DNA-纳米颗粒共聚体在最大匹配问题中的应用

该文提出一种DNA计算模型,利用DNA-纳米金颗粒共聚体的自组装来解决图论中的一个NP完全问题——最大匹配问题。根据模型该文设计了能够基于一个具体的图进行自组装的特殊的DNA-纳米金颗粒共聚体,然后利用一系列的实验方法来获得最终的解。这种生物化学算法可以极大地降低求解最大匹配问题的复杂度,这将为DNA自组装计算模型提供一种切实可行的方法。

以适体和金纳米颗粒为探针比色法检测溶菌酶

目的研究一种简单、高灵敏、高选择性检测溶菌酶的比色方法。方法根据比色法进行定性分析,利用紫外可见分光光度法,根据610nm和525nm波长下吸光度之比(A610/A525)进行溶菌酶的定量检测。结果 A610/A525与溶菌酶浓度在10～100 nmol/L之间呈良好的线性关系,线性方程为A610/A525=0.007 3C(nmol/L)+0.254(r2=0.994 5),检出限为3.4 nmol/L(S/N=3)。结论所建立的检测溶菌酶的比色方法简单、选择性好、灵敏度高,可作为一种适体传感器的模型。

具有LSPR效应的金、银纳米颗粒及其组装体制备

对具有局域表面等离子体共振(localized surface plasma resonance,LSPR)效应的Au、Ag纳米颗粒及其组装体的制备进行了综述。从尺寸调控和形貌调控两个方面综述了Au、Ag纳米颗粒的制备;从基于构造子之间的静电组装作用、功能化修饰以及不对称修饰三种组装策略综述了Au、Ag纳米颗粒组装体的制备。通过制备上述具有不同LSPR效应的Au、Ag纳米颗粒及其组装体,使得获取更为优良的表面增强光谱效应成为可能。

基于多边形金纳米颗粒的非标记型可卡因适体传感器的研制

实验合成了多边形金纳米颗粒,通过壳聚糖(CHIT)将合成的多边形金纳米颗粒固定在玻碳电极表面,然后通过自组装技术将带巯基的捕获DNA探针固定在修饰有多边形金纳米颗粒的电极表面,利用杂交反应使可卡因适体与DNA捕获探针结合,制成非标记型可卡因适体传感器。以六氨合钌作为电化学指示剂,通过测量传感器与目标物可卡因结合前后电流变化情况对可卡因进行测定。考察了缓冲溶液的pH、可卡因培育时间、扫描速度等对测定的影响。结果表明,在pH为7.40时该传感器的检测范围为1.0×10-10～1.0×10-3 mol/L,检测限为3.0×10-11 mol/L。该传感器制作简单,响应好,抗干扰能力强。

拉长二十四面体金纳米颗粒的合成及其作为SERS基底的研究

通过种子调节法合成了拉长二十四面体金纳米颗粒(ETHH-Au NPs)并将其制备成SERS(SurfaceEnhanced Raman Scattering)增强基底进行有害物质的检测。通过扫描电镜(SEM)分析表明ETHH-Au NPs排列均匀、紧密,有利于形成增强热点结构。以对巯基苯甲酸(p-mercaptobenzoic acid,PMBA)为探针分子估算ETHH-Au NPs的增强因子,增强因子可达1.05×10~6。以ETHH-Au NPs为活性基底对水溶液中的结晶紫(CV)和三聚氰胺(Mel)分子进行检测,检测下限分别低至1.0×10^(-10) M和1.0×10^(-8) M,表明ETHH-Au NPs是一种普适、理想的SERS活性基底。

不同尺寸金纳米颗粒在小鼠胚胎干细胞胚状体中富集和分布的研究

随着金纳米材料相关生物医学应用的不断深入,其生物学效应研究备受关注。金纳米材料对胚胎发育的影响,是其生物学效应的重要研究内容。本研究中制备了2 nm、15 nm、50 nm三种具有统一表面修饰的金纳米颗粒,利用透射电子显微镜和电感耦合等离子体质谱仪等多种方法,定性、定量地观察不同尺寸的金纳米颗粒在小鼠胚胎干细胞胚状体中的分布和富集情况。结果显示,2 nm、15 nm、50 nm三种金颗粒的富集情况分别为(38.02±2.01)ng/105cells、(34.27±3.42)ng/105cells以及(1 435.97±65.33)ng/105cells,而且在细胞内的分布区域不尽相同。说明金纳米颗粒在小鼠胚胎干细胞胚状体中的累积量与其尺寸相关,不同尺寸的金颗粒显示出不同的胞内分布。这一发现将有助于进一步阐明金纳米颗粒的尺寸效应对胚胎干细胞分化、发育过程的影响。

基于PbS量子点和金纳米颗粒的可卡因适体传感器的研究

本文采用水热法合成了硫化铅量子点,将其与壳聚糖混合后修饰在玻碳电极上,利用PbS与巯基之间的强烈的键和作用,直接将所合成的带巯基的与可卡因适体互补的DNA固定到电极上,将金纳米颗粒标记在可卡因适体作为示踪物检测可卡因,研制了一种新型的用于快速测定可卡因的适体传感器。该适体传感器与不同浓度的可卡因培育时,可卡因适体与可卡因发生特异性结合,致使可卡因适体从电极上脱离下来。随着可卡因浓度的增加,脱落的金纳米颗粒的量增加,其催化H2O2的电流减少,实现对可卡因的检测。考察了适体传感器的电化学特性,同时也研究了测试液pH值、培育时间等实验条件对传感器性能的影响。通过扫描电镜观察了量子点的形貌。该传感器在可卡因浓度为1.0～100 nmol.dm-3的范围内有良好的线性关系,检测下限为0.3 nmol.dm-3。实验结果表明,该适体传感器响应迅速,灵敏度高,具有良好的重现性和稳定性。

金纳米颗粒掺杂光致聚合物的体全息混合光栅模型

金纳米颗粒掺杂光致聚合物在全息曝光过程中,光产物周期分布会形成折射率调制相位型主光栅,同时金纳米颗粒周期分布形成由局域表面等离子体共振引起强吸收的振幅型辅助光栅。研究基于耦合波理论的一种混合光栅模型,分析了光栅的体全息光学特性。结果表明,混合光栅中的折射率光栅和吸收光栅都能够提升体光栅的衍射效率;体光栅的角度选择性也可以得到明显的改善。

球形金纳米颗粒对骨髓间充质干细胞自噬流和外泌体分泌的影响

目的·探讨球形金纳米颗粒(Au NPs)阻断大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)的自噬流对外泌体分泌的影响。方法·体外培养大鼠MSCs,分别以不同浓度Au NPs(0、15、30、90、150μg/m L)处理细胞,CCK-8法检测细胞活力,以评估Au NPs细胞毒性。细胞分3组:正常对照组、Au NPs组(20μg/m L Au NPs作用72 h)和阳性对照组(5μmol/L氯喹作用4 h)。透射电镜下观察超微结构,超速离心提取细胞上清液外泌体,行纳米颗粒分析仪和电镜检测。共聚焦显微镜观察细胞自噬,Western blotting验证。结果·0~30μg/m L的Au NPs对细胞增殖的影响小。Au NPs组的MSCs外泌体分泌增多,体积减小,LC3和p62表达增高(均P<0.05),自噬小体增多,溶酶体和自噬小体融合受阻。结论·Au NPs阻断MSCs自噬流,调节外泌体分泌。

自还原MXene负载金的适体传感器检测小米样品中的黄曲霉毒素B_(1)

该文研究一种基于负载金纳米颗粒(Au nanopaticles,Au NPs)的MXene复合纳米材料(Au NPs@MXene)的电化学适体传感器,可对黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))进行敏感检测。利用了MXene特殊的二维结构及其自身的还原性,简单、快速、高效地将Au NPs原位生长在其表面。所合成的材料具有优异的导电性、比表面积较大、较电催化活性好,可作为电化学生物传感器的基底材料。在最佳试验条件下,传感器对AFB_(1)的检出限为6.3 pg/mL(信噪比为3),线性范围为0.05 ng/mL~100 ng/mL。该传感器已应用于小米样品中AFB_(1)的测定,且在其他食品基质中也具有较大潜力。

PS-b-PAA模板制备金纳米颗粒

以两亲性嵌段共聚物苯乙烯-丙烯酸两嵌段共聚物(PS-b-PAA)在选择性溶剂甲苯中形成的胶束为模板,制得了尺寸均匀的金纳米颗粒,使用透射电镜和紫外吸收光谱对制得的纳米颗粒进行了表征。实验发现PS-b-PAA羧酸基团与HAuCl4有弱的相互作用;改变HAuCl4与羧酸基团的摩尔比可以得到不同尺寸的纳米颗粒;当体系中HAuCl4与羧酸基团摩尔比大于0.3时,过量的HAuCl4不能进入胶束核内,而是在溶剂中析出,纳米颗粒尺寸也不再随之增大。

基于目标物诱导置换及纳米金催化的新型荧光技术检测腺苷

在一定条件下,磁性纳米颗粒上修饰的腺苷核酸适体与纳米金标记的核酸探针杂交;再加入目标物腺苷诱导适体构象变换,并置换出金标探针;经磁场分离后,游离的金标探针进一步用于催化抗坏血酸还原铜离子,使铜离子对钙黄绿素的荧光猝灭得到抑制.由于极少量的纳米金能够催化大量铜离子还原并沉积在其表面,铜离子浓度急剧降低,从而改变钙黄绿素的荧光信号.实验结果表明,腺苷的动力学响应浓度范围为100 pmol/L～10 nmol/L,检出限低至80 pmol/L.核酸适体的高度特异识别性能保证了该方法具有良好的选择性.

刺激响应变形纳米载药体系的构建及性能研究

目的构建肿瘤微环境响应释放的可变形金纳米颗粒载药体系。方法利用直径5、13nm两种尺寸的金纳米颗粒、pH敏感的三链体脱氧核糖核酸(triplex DNA)以及抗肿瘤药物多柔比星(doxorubicin hydrochloride, DOX),通过冷冻法组装出载药聚集体结构并对该体系的有效性进行表征。结果所组装的聚集体中有75%的颗粒的粒径(直径)在50~80nm,大小适宜,易于被细胞内吞,可有效载带药物,在pH=4.5时,载药聚集体发生解体,89.6%的颗粒直径为18~32nm,释放出相较于中性条件下3倍浓度的DOX(P<0.01)并对肿瘤细胞有明显杀伤效果。结论此可变形的金纳米载药聚集体结构成功的完成药物的载带与释放,达到了可控释药,降低正常组织损伤的目的,为新一代刺激响应型纳米载带系统地构建提供了新思路。

基于量子点标记的可卡因适体传感器的研制

以可卡因适体为分子识别物,CdS量子点为检测物,制备了一种新型灵敏的电化学可卡因适体传感器。首先将巯基化的可卡因适体固定到金纳米颗粒修饰的玻碳电极,将CdS量子点标记到合成DNA,再与可卡因适体互补的DNA同时结合在金纳米颗粒上,通过可卡因适体与互补DNA碱基配对连接到电极。当向溶液中加入可卡因时,由于可卡因与可卡因适体的结合能力强于碱基对之间的结合力,使得CdS脱落下来,通过溶出伏安法检测Cd2+的溶出峰电流来实现对可卡因的间接测定。通过金纳米粒子的信号放大作用,提高了传感器的灵敏度。线性范围为1.0×10-10～5.0×10-8mol·L-1,检出限为4×10-11mol·L-1。

核-卫星结构纳米颗粒二聚体LSPR理论分析

利用时域有限差分(FDTD)方法,计算了由金纳米球和金纳米棒构成的核-卫星结构二聚体的局域表面等离子体共振(LSPR)特性.研究了金纳米球对金纳米棒耦合作用的影响.模拟出的散射光谱表明,在金纳米球的影响下,核-卫星结构二聚体的传感性能要明显优于单个金纳米棒.研究了不同金纳米球半径与不同金纳米棒长径比下的核-卫星结构二聚体的传感性能,总结出核-卫星结构二聚体的最优组装尺寸.结合偶极子共振模型和纳米颗粒的极化作用,对核-卫星结构二聚体的传感性能变化做了初步分析.

四臂星型聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物纤维状胶束及负载金纳米粒子的研究

通过两步原子转移自由基聚合,制备了4种不同嵌段长度的四臂星型嵌段共聚物苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP)4.在选择性溶剂甲苯中,随着嵌段长度的变化,自组装胶束的形态从球型到短棒状和纤维状的转变,其中(PS25-b-P4VP90)4自组装形成的以P4VP为核,以PS为花瓣型壳的纤维状胶束.以这种纤维状胶束作为模板。

基于DNA折纸术求解图的顶点着色问题的方法

该文基于DNA折纸术,设计了一个通过DNA折纸结构的自组装求解图的顶点着色问题的方法。利用DNA折纸术可以构建出具有特定形状的DNA折纸结构。这些结构可以用来编码图的顶点和边,由于这些结构具有粘性末端,因此可以通过特异的分子杂交组装成为代表了不同的图的顶点着色方案的高级结构。利用DNA-纳米颗粒共聚体的属性和电泳等实验方法,可以筛选出正确的符合条件的图的顶点着色方案。该方法是一种高度并行的方法,可以极大地降低求解图的顶点着色问题的复杂度。

基于核酸适体的试纸条检测三磷酸腺苷

将核酸适体(Aptamer)的特异性与纳米金颗粒的独特光学性质相结合,制备了一种适用于小分子检测的干式试纸条。该试纸条以修饰功能化核酸适体(PloyT13-Aptamer)的纳米金为识别元件,在控制线(C)上修饰ployA13序列,与识别元件结合以判断试纸条的有效性;在测试线(T)上修饰与Aptamer部分互补的DNA序列,与待测物形成竞争关系,通过T线上纳米金显色的深浅来定性或定量分析待测物浓度。结果表明,优化实验条件下,观察T线颜色变化可实现三磷酸腺苷(ATP)的肉眼定性检测,视觉检出限为10μmol/L。使用Image J软件进行定量分析,试纸条检测范围为10~1000μmol/L,检出限为2.4μmol/L。该试纸条生物传感器可以在10 min内得出检测结果且特异性良好,血清中回收率为104.4%~119.0%,为ATP的现场快速检测提供了一种经济有效的方法。

新型抗菌涂层Ag2O-TiO2-NTS在治疗人工关节置换术后假体周围感染在兔的体内外研究

探讨Ag2O-TiO2-NTS在治疗人工关节置换术后假体周围感染的抑菌作用。体外试验:不同浓度的涂层溶液与共培养,并计算菌落数及抗菌率。体内试验:动物随机分组,分别使用Ag2O-TiO2-NTS复合涂层的螺钉及没有涂层的普通螺钉。拆线后分别注入表皮葡萄球菌悬液获金黄色葡萄球菌悬液。各时间点记录肛温、CRP、ESR及PCT。结果表明,各组菌落数及抗菌率两两比较,差异有统计学意义。组内各时间点肛温、CRP、ESR、PCT差异有统计学意义。组间各组指标差异有统计学意义,Ag2O-TiO2-NTS对表面葡萄球菌及金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用。