.8和2.7倍。闡明了糖基納米農藥的細胞吸收機理和輸導機制，探索了TEM和LSCM在農藥分子成像技術中的套用；(4) 活體蓖麻葉片中，雙配體R-Au NPs-Glc納米農藥在2 h時吸收率為分別為單配體Glc-Au NPs和R-Au NPs的10.4和1.4倍， 4 h時分別為5.1和1.6倍。揭示了含有單糖和農藥分子的雙配體納米粒子能增加蓖麻葉片細胞膜上轉運蛋白對納米金外層有機物的識別能力。本研究創製出2,4-D和魚藤酮與納米技術相結合的一種新型納米金探針，闡明了2,4-D和魚藤酮納米農藥在單糖介導下的傳導機制，為發展導向農藥理論提供了一種新的思路，並為開發一種簡單、安全的農藥可視化技術提供了科學依據。
