相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术及其在生物医学领域的应用

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)成像技术是一种具有高信号强度、高化学选择性、无需外源标记的显微成像新技术。本文在简介CARS成像基本原理的基础上,综述了CARS显微成像技术的发展、与其它技术相结合等研究新方向,以及在生物医学领域的应用进展。

可充镁电池正极材料PTMA/石墨烯(英文)

本文制备了聚4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯(PTMA)/石墨烯纳米复合材料,并报道了其作为可充镁电池正极材料的电化学性能.通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征复合材料的结构和形貌;循环伏安和恒电流充放电测试其电化学性能.粒径10 nm左右的PTMA颗粒分散在具有导电作用的石墨烯表面;在"一代"电解液Mg(AlCl2BuEt)2/四氢呋喃(THF)(0.25 mol L-1)中,22.8mA g-1充放电电流密度下,PTMA/石墨烯复合材料的起始放电容量可达到81.2 mAh g-1.研究结果表明,含有自由基的有机化合物可以作为可充镁电池的一类新型正极材料,可以进一步通过使用具有高氧化分解电压的电解液来提高其放电容量.

受激辐射耗尽荧光显微镜的原理与实验装置研究进展

介绍了四能级系统的受激辐射耗尽(STED)荧光显微镜的基本原理。按照时间顺序介绍了面包圈型耗尽光焦斑的实现方法。对于横向分辨率的改善,最初使用了光路偏移法,后来发展到均分相位板法,再到成熟的螺旋相位板法;另外还介绍了半波相位板法对轴向分辨率的改善。从宽带光源激发、连续光源激发、多色多通道、快速成像和双光子激发等方面综述了受激辐射耗尽荧光显微镜实验装置的逐步完善。最后展望了受激辐射耗尽荧光显微镜的发展前景。

一氧化钛/碳复合空心球在锂硫电池中的应用

随着科技的发展和进步,一些新兴的应用领域,如电动汽车、消费电子、大规模储能电站等,对二次电池的性能也提出了越来越高的要求,传统的锂离子二次电池偏低的能量密度成为制约其在这些领域应用的瓶颈。开发基于新化学原理储能的高能量密度电池体系正成为全球范围内的研究热点。单质硫的理论比容量为1675 m Ah·g-1,与金属锂构建成锂硫电池时,其理论能量密度高达2600 Wh·kg-1;同时,

单晶硅片负极界面形貌的原位AFM探测

利用原子力显微镜原位研究单晶硅片负极在首次充放电循环中的界面形貌变化。硅负极表面固体电解质界面(SEI)膜的形成过程为:初始SEI膜从1.5 V开始形成,在1.25–1.0 V之间生长快速,0.6 V左右生长缓慢。初始SEI膜具有层状结构的特征,表层薄膜较软,下层呈颗粒状,机械稳定性较好。在锂化电位下,硅负极表面的单晶结构逐渐变得颗粒化,发生不可逆的结构变化。经过首个充放电循环后,硅负极表面被厚度不均一的SEI膜所覆盖,SEI膜的厚度大约为10–40 nm。

应用全内反射单分子荧光成像研究蛋白复合物亚基组成

细胞的生化过程大都是由蛋白复合物完成的,研究蛋白复合物亚基的组成对于了解蛋白质的结构和生物学功能具有重要的意义,然而如何准确确定蛋白复合物中蛋白质亚基的数量(stoichiometry)仍然是一个挑战.近年来,活细胞体系单分子荧光成像技术的不断发展为原位实时动态地研究蛋白质的结构和性质提供了新的手段.本文主要介绍了应用活细胞全内反射单分子荧光成像技术表征细胞膜区蛋白复合物组成的3种方法,包括单分子漂白步数分析、荧光强度统计分布以及蛋白运动分析,并结合其基本原理介绍了这几种方法在活细胞体系膜蛋白研究中的应用.

基于散射信号的超分辨光学相减显微镜

现有的光学超分辨显微成像技术主要依赖于特殊的荧光标记物,其对于大多数非荧光样品的超分辨成像就变得无能为力。因此我们提出将光学相减显微技术应用到非荧光样品的成像当中,利用普通共聚焦光斑和面包圈型光斑分别激发样品的散射光成像,从而得到样品同一区域的两幅图像,再通过图像相减的方法提高了图像空间分辨率。不同于一般的超分辨成像方法,这种光学相减显微镜不需要特殊的样品预处理过程,同时两次成像的激发光强度可以保持在一个较低水平,避免了样品损伤的影响。随后金纳米小球和有机聚合物微丝的散射成像实验证明了光学相减显微镜可以将空间分辨率提高到215 nm(0.33λ,1λ=650 nm),并且通过探测散射信号得到更多的样品细节信息。

锂电池电极过程的原位电化学原子力显微镜研究进展

随着人类对能源的使用与存储需求不断增加,高能量密度和高安全性能的二次锂电池体系正在被不断地开发与完善.深入理解充放电过程中锂电池内部电极/电解质界面的电化学过程以及微观反应机理,有利于指导电池材料的优化设计.原位电化学原子力显微镜将原子力显微镜的高分辨表界面分析优势与电化学反应装置相结合,能够在电池运行条件下实现对电极/电解质界面的原位可视化研究,并进一步从纳米尺度上揭示界面结构的演化规律与动力学过程.本文总结了原位电化学原子力显微镜在锂电池电极过程中的最新研究进展,主要包括基于转化型反应的正极过程、固体电解质中间相的动态演化以及固态电池界面演化与失效分析.

高安全性富勒烯化妆品原料及其美白、抗炎、修复功效

采用物理分散法将富勒烯C_(60)分散于透明质酸钠(HA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中,制备了水溶性富勒烯材料,富勒烯透明质酸钠(MHAF60)、富勒烯聚乙烯吡咯烷酮(PPF60),并对其护肤性能进行了测试。UV-Vis和FTIR结果显示,富勒烯C_(60)在MHAF60和PPF60中仍保持了其特征吸收。DLS结果显示,MHAF60和PPF60的粒径分别为368.5和500.6 nm。GC结果表明,两种材料均无有机溶剂残留。EPR结果显示,MHAF60淬灭自由基的能力要显著优于PPF60、V_(C)和水溶性虾青素。以人表皮角质细胞(HEK-A)作为研究对象,测试了在双氧水损伤条件下MHAF60对细胞的修复和保护作用,结果显示,MHAF60的保护和修复效果是V_(C)和水溶性虾青素的1.2和1.6倍。斑马鱼模型实验结果显示,MHAF60具有显著的抑制黑色素、抗炎修复功效,安全性更高。

原位合成有序介孔氧化铝负载Cu-Ce催化剂及其维埃斯吸附消毒性能

以三嵌段共聚物F127(EO_(106)PO_(70)EO_(106))为模板剂,Al[OCH(CH_(3))_(2)]_(3)为铝源,活性组分前体Cu(NO_(3))_(2)·2.5H_(2) O和Ce(NO_(3))2·6H_(2) O,采取原位合成法制备有序介孔氧化铝负载的Cu-Ce催化剂,研究合成的有序介孔氧化铝及催化剂对维埃斯(VS)的消毒效果。结果表明,VS在Al-0.05Cu-0.05Ce双金属催化剂表面的消毒降解效果最佳,产物中氧化物相对较多,主要发生S—C键和P—S键的断裂,断裂的碎片进一步氧化,反应4天,VS消毒降解率98.01%。这可能是由于CeO_(2)中的铈元素能受环境影响在Ce^(3+)→Ce^(4+)间发生可逆转变,催化VS发生氧化消毒反应。

聚合物太阳能电池中富勒烯受体材料研究进展

聚合物太阳能电池具有成本低、质量轻以及柔性可弯曲等优点,近年来受到了国内外的广泛关注.太阳能电池光电转换效率也得到了飞速的提高,从原来不到1%提高到了目前的8%以上.富勒烯是公认的聚合物太阳能电池最佳受体材料,其化学修饰和物理化学性质表征是过去十几年聚合物太阳能电池研究领域的热点.本文就近年来富勒烯衍生物受体材料的开发和改进研究进行归纳,阐述聚合物太阳能电池性能与富勒烯衍生物受体材料结构之间的密切关系,为今后开发高效的聚合物太阳能电池受体材料提供参考.

荧光显微技术直接观测C_(60)(C(COOH)_(2))_(2)与活细胞的相互作用

合成分离纯化了对中枢神经系统退化性疾病具有治疗效果的水溶性富勒烯丙二酸衍生物C60（C（COOH）2）2，利用荧光显微成像技术直接观察它们与活细胞的相互作用．并利用流式细胞分析技术，进一步对其细胞毒性进行了研究．实验结果发现，这种碳纳米物质能够直接进入细胞，主要集中在细胞质中．不仅如此，C60（C（COOH）2）2还可以将本身不能进入细胞的分子带入细胞中．研究还发现，在1×10^-2-1×10^2mg／L浓度范围内，C60（C（COOH）2）2无明显细胞毒性．研究结果表明C60（C（COOH）2）2在药物载带和输运方面可能具有应用前景．

杯[8]芳烃及其C_(60)络合物有序阵列的构筑

文章介绍了最近作者对杯芳烃及其C60 络合物有序阵列的研究结果 .以多孔的杯 [8]芳烃阵列为模板 ,通过主客体相互作用 ,在Au(111)表面上成功构筑了高度有序的C60 阵列 ,这一结果为富勒烯等功能分子有序阵列的制备、表面可控组装以及纳米信息存储器件的构筑等提供了又一可能性 .

基于核酸适体的丙肝病毒核心蛋白检测新方法

丙型病毒性肝炎是由丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)引起的一种传染性疾病.发展对HCV抗原具有高亲和力高特异性的识别分子和检测方法对丙肝进行早期诊断具有非常重要的意义.我们通过SELEX筛选得到了能特异性识别HCV核心蛋白(core蛋白)的DNA核酸适体,建立了可对HCV core蛋白进行高灵敏检测的核酸适体-酶联免疫新方法,并成功应用于丙肝病人血清中HCV core蛋白的检测,有望发展成为简便、灵敏、低成本的HCV早期诊断和血清筛查新方法.

^(15)N同位素标记的金属氮化物内嵌富勒烯的合成与表征

利用电弧放电法制备了^(15)N同位素标记的金属氮化物内嵌富勒烯. 制备过程中使用^(15)NH_(4)Cl作为固体氮源, 基于电弧放电方法在氦气气氛中将石墨、金属钪和^(15)NH_(4)Cl高温原子化, 合成得到Sc3^(15)N@C_(80)和Sc3^(15)N@C_(78). 利用高效液相色谱法进行分离纯化, 并通过质谱、紫外可见吸收光谱和核磁共振碳谱表征了Sc3^(15)N@C_(80), 验证了^(15)N的成功标记, 还表明合成的Sc3^(15)N@C_(80)具有I_(h)-C_(80)碳笼. 所制备的^(15)N标记的金属氮化物内嵌富勒烯中含有98%以上的^(15)N同位素, 将拓展金属富勒烯材料在同位素示踪等领域的应用.

富勒烯及金属富勒烯的形成机理

富勒烯和金属富勒烯具有独特结构和新奇电子特性,在生物医药、量子、信息等领域具有巨大的应用潜力。然而,如何提高产量是金属富勒烯走向实际应用的一个必须解决的关键技术难题。要高产量、高选择性的合成金属富勒烯,弄清形成机理、开发新的合成方法是必由之路。本工作聚焦于全面剖析富勒烯和金属富勒烯的形成机理,为突破其产能瓶颈探明道路。一方面,利用密度泛函理论计算和分子动力学模拟富勒烯的形成过程,指导优化富勒烯的合成条件。另一方面,精确控制金属富勒烯合成的惰性气体压力、电弧区组分以及原料组成等条件,制备了一系列具有特定结构和功能的金属富勒烯,发展了金属富勒烯的高效制备策略。最后,还探究了金属富勒烯形成后的保护方法,并取得了一定成效,为将来金属富勒烯的产业化奠定了坚实基础。