金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜电化学免疫传感器的构建及其对鲜肉中马波沙星的检测

该文构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器,用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜,然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯,固载抗体。采用循环伏安法对电极的修饰过程进行表征。用差分脉冲伏安法优化传感器的电化学检测条件。在最优条件下,对马波沙星进行定量检测。响应峰值电流变化量与马波沙星在0.5~400 ng/mL浓度范围内呈线性关系,检测限为0.05 ng/mL。传感器对猪肉、鸡肉和牛肉样品的检测限分别为0.09、0.10、0.09μg/kg,添加回收率为82.81%~101.99%,检测结果与超高效液相色谱-串联质谱法基本一致。结果表明,所建立的电化学免疫传感器可用于实际样品中马波沙星残留的检测。

跨越式滚环扩增(SRCA)结合金纳米粒子可视化检测食品中的沙门氏菌

沙门氏菌是引起全球人类腹泻病的主要病因,严重危害人畜健康。传统检测方法耗时长,步骤繁琐,因此开展快速简便灵敏的可视化检测方法,具有重要意义。本文设计能与靶序列结合的探针,将其与金纳米粒子(AuNPs)结合。经跨越式滚环等温扩增技术(SRCA)扩增的靶序列,高温变性后成为单链,其与金纳米粒子上的探针结合后,释放出金纳米粒子,在MgSO_(4)的作用下,聚集呈现肉眼可见的蓝色,判定为阳性,阴性为紫色。依此,建立一种简便、快捷、灵敏的可视化检测方法。结果表明:该方法特异性良好,能够区分8株沙门氏菌阳性与8株非沙门氏菌阴性。可视化检测的灵敏度为5.5×10^(0)CFU/mL。将牛奶样品人工污染沙门氏菌,检出限为3.7×10^(0)CFU/mL。在50份实际样品检测中,与GB 4789.4-2016方法进行比较,该方法敏感性为100.00%,特异性为97.87%,符合率达到98.00%。本文建立的SRCA-AuNPs可视化检测方法,具有较高的应用价值,结果肉眼可见,适合于现场可视化检测和基层单位使用。

基于金纳米粒子-纳米氧化铈-石墨烯复合物修饰电极对环境水体中As(Ⅲ)的检测

先通过滴涂法制备纳米氧化铈-石墨烯(CeO_(2)-Gr)复合物修饰玻碳电极(GCE),再在含氯金酸(HAuCl_(4))的缓冲溶液中,采用循环伏安法将Au(Ⅲ)还原到CeO_(2)-Gr表面,从而制得AuNPs/CeO_(2)/Gr/GCE。采用电化学阻抗谱法(EIS)对修饰电极进行电化学特性表征。研究了AuNPs/CeO_(2)/Gr/GCE快速、准确测定水环境中As(Ⅲ),采用差分脉冲溶出伏安法,探讨了氧化铈与石墨烯质量比、金纳米粒子沉积圈数、沉积时间和沉积电位及干扰离子等对测定结果的影响,并确定检测As(Ⅲ)的优化实验条件。在最优条件下,该电化学传感器对As(Ⅲ)具有良好的电流响应,其溶出伏安峰电流与As(Ⅲ)浓度的线性范围为13.35~387.15μmol/L,检出限为4.74μmol/L。在不同干扰离子存在的情况下,传感器对As(Ⅲ)的选择性较好。为了评估传感器的实际应用能力,以实验室自来水为样本进行As(Ⅲ)加标检测,加标回收率为90.5%~99.2%,表明该电化学传感器具有监测As(Ⅲ)的应用潜力。

超声优化水凝胶支架用于促进金纳米粒子的经皮递送

背景:金纳米粒子在多功能经皮给药系统的开发中具有重要意义,较小尺寸的金纳米粒子可通过细胞间路径向真皮层渗透,然而由于易团聚和胶体形态的限制,金纳米粒子存在着难以局限发挥效应、递送效率低的问题。目的:通过结合相变纳米液滴与生物黏附性水凝胶开发一种超声优化的水凝胶支架,用于金纳米粒子的经皮递送。方法:利用乳剂溶剂挥发法制备包载金纳米粒子的超声相变纳米液滴,并将其装载到聚多巴胺修饰的甲基丙烯酰化明胶水凝胶内制备复合水凝胶支架,对超声响应性纳米金载体进行结构与化学组分的表征,对复合水凝胶支架的微观结构、孔隙率、渗透性、流变学、体外止血及抗菌性能等进行表征。通过Live/Dead染色评价复合水凝胶支架的细胞相容性,并评估低强度脉冲超声对支架材料渗透性、孔隙率和力学性能的优化效果。结果与结论:①透射电镜和紫外-可见光光谱证明纳米金载体的成功构建,粒径及电位检测结果显示超声响应性纳米金载体具有较好的稳定性;②Live/Dead染色证明,复合水凝胶支架具有一定的生物相容性;③扫描电镜下可见复合水凝胶支架具有多孔网状结构,且部分大孔内部可见纳泡受超声辐照后产生的直径约2μm的微孔,结合渗透性实验说明强度脉冲超声可以优化水凝胶支架的孔隙和渗透性;复合水凝胶支架的止血性能优于止血海绵、聚多巴胺@甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架;在低强度脉冲超声辐照下,复合水凝胶支架具有良好的抗氧化效应与抗菌性能;④热成像结果显示金纳米粒子包载在超声响应的纳泡中,在受到超声激励下可以得到更均匀的播散;⑤力学性能测试结果表明,负载含金纳米粒子的相变纳米液滴后水凝胶支架的储能模量增加,表现出更强的力学性能,断裂伸长率为122%,延展性优于不含金纳米粒子的相变纳米液滴组(P<0.05);⑥结果表明,复合水凝胶支架具备良好的生物相容性、抗菌性、抗氧化性及止血作用。

多功能金纳米粒子的构建及其在癌症诊疗中的应用

癌症是全球面临的重大健康问题之一,有效的癌症筛查和早诊早治是提高癌症患者生存率、降低死亡率的重要途径,也是推动癌症科学防治的有效手段。近年来,金纳米粒子因其优良的生物相容性、光热性能和低毒性而受到越来越多的关注。经过多功能修饰的金纳米粒子可以主动靶向于肿瘤细胞,还可通过光热疗法、光动力疗法和化学疗法联合治疗癌症。此外,金纳米粒子的光学特性使其在生物成像方面也发挥了重要作用。基于先前对金纳米粒子的研究,系统总结了多功能金纳米粒子复合材料在癌症诊断与治疗方面的最新进展,讨论了金纳米粒子未来在抗肿瘤方面的发展前景。

前沿科研成果融入分析化学实验教学——双功能配体修饰的金纳米粒子制备及生理环境下Pb^(2+)的检测应用

设计了一个双功能配体修饰的金纳米粒子制备及在生理环境下Pb^(2+)检测应用的本科生化学实验。首先合成柠檬酸根修饰的金纳米粒子;然后利用配体交换的方法,将双功能配体按照一定比例修饰到金纳米粒子表面,得到既能在生理环境中稳定存在,又能对Pb^(2+)有灵敏而特异性响应的金纳米粒子探针;在优化条件下,对生理环境中的Pb^(2+)进行检测应用。本实验不仅可以锻炼学生制备纳米材料的能力,掌握仪器设备的使用,而且能锻炼学生提出问题、分析问题、解决问题的分析思维能力。通过本实验的设计和实施,可使学生进一步了解科学前沿,提升科学素养。

空心球状共价有机框架负载金纳米粒子用于光催化生产过氧化氢

过氧化氢是一种高效的绿色氧化剂,广泛应用于纸浆漂白、外科消毒、废水处理和化学合成等领域.目前,过氧化氢的工业生产仍依赖于传统的蒽醌氧化法,该方法存在能耗高、污染大以及工艺复杂等问题.以太阳能为驱动力,水和氧气作为原料,利用半导体材料光催化生产过氧化氢被认为是一种清洁、安全、经济和节能的技术.该技术的关键是开发高效稳定的半导体光催化材料.共价有机框架(COF)是一种可用于光催化产过氧化氢的新型晶态多孔有机材料,具有结构可调控、密度低、比表面积大、热稳定性和化学稳定性高等优点,但其应用受到光生载流子快速复合的限制.将助催化剂金纳米粒子负载在COF表面,可以有效促进光生载流子的迁移与分离,从而获得较好的光催化产双氧水性能.然而,这方面的研究尚未受到较多的关注.本文采用NaBH_(4)还原法将金纳米粒子原位负载在一种空心球状COF(TB-COF)的表面,制得了不同Au含量的Au/TB-COF复合物(记为AT-x,其中x代表复合物中Au的质量百分含量),并系统研究了该材料光催化生产过氧化氢的性能.粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶转换红外光谱(FT-IR)等表征结果证明了Au/TB-COF复合物的成功制备,且发现原位负载的金纳米粒子并没有改变TB-COF的晶型、形貌和化学结构.在光催化反应中,以乙醇作为牺牲剂时,复合物AT-1的性能最佳,表现出最高的过氧化氢生成速率常数(Kf)和最低的过氧化氢分解速率常数(Kd),在可见光照射下过氧化氢生成速率达到6067μmol g^(-1)h^(-1),超过大多文献报道的COF基光催化剂性能.经4次光催化循环反应后,AT-1催化生成过氧化氢的产率略有下降,且FTIR谱、XRD谱和FESEM显示光催化反应前后AT-1的结构和形态几乎没有变化,表明其具有较好的光催化稳定性.此外,在本实验所制得的AT-x复合物中,AT-1具有最短的荧光平均寿命、最大的光电流响应和最小的阻抗,表明其具有最高的光生载流子迁移和分离能力.原位辐照X射线光电子能谱结果表明,界面电子在光照前后均从TB-COF转移到金纳米粒子,与密度泛函理论计算结果一致.电子顺磁共振和原位漫反射傅里叶变换红外光谱等实验证实了光催化过程中超氧自由基的存在,这表明AT-1光催化生产过氧化氢是连续两步单电子氧气还原的过程.实验还发现,当O_(2)被N_(2)替代时,几乎检测不到过氧化氢的产生,说明过氧化氢来源于O_(2)的还原反应.当用硝酸银和对苯醌分别作为捕获剂来消除·O_(2)^(−)和e^(−)时,光催化过氧化氢的产率显著下降,可推断·O_(2)^(−)和e^(−)是产生过氧化氢的关键物种.综上,本文详细研究了金纳米粒子作为助催化剂对COF光催化生成过氧化氢性能的促进作用,可为设计高效光催化生成过氧化氢的COF基催化剂提供参考.目前,光催化生产过氧化氢技术仍处于起步阶段,其产率仍处于mmol g^(-1)h^(-1)的水平,尚不能达到工业生产要求.开发高效的半导体催化剂是实现高效光催化生产过氧化氢的关键.未来还需要进一步提高光催化产过氧化氢的生成效率和选择性,解决O_(2)的有效吸附、可见光有效利用、光生载流子的分离与转移效率等问题,以推进光催化产过氧化氢技术的工业生产和商业应用.

金纳米粒子一维自组装技术与应用研究进展

综述了近年来纳米材料研究的重要内容——金纳米粒子一维自组装结构的构建与应用相关研究进展:介绍了基于纳米粒子相互作用的溶液自组装以及外场诱导自组装等构建策略;总结了金纳米一维自组装材料在比色传感、拉曼增强、电子器件和生物医学等方面的应用;对金纳米一维自组装材料未来的发展进行了展望。

金纳米十面体粒子/氧化石墨烯复合材料的制备和表征

金纳米材料具有尺寸和形貌可控、化学性质稳定、良好的催化性能等特点,但金纳米粒子在溶液中易发生不可逆团聚,若将金纳米粒子与载体复合则可有效改善这一现象。实验使用溶液合成法,在氧化石墨烯悬浮液中,以四氯金酸为前体,原位生成了金纳米十面体粒子/氧化石墨烯复合材料。采用透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱对复合材料的形貌结构和表面化学性质进行表征分析。结果表明,平均粒径为30~50 nm,呈十面体立方结构的金纳米粒子均匀地生长在氧化石墨烯表面。在复合材料生成的过程中,石墨烯表面的含氧官能团参与了反应,金纳米粒子与氧化石墨烯之间生成了稳定的共价键。

负载金纳米粒子壳聚糖水凝胶催化还原染料污染物

将金纳米粒子(AuNPs)均匀分散到纳米材料中是提高复合材料催化活性的主要策略之一。本研究原位制备出负载AuNPs的壳聚糖水凝胶。其中,丙烯酸(AA)作为功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,过硫酸铵(APS)作为引发剂。使用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TG),固体紫外对壳聚糖水凝胶的结构和形貌进行了表征。然后通过催化对硝基苯酚(4-NP)和罗丹明B(RhB)的模型实验来验证负载AuNPs水凝胶对水中染料污染物的催化降解能力。结果表明,AuNPs可以有效负载到壳聚糖水凝胶中,对4-NP和RhB具有较高的催化效率。

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。

基于金纳米粒子荧光探针可视化快速检测复杂样品中氰化物

该研究利用水溶性的荧光素异硫氰酸酯(fluorescein isothiocyanate,FITC)覆盖石墨烯负载金纳米粒子复合材料,使探针分子FITC的荧光猝灭。然后,通过向体系中加入氰化物,氰根离子(CN-)对金纳米粒子的强络合作用形成稳定的络合物Au(CN)3-x而使探针分子荧光逐渐恢复,以此实现氰化物的快速检测。对试验条件溶液pH值、反应时间、干扰离子进行了优化。试验结果表明,在H_(2)O_(2)存在下,基于FITC-Au NPs荧光探针对CN-最低检测限达到了0.032μmol/L,在0.05~80μmol/L内具有良好的线性关系。利用FITC-Au NPs传感探针的高稳定性和选择性实现了复杂样品中CN-的快速检测。这种简单、快速、经济的荧光传感系统在实际样品中阴离子的检测方面显示出巨大的实用潜力。

基于金纳米粒子液膜SERS基底的多环芳烃检测方法

基于表面增强拉曼散射(SERS)开发了金纳米粒子液体状薄膜SERS基底,探讨了加入顺序、促进剂浓度、加热温度和卤素离子修饰对SERS基底活性的影响。结果表明:金纳米粒子液膜SERS基底组装的关键是界面上的纳米颗粒和油相中带相反电荷的离子之间的相互作用,将金纳米粒子(Au NPs)与油相(己烷)先混合再加入促进剂(四丁基硝酸铵)的顺序制得的SERS基底活性最好;促进剂浓度为10mmol/L时所得到的SERS信号最强;在不影响SERS信号的情况下,将加热温度从室温提升至80℃,可将制备时间从12 h缩短至40 min;加入20mmol/LKBr修饰有利于提升SERS信号。在以上优化条件下,建立了菲(Phe)、芘(Pyr)和蒽(Ant)三种多环芳烃定量检测方法。

辣椒提取液绿色制备纳米金粒子的研究

由于纳米金的许多性能均取决于其粒径,因此制备粒径可控的纳米金是非常重要的。本文采用绿色还原法,以氯金酸溶液为前驱体、辣椒提取液为保护剂和还原剂,通过改变反应条件制备了纳米金粒子。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、马尔文粒径分析仪、透射电镜、场发射扫描电镜和能谱仪等对所制备的样品进行了表征。结果显示,此法所制备溶胶中的金粒子均一性较好,为球状的纳米粒子,主要成分为单质金;分散性较好,粒径较小,SEM分析表明其平均粒径约为25 nm。辣椒提取液用量、氯金酸溶液用量等反应条件对溶胶中金粒子的形貌和粒径有着较大影响。在室温下,当辣椒提取液用量为15 m L,氯金酸溶液用量为10 m L时,所得到的纳米金粒子的粒径最小。辣椒提取液中含有多羟基化合物,能将氯金酸还原成金原子,随后金原子在提取物长链高分子位阻效应下组装成纳米金粒子。

新型酸响应聚集型金纳米粒子制备与光热性能

文章合成了一种新型pH敏感的金纳米粒子(gold nanoparticles,Au NPs),通过表面修饰亲水链在酸性条件下的解离引发聚集提高金纳米粒子在近红外区的吸收能力。首先合成末端巯基的原酸酯亲水链,并修饰到原位还原合成的金纳米表面获得POE-Au NPs。透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察到在中性条件下金纳米粒子呈平均粒径5 nm单分散状态,在模拟肿瘤微环境pH=5.5酸性条件下,其表面修饰的聚乙二醇(PEG)段从原酸酯处触发断裂而游离,使得金纳米粒子聚集形成几百纳米团簇。光热性能测试结果表明,pH响应性聚集可以使得POE-Au NPs的光热转换效率达到58.8%,明显高于传统的无pH响应性的PEG-Au NPs。此外,细胞实验结果表明,POE-Au NPs具有良好的生物安全性。

磁-金纳米粒子的制备及其生物医学应用进展

综述了近年来磁-金纳米粒子的合成及其在生物医学成像诊断和生物医学治疗上的最新应用研究进展。从磁性纳米粒子的制备方法、磁-金纳米粒子的合成方法、磁-金纳米粒子作为成像造影剂用于生物医学多模态成像及“无背景”成像、磁-金纳米粒子作为诊疗一体化探针用于医学诊疗一体化几个方面进行了概述,并对磁-金纳米粒子未来的发展及应用前景进行了展望。

负载化疗药物阿霉素(doxorubicin,DOX)的聚多巴胺包裹纳米金粒子用于化疗与光热协同治疗在骨肉瘤中的应用效果

分析负载化疗药物阿霉素(DOX)的聚多巴胺包裹纳米金粒子用于化疗与光热协同治疗在骨肉瘤中的应用效果。方法 此次实验的研究时间2020年8月—2022年8月,选择25只K7M2荷瘤小鼠作为此次研究对象,分析不同治疗方式下小鼠的生存情况。结果 分析发现,在小鼠的生存率上,BSA-CaZol组为40%,生理盐水组为20%,MTX@BSA-CaZol组为60%、CpG-MTX@BSA-CaZol组80%,CpGaBSA-CaZol组60%。结论 DOX的聚多巴胺包裹纳米金粒子+化疗+光热,可以实现对骨肉瘤的协同治疗,延长生存期。

AuNPs@MPA-PEG纳米粒子对肿瘤细胞辐射敏感性影响

为研究3-巯基丙酸(MPA)-聚乙二醇(PEG)修饰的金纳米粒子(Au NPs@MPA-PEG)对人宫颈癌Hela细胞辐射敏感性的影响,以柠檬酸钠为稳定剂,硼氢化钠为还原剂,还原氯金酸制备5.4 nm的金纳米粒子(Au NPs),并分别用MPA-PEG、PEG修饰金纳米粒子,制备Au NPs@MPA-PEG、Au NPs@PEG。通过电感耦合等离子体发射光谱仪检测Hela细胞及细胞核对Au NPs、Au NPs@MPA-PEG、Au NPs@PEG的吸收量;克隆形成法测定Au NPs、Au NPs@MPA-PEG、Au NPs@PEG对X射线照射后Hela细胞存活率的影响。结果表明,Hela细胞和细胞核对Au NPs、Au NPs@MPA-PEG、Au NPs@PEG的吸收量具有浓度依赖性。MPA-PEG、PEG修饰减少细胞对金纳米粒子的吸收,但是MPA-PEG对金纳米粒子进行修饰,却增加细胞核对金纳米粒子的吸收。对于160 k Vp X射线,Au NPs、Au NPs@MPA-PEG、Au NPs@PEG均对Hela细胞有辐射增敏作用,但增敏效果不明显。MPA-PEG、PEG修饰没有增加金纳米粒子的辐射增敏作用。

聚酪氨酸/纳米金电化学传感器检测水环境中环丙沙星

利用聚酪氨酸有机薄膜负载金纳米粒子作为检测环丙沙星的基底材料,制备了p-Tyr/AuNP s/Au电化学传感器,对环丙沙星(CFX)表现出良好的电催化性能。用扫描电镜对材料的形貌进行了表征,CFX在该材料表面的反应为二电子转移的受吸附控制的过程。用单因素实验对L-酪氨酸(L-Tyr)单体的浓度、聚合的扫描圈数、金纳米沉积时间、溶液pH值进行了优化。在最优条件下,在6.60×10^(-7)~1.57×10^(-5)mol·L^(-1),ΔI与环丙沙星的浓度呈良好的线性关系,检出限为3.50×10^(-7)mol·L^(-1)(S/N=3)。该电化学传感器具有良好的重复性、稳定性和抗干扰性,可用于实际水体中环丙沙星的测定,加标回收率为95.7%~103.5%。

金纳米粒子通过形成Au-S键的组装

利用湿化学法以纳米粒子为基本单元构筑各种纳米复合结构，具有灵活简便、通用性强等特点，近年来受到了广泛的重视．Ｎａｔａｎ［１-４］等最先开展了在固体表面上制备金纳米粒子单层膜的研究，他们借助双官能团硅烷化试剂对硅氧化物基底（如玻璃、石英等）进行表面修饰?..