金纳米球-氧化石墨烯纳米药物载体的制备及抗癌性能

采用化学还原法制备了氧化石墨烯-金纳米球(GO-AuNP),利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-分光光度计(UV-Vis)和激光粒度仪等对GO-AuNP进行了表征,并利用红外热成像仪对其光热性能进行了研究。将GO-AuNP负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)制备成纳米药物复合物(GO-AuNP@DOX),并通过荧光分光光度计对DOX的负载和释放进行了检测;结果显示,GO-AuNP@DOX中DOX的释放在弱酸性环境下更优,并且在808 nm激光照射条件下pH=5.3时释放量可以达到30.51%。采用共聚焦显微镜分析了癌细胞对GO-AuNP@DOX的摄取能力;采用CCK-8细胞毒性实验分析了GO-AuNP@DOX的体外杀伤肿瘤细胞能力,细胞毒性实验证明GO-AuNP载体具备良好的生物相容性,体内抗肿瘤实验结果表明,荷瘤小鼠在化疗光热协同作用可以很好地抑制肿瘤生长。结果表明,GO-AuNP纳米药物载体具有光热转换能力优异、生物相容性优良的优点,其pH/近红外光谱(NIR)双重药物控释性能使药物载体在化疗-光热协同治疗肿瘤方面具有潜在的应用价值。

氧化石墨烯-DNA纳米探针用于三磷酸腺苷的检测与药物递送

癌细胞内三磷酸腺苷(ATP)浓度异常与肿瘤发生发展过程密切相关,因此,快速、准确地检测细胞内外ATP水平具有重要意义。盐酸阿霉素(DOX)是一种广泛使用的抗癌药物,能嵌入DNA碱基对,并通过抑制DNA复制和转录诱导细胞凋亡。氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)由于具有毒性低、比表面积大和易功能化,可以有效、稳定地负载DNA纳米探针进入细胞等优点而被广泛应用。然而,复杂环境中的生物分子容易通过物理吸附竞争性结合到GO表面,导致假阳性信号。基于此,提出了一种新型的GO-DNA纳米探针,并将其应用于ATP的检测与抗癌药物DOX靶向递送。以ATP的核酸适配体与其互补链杂交形成双链DNA(dsDNA),并通过G-C碱基对负载DOX,利用互补链延伸的poly A序列吸附到GO表面构建了GO-dsDNA-DOX纳米探针,能极大程度地降低复杂环境中物理吸附引起的干扰,减少假阳性信号产生。ATP与适配体特异性结合会导致DOX释放,根据其荧光“off-on”实现ATP的定量分析,DOX荧光强度与ATP含量在0.08~8.0 mmol/L范围内呈现良好的线性关系,线性方程为IF=3.0897c+129.08,检测限(3σ/k)为0.059 mmol/L,且方法具有良好的选择性和抗干扰能力。细胞毒性及荧光成像结果表明,负载DOX的纳米探针在人乳腺癌细胞(MCF-7)内有明显的药物释放,显著诱导细胞凋亡。该研究建立了一种免修饰、简单和快速的ATP含量检测分析方法,并利用癌细胞内高浓度ATP实现靶向药物递送,降低了对正常细胞的毒副作用,为癌症的治疗提供了新思路。

不同湿法消解体系-原子吸收分光光度法测定灵芝中铁含量

探究不同消解体系对灵芝中Fe消解的影响,构建混酸为消解体系的前处理对灵芝中Fe含量的检测方法。采用原子吸收分光光度法测定Fe的含量;以硝酸-高氯酸为基础进行对灵芝子实体的消解,以Fe的含量为指标,优化不同类型、不同体积比的混酸消解体系,对紫芝和赤芝进行湿法消解,考察最优的混酸体系对灵芝中Fe含量测定的消解效果。研究结果表明,在质量浓度为2.00~10.00μg/L范围内,Fe标准工作曲线的方程为:Y=0.0176X+0.0053,R^(2)=0.9994;在混酸体积比例为V(HNO_(3))∶V(HClO_(4))∶V(H_(2)O_(2))=8∶1∶2的体系下,测得紫芝中Fe含量为90.32μg/g,赤芝中Fe含量为86.25μg/g,RSD分别为2.43%和2.18%。

基于卷积神经网络算法判定稀土总量滴定终点技术研究

由于稀土产业发展迅速,市场需求越来越大,应用范围越来越广,需建立一个长期有效且适用于测定各类稀土的方法。针对目前传统稀土总量检测方法效率低、准确度低、滴定终点差异大等问题,难以满足在线检测的需要。卷积神经网络算法通过摄像头记录样品在滴定过程中溶液的颜色变化,对溶液进行图像特征提取和学习,从而有效、准确地实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别,配合步进电机和注射泵等部件实现自动滴定过程,建立了一种基于卷积神经网络的稀土总量浓度在线分析方法。图像识别本质上是对图像信息进行特征提取,而卷积神经网络(CNN)有着传统识别方法不具备的优点,比如能够自行训练、识别速度更快、所需特征更少等,将自动滴定与神经网络相结合,实现了滴定流程的自动化和样品前处理、滴定、终点判定等过程的一体化,且设备内可同时进行五个样品滴定,提高了滴定效率。

Top-down法评定EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度

依据Top-down技术中的质控图法对EDTA络合滴定法测定海洋沉积物中碳酸钙含量的不确定度进行评定。利用2021年质控样标准物质GBW 07333、GBW 07314和GBW 07316中CaCO_(3)测定值的时序数据进行评定,3组时序数据正态统计量A^(2*)(s)和独立性统计量A^(2*)(RM)均小于1,CaCO_(3)测定值、A_(EWMi)和移动极差控制图没有失控点,3组时序数据处于受控状态。当CaCO_(3)质量分数分别为2.05%、6.20%和38.56%时,计算得其扩展不确定度分别为0.08%、0.07%和0.20%。将测量不确定度与对应含量值进行线性拟合建立了不确定度预测模型,GBW 07309和GBW 07334中CaCO_(3)的测量不确定度预测值分别为0.09%和0.18%,预测值与Top-down技术获取的评定结果较为吻合。

溶剂依赖型碳点的制备及水含量检测和防伪应用

以二苯氨基-4-苯甲醛和邻苯二胺为前驱体,乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了具有高量子产率(QY=87.76%)的氮掺杂荧光碳点(N-CDs)。通过对有机溶剂和水溶液中N-CDs光学性质的考察,表明N-CDs具有良好的溶剂依赖性和化学稳定性。水的加入在N-CDs中构建氢键网格,从而实现了发射波长的红移,N-CDs溶液由蓝色变为黄色。进一步,基于N-CDs荧光试纸蓝色到黄色的可逆颜色变化,制备便携的空气湿度可视化检测试纸。此外,N-CDs还可用于荧光墨水、书写纸和荧光柔性薄膜,拓展了其在信息传递,高级防伪加密和固态荧光的应用。

吲哚啉染料最大吸收波长的定量结构性质关系研究

本文建立了吲哚啉染料最大吸收波长(λmax)的定量结构性质关系(quantitative structure property relationship,QSPR)模型,采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)算法建立了QSPR模型,应用留一交叉验证和外部测试集验证这2种方法对模型的性能进行了评估。留一交叉验证的均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)和留一交叉验证相关系数,分别为38.808、4.65%和0.635。外部测试集验证中,RMSE、MRE和决定系数分别为31.109、3.84%和0.749。实验结果表明,所得模型具有良好的预测能力和稳健性,可用于吲哚啉染料λmax的预测,MLR可用于建立吲哚啉染料λmax的QSPR模型。

碘量法测定天然气中硫化氢标准适应性研究

GB/T 11060.1—2010中碘量法是天然气气质中硫化氢限制指标的测定方法之一,是GB 17820—2018《天然气》中硫化氢含量的仲裁方法。现行GB/T 11060.1—2010被广泛应用,在应用中发现存在的主要技术问题:(1)硫代硫酸钠标准滴定溶液配制和标定与GB/T 601—2016规定不完全相同;(2)对于产品天然气中硫化氢含量低,按该标准要求分析一个样品需要4~9 h,方法使用受到限制;(3)按标准规定的试样参考用量,吸收硫化氢的溶液中硫化锌沉淀多、颗粒大,滴定终点的颜色不明显,影响测量结果准确度。通过开展GB/T 11060.1—2010标准适应性研究,考察了标准溶液的配制和标定方法,以及不同的取样量、取样流速和吸收器等对测量结果的影响。研究结果表明:按照GB/T 601—2016配制的0.1 mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液并标定,由于滴定管校准、滴定速度和分析天平精度原因,标定结果不能完全符合GB/T 601—2016要求;硫化氢含量<28.7 mg/m^(3)试样参考用量降低为50 L,其重复性和再现性完全满足标准要求。根据实验结果、标准适用性和操作性等因素,提出了GB/T11060.1—2010的修订内容并修订发布GB/T 11060.1—2023。针对GB/T1106.1—2023新标准进行解读,以便使用者能更好地理解和掌握新标准,确保新标准的有效实施。

金属有机框架Cu@Sc-MOF纳米酶对5'-三磷酸腺苷的比色/荧光检测

通过溶剂热法制备了一种铜/钪金属有机框架(Cu@Sc-MOF)纳米酶,在H2O2存在下,Cu@Sc-MOF可催化氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)得到蓝色氧化产物oxTMB,并在652 nm处产生特征吸收峰。同样,Cu@Sc-MOF也可氧化邻苯二胺(OPD)生成2-氨基吩嗪(DAP),并在570 nm产生特征荧光发射峰(激发波长为390 nm)。由于5’-三磷酸腺苷(ATP)与Cu2+络合,抑制了Cu@Sc-MOF的催化活性,使得652 nm处的吸光度和570 nm处的荧光强度减弱,基于Cu@Sc-MOF的类过氧化物酶活性,构建了一种用于检测ATP的比色/荧光双模式光谱法。比色和荧光分析法的线性范围分别为2.50~40.00μmol/L和1.00~22.50μmol/L,检出限(LOD)分别为0.60和0.27μmol/L。将上述比色/荧光双模式分析法用于肝癌细胞HepG2细胞裂解液中ATP的检测,加标回收率分别为92.0%~101%和93.2%~97.9%,具有良好的应用前景。

基于上转换信标探针构建信号放大近红外激发荧光生物传感器用于microRNA检测

基于Na YF_(4):Yb^(3+),Tm^(3+)@Na YF_4上转换纳米颗粒(Upconversion nanoparticles,UCNPs)和DNA催化发夹组装(Catalytic hairpin reaction,CHA)技术构建近红外激发(Near-infrared,NIR)荧光生物传感器,用于micro RNA的高灵敏分析。靶标micro RNA-21(mi RNA-21)可与磁珠(Magnetic beads,MBs)表面修饰的发夹H1发生toehold区域介导的链取代反应,发夹H1暴露新的toehold区域与UCNPs表面修饰的发夹H2发生反应,形成H1/H2复合物,同时mi RNA-21被取代并与新的发夹H1反应,此过程将UCNPs固定于MBs表面,而且实现了信号的循环放大。接下来通过磁分离技术,将固定于MBs表面的UCNPs分离出来,在808 nm NIR的激发下产生上转换发光(Upconversion luminescence,UCL),对mi RNA-21的检测范围为0.1~100 nmol/L,检出限为11.3 pmol/L。此外,该荧光生物传感器成功应用于血清样本中mi RNA-21的分析,表明其具有良好的实用性。

激光雕刻石墨烯阵列电极测定曲美他嗪

曲美他嗪是一种广泛使用的冠状动脉扩张药物,然而却被《世界反兴奋剂条例》列入禁用清单。本文以聚酰亚胺胶带为基底,结合图案化设计和激光雕刻技术,简便地制备出一体化的石墨烯阵列电极。研究了激光功率对石墨烯阵列电极的结构和性能的影响。当激光功率从50%增加到70%时,石墨烯阵列电极的活性面积、电子交换能力以及对曲美他嗪的信号增强效应逐渐提高;激光功率继续提高到80%,这些性能反而逐渐下降。探讨了曲美他嗪的电化学氧化机理,其氧化过程涉及2个电子和2个质子的转移。基于激光诱导石墨烯阵列电极显著的信号增强效应,建立一种灵敏简便的曲美他嗪电化学测定新方法,线性范围为0.5~20μmol/L,检出限为0.15μmol/L。将该方法用于健康志愿者尿液样品分析,加标回收率在96.0%~106.2%之间。

基于柔性电极和信号放大技术构建检测磷脂酶C的电化学传感器

磷脂酶C(PLC)是动植物中重要的脂质水解酶,在哺乳动物细胞的代谢、生长、炎症、分化、衰老和凋亡中起着重要作用,与许多癌症的发生、发展显著相关。蛋白质催化原子转移自由基聚合(PATRP)是高分子设计、制备的有效手段,可通过链式反应将数百个电活性单体连接成一个高相对分子质量的聚合物链,从而使分子识别信号大大增强。首先,在柔性碳布(CC)电极表面修饰纳米金(AuNPs),之后通过3-巯基丙酸、碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺,将PLC的特异性底物磷脂酰乙醇胺(PE)固定在电极上,经过PLC对PE的特异性水解产生磷酸基团,引入Zr^(4+),通过Zr^(4+)的配位作用将聚合引发剂α-溴苯乙酸修饰到电极表面,最后在蛋白质催化作用下进行2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)的PATRP聚合反应,在电极表面引入电活性聚合物分子链,构建信号放大型电化学传感器P(TEMPO)/PE/AuNPs/CC,用于磷脂酶C的高灵敏度检测。结果表明,该传感器检测PLC的线性范围为10~1×10^(5)mU/L,检出限为3.568 mU/L(S/N=3)。与其他检测PLC的方法相比,该传感器具有较宽的检测范围和较低的检出限,且在检测实际乳腺癌细胞中的PLC方面有巨大的实际应用潜力。

原子荧光光度法测定固体废弃物中总锡量的研究

建立以氢氟酸—盐酸—硝酸为消解体系,运用原子荧光光度计测定固体废弃物中总锡质量分数的分析方法。比较不同酸介质、还原剂及掩蔽剂的试验效果,得出最佳的工作条件下,该方法锡元素校准曲线的相关系数稳定在0.9998,检出限为0.06 mg/kg。对GSS-4a平行测定8次计算得RSD=3.58%;选取从低到高4种不同锡质量分数的标准样品测得结果的相对误差为-3.85%~4.11%;在8、4和2μg/L 3种加标量下,方法的加标回收率在93.7%~107.0%之间。该方法检出限低、稳定性高、操作性强,可满足实验室检测固体废弃物中总锡的质量分数,提高检测效率,适用于日常大批量分析样品的要求。

基于N-ZnO纳米材料光电化学传感器检测抗坏血酸

以半导体材料氮元素掺杂的氧化锌(N-ZnO)为切入点,以槲皮素修饰材料作为工作电极,制备了一种基于槲皮素-氮氧化锌纳米材料修饰检测抗坏血酸的光电化学传感器。采用光电化学方法,在光照条件下,分析了不同材料在电极上的光电响应能力,研究了不同材料之间光电流的差异变化,考察了抗坏血酸在槲皮素-纳米材料修饰电极上的电子传递能力和氧化催化反应变化,同时分析了影响实验结果的条件因素,评价了实验新方法对抗坏血酸的检测性能。实验结果表明,抗坏血酸浓度为1.0×10^(-5)~1.0×10^(-4) mol/L之间,抗坏血酸浓度与峰电流存在线性关系,线性方程为I(μA)=0.284 C(mmol/L)+4.244,检出限为0.013μmol/L。对实际样品回收率在94.5%~99.5%,相对标准偏差在0.6%~2.5%。该方法检测快速、灵敏,能成功地应用于实际样品中抗坏血酸含量的测定。

提高工业循环水氯离子检测准确度

参考电位自动滴定GB/T 34322-2017《锅炉用水和冷却水水质自动连续测定电位滴定法》方法检测工业循环水中氯离子的含量,通过对预加体积、加液速度、信号漂移三个实验的研究确定了最佳参数,并通过准确度和精密度的实验验证该方法稳定可控,同时与莫尔法进行实验比对,2T实验证实该方法可行,工业循环水中氯离子检测的准确度得到了显著提高。

基于金纳米粒子聚集与杂交链式扩增的microRNA传感

MicroRNA(miRNA)是癌症早期诊断的标志物,在生理和病理过程中发挥着关键作用,因此对miRNA的实时准确监测具有重要意义。目前,用于miRNA测定的信号放大/扩增策略多依赖于辅助酶的参与。本文建立了一种基于金纳米粒子(AuNPs)聚集和杂交链式反应(HCR)无酶扩增的高灵敏、特异性miRNA检测方法。为此,设计了一个辅助发夹探针(HP)和两个通用发夹探针(H1/H2),均为单链DNA(ssDNA)且具有粘性末端,可稳定水溶液中的AuNPs而有效防止盐诱导其聚集。靶miRNA与HP环区杂交,启动HCR触发双链DNA(dsDNA)聚合物的形成。dsDNA聚合物无粘性末端,对AuNPs的稳定能力减弱,从而产生盐诱导的AuNPs聚集,导致金胶体溶液由酒红色至蓝色的变化。据此可对miRNA进行光度法检测。该策略无需依赖酶促反应、分离过程及化学修饰,操作简单。通过设计HP环区序列,即可实现对不同靶标的检测,具有通用性。

基于功能化金属有机骨架材料ZIF-8@GOx的葡萄糖检测方法

针对当前的葡萄糖检测技术速度不快、灵敏度不高的问题,合成了一种葡萄糖氧化酶功能化的金属有机骨架(metal organic framework materials zeolite imidazole framework-8 for functionalization of glucose oxidase,ZIF-8@GOx)材料,通过添加氯化血红素(Hemin)和鲁米诺(Luminol)试剂,利用化学发光法实现简单、快速的葡萄糖检测。优化实验条件后,ZIF-8@GOx-Hemin-Luminol体系对葡萄糖的检测线性范围为5.0×10^(-6)~1.0×10^(-3)mol/L,检测限为7.2×10^(-7)mol/L。对比其他检测方法,该方法线性范围宽且检测限较低,同时拥有良好的选择性。今后有望将该方法运用于血液及食品中葡萄糖的检测。

电位滴定法测定工业循环水中总硬度

水中总硬度测定采用EDTA络合电位滴定法。本文从电位滴定法原理、操作流程、参数设置及精准度等方面做了阐述,通过与化学分析方法对比,两者没有明显差异。

熔融制样-X射线荧光光谱法测定氯化炉渣中12种组分含量

本文采用钒钛高炉渣、钒渣、高钛渣、高炉渣等标准样品建立含量范围梯度大的标准曲线,同时测定氯化炉渣中Al、Si、Fe、Ca、Mg、P、Ti、Mn、K、Na、V、Cr。采用熔融制样,以四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(67∶33)作为熔样体系,讨论了熔融制样熔剂选择、熔片温度、稀释比及脱模剂用量等条件对熔片效果的影响。使用变化理论α系数校正,谱线重叠校正对标准曲线进行校正,对方法的精密度进行了考察,其中相对标准偏差为0.21%~4.20%(n=10)。分析结果与容量法和电感耦合等离子体原子发射光谱法分析结果进行对比,结果令人满意,本方法可适用于氯化炉渣样品成分的快速分析。

氟硅酸钾-滴定法及苦杏仁酸-重量法测定硅锆合金中硅和锆

快速准确检测硅锆合金中硅、锆含量对于生产具有重要意义,参考行业标准《出口硅铁中硅含量测定氟硅酸钾容量法》(SN/T 1014.1—2001)对硅含量进行测定,对于锆含量较高的硅锆合金,较难完全反应,测定结果偏低;采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆时,较适用于测定微量或痕量锆,而硅锆合金中锆质量分数大于10%,且含量范围宽,不适用于此方法,其他方法也均存在各种问题。本研究以硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸溶解硅锆合金,将硅转化为氟硅酸,然后与饱和硝酸钾溶液生成氟硅酸钾沉淀,用热水溶解沉淀,以氢氧化钠标准溶液滴定水解析出的氢氟酸,从而间接测得硅的含量;硅锆合金在酸液溶解下,在盐酸介质中,锆与苦杏仁酸生成苦杏仁酸锆沉淀,过滤,灼烧成二氧化锆,称重,通过氧化锆的含量间接换算出锆含量。6次平行测定试验表明硅和锆含量结果的相对标准偏差(n=6)为0.13%~1.39%,准确度试验中加标回收率为96.20%~104.60%,结果表明该方法具有较好的精密度和准确度,能够满足硅锆合金中硅和锆的测定要求。