一种基于聚乙二醇单甲醚和纳米金的高分子复合材料在可视化检测丙烯酰胺中的应用

建立了一种用聚乙二醇单甲醚稳定的纳米金(PEO-纳米金)可视化检测丙烯酰胺(AM)的新方法,并用透射电子显微镜镜、紫外可见光光度计、激光粒度分析仪对PEO-纳米金进行测试分析。结果表明,该PEO-纳米金金核为19nm的规则球体且分散均匀,颗粒整体(纳米金金核和表面稳定剂)粒径集中分布在40nm。浓度为0.004mg/mL的丙烯酰胺可使该PEO-纳米金发生团聚,胶体由红色变成紫色,浓度在0.004~0.032mg/mL之间时,团聚程度随浓度的增加而增加,同时颗粒整体粒径依次增大到170nm,250nm,600nm。而N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)在相同条件下不能使PEO-纳米金发生团聚。因此,可用该方法简单、快速地实现丙烯酰胺选择性检测。     

金纳米颗粒在疾病诊断和食品检测领域的研究进展

纳米科技的发展使纳米在各个领域得到了广泛的应用。由于金纳米颗粒具有较高的摩尔吸光系数和特殊的光学、电学、磁学性质,因此它在化学、生物传感、疾病诊断和食品检测等领域的应用取得了突出进展。综述了最近几年金纳米颗粒在疾病诊断和食品检测领域的最新研究进展,特别介绍了国家纳米科学中心近期的研究结果,他们重点研发了可控功能化纳米材料的合成和应用,构建了便携式、高灵敏度的生物化学分析方法系列,为HIV和阿尔茨海默等重大疾病的诊断提供了新方法。讨论了金纳米颗粒具有的优势及存在的问题,并对其未来的发展进行了展望。     

基于负载金纳米颗粒的TiO_2纳米线的SERS基底

表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)是一种灵敏度很高的生物检测技术。近年来有研究表明,在半导体纳米材料表面用贵金属修饰所得的结构具有很强的SERS效应。本文提出了一种基于负载金纳米颗粒的宽禁带半导体FiO_2纳米线的SERS基底。FiO_2纳米线的制备采用成本低廉、工艺简单的水热合成法,然后采用原位化学还原生长法负载Au纳米颗粒,最后引入罗丹明6G(R6G)作为探针分子,证明该SERS基底能有效增强拉曼信号,实现最低浓度为10~(12)。mol/L的R6G的检测,适合应用于包括生物分子、有机污染等在内的有机分子的痕迹检测。     

美国科学家揭示金纳米颗粒微观结构

纳米颗粒的广泛应用，并不意味着科学家对其微观结构已经了如指掌。美国科学家的一项最新研究，揭开了科研中经常用到的一种金纳米颗粒的神秘面纱。     

金纳米颗粒应用于肿瘤显像和治疗的研究进展

金纳米颗粒(Gold nanoparticles,GNPs)具有许多优异的理化性质,这使其在肿瘤显像和治疗方面受到了越来越多的关注.例如:GNPs具有强的X射线衰减能力,可应用于电子计算机断层扫描(Computed tomography,CT)成像;GNPs可产生等离子体激元荧光(Plasmon en-hanced fluorescence,PEF),增强荧光成像的效果;GNPs在激发光下会产生强电磁场,可用于表面增强拉曼散射;GNPs在近红外区域有较高的局域表面等离子共振(Localized surface plasmon resonance,LSPR)效应,可以应用于光声显像(Photoacoustic Imaging,PA).GNPs具有放射增敏活性,在X射线辐射下,其表面可以产生二次辐射,从而提高放射治疗的效果;GNPs在近红外光区域表现出明显的光热效应,可将光能转化为热能,从而有效地消除肿瘤组织.此外,GNPs的表面很容易进行修饰,以用于递送药物、核酸、靶向肿瘤以及提高生物相容性.本文主要对GNPs在肿瘤显像以及治疗的研究进展进行综述.     

合成工艺对水相合成金纳米颗粒的影响

分别采用柠檬酸三钠和硼氢化钠为还原剂在水相中还原氯金酸制备了稳定的金纳米溶胶。通过透射电子显微镜、激光粒度分析仪、紫外-可见分光光度计对所制备的金纳米颗粒的形貌、结构、粒度分布以及光学特性进行表征,研究了还原剂用量、加热反应时间、反应温度、pH值对水相制备金纳米颗粒的影响。结果表明通过调节合成工艺,可以实现金纳米颗粒的可控生长,制备出平均粒径在5～70nm粒度分布均匀的球形金纳米颗粒。     

一种在硅材料表面组装金纳米颗粒的新方法

以氯金酸、L-半胱氨酸为反应试剂,利用内电流和金硫自组装效应,在硅材料表面组装了较为均一的金纳米颗粒,并利用荧光分析与硅纳米线场效应晶体管对该方法进行了相关验证。结果表明:经氢氟酸处理后的硅材料,在氯金酸和L-半胱氨酸混合溶液中反应3min可在硅表面得到较为均匀、稳定的金纳米颗粒层,其中,氯金酸浓度为0.5mmol/L,氯金酸和L-半胱氨酸浓度比为3∶1。荧光分析表明该方法组装的金颗粒表面已氨基功能化,使得金纳米颗粒修饰的硅材料在应用于生物检测时可直接醛基化修饰蛋白,简化了实验操作。同时,该方法可以在硅纳米线场效应晶体管中特异性组装金纳米颗粒,有力地支持了相关器件在疾病检测方面的应用。     

基于石墨烯/氯化血红素复合物纳米酶可视化检测谷胱甘肽

纳米酶是一类具有类酶催化活性的纳米材料,与天然酶具有相似的尺寸、形状和表面电荷等,但更易于制备、且价格低廉、稳定性好、有望成为天然酶的替代品,在生物分析、成像、治疗、环境保护等方面具有广阔的应用前景。石墨烯(Graphene, GR)由于比表面积较大、导电性及热导率高、力学性能好、晶格缺陷较少以及表面功能性官能团丰富等特点,在二维催化剂的载体方面有广阔的应用前景。本工作通过石墨烯与氯化血红素(Hemin)的自组装制备了一种具有纳米酶活性的纳米复合材料GR/Hemin。该复合材料保留了石墨烯比表面积大的特征,且在酸性条件下,可以催化氧分子生成自由基(ROS),从而将3, 3′, 5, 5′四甲基联苯胺(TMB)氧化。基于体系中谷胱甘肽(GSH)与TMB氧化的竞争关系,建立了一种快速,高灵敏度的可视化检测GSH检测方法。使用该方法时652 nm处的紫外吸光度与谷胱甘肽浓度在0.2～100μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为0.059μmol/L,肉眼可识别的谷胱甘肽最低浓度为20μmol/L。该方法可实现对血清中GSH的简单、快速、高选择性的检测,在临床检测中有广阔的应用前景。     

基于金纳米粒子比色检测重金属铅离子

目的研究一种新的基于半胱氨酸修饰的金纳米粒子的检测重金属铅离子的方法。方法采用柠檬酸钠还原法合成粒径为13 nm的金纳米粒子,并用半胱氨酸进行修饰(Cys-Au NPs)。在Pb2+诱导下,Cys能通过螯合配体结合作用捕获Pb2+,导致Au NPs聚集,使Au NPs特征峰的位置和强度发生变化,且溶液颜色发生变化。结果该比色法的检测范围为0.02~5μmol/L,检出限为0.01μmol/L。通过对比Pb2+与其他金属离子的紫外可见光谱,证明该方法特异性好。结论该比色法可用于Pb2+的实际检测应用中。     

Attomolar Electrochemical Detection of DNA Hybridization Based on Enhanced Latex/Gold Nanoparticles

We report a highly sensitive method for detecting DNA hybridization by anodic‐stripping voltammetry, using assemblies of AuNPs as electrochemical labels. The assemblies are made by layer‐by‐layer modification of sub‐micrometer latex spheres, followed by the uptake of the negatively charged AuNPs by ion exchange. The Au content can be considerably enhanced by autocatalytic reduction. Under the optimized conditions of enhancement, using differential pulse voltammetry for the stripping, 30 mer targets common to five strains of E. coli could be calibrated across the range 10 × 10^?18 M to 100 × 10^?18 M with a detection limit of 20 × 10^?18 M , which corresponds to ≈240 DNA hybridizations.     

纳米金修饰乙酰胆碱酯酶生物传感器 快速检测农药马拉松研究

以纳米金和乙酰胆碱酯酶修饰自制的纳米多孔类碳糊电极(nanoPPCPE),制备了一种新型纳米多孔乙酰胆碱酯酶(ACh E)生物电化学传感器。并根据有机磷酯类农药对AChE的特征性抑制机理,将该传感器应用于农药马拉松的检测中。实验结果表明:加入金纳米粒子做信号放大元后,传感器的峰电流大幅度增加;马拉松检测的最佳温育时间为14 min;以制备的ACh E传感器检测马拉松农药,当马拉松的质量浓度在1.0×10~(-10)~1.0×10~(-13)g/m L范围内时,酶的抑制率与其浓度的负对数值呈现出良好的线性关系,其线性方程为I=19.43C-181.4,C=-lg(ρ/(g·m L~(-1))),线性相关系数R=0.996,最低检测限为5.0×10~(-14)g/m L。     

胶态金纳米型时间-温度指示器性能研究

目的 探究基于金纳米颗粒的时间温度指示器（Time-temperature indicator, TTI）的变色机理及不同制备参数对其动力学参数的影响,为其在食品上的实际应用提供参考依据。方法 以明胶与氯金酸的还原反应为基础制备胶态金纳米型时间-温度指示器。通过紫外-可见分光光度计对TTI的吸光度进行测定,并将其与时间进行非线性拟合。采用单因素实验探讨制备参数对反应速率、变色寿命和活化能的影响。结果 TTI体系中生成的金纳米颗粒使得TTI呈现紫红色,金纳米颗粒数量的增加导致TTI的颜色变深。明胶用量减少而明胶-氯金酸质量比不变,以及明胶用量不变而明胶-氯金酸质量比增大的情况下,TTI体系的反应速率变慢,变色寿命延长。明胶-氯金酸质量比决定了TTI体系的活化能。TTI的活化能的范围为77.89～84.58 kJ/mol。结论 TTI具有监测因脂肪氧化而变质食品的潜能,通过调节TTI的制备参数可改变其变色寿命以匹配不同货架期的食品。     

Ag+‐Gated Surface Chemistry of Gold Nanoparticles and Colorimetric Detection of Acetylcholinesterase

Chemical regulation of enzyme‐mimic activity of nanomaterials is challenging because it requires a precise understanding of the surface chemistry and mechanism, and rationally designed applications. Herein, Ag⁺‐gated peroxidase activity is demonstrated by successfully modulating surface chemistry of cetyltrimethylammonium bromide‐capped gold nanoparticles (CTAB‐AuNPs). A surface blocking effect of long‐chain molecules on surfaces of AuNPs that inhibit peroxidase activity of AuNPs is found. Ag⁺ ions can selectively bind on the surfaces of AuNPs and competitively destroy CTAB membrane forming Ag⁺@CTAB‐AuNPs complexes to result in enhanced peroxidase activity. Ag⁺@CTAB‐AuNPs show the highest peroxidase activity compared to similar‐sized citrate‐capped and ascorbic acid‐capped AuNPs. Ag⁺@CTAB‐AuNPs can potentially develop into analyte‐responsive systems and exhibit advantages in the optical sensing field. For example, the Ag⁺@CTAB‐AuNPs system shows an enhanced sensitivity and selectivity for acetylcholinesterase activity sensing compared to other methods.     

Tuning Cellular Response to Nanoparticles via Surface Chemistry and Aggregation

The aggregation of gold nanoparticles (Au NPs) in cell media is a common phenomenon that can influence NP‐cell interactions. Here, we control Au NP aggregation in cell media and study the impact of Au NP aggregation on human dermal fibroblast (HDF) cells. By first adding Au NPs to fetal bovine serum (FBS) and then subsequently to a buffer, aggregation can be avoided. Aggregation of Au NPs also can be avoided by coating Au NPs with other biomolecules such as lipids. The aggregation state of the Au NPs influences cellular toxicity and Au NP uptake: non‐aggregated cationic Au NPs are four‐fold less toxic to HDF cells than aggregated cationic Au NPs, and the uptake of non‐aggregated anionic citrate Au NPs is three orders of magnitude less than that of aggregated citrate Au NPs. Upon uptake of Au NPs, cellular F‐actin fiber formation is disrupted and actin dots are predominant. When lipid‐coated Au NPs are doped with a fluorescent lipid (F‐lipid) and incubated with HDF cells, the fluorescence from the F‐lipid was found throughout the cell, showing that lipids can dissociate from the Au NP surface upon entering the cell.     

Detection of Circulating Cancer Cells Using Electrocatalytic Gold Nanoparticles

A rapid cancer cell detection and quantification assay, based on the electrocatalytic properties of gold nanoparticles towards the hydrogen evolution reaction, is described. The selective labeling of cancer cells is performed in suspension, allowing a fast interaction between the gold nanoparticle labels and the target proteins expressed at the cell membrane. The subsequent electrochemical detection is accomplished with small volumes of sample and user‐friendly equipment through a simple electrochemical method that generates a fast electrochemical response used for the quantification of nanoparticle‐labeled cancer cells. The system establishes a selective cell‐detection assay capable of detecting 4 × 10³ cancer cells in suspension that can be extended to several other cells detection scenarios.     

乙肝表面抗原S2S基因在蓝藻Synechococcus sp.PCC7942中的表达研究

用PCR法将乙肝表面抗原基因S2S片段从乙肝病毒中扩增得到,将其插入到蓝藻热休克表达载体pEUTMT1中,构建成表达重组质粒pES2ST1.将蓝藻Synechococcus sp.PCC7942的总染色体与质粒pES2ST1同时进行EcoRI和SacI双酶切,再连接构建成为系列含有蓝藻染色体DNA同源片段的供体表达质粒.经转化筛选得到蓝藻Synechococcus sp.PCC7942转化藻株.PCR和Southern 杂交证明目的基因已经整合到宿主的染色体中.转化藻通过热诱导后,Northern-blot结果呈阳性,用化学发光检测技术可以检测到微量目的蛋白的表达,检测含量约为0.78～0.64ng/ml,目的蛋白约为可溶性蛋白的1.1×10-6～1.5×10-6.