基于单颗粒碰撞电化学的烷硫醇在纳米金表面的自组装行为

采用单颗粒碰撞电化学分析法,通过检测溶液中分散的单个颗粒,探究了烷硫醇在纳米金(Au NPs)表面的自组装动力学过程,以及组装过程中反应温度、烷硫醇浓度和分子结构对其组装行为的影响.结果表明,烷硫醇自组装单分子层的形成使得Au NPs的活性面积减小,从而导致其催化析氢电流下降.基于此,对比不同自组装条件下测得的碰撞信号,发现吸附量在一定范围内随烷硫醇浓度及反应温度的升高而增大.控制反应时间为10 min,当6-巯基-1-己醇(6-MCH)的浓度为73 mmol/L,反应温度为45℃时,6-MCH在Au NPs表面吸附最多.此外,通过对比6-MCH、3-巯基-1-丙醇(3-MCP)及3-巯基丙酸(3-MPA)的自组装动力学曲线,发现自组装过程均由快速吸附及缓慢重组组成.由于3-MPA的功能头基(羧酸根)与Au NPs的柠檬酸配体之间存在较强的静电排斥作用,使得3-MPA的吸附量明显低于其它两种分子.3-MCP与6-MCH的最大吸附量基本相同,但由于6-MCH的烷基链更长、疏水性更强及运动更慢,导致其与Au NPs亲水性柠檬酸配体之间的作用更弱(6-MCH的吸附自由能变比3-MCP高约4.0 kJ/mol),所以较晚达到吸附最大值.

纳米金颗粒@介孔二氧化硅修饰钛种植体促进高糖条件下的成骨分化

背景:微纳米结构改性是钛种植体表面处理的热点研究领域。糖尿病高血糖环境会影响钛种植体与骨组织形成稳定的结合,探索通过表面微纳结构改性来提高钛种植体在高糖环境下的成骨活性是有必要的。目的:观察钛表面纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层对体外高糖条件下成骨分化的影响。方法:分别制备纳米金颗粒悬浮液与介孔二氧化硅,将二者按一定比例混合在去离子水中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液。取钛片,分3组处理:光滑组经过水砂纸打磨处理,纳米管组经过水砂纸打磨处理后采用阳极氧化技术制备二氧化钛纳米管涂层,实验组制备二氧化钛纳米管涂层后浸泡于纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层,表征3组钛片表面的微观形貌、亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,通过细胞活/死荧光染色及CCK-8实验检测细胞增殖,DAPI/鬼笔环肽染色检测细胞黏附。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,加入高糖成骨诱导培养基培养,通过碱性磷酸酶与茜素红S染色检测成骨分化。结果与结论:(1)扫描电镜下可见光滑组钛片表面均匀平坦,纳米管组钛片表面排列紧密的二氧化钛纳米管阵列,实验组钛片在二氧化钛纳米管表面及内部均负载纳米金颗粒@介孔二氧化硅;纳米管组、实验组钛片亲水性均优于光滑组。(2)细胞活/死荧光染色结果显示,3组钛片表面的细胞活力均高于90%;CCK-8实验结果显示,实验组细胞增殖率高于光滑组、纳米管组;DAPI/鬼笔环肽染色结果显示,二氧化钛纳米管涂层、纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层更有利于细胞黏附。(3)碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,实验组钛片表面细胞碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化程度均高于光滑组、纳米管组。(4)结果表明,纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层可增强钛表面生物活性,促进高糖环境下的成骨分化。

介孔碳负载纳米金颗粒物复合材料的合成及应用进展

具有结构化孔道的介孔碳材料是纳米颗粒物良好的载体,可以有效抑制纳米颗粒物的聚集。在介孔碳上负载纳米金颗粒物(AuNPs)合成的复合材料具备大比表面积、优异的热稳定性、可调控的孔径和孔道结构、良好的分散性以及可再生性等多重优势。综述了介孔碳负载AuNPs复合材料的合成方法,如浸渍法、离子交换法、沉积沉淀法和溶胶-凝胶法等,以及复合材料在化学传感器、能源储存和分离吸附等领域的应用,介绍了透射电子显微镜、X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱等表征技术在揭示复合材料组成、结构和界面特性中的作用,指出复合材料与其他活性材料结合或将人工智能应用于复合材料的设计和优化是未来的研究方向。

多枝金纳米颗粒催化氢化物还原反应的无标记SERS监测

表面增强拉曼散射(SERS)技术,作为一种极具潜力的分子光谱手段,正引领着贵金属纳米粒子在催化化学反应领域的深入研究。其中,金纳米颗粒(AuNP)作为催化剂,在催化氢化物参与的化学反应中展现出卓越的催化性能。通过化学吸附将4-硝基硫酚分子(4-NTP)覆盖于AuNP纳米探针表面,通过在纳米探针表面修饰三种不同分枝的多枝金纳米颗粒(短枝纳米星、长枝纳米星和纳米树莓),用于4-硝基硫酚向4-氨基硫酚(4-NTP)的高效催化转化。利用SERS技术监测反应过程,捕捉金属纳米星与溶液界面处分子结构的变化,研究AuNP界面反应的动力学过程。研究结果表明,AuNP的催化活性与其尖端的尖锐程度和分枝的数量密切相关。研究结果为从分子层面理解并优化催化机制提供了借鉴。

纳米金复合碳材料修饰的免疫传感器检测血清中CYFRA21-1

构建一种基于羧基化多壁碳纳米管/氮掺杂还原氧化石墨烯/金纳米颗粒(CMWCNTs/N-rGO/AuNPs)复合纳米材料修饰的免疫传感器,用于定量检测人血清中肺癌标志物细胞角蛋白19的可溶性片段(CYFRA21-1)。以尿素作为氮源制备N-rGO,通过超声混合将CMWCNTs、AuNPs与N-rGO结合在一起形成复合材料CMWCNTs/N-rGO/AuNPs。由复合材料修饰的电化学免疫传感器,不仅可以放大电信号,还能通过Au-S键与抗体结合,因此可实现对CYFRA21-1的定量检测。该免疫传感器对人血清中CY-FRA21-1的检测在0.1~500 ng/mL的范围内具有良好的线性关系,检出限为0.025 ng/mL。人血清样本的加标回收率为91.75%~109.2%,相对标准偏差小于3.29%(n=6)。该电化学免疫传感器具有良好的特异性、较宽的线性范围和较低的检出限,适合于检测人血清中的CYFRA21-1,具有广阔的应用前景。

金纳米颗粒绿色合成研究进展

制备金纳米颗粒(gold nanoparticles,AuNPs)中绿色合成法主要表现出制备流程简单,环境友好并可能具有协同生物效应的优点。本文简要综述了近年来以植物、藻类、真菌和细菌等天然试剂为原材料绿色合成AuNPs的研究进展。当前金纳米颗粒的绿色合成法存在制备过程中形状和表面修饰可控性不足,多组分萃取液合成过程当中涉及的完整机理和确切的代谢产物仍不十分清楚等问题,还需要进行详细研究,以拓展金纳米颗粒在生物医药领域的应用。

葡萄酒残渣用于植物法制备金纳米颗粒的研究

以葡萄酒残渣(GWR)为研究对象,测定了其活性成分的含量信息由高到低依次为:糖类、多酚、黄酮、蛋白质。用GWR实现了金纳米颗粒(GNPs)的绿色制备,通过紫外-可见分光光度计、傅里叶红外光谱、透射电子显微镜等技术手段对GNPs的结构形态进行表征。分析得到GWR中酚类或多羟基类物质作为还原剂存在,而起保护作用的主要为多酚和黄酮类物质,GNPs结构为面心立方晶体。通过控制变量探究了GNPs的合成规律,发现酸碱度和反应温度是影响GNPs形貌的主要因素,而提取液浓度与反应容器是影响GNPs粒径的主要因素。

四丁基溴化膦存在下基于金纳米颗粒抗聚集的Cr^(3+)比色检测

探索简单、快速、便捷的铬离子(Cr^(3+))即时检测方法对于生态环境保护和人体健康监测具有重要意义.文中以无配体修饰的金纳米颗粒(Au NPs)为传感探针,通过目标物触发Au NPs的抗聚集效应,构建了一种简单、快速的Cr^(3+)比色检测方法.由于裸Au NPs表面缺乏配体保护,导致四丁基溴化膦(TPB)可以快速诱导其发生聚集,产生酒红到灰蓝的溶液颜色变化.然而,Cr^(3+)在较强的碱性条件下会形成高负电荷的多羟基配合物[Cr(OH)_4]^(-),并通过静电作用与TPB结合在一起,对裸Au NPs的聚集产生显著的抑制效应.这一机制使得Cr^(3+)对TPB/裸Au NPs聚集体系的抗聚集作用产生明显的溶液颜色变化,进而利用Au NPs体系的颜色信号对Cr^(3+)进行比色分析检测.结果表明,该方法不仅避免了繁琐的Au NPs表面修饰,而且具有较快的检测速度(<10s),对Cr^(3+)的检测限(LOD)可以达到1.1μmol·L~(-1),在即时检测(POCT)中展现出显著的应用潜力.

蒲公英金纳米颗粒的制备及体外抗癌活性研究

以蒲公英提取液为还原剂、氯金酸为原料合成了蒲公英金纳米颗粒(Da-AuNPs),采用多种手段对其进行了表征,结果表明:Da-AuNPs呈球形或近球形,平均粒径约为(21.2±3.0) nm;蒲公英中含丰富羟基的活性物质可能是合成Da-AuNPs的主要还原剂;金纳米颗粒具有典型的面心立方(FCC)晶格结构;Da-AuNPs悬液放置5 d,其粒径没有显著变化,体系具有较好的稳定性。采用噻唑蓝溴化四唑(MTT)试验对Da-AuNPs进行了体外细胞毒性测试,结果显示:在6.25~200μg/mL的范围内,Da-AuNPs对RAW264.7正常细胞具有良好的生物相容性;当Da-AuNPs的质量浓度为200μg/mL时,在808 nm的近红外线(1.5 W/cm^(2))下照射3 min,与对照组相比4T1癌细胞活力下降至65%,表明Da-AuNPs具有一定的体外抗癌活性。

金纳米颗粒表面催化发夹组装无酶信号放大快速荧光法检测微RNA-721

目的构建一种自催化发夹组装无酶信号放大的靶标快速荧光法,用于检测靶标miRNA。方法首先在金纳米颗粒(AuNP)表面修饰5-羧基荧光素(FAM)标记的DNA发夹探针H1,形成探针AuNP-H1,H1的荧光被AuNP猝灭。加入靶标miRNA会导致AuNP上的H1标记荧光素远离AuNP而重新发射荧光,随后H1与DNA发夹探针H2发生循环自组装,靶标循环被利用,导致荧光信号放大。将探针AuNP-H1、探针H2及不同浓度的miRNA-721共反应后,在480 nm激发波长下测定体系的荧光强度。结果以急性心肌炎生物标志物miRNA-721为模型靶标,在优化的实验条件下使用20μL探针AuNP-H1、50μL 3μmol/L探针H2(退火缓冲液为20 mmol/L Tris-HCl、100 mmol/L NaCl、5 mmol/L MgCl_(2),pH 7.4)与50μL不同浓度(0.1~5μmol/L)的miRNA-721在30℃共反应20 min,发现在520 nm处的相对荧光强度变化值(ΔF=F-F_(0))与miRNA-721浓度(C)呈良好的线性关系,拟合线性方程为ΔF=29232×lgC-52435(R2=0.9910)。该荧光法检测限为1.23 nmol/L。在正常人血清中的加标回收率为92.71%~104.02%。一次完整的miRNA分析可以在20 min内完成。结论该方法可用于生物样品中miRNA-721的检测,为急性心肌炎的早期诊断提供了一种快速检测手段。

金纳米颗粒的特性及其应用于生物传感体系的研究进展

金纳米颗粒(AuNPs)具有独特的理化性质、良好的生物相容性和易功能化的特点,成为生物传感领域的研究热点。本文综述了AuNPs的合成、主要特性和表面功能化,以及它在各种传感体系中的应用研究进展。

木质素还原制备金纳米颗粒及其催化性能

自然界中的木质素来源广泛,其含量仅次于纤维素,是一种具有还原性的可再生芳香聚合物。本研究利用木质素在太阳光激发下还原Au(Ⅲ)制备金纳米颗粒(Au NPs),并将其用于催化还原废水中的有机污染物。主要探究了不同木质素质量浓度、HAuCl_(4)浓度、光照时间等条件对Au NPs粒径及形貌的影响;利用紫外-可见光谱仪、纳米粒度仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对Au NPs理化性质进行了表征。结果表明,木质素作还原剂成功制备了Au NPs,最佳制备工艺如下:木质素质量浓度为0.1 mg/mL,HAuCl_(4)浓度为1.00 mmol/L,HAuCl_(4)溶液与木质素溶液体积比为4∶1,光照时间为60 min,此条件下制得的Au NPs平均粒径为32.14 nm。此外,以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(4-NP)为污染物模型物探究了Au NPs的催化性能,结果表明,Au NPs对MB和4-NP具有良好的光催化还原性能,反应速率常数分别为0.765 8和0.316 6 min^(-1)。木质素还原Au(Ⅲ)制备得到的Au NPs/木质素用于废水中染料和硝基芳香族污染物的光催化还原,不仅实现了木质素的高值化利用,而且实现了废水中有机污染物的高效去除。

金纳米颗粒负载光敏剂在改善恶性肿瘤光动力治疗中的研究进展

金纳米颗粒(AuNPs)是纳米医学中常用的纳米材料之一。AuNPs作为载体可以将药物精确地输送至靶细胞或靶组织,提高疾病的诊断和治疗效率。光动力疗法(PDT)在治疗肿瘤上拥有巨大潜力,是被批准用于临床治疗的新方法。有证据表明,光敏剂(PS)通过共价键或者非共价键的相互作用包被在AuNPs上,不仅能提高肿瘤细胞对PS的有效摄取,增强PDT的效率,还可以克服单纯PDT的局限性。该文综述了AuNPs的类型、特点及其应用,着重介绍了AuNPs与PDT相结合的抗癌活性。

微纳米金颗粒对卡林型金矿成矿的指示

卡林型金矿中金的赋存状态一直是矿物学和矿床学的研究重点之一。我国右江盆地卡林型金矿中金的赋存状态长期存在纳米金颗粒(包裹体金)和晶格金之争(Feng Hongye et al.,2021)。黄铁矿在金矿床中通常作为主要载金矿物出现,其晶体内部结构及微量元素组份特征可以用来限定成矿流体的性质、来源与演化规律、反映成矿过程、约束矿床成因等,离散不可见金的形成途径.

金纳米颗粒在病毒性疾病中的应用进展

灵敏特异的检测方案和有效的抗病毒疗法对于预防治疗病毒感染至关重要。金纳米颗粒(Gold Nanoparticles, AuNPs)是指尺寸在1~100 nm的金属纳米材料,因其良好的生物相容性、较低的生物毒性和可调节的尺寸而广受关注,目前常应用于生物分子传感、药物递送、疫苗制备、癌症治疗和抗菌药物等领域。正是由于AuNPs的这些特性,使其在预防和治疗已知或潜在未知的病毒感染等方面也具有独特的优势。本文简要介绍了AuNPs在对抗病毒性疾病中发挥的作用,主要涵盖了病毒检测、疫苗制备、药物递送和抗病毒治疗四个方面的研究进展,并探讨了AuNPs在应用开发中面临的挑战以及未来的发展前景。

大面积自组装金纳米颗粒超晶格薄膜的制备及光学特性研究

自组装贵金属纳米颗粒超晶格等离激元与光场的耦合能够激发极化激元模式,在增强光谱及传感等领域具有重要的应用前景。然而目前自组装方法制备超晶格薄膜层数较难控制,同时样品尺寸较小,限制了相关应用的发展。本文基于润湿增强的界面自组装方法可快速、大面积制备单层密排纳米颗粒薄膜的特性,采用逐层堆叠方法制备了具有不同层数的大面积、均匀分布的金纳米颗粒超晶格薄膜样品。实验及计算透/反射光谱表明,所制备超晶格样品能够有效激发极化激元模式,同时高阶极化激元模式随着超晶格层数的增加也可被有效激发。此外,通过调整纳米颗粒尺寸也可有效调制极化激元模式的共振峰位。这些研究为制备大面积高质量纳米颗粒超晶格薄膜提供了一种有效的方案,有望用于高性能微纳光子器件的设计。

基于超小金纳米颗粒的急性心梗快速检测试剂盒研制

以油胺为还原剂,十八烯和聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,借助微流控技术合成了超小球形金纳米颗粒。通过紫外分光光度计(UV-Vis)、X-射线衍射(XRD)、能谱仪(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)以及选区电子衍射(SAED)等分析,对超小金纳米颗粒的相结构、成分和形貌进行了全面表征。基于这些超小金纳米颗粒,通过工艺优化,成功制备出了急性心梗快速检测试剂盒,并对其性能进行考察。结果表明:合成的金纳米颗粒具有多晶结构,平均粒径仅4.57 nm;基于上述金纳米颗粒,获取的急性心梗快速检测试剂盒可对心梗进行快速检测,对心梗标志物(心肌肌球蛋白结合蛋白C)的检测限可低至0.1 ng/mL;同时,该试剂盒呈现出了高的特异性、重复性和稳定性,具有应用潜质。

金纳米颗粒可视化传感器在生物分子分析中的研究进展

基于金纳米颗粒的可视化传感器具有灵敏度高、选择性好、肉眼可见、无需大型仪器等优点,是一种具有应用潜力的分析检测方法。生物分子分析检测与人体健康息息相关。本文综述了近几年基于金纳米颗粒的可视化传感器在生物分子分析中的应用研究。

纳米铂颗粒修饰薄膜金电极的新型葡萄糖传感器研究

在没有引入电子媒介体条件下,为了提高传感器的响应灵敏度,降低工作电位,利用电化学沉积法在薄膜金电极表面修饰纳米铂颗粒,并通过戊二醛固定酶的方法制备了一种新型生物传感器。研究了在薄膜金电极上修饰纳米铂颗粒前后传感器对低浓度葡萄糖的响应影响。结果表明,纳米铂颗粒修饰后所制备的葡萄糖传感器工作电位下降为0.4 V,测定葡萄糖的检出限从100μmol/L下降到10μmol/L。传感器对10-1300μmol/L低浓度葡萄糖的响应灵敏度为50.8 nA/（cm2μmol/L）;响应时间30 s;r为0.9974;传感器精密度为2.1%,并具有较好的稳定性。

金纳米颗粒水相合成工艺研究

对金溶胶的水相合成工艺中的搅拌时间以及试剂的加入量进行了实验研究,探讨了搅拌时间对金溶胶特征参数和稳定性的影响。研究中发现金溶胶制备完毕后,继续搅拌会破坏金溶胶的稳定。在所配的试剂浓度的条件下,柠檬酸钠溶液的用量在不大于2ml时都可以制备稳定的金溶胶,并且金溶胶的吸光度随氯金酸用量的增加而线性增加。