抗体片段在铂纳米粒子表面的构象重构

目的最近在金纳米粒子(AuNPs)表面重构抗体片段的天然构象和功能的研究表明分子构象工程的可行性。本质上,分子构象工程就是要像蛋白质折叠一样,通过精确控制柔性非功能分子的构象使其产生新功能。本文在铂纳米粒子(PtNPs)表面重构抗体互补决定簇区(CDR)片段的天然构象和功能,旨在探索分子构象工程的普适性及揭示蛋白质结构-功能机制。方法本文将抗溶菌酶抗体(cAB-lys3)中的CDR3片段(在单独存在时没有稳定构象和功能)通过两个Pt-S键偶联到PtNPs表面。CDR片段的天然构象和功能的恢复通过它对溶菌酶活性的抑制来表征。结果通过多肽密度优化和表面聚乙二醇修饰,制得基于PtNPs的抗溶菌酶人工抗体(简称铂抗体)。溶菌酶活性测试结果表明,铂抗体可以特异性结合溶菌酶并显著抑制其活性。结论本文第一次在PtNPs表面重构了蛋白质片段的天然构象并恢复了其功能,证明分子构象工程可作为一种通用方法制备基于纳米粒子的人工蛋白质。

铂点缀的聚多巴胺纳米粒子的制备及其抗肿瘤性能研究

通过原位还原氯铂酸制备了铂点缀的聚多巴胺纳米粒子(PDA/Pt NPs),对其结构进行了表征,研究了PDA/Pt NPs的光热性能、抗氧化性能及抗肿瘤性能。结果表明,PDA/Pt NPs为单分散的球形结构,直径约为150 nm,粒径均匀,具有良好的光热性能、抗氧化性能。PDA/Pt NPs在808 nm激光照射下,对小鼠乳腺癌细胞(4T1)具有明显的抑制作用,显示出良好的抗肿瘤效果,并能够减小光热损伤。该研究巧妙地结合了PDA/Pt NPs的抗氧化和抗肿瘤性能,为纳米材料用于肿瘤的光热治疗提供了新的思路。

基于乙酰半胱氨酸修饰的铂纳米粒子模拟生物氧化酶活性及检测应用

目的:开发一种易于制备、具有良好生物氧化酶活性的铂纳米粒子探针,用于快速、选择性地检测Hg^(2+)。方法:利用硼氢化钠对氯铂酸进行还原后,快速加入N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)对其进行修饰,形成超小粒径的铂纳米粒子(PtNPs)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱和zeta电位仪对乙酰半胱氨酸修饰的铂纳米粒子(NAC-PtNPs)的大小和形态、表面元素、表面基团以及带电荷情况进行了表征。利用3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)对NAC-PtNPs的模拟生物酶活性进行了探索。通过Hg^(2+)对NAC-PtNPs的聚集抑制作用,将Hg^(2+)的含量与NAC-PtNPs的氧化酶活性联系起来,从而检测Hg^(2+)的含量。结果:平均粒径为3.26nm的NAC-PtNPs具有良好的稳定性和模拟生物氧化酶活性,Hg^(2+)的检测线性范围100nM至600nM,检测限为48.1nM。结论:超小粒径的NAC-PtNPs制备简单,且具有高稳定性、强氧化酶活性的特点。利用NAC-PtNPs与Hg^(2+)的相互作用,实现了对Hg^(2+)的选择性地检测。

酸性离子液体中铂纳米粒子的制备、表征及应用

基于功能化离子液体的特性,开发出不使用聚合物保护剂制备铂纳米粒子并同时获得具有金属和酸活性中心双功能催化剂的新方法。首先,设计并合成出了一种新型季铵型质子(Br觟nsted)酸性离子液体(N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵([HSO3-b-N(CH3)3]HSO4)),然后,利用化学还原方法在该离子液体中制备了金属铂纳米粒子,并采用紫外光谱、傅立叶红外光谱、X-光电子能谱、透射电子显微镜和X射线衍射等方法对所制备的金属铂纳米粒子进行了结构表征。结果表明,所制备的铂纳米粒子具有面心立方结构,离子液体作为修饰剂修饰在铂纳米粒子的表面,有效地阻止了铂纳米粒子的团聚;将该含有铂纳米粒子的酸性离子液体作为双功能催化剂,直接用于硝基苯加氢合成对氨基苯酚反应,发现其具有良好的催化性能,在85℃、4h、0.4MPa条件下,硝基苯转化率为98.6%,对氨基苯酚收率为75.8%,回收的酸性离子液体纳米铂双功能催化体系中铂纳米粒子依然具有很好的分散性和稳定性。

微波法在碳纳米管上负载铂纳米粒子

以乙二醇作氯铂酸的还原剂,采用微波法在浓硝酸回流纯化和羟基化的碳纳米管(CNTs)上负载铂纳米粒子,并通过控制载铂量制备出以CNTs为衬底的铂纳米管(Pt-CNTs);用透射电镜比较了纯化和羟基化时间对CNTs载铂性能以及不同载铂量对Pt-CNTs表面形貌的影响;用选区电子衍射﹑X射线衍射和紫外-可见吸收光谱检测了Pt-CNTs的结构特征,表明CNTs表面所负载的是多晶铂;用电化学循环伏安技术表征碳纳米管负载铂纳米粒子,发现当Pt-CNTs的载铂量为0.1875mmol·g-1时,CNTs表面负载了一层致密的铂纳米粒子.

团聚铂纳米粒子电极在甲醇氧化中的电催化特性

用H2还原法并以Nafion作为稳定剂合成团聚的Pt纳米粒子,附载于玻碳表面制备电催化剂.透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果指出,团聚Pt纳米粒子的平均尺寸约为400nm.运用电化学循环伏安法(CV)和原位傅立叶变换红外反射光谱(insituFTIRS)研究甲醇的氧化过程,发现团聚Pt纳米粒子电极具有较高的电催化活性.原位FTIRS研究结果检测到甲醇在所制备的电催化剂上氧化的中间体为线型吸附态CO物种,其红外吸收给出异常红外效应的光谱特征.

抗坏血酸在铂纳米粒子/碳纳米管/聚吡咯复合修饰电极上的电化学行为

研究了抗坏血酸在铂纳米粒子/碳纳米管/聚吡咯复合膜修饰电极上的电化学行为,发现复合修饰电极对抗坏血酸的电化学反应具有较好的电催化作用,与空白电极相比电化学氧化电流增加了7倍。用电化学阻抗谱研究了电子在修饰电极界面上的传输过程,发现修饰电极的电催化性能与修饰电极可以提高界面电子传输能力是相关的。同时研究了碳纳米管用量、支持电解质、扫速、电沉积条件等因素对抗坏血酸在修饰电极上电化学行为的影响。

石墨烯/铂纳米粒子杂化膜测定肾上腺素

利用循环伏安法制备了石墨烯/铂纳米粒子杂化膜修饰电极,并利用该修饰电极研究了肾上腺素（EP）的电化学行为,建立了测定肾上腺素的电化学方法。分别利用扫描电子显微镜和循环伏安法对电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,优化了修饰电极制备过程中影响电极性能的条件和EP的测定条件。结果表明,石墨烯/铂纳米粒子修饰电极对肾上腺素有明显的电催化作用。在p H=5.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中,EP的氧化峰电流与其浓度在4.4×10^-8~2.2×10^-6mol/L的范围内呈良好的线性关系。线性方程为ipa（10 A）=0.0753c（mol/L）＋3.7653×10^-5,r=0.9989,检出限为2.2×10^-9mol/L（S/N=3）。修饰电极表具有良好的重现性,可用于实际样品的测定。

小尺寸单分散铂纳米粒子的制备

为提高铂催化剂的催化活性,降低催化剂成本,在水/TX-4(壬基酚聚氧乙烯醚)/正丁醇/环己烷微乳液体系中成功制备了粒径2～4nm的单分散铂纳米粒子,并对其进行了TEM和EDS表征。微乳液体系的相图表明,Kw=5∶3,m(S-As)/m(O)=3∶2是制备小尺寸铂纳米粒子的最佳配比。H2PtCl6和NaBH4(过量时)浓度增大时,对产物粒径影响不大,但使粒径的均匀性降低;增溶水量ω增大,粒子粒径增大。CH2PtCl6≤25mmol·L-1,CNaBH4≥100mmol·L-1,ω≤2是制备小尺寸、单分散铂纳米粒子的关键,粒子尺寸可通过改变ω值调节。

基于离子液体功能化碳纳米管负载金-铂纳米粒子的过氧化氢传感器

采用电化学沉积法将金-铂纳米粒子（Au-PtNPs）负载到离子液体功能化的碳纳米管（MWCNTs-IL）表面,构建了一种新型的过氧化氢（H2O2）传感器,采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗法（EIS）对修饰电极进行表征.结果表明,电极表面双金属纳米粒子的存在极大地提高了电极的电化学性能,在最优实验条件下,过氧化氢的浓度与电流在1.0×10^（-9）～1.2×10^（-7） mol·L^（-1）范围内呈现良好的线性关系,检出限为4×10^（-10） mol·L^（-1）.

电沉积法合成纳米铂-铱粒子及其电化学性能研究

以碳纤维纸为基底,采用电沉积法分步合成了纳米铂-铱(Pt-Ir)粒子。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)等物理表征手段对电催化剂的形貌结构及元素组成进行了研究。从生物质来源的乙酰丙酸(LA)出发,以纳米铂-铱粒子为电催化剂,在甲醇相体系中电催化合成2,7-辛二酮。同时,实验结果证明铱元素的引入增强了纳米铂粒子的电化学活性,并降低了铂的使用量,节约了成本。

还原氧化石墨烯-柱[5]芳烃-铂纳米粒子复合材料的制备及其应用

将带胺基的双亲柱[5]芳烃(AP5)修饰在还原氧化石墨烯(RGO)表面,得到水分散性RGO-AP5。用AP5做桥联剂,将预先制备的铂纳米粒子(PtNPs:Platinum Nanoparticles)自组装到RGO-AP5表面后得到三元纳米复合材料RGO-AP5-PtNPs。采用TEM、SEM、XRD等手段表征了复合材料的结构和形貌。考查了RGO-AP5-PtNPs中的三组分对客体分子在其修饰电极上的电化学响应的协同促进作用。

蛭石负载铂纳米粒子电催化氧化乙醇性能研究

为了解决直接乙醇燃料电池中乙醇分子在阳极反应活性低的问题,本文采用新疆特色资源蛭石作为催化剂的载体,负载高活性的Pt纳米粒子,制备蛭石基铂系催化剂,应用于碱性直接乙醇燃料的阳极。实验结果表明,所制备的催化剂在碱性介质中对乙醇的电催化氧化反应表现出较高的催化活性,达到商品化Pt/C性能的76. 7%,并在长时间循环后的稳定性高于Pt/C,且所制备的催化剂能提高乙醇氧化动力学过程,降低阳极催化剂制备成本。

负载铂纳米粒子大孔炭材料的无模板制备

研究了负载铂纳米粒子大孔炭材料的可控制备。淀粉和氯铂酸分别被用作碳源和铂源,采用两种不同的方法将铂注入基于淀粉凝胶的大孔炭。方法A:将淀粉凝胶块材浸入氯铂酸水溶液中,然后用硼氢化钠还原。方法B:在形成淀粉凝胶块材之前将氯铂酸加入前驱体中。研究发现:大孔炭的孔径和壁厚可以通过改变淀粉含量进行调节,产炭率从负载前的24%分别提高到37%(方法A)和44%(方法B),凝胶在炭化过程中的体积膨胀也得到有效抑制。方法A得到的铂纳米粒子(平均粒径为3.5nm,粒径平均偏差为0.9nm)比方法B制备的(平均粒径为5.5nm,粒径平均偏差为1.8nm)粒径更小、粒径分布更窄。

铂纳米粒子电极上NO吸附和还原的CV及原位FTIR研究

运用电化学循环伏安法(CV)和原位傅里叶变换红外反射光谱(in situ FTIRS)研究了酸性介质中铂纳米粒子电极(nm-Pt/GC)上NO吸附及其电催化还原过程.结果表明,NO分子的吸附是电催化还原的重要步骤.在铂纳米粒子电极上饱和吸附的NO存在两种不同键合强度的吸附态,其中弱吸附的NO(NOW)在0.60 V至-0.05 V电位区间还原生成N2O和NH4+;而强吸附的NO(NOS)则在-0.05 V至-0.15 V区间还原,其产物为NH+.

碳纸负载高指数晶面铂纳米粒子的制备及其在直接甲酸燃料电池中的催化性能研究

直接甲酸燃料电池(DFAFCs)是一种很有前景的可用于移动电子设备的电源.钯对甲酸电催化氧化有很高的活性,但稳定性较差,容易失活;铂对甲酸电催化氧化的活性低于钯,但稳定性好.前期研究表明,高指数晶面铂纳米粒子对甲酸的电催化氧化活性显著高于低指数晶面铂纳米粒子.本文以碳纸为载体,应用方波电位法生长高指数晶面铂纳米粒子(HIF-Pt/C-paper),通过改变方波上下限电位,合成出不同粒径的二十四面体和偏方三八面体铂纳米粒子.进一步在碳纸上修饰一层碳黑微孔层并优化电沉积条件,制备出粒径约10 nm,载量0.069 mg·cm^(-2)的HIF-Pt/C-paper作为DFAFCs的阳极催化剂.在甲酸浓度为3 mol·L^(-1)时,测得30oC下单电池最大功率密度10.6 m W·cm^(-2),最大质量功率密度153.5 m W·mg^(-1)Pt,是以1 mg·cm^(-2)载量的商业60%(by mass)Pt/C(简称商业Pt/C)为阳极催化剂的电池的8.4倍.HIF-Pt/C-paper阳极DFAFCs在20 m A·cm^(-2)条件下运行50 h,电压保持率为95%,显示出很好的稳定性.

二维碳化钛/碳纳米管负载铂钌粒子的制备及电催化性能研究

直接甲醇燃料电池因操作方便、转化效率高、操作温度低、污染少以及液体燃料易存储易运输等优势具有良好的应用前景,但现有阳极催化剂存在催化活性低、抗CO中毒性差等缺点,制约了其商业化应用前景。本研究采用三步法制备得到了一系列不同Pt、Ru配比的PtRu/(Ti3C2Tx)0.5-(MWCNTs)0.5阳极催化剂材料,HF腐蚀Ti3AlC2得到Ti3C2Tx,与酸化处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)复合后通过溶剂热法负载Pt、Ru颗粒。通过XRD、SEM、EDS、TEM、XPS等分析铂钌的协同关系。结果表明:Ru原子与Pt原子晶格混合,形成了粒径约3.6 nm的铂钌双金属合金。电化学分析结果表明:Pt1Ru0.5/(Ti3C2Tx)0.5-(MWCNTs)0.5催化剂具有最佳的电化学性能,其电化学活性面积(Electrochemical Active Area,ECSA)为139.5 m^2/g,正向峰电流密度为36.4 mA/cm^2。

聚乙烯亚胺功能化碳纳米管负载铂@金核壳纳米粒子的过氧化氢传感器

实验以聚乙烯亚胺（PEI）功能化的多壁碳纳米管（MWNTs）作为生长基质,电沉积金纳米粒子（AuNPs）作为晶种,采用种子介导生长法在玻碳电极（GCE）上生长铂纳米粒子（PtNPs）,以此制备了一种新型的过氧化氢（H2O2）传感器。利用电化学方法和冷场发射扫描电镜（FESEM）对此修饰电极（Pt@Au/PEIMWNTs/GCE）进行了表征。示差脉冲实验表明,该电极对H2O2有优异的电催化效果,在9.2×10^-8-2.1×10^-3mol/L范围内H2O2的浓度与电流响应呈线性关系,线性相关系数0.9994,检出限3.1×10^-8mol/L（S/N=3）。

基于对铂纳米粒子过氧化物模拟酶活性的抑制检测碘离子

合成了柠檬酸钠保护的铂纳米粒子(Pt NPs),其具有类过氧化物酶活性,可催化四甲基联苯胺(TMB)和过氧化氢的反应,产生有色产物;而碘离子(I^-)对铂纳米粒子的催化活性具有明显的抑制作用,一定范围内随着I^-浓度的增加,抑制作用逐渐增强,基于此构建了一种简单、快速测定I^-的比色传感方法。I^-的肉眼识别可在几秒内完成,定量检测可在10 min之内完成。此方法灵敏度高,检出限为8 nmol/L,检测范围较宽,为20~5000 nmol/L。相对于以纳米粒子的聚沉-分散为基础的比色法,此方法不需要纳米粒子的表面修饰,没有复杂的有机合成过程,操作简便、成本低。将此方法成功用于实际食盐样品和水样中I^-的检测,效果良好。

纳米Pt粒子的微乳液法制备研究

在十六烷基三甲基溴化胺 /正辛醇 /水 (CTAB/C8H17OH/H2 O)微乳液中 ,选择合适的微乳液配比 ,水合肼为还原剂 ,常温下制得了粒径为 6～ 8nm的Pt粒子。研究了微乳液的形成条件和水含量对Pt粒子粒径大小的影响。在不同温度下 ,以He为保护气体 ,热处理Pt粒子后表明 :10 0℃时 ,XRD峰中有表面活性剂CTAB存在 ,2 0 0℃时未见杂质成分 ;温度升高到 3 0 0℃ ,Pt粒子XRD峰变尖变窄 ,这意味着Pt粒子开始出现晶粒长大。为避免Pt粒子长大 。