超顺磁纳米颗粒弛豫时间传感技术在生化分析中的研究进展

该文介绍了基于超顺磁纳米颗粒的弛豫时间(T2)传感技术及其在生化分析应用中的研究进展。在均匀磁场中,超顺磁纳米颗粒状态的变化(分散或聚集)会改变磁场的均匀度进而引起周围水分子质子弛豫时间的改变,即磁弛豫时间传感效应。磁颗粒经表面修饰后与给体/受体偶联形成磁传感探针,当与待测物发生特异性反应后,引起介质磁颗粒聚集状态改变,使相应弛豫时间改变,变化程度与待测分子含量呈相关关系,从而实现待测物的传感分析。该传感技术结合纳米技术、核磁共振技术和生物免疫学技术,不依赖光信号,耗样量少,具有前处理简单、快速、灵敏、无损、适于现场检测等优点,在临床诊断、环境分析、食品安全、公共卫生安全和生物大分子相互作用研究等领域有广阔的应用潜力。

基于分子识别的磁共振检测法中磁纳米颗粒对质子弛豫时间影响的实验与分析

以3种不同的磁纳米颗粒作为实验对象,研究其对水中氢质子弛豫时间的影响。通过磁共振成像(MRI)技术检测,表明在恰当的对照实验点上磁纳米颗粒对水中氢质子的弛豫时间存在着有显著差异的影响,并进行了理论分析,为后期应用磁纳米颗粒进行分子识别的实验提供了依据。

基于磁纳米颗粒和分子间裂分G-四链体-血红素DNA酶的Ag^+和半胱氨酸传感器研究

以磁纳米颗粒为固定DNA探针的固相载体,发展了一种基于分子间裂分G-四链体-血红素DNA酶的Ag^+和半胱氨酸传感器。当磁纳米颗粒表面DNA二聚体中富鸟嘌呤(G)序列与Ag^+结合时,Ag^+可有效地阻止碱基G之间Hoogsteen氢键的形成,破坏G-四链体结构。而半胱氨酸存在时,巯基与Ag^+之间相互作用,将Ag^+从碱基G上取代下来,促进G-四链体的重新形成,显示出类过氧化物酶的催化活性,催化2,2'-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻挫啉-6-磺酸(ABTS)-H_2O_2反应体系的显色反应。本方法可以直接通过磁分离从样品中将检测探针与复杂体系中的干扰组分分离,有效提高了灵敏度,降低了背景信号,实现了实际样品中Ag^+和半胱氨酸的快速、灵敏、特异的比色分析。在最优条件下,Ag^+的线性检测范围为0.5~100 nmol/L,检出限为0.2 nmol/L;对半胱氨酸的线性检测范围为0.1~80 nmol/L,检出限为0.04 nmol/L。

C_8磁纳米颗粒分离检测湘江水中菊酯类农药残留

成功合成了C8包裹的四氧化三铁磁性微球,并用该磁性微球对湘江水中的四种菊酯类进行了萃取.为了得到最佳萃取效率,对萃取过程中吸附剂用量、萃取时间和样品平衡时间等条件进行了考察.在最优条件下,各目标物RSD均小于4.0％,回收率在85％～103.8％之间,检测限为0.5～2.0 μgL-1.结果表明合成了C8包裹的四氧化三铁磁性微球分离检测湘江水中菊酯类农残具有灵敏度高、重现性好、准确度高等特点.

顺磁纳米颗粒经AEAPS及Dextran生物修饰后标记MSCs

目的对超顺磁纳米颗粒(SPION)进行AEAPS及Dextran共修饰以增强其生物相容性,探讨生物修饰后的SPI-ON标记间充质干细胞(MSCs)的方法及合适条件。方法共沉淀一步法制备SPION,并进行AEAPS与Dextran共修饰,检测其性质。从大鼠骨髓中获得MSCs,进行SPION标记,利用普鲁士蓝染色、锥虫蓝染色和MTT实验分别检测标记细胞的效率、活性和增殖情况,并确定标记的合适条件。结果制得的SPION经生物修饰后稳定、均匀,具有超顺磁性,在30μg/mL的浓度时细胞标记率达到100%,且标记细胞的活性、增殖能力与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。而未经生物修饰的SPION在此浓度下的细胞标记率为67.2%,且标记细胞的活性和增殖受到显著性影响(P<0.05)。结论经AEAPS与Dextran修饰,增加了SPION的生物相容性,可对MSCs进行标记,标记的合适浓度为30μg/mL。

基于磁纳米颗粒和G-四链体DNA酶的Hg^(2+)传感器研究

以磁纳米颗粒(MNPs)为固定DNA探针的固相载体,发展了一种基于分子间裂分G-四链体-血红素DNA酶以及T-Hg^(2+)-T结构的Hg^(2+)"Turn on"检测生物传感器.考察了多种因素对检测体系的影响,在最优实验条件下,该传感器体现出良好的选择性、灵敏度以及抗干扰能力,而且具有可靠的实际水体样品检测能力.以磁纳米颗粒为固相载体,可实现高效、快速及简单的分离,有效的提高检测灵敏度和降低背景信号.

涡旋磁纳米颗粒——崭新的生物医用磁性纳米平台

相比于超顺磁性纳米颗粒,具有涡旋磁畴的磁性纳米颗粒,由于独特的磁化闭合分布、较大的粒径尺寸及外加磁场中的磁化翻转特性,使得其兼具弱的颗粒间磁相互作用和更优异的磁学性能,在生物医学领域展现出了更好的应用优势和潜力.本综述结合近年来国内外对涡旋磁畴的研究及涡旋磁纳米颗粒在生物医学领域的报道,提出了一类新型的生物医用涡旋磁溶胶体系,并以涡旋磁氧化铁纳米盘和纳米环为例,介绍了涡旋磁纳米颗粒的化学合成,并着重论述了这类具有独特涡旋畴结构的纳米颗粒在磁共振成像、抗肿瘤治疗等生物医学应用上的最新研究进展.

氨基硅烷化磁纳米颗粒固定化果胶酶改善烟草浸膏品质

为降低烟草浸膏中的不利成分,首次利用氨基硅烷化磁纳米颗粒固定化果胶酶制剂处理烟草浸膏,研究了酶处理条件对浸膏中果胶和蛋白含量的影响,并对处理后的烟草浸膏在再造烟叶中的应用效果进行感官评价。结果显示:1固定化果胶酶蛋白及酶活回收率分别为44.44%和40.86%;2固定化酶处理的最佳条件为:温度50℃、p H 3.5、酶浓度4.44 U/m L、反应时间24 h;3利用固定化酶处理叶膏和梗膏,果胶水解率分别达到84.04%和39.26%,浸膏中的酶蛋白可通过磁性分离完全去除;4将处理后的烟草浸膏用于再造烟叶制备,吸味明显改善。该方法可有效降低烟草浸膏中果胶含量,并除去残留酶蛋白,可改善烟草浸膏品质。

CDMNP-PEG-CD磁纳米颗粒诱导的骨骼肌反应性分析

目的探讨SOMNP、CDMNP及CDMNP-PEG-CD磁性纳米颗粒置入小鼠骨骼肌所诱发的免疫反应性。方法以磁性Fe;O;与SiO;复合制备SOMNP,将聚乙二醇(PEG)、环糊精(β-CD)分子链接SOMNP合成CDMNP,进一步添加聚假单胞烷(polypseudorotaxanes)合成CDMNP-PEG-CD磁性纳米颗粒。分别将3种纳米颗粒置入B6小鼠腓肠肌。组化染色、免疫荧光及FACS分析,分别评估不同置入时段SOMNP、CDMNP和CDMNP-PEG-CD纳米颗粒所诱发的肌毒性及肌内炎性渗出特征。结果SOMNP链接β-CD、PEG/β-CD及polypseudorotaxanes将限制纳米颗粒的肌内扩散,导致CDMNP和CDMNP-PEG-CD在肌内的滞留时间延长、材料邻近区肌细胞坏死、肌内单核/巨噬细胞聚集。较之CDMNP-PEG-CD,CDMNP纳米颗粒吸引更多T细胞进入肌组织。结论SOMNP、CDMNP及CDMNP-PEG-CD纳米颗粒均为潜在的体内免疫诱导物。polypseudorotaxanes修饰赋予CDMNP-PEGCD纳米颗粒较好的体内相容性。

γ-Fe_(2)O_(3)超顺磁纳米颗粒/壳聚糖复合胶体的制备、表征及其对Pb(Ⅱ)的吸附研究

超顺磁纳米材料因其具有较好的吸附性能、良好的生物相容性和易固液分离等优点而在重金属的去除研究中备受关注。将壳聚糖与由共沉淀法制备的γ-Fe_(2)O_(3)超顺磁纳米颗粒复合制备γ-Fe_(2)O_(3)超顺磁纳米颗粒/壳聚糖复合胶体体系,利用动态光散射与小角X射线散射技术对胶体粒径及结构进行原位表征,并考察该胶体体系对Pb(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:γ-Fe_(2)O_(3)超顺磁纳米颗粒多分散系数较小,与壳聚糖复合后呈软团聚的胶体结构;该胶体体系对Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,动力学拟合最大吸附容量为42.9 mg/g,说明该胶体体系对Pb(Ⅱ)具有优异的吸附性能且以化学吸附为主。该胶体体系可为Pb(Ⅱ)污染的水体治理提供实验和技术参考。

金磁纳米颗粒的制备与表征

金作为一种惰性贵金属,具有生物相容性好,易于功能化等特点,目前已被广泛应用于磁性纳米颗粒的表面的功能化。利用反胶束方法制备了金包铁(Fe/Au)结构的磁性纳米复合颗粒,表征结果显示Fe/Au具有明显的核壳结构,其平均粒径为15 nm。无磁滞现象,其剩余磁化强度与矫顽力均为零。这表明所得的Fe/Au MNPs为超顺磁性颗粒。

磁纳米颗粒材料研究进展

随着纳米技术的发展及各种纳米材料的广泛应用,磁纳米材料因其多功能性和特殊性,在各个学科领域都引起了人们的广泛兴趣。文章将从磁纳米颗粒的发展历程、研究进展、以及展望三方面进行了阐述。

稀磁ZnO纳米颗粒的生长和性能

利用Zn、Fe、Mn、Co的铜铁试剂盐为前驱体,胺为表面包裹剂,在200℃N2保护下生长了2%的过渡金属离子掺杂的ZnO稀磁纳米晶体,研究了纳米晶体的结构、形态、光学和磁学性能。所有ZnO纳米晶体均为近圆形的颗粒,晶体结构为六角纤锌矿结构,无其他氧化物相的析出,但过渡金属离子的掺入使纳米颗粒的尺寸增大。在掺杂纳米颗粒的吸收谱和发射谱中均可以观察到明显的激子吸收和发射峰,所有纳米颗粒在温度高于43K时只有顺磁性。

基于磁纳米颗粒的二段对称分裂式G-四分体DNA酶生物传感器用于Hg^(2+)的快速检测

提出了一种可用于Hg2+快速检测的基于磁纳米颗粒与二段对称分裂式G-四分体DNA酶的生物传感器.分别用紫外-可见光谱法,圆二色光谱法和荧光显微镜成像技术对实验设计的DNA酶传感器进行了表征.传感器中磁纳米颗粒的应用不仅可以直接从水样中通过磁分离方法分离和富集被测物Hg2+,并且还能将游离的未与Hg2+结合的DNA酶和hemin等除去,有效地提高检测灵敏度和降低背景信号;此外,二段对称分裂式G-四分体DNA酶的运用还可增强传感器的灵活性和选择性.传感器对Hg2+检测的线性范围为0.8~20 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L.当水体中的共存离子大量存在时,传感器对Hg2+的检测仍具有高度特异性.对实际水样的检测回收率在95.3%~104.4%之间.实验设计的DNA酶传感器操作简便,费用低廉,具有良好的再生能力.可用于天然水体和饮用水样品中痕量Hg2+的检测.

金磁纳米颗粒的制备及其在表面增强拉曼光谱快速检测黄曲霉毒素B1中的应用

本文采用纳米Fe_3O_4颗粒作为磁性核心,先用四乙氧基硅烷、再用3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰Fe_3O_4颗粒,形成表面带-NH_2和-SH的Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒,进一步通过-NH_2的静电吸附和Au-S键的作用将金纳米颗粒组装在Fe_3O_4/SiO_2表面,形成具有核壳结构的Fe_3O_4/SiO_2/Au金磁纳米颗粒,并用透射电子显微镜镜(TEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、紫外可见分光光度计(UV-vis)等技术对金磁纳米颗粒进行了形貌观测及性质表征。利用Fe_3O_4/SiO_2/Au金磁纳米颗粒作为拉曼活性基底,用表面增强拉曼光谱仪对黄曲霉毒素B1(AFB1)进行直接快速检测,发现无外磁体浓缩的情况下AFB1的检测限大于10.0μg/m L,在外磁体浓缩金磁纳米颗粒的情况下检测限降低100倍(≤0.1μg/m L),检测线性范围0.1μg/m L^10.0μg/m L,检测的样品回收率为84.35%~91.98%,相对标准偏差在4.88%~9.90%之间。

Pluronic嵌段共聚物磁性纳米颗粒的制备及其对漆酶的分离纯化

选择合适的双亲性嵌段共聚物Pluronic产品接枝到Fe3O4粒子的表面,合成了粒径均一、亲水性好、非特异性吸附低的纳米级磁性分离载体(PMNPs).通过对漆酶发酵液的分离纯化研究了Pluronic对排除蛋白非特异性吸附的作用.结果表明,PMNPs对漆酶的最大吸附量可达0.535mg/mg,在5～40℃内基本不受温度变化影响,对漆酶发酵液的分离纯化因子为3.4,酶活收率达62.9%,可实现一步分离提纯.

适配体磁纳米探针-激光诱导荧光特异识别微囊藻毒素-LR

微囊藻毒素-LR(MC-LR)具有强烈的肝毒性、致癌性和发育毒性,亟需严格监测。为实现环境水体中微痕量MC-LR的快速特异灵敏的分析识别,以金属有机框架化合物(MOF)为介导,增强磁纳米粒子比表面积,高效负载纳米金和适配体-cDNA分子杂交荧光探针,研发新型的适配体功能化磁纳米荧光探针(Fe3O4@MIL-101-NH2@Au@aptamer),实现了对MC-LR的适配体特异识别-激光诱导荧光(LIF)超高灵敏分析。论文详细研究了适配体磁纳米探针荧光检测MC-LR的可行性、 MC-LR测定的优化条件及其方法性能。结果表明:MOF修饰的磁纳米颗粒Fe3O4@MIL-101-NH2的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积达到114.02 m^(2)·g^(-1),比单一Fe3O4提高了近5倍,适配体-cDNA杂交荧光探针在磁纳米颗粒表面的修饰率达98%以上,适配体磁纳米探针对水体中痕量MC-LR具有很强的荧光响应。在最优条件下(pH 7.5、 NaCl浓度500 mmol·L^(-1)、纳米金尺寸为20 nm,测定时间为30 min),适配体磁纳米探针与MC-LR结合释放出荧光互补链,体系荧光强度与MC-LR含量成正比,线性浓度范围为0.020~3.000μg·L^(-1),检出限(LOD)为0.006μg·L^(-1),灵敏度比文献报道的荧光分析法提高了1.6~22.3倍。所建立的适配体磁纳米探针-LIF法对MC-LR的识别特异性高,在100倍量的干扰物(微囊藻毒素MC-RR、 MC-YR、大田软海绵酸OA)共存情况下,适配体磁纳米探针在混合体系中的荧光响应与在MC-LR单样中的响应强度偏差小于3.3%,交叉反应性小;日内、日间和批间的测定标准偏差(RSD)为1.7%~8.8%,相对误差RE为-4.3%~4.1%,方法稳定性和重现性好。该方法应用于闽江、西湖水和内河水等样品分析,水中MC-LR得到了良好的识别检出,不同加标浓度的MC-LR(0.050, 0.100和1.000μg·L^(-1))测定回收率为(90.1%±6.4%)~(104.2%±7.0%)(n=3),与LC-MS确证方法的测定结果[加标回收率(91.3%±7.0%)~(104.4%±2.0%),n=3]一致。所建立的适配体磁纳米探针与LIF联用技术对水中痕量MC-LR具有高的特异识别和灵敏检出能力,为环境水中痕量MC-LR的现场特异识别分析提供了一个新的技术。

超顺纳米磁颗粒在生化分离分析中的研究进展

超顺纳米磁颗粒由于具有超顺磁性、单分散性好、磁饱和强度大、分离速度快等优点,不仅可以作为磁免疫亲和载体,而且可以作为磁信号传感元件和信号的放大系统,因此在生化分析领域中得到了广泛的应用。该文介绍了超顺纳米磁颗粒在分离纯化、生物传感器、免疫学检测、分子生物学等生化分析领域方面的最新研究进展,并对超顺纳米磁颗粒在生化分析领域中的应用潜力进行了展望。

纳米Dy_(0.15)Fe_(1.85)O_3磁颗粒的低温磁特性研究

采用共沉淀–相转化法制备了纳米Dy0.15Fe1.85O3磁颗粒,研究了低温条件下温度变化对其磁学特性的影响.采用XRF、TEM、XRD和超导量子磁强计(SQUID)对样品的化学成份、形貌、晶型结构和磁学性能进行了表征.结果表明:样品中的金属离子主要是Dy3+、Fe3+,含量分别为12.17wt%、51.88wt%.形貌为类球形,平均粒径约15 nm,且结晶性完全,晶型为面心立方尖晶石结构.在56.5～200.2 K范围内,样品的饱和磁化强度(MS)、矫顽力(HC)均随温度的降低呈现出增大的变化规律,当温度T≥142.8 K时,呈超顺磁性状态;当T<142.8 K时,由超顺磁性状态转化为铁磁性状态.

纳米磁颗粒电磁探测及成像技术研究进展

近10年来,磁纳米颗粒已由最初的核磁共振造影剂发展成为集疾病诊断、靶向药物输送及磁热疗等一体化诊断平台的功能性材料。磁纳米颗粒成像(MPI)是一种通过检测注射到血管中的超顺磁性纳米颗粒的磁性来构建三维图像的计算机断层成像技术。除血管造影和干细胞跟踪,磁纳米颗粒成像在生物医学上有一系列令人激动的潜在的应用,例如实时透视、诊断和分期癌症、体内炎症成像、温度显示和功能性分子成像等。该技术试图在现有的造影剂成像技术上以更敏感、更快捷、更安全的方式得到确定体积内的示踪剂分布的图像。首先介绍磁纳米颗粒在分子成像与诊疗应用研究进展,进一步说明磁纳米颗粒的电磁探测的原理,重点从扫描仪线圈拓扑结构和图像重建两方面介绍磁颗粒的电磁成像技术的研究现状和存在的问题,最后提出未来技术重要的发展趋势。