纳米盘——膜蛋白研究新平台

膜蛋白是生物膜上参与多种生物活动的蛋白质。然而,在体外难以模拟能够维持其正确构象的类膜环境。新型纳米材料——纳米盘采用同时具有亲水性和亲油性的膜支架蛋白,能够在水相中稳定磷脂分子,进一步使其组装成为类似生物膜的盘状结构,可为研究膜蛋白的结构和功能提供稳定且可控的平台。

掺铟氧化锌纳米盘的制备、结构及性质研究

热蒸发Zn、In2O3和C粉混合物,在没有催化剂的条件下制备出掺铟氧化锌纳米盘.纳米盘呈六边形或十二边形,均是结晶完好的纤锌矿结构的单晶,对角线长度约1￣3μm,厚度40￣100nm.纳米盘的生长是由自催化固-液-气(V-L-S)机理控制,在实验条件下Zn和In的液滴抑制纳米盘[0001]方向的生长.EDS分析表明,六边形纳米盘和十二边形纳米盘中In的含量相近,约为2.2%.室温光致发光谱显示掺杂后的紫外发射峰位稍有蓝移,同时半高宽(HWHM)变大,没有观察到绿光发射峰位.

双还原剂法制备的三角形银纳米盘的吸收和发射光谱研究

在硼氢化钠和双氧水共存的体系中还原硝酸银，以聚乙烯吡咯烷酮（pvp）为表面活性剂，在柠檬酸钠的作用下制成了平均边长39．4±7．4nm、平均厚度4．3±0．7nm的三角形银纳米盘，它在近红外区（≈750～1000nm）具有强烈的面内偶极共振吸收；研究了各反应试剂加入量改变的条件下产物的紫外一可见吸收光谱，探讨了反应的机理。结果表明：柠檬酸根在银晶核不同晶面上的择优吸附对三角盘的形状生成起决定作用，PVP通过包覆作用防止纳米粒子团聚。三维荧光光谱测试结果得出，三角形银纳米盘有2个中心激发波长262nm和352nm，在这2个波长的激发下均具有2个中心发射波长415nm和438nm，表现出与球形银纳米粒子完全不同的光致发光性质。

紫外光辐照法制备金纳米盘及其反应机理

用紫外光辐照氯金酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和纳米金种子的混合溶液,在室温下用30min制备出尺度小于100nm的截角三角形或六边形金纳米盘.X射线能谱和衍射分析表明粒子是以{111}面为盘状面的高纯面心立方金单晶,红外透射光谱表明金粒子与PVP之间存在作用.产物的可见吸收光谱表现出纳米盘的各向异性表面等离子体共振吸收峰.不同实验条件下产物的吸收光谱分析表明:PVP起还原剂和包覆剂的作用;高强度紫外光加速了反应进行;种子对反应具有催化作用;种子的加入量有最佳值,在该值下纳米盘平均尺度最大(达80nm),吸收谱上的面内偶极共振峰位于950nm处;种子的加入量超过该值时,纳米盘尺度变小,面内偶极共振峰发生蓝移.

多孔氧化铁纳米盘的制备与表征

通过水热-高温处理两步法,合成了直径150～200nm厚度40～80nm的多孔α-Fe2O3纳米盘颗粒。并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附仪和震动样品磁强计(VSM)对样品进行了表征。对颗粒生长的机理进行了初步研究,结果表明磷酸根离子对α-Fe2O3纳米颗粒(001)面的选择性吸附在盘状颗粒的生长过程中起着重要作用。合成的多孔纳米盘颗粒BET比表面积为27m2·g-1,孔径在2～100nm的范围内分布,样品还具有明显的铁磁性,较其他结构的α-Fe2O3纳米颗粒具有较高的矫顽力。

溶剂热法制备Cd(OH)_2和CdO纳米盘研究性实验

利用溶剂热法设计了合成Cd(OH)2和CdO纳米盘的研究性实验.以Cd(CH3COO)2等为镉源,与NaOH在水和乙二醇的混合溶剂中反应得到Cd(OH)2纳米盘(中间镉产物),后在高温下煅烧中间产物分解得到CdO纳米盘.该实验有助于理解溶剂热法中各实验参量的作用以及如何通过调节各实验参量最终得到目标产物.

具有扇形缺口的Co纳米盘的微磁学模拟

以H.Wang等人的实验结果为依据,用微磁学理论对直径为400 nm,具有不同缺口角度的Co纳米盘在不同方向(垂直和平行于盘的缺口方向)磁场作用下的磁化反转过程进行模拟.从剩磁态、剩磁和矫顽力三个方面考察了不同缺口角度的引入对磁体磁性能的影响.比较模拟结果发现:当磁场垂直于盘的缺口方向时,获得的剩磁态均为磁通闭合磁畴结构,且此时剩磁和矫顽力都随缺口角度的增加呈增加趋势.

用多轮置换/生长法调节银纳米盘的SPR吸收峰(英文)

以双还原剂法制备的单晶三角形银纳米盘为模板,在室温溶液相与HAuCl4发生多轮置换反应,反应9轮后纳米盘的面内偶极表面等离子体共振峰从初始的700nm逐步红移到1100nm,形貌从实心盘状逐渐变为空心纳米环。改变每轮加入的HAuCl4的量即可精细调节面内偶极峰的红移步进量。在只进行一轮反应时,若加入的HAuCl4少于一定量,面内偶极峰会发生小幅度的蓝移。在银纳米盘模板溶液中用抗坏血酸还原AgNO3,银原子沉积到纳米盘上使其生长,若采用多轮还原生长的方法,生长8轮后纳米盘的面内偶极峰逐步蓝移至650nm,形貌从三角形盘状逐渐变为更大更圆滑的圆盘状。以上方法实现了在温和反应条件下在可见光至近红外光区方便地逐步调节银纳米结构的吸收峰。

反应离子刻蚀制备石墨烯纳米盘阵列

采用化学气相沉积法以乙醇为碳源在铜箔生长的单层高质量的石墨烯并将其转移到SiO_2/Si基底上。然后在通过自组装的方法在石墨烯表面覆盖一层单层的PS微球阵列。采用反应离子刻蚀的方法在一定的刻蚀条件下对其进行刻蚀,随着刻蚀的时间增加,PS微球的会被逐渐刻蚀掉,石墨烯也会在这个过程中随着被刻蚀。将残留的PS微球杂质去掉后,会在SiO_2/Si基底上呈现出排列规整的石墨烯纳米盘阵列。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱对石墨烯纳米盘及其形成过程进行表征和分析,为后续制备高质量石墨烯纳米带、石墨烯纳米点、石墨烯纳米盘提供参考。

纳米盘中磁涡旋核极性反转机制的研究

纳米盘中的磁涡旋因具有形成稳态的尺寸小、热稳定性高以及可以高密度集成等独特的磁特征而被广泛应用在磁随机存储器、新型逻辑原件、纳米微波振荡器等方面。磁涡旋在这些方面的应用主要是利用磁涡旋的旋转回归运动和磁涡旋核极性的反转过程中所表现出来的动力学特征。文章对磁涡旋核极性反转的4种机制进行了详细剖析,并深入讨论了每种反转机制的特征及产生的条件。

Cu(OH)_3NO_3@SiO_2复合纳米盘的合成及热稳定性研究

在非离子表面活性剂的反向胶束中,用氨水作为碱式硝酸铜的沉淀剂和四乙基硅烷水解的催化剂,合成了尺寸均匀的碱式硝酸铜@二氧化硅[Cu_2(OH)_3NO_3@SiO_2]纳米盘,用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射方法表征了Cu_2(OH)_3NO_3@SiO_2纳米盘的结构,讨论了其形成机理,进一步探索了其转化为氧化铜@二氧化硅(CuO@SiO2)的热稳定性。

CuS半导体纳米盘合成及光学性能研究

采用高温有机相合成CuS纳米盘,并采用透射电子显微镜、X线衍射仪、紫外可见分光光度计和X线光电子能谱仪分析其形貌、晶相、电子能级结构和光学性质.采用Drude模型,计算分析CuS纳米盘空穴浓度为5.5×10^21 cm^-3,在入射光的作用下产生的局域表面等离子体共振是CuS近红外吸收的主要来源.通过时域有限差分数值方法模拟研究发现CuS纳米盘结构中存在面内和面外两种表面等离激元共振模式,且面内模式对NIR吸收贡献最大,局域场的增强是面外模式结果的3倍,在未来的NIR光电器件性能增强领域具有重要应用前景.

坡莫合金纳米盘中交换偏置的涡旋动力学行为

提出铁磁反铁磁界面交换作用模型,并采用数值计算方法对在交换偏置场作用下坡莫合金纳米盘中涡旋的动力学行为进行研究.计算表明,在这种涡旋形钉扎场的作用下,涡旋核的螺旋运动频率会增大,而且随着铁磁/反铁磁之间界面交换作用的增加而线性增加;同时涡旋核向平衡位置的弛豫时间缩短,交换偏置作用起到了阻尼的效果.当有外磁场作用时,交换偏置使得铁磁层涡旋核运动轨迹不再是简单的螺旋曲线,核到盘中心的距离振荡增加直到达到一个稳定值.

纳米盘技术在临床医学领域研究新进展

膜蛋白功能广泛,参与多种细胞活动,如细胞增殖分化、信号转导、物质运输等,近年来一直是生物医学领域研究热点之一.膜蛋白天然构象的稳定是维持其生物活性的关键因素,新型纳米材料纳米盘技术采用两亲膜支架蛋白在水相中稳定磷脂分子,进而自组装形成类似于天然磷脂双分子层的盘状结构,为膜蛋白的研究提供了理想平台.与传统拟膜技术相比,纳米盘具有可溶性强、稳定性佳、尺寸可控、生物相容性高、半衰期长等优点,同时可精准设计选择性靶向,应用优势巨大.本文介绍了纳米盘技术在膜蛋白结构与功能研究中的应用,并重点综述其在临床医学领域中的研究新进展,如纳米盘作为疏水性药物和抗肿瘤靶向治疗药物的运输载体,具有载药率高、药物可控释、靶向运载能力等优势,作为小分子蛋白质的拟膜环境对目标蛋白的亲和固定性和作为高密度脂蛋白的有效补充在心血管疾病中清除胆固醇具有高效性和可控性等.综上,纳米盘技术能够为未来膜蛋白相关研究以及其他临床疾病的诊断与治疗提供新方法与新思路.

多肽纳米盘抑制乳腺癌迁移的体外研究

目的:乳腺癌发生转移是患者死亡的主要原因。我们前期研发了具有良好抑制肿瘤细胞迁移的多肽。然而多肽在体内降解快,不稳定,影响药效。因此,亟需一种方法来降低多肽降解速率。方法:采用脂质纳米盘包裹多肽可以保护多肽,提高多肽稳定性。结果:本文成功构建了多肽纳米盘,纳米盘粒径为16.36 ±0.37 nm,PDI为0.387 ±0.039,粒径均匀。多肽的包封率为80.86% ±0.77%,载药量为1.43% ±0.01%。多肽对MDA-MB-231细胞没有细胞杀伤作用,空白纳米盘对MDA-MB-231细胞有显著杀伤效果,IC50为262.6 ug/ml。多肽能够显著抑制MDA-MB-231细胞的细胞迁移,在一定浓度范围,多肽浓度越高,抑制作用越强。结论:多肽纳米盘在体外能够显著抑制乳腺癌细胞转移,为转移性乳腺癌治疗提供新方法。

壳聚糖介质金纳米盘的可控合成及生长机理

水浴加热氯金酸、壳聚糖和纳米金种子的混合液,以壳聚糖为稳定剂和还原剂成功合成了表面等离子体共振(SPR)吸收峰位可调的金纳米盘.SEM电镜图像表明纳米金盘主要为三角形和截角三角形,其边长在170 nm左右.X射线衍射分析表明金纳米盘是以{111}面为盘状面的高纯金单晶.讨论了金纳米盘的生长机理.在最佳条件下金纳米盘的面内偶极等离子共振吸收峰位于920 nm.实验结果表明通过控制壳聚糖的量、金种子的加入量、水浴温度及水浴时间可以有效地控制近红外等离子吸收峰位及吸收强度.

Ni_3[Ge_2O_5](OH)_4纳米盘的制备与表征

基于改变阳离子半径对蛇纹石结构层的可调性,以氧化锗和氢氧化镍为原料,通过水热法合成了Ni3[Ge2O5](OH)4纳米盘.采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和红外光谱仪(FTIR)等手段对不同反应时间合成样品的物相、形貌和结构进行了分析表征.结构分析表明,合成样品为纤蛇纹石结构,其晶胞参数为a=5.300,b=9.199,c=14.631,α=γ=90°,β=93.51°.形貌分析表明,样品为六边形纳米盘状,其粒径约为0.2～1μm.分析认为,样品生长过程与蛇纹石层生长机理相一致。

Pd纳米盘的光热辅助合成及其对乙醇的电催化氧化

以氯化钯(Pd Cl2)为金属前驱体,乙醇为还原剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为稳定剂和导向剂,利用普通市售白炽灯产生的光热作用,辅助合成Pd纳米盘材料。用XRD、TEM、选区电子衍射(SAED)和UV等技术对合成产物进行表征,考察了CTAB用量对纳米Pd微观形貌和尺寸的影响,并通过循环伏安法研究了纳米Pd修饰玻碳电极对乙醇的电催化氧化活性。结果表明,通过改变Pd Cl2和CTAB的摩尔比,可以调控纳米Pd的微观形貌和尺寸;当Pd Cl2与CTAB的摩尔比为1:80,可见光辐照6 h时,得到的Pd纳米盘呈多边形貌,平均粒径为46 nm,对乙醇有较好的电催化活性和抗中毒能力。

一锅甘氨酸/水热法合成具有发光性能的NdOHCO_3纳米盘及三维纳米结构

在不添加其它模板剂下,利用甘氨酸与氧化钕直接水热反应制备出直径在200～300 nm,厚度为50～100 nm的NdOHCO3盘状结构.研究了各种实验参数,如反应温度、时间、前驱体的量以及表面活性剂的影响,初步探讨了这种形貌结构的生长机制.另外,实验表明通过延长反应时间或者添加表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(k-30),盘状结构能够组装形成新颖的三维结构.经适当煅烧后,这种盘状结构可以原位转化为六方晶相的Nd2O3,这为制备特殊结构和形貌的Nd2O3提供了一条简单而有效的途径.产物的光致发光光谱表明,这种盘状以及组装结构的产物都具有较好的荧光性质,与以往报道不同是,其在450 nm处有个较强宽的发射峰,这可能与其特殊的形貌有关.

ZnO微纳米盘的制备与光激射

本文采用简单的方法制备出ZnO微纳米盘.利用在空气气氛下,锌原子扩散距离短,有利于形成高的蒸气压,通过控制Zn源的质量和蒸发温度,在自催化生长机制下,获得了直径为微米量级和厚度从几百纳米到几微米的ZnO盘.XRD谱和扫描电子显微镜(SEM)照片表明样品为六方晶系纤锌矿ZnO微纳米盘,盘的排列具有高度的取向性,即择优生长方向为<100>晶向.样品在500 nm处有较强的缺陷发光峰和380 nm处较弱的激子发光峰.在355 nm脉冲激光泵浦下,实现了ZnO微盘的受激辐射行为.