Cds量子点/过氧化酶纳米杂化功能材料的制备及分析应用

提出了以过氧化氢酶、Cd(NO3)2·4H2O和Na2S·9H2O为原料制备CdS量子点/过氧化氢酶纳米杂化功能材料的新方法,在室温条件下成功制备出了CdS量子点/过氧化氢酶纳米杂化功能材料; 讨论了nCd∶nS以及nCdS∶n过氧化氢酶对CdS量子点/过氧化氢酶纳米杂化功能材料的尺寸及荧光性质的影响.使用透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计及荧光分光光度计等对纳米杂化功能材料进行了表征,对其分析应用进行了探讨.     

生物功能化碳量子点制备

为了实现碳量子点在细胞荧光成像方面的应用,采用共价修饰的方法对碳量子点进行生物功能化.采用水热法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为钝化剂合成了蓝色荧光碳量子点.为了进一步实现碳量子点的共价偶联,对碳量子点进行羧基化处理,然后通过两步功能分子修饰完成生物功能化碳量子点的制备.采用透射电子显微镜、荧光和紫外分光光度计、红外光谱仪、电位粒度分析仪及荧光共聚焦显微镜研究了生物功能化碳量子点的性质和功能.实验结果表明:聚乙二醇(PEG)和核定位肽TAT通过酰胺化反应成功修饰至碳量子点上,叶酸(FA)通过酯化反应成功修饰至PEG末端,两步共价修饰完成了生物功能化碳量子点的制备.该生物功能化碳量子点具有电中性、小尺寸、低毒性和细胞核靶向的功能,适用于细胞荧光成像分析.     

CdTe量子点荧光量子产率及生物标记

采用巯基乙酸为稳定剂,在水相中直接合成CdTe量子点,实现半导体纳米晶体的水溶性.利用巯基乙酸包覆的CdTe量子点外端的羧基与牛血清白蛋白的氨基,通过偶联剂的作用形成酰胺键,从而达到标记蛋白质的作用.利用荧光和紫外可见分光光度计,研究标记前后体系的发射光谱和吸收光谱的变化以及荧光量子产率,通过透析膜对标记后的牛血清白蛋白进行纯化,进一步用琼脂糖电泳证明牛血清白蛋白与CdTe量子点的结合.     

茉莉酸受体多功能纳米探针的合成与应用

将巯基丙酸修饰的CdTe量子点和植物激素茉莉酸通过一步法偶联到表面修饰氨基的Fe3O4纳米颗粒表面，合成了一种同时具有荧光信号、磁响应性能和特异性标记植物原生质体中茉莉酸受体的多功能磁性荧光纳米探针. 荧光光谱测试表明该探针保持了CdTe量子点荧光性能，具有荧光强度高，适用体系的pH范围宽，抗光漂白性能好等优点. 磁响应及磁滞回线测试充分说明该探针具有良好的超顺磁性. 使用该探针对绿豆原生质体中茉莉酸受体进行成像，结果表明，该探针对茉莉酸受体具有选择性标记的功能，茉莉酸受体主要存在于原生质体膜上. 该标记方法简单方便，能为茉莉酸信号转导研究提供可视化的信息.     

基于生育酚修饰的低分子量聚乙烯亚胺基因载体

制备了基于生育酚交联的低分子量聚乙烯亚胺(PEI)可降解脂质体聚合物基因载体。凝胶阻滞实验结果表明它能很好地包裹质粒DNA,使其免受核酸酶的降解。通过在体外He La细胞和HEK 293细胞中的绿色荧光蛋白转染实验结果表明,这种生育酚修饰的聚合物材料在无血清存在下表现出比"黄金标准"PEI高的转染效率。因此,推测这种材料具备了作为非病毒基因载体的潜在性。     

Au@SiO2颗粒对石墨烯量子点拉曼信号的增强作用

采用金纳米颗粒包覆了一层二氧化硅壳层作为实验材料,利用该核壳材料增强石墨烯量子点的拉曼信号,并实现了单颗粒增强.实验中,二氧化硅的厚度可以通过反应时间得到控制,该壳层可以增强金纳米颗粒的化学和物理稳定性.本文方法与使用纯金纳米颗粒增强石墨烯量子点拉曼信号相比,其拉曼信号强度增强了20%以上.     

纳米金的制备、表征及应用研究

纳米金材料基于其良好的光学和电子学特性,近年来已成为科学家们研究的热点之一。实验以氯金酸为原料,柠檬酸三钠为还原剂,采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液,利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征,结果表明:纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。利用自组装单分子膜原理,通过层层组装将纳米金粒子和DNA探针依次固定到玻碳电极表面制备探针电极,利用电化学工作站检测其信号,结果表明纳米金标记DNA探针可显著增强目标DNA的检测信号,提高检测的灵敏度,并使响应电流增强。     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

碳量子点荧光探针识别与测定水溶液中的Cr(Ⅵ)

以柠檬酸、乙二胺为原料,采用水热法制备碳量子点,利用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见分光光度计及荧光分光光度计表征碳量子点的形貌、化学成分、官能团以及荧光性能,考察了Cr(Ⅵ)阴离子对碳量子点荧光性能的影响.结果表明:Cr(Ⅵ)的加入改变了碳量子点紫外特征吸收峰的强度与位置,并使碳量子点的荧光发生静态猝灭;随着Cr(Ⅵ)浓度增加,碳量子点荧光的猝灭率呈线性变化.基于此,建立了以碳量子点为荧光探针识别与定量测定水溶液中Cr(Ⅵ)的方法,为发展水体中Cr(Ⅵ)的快速、灵敏检测技术奠定了基础.     

金纳米颗粒修饰的固定化葡萄糖氧化酶酶膜制备

分别利用柠檬酸钠和NaBH4作为还原剂、以PVP作为包覆剂制备不同类型、不同包覆情况的金纳米粒子,并用紫外可见分光光谱仪、透射电微镜等手段对制备的金纳米粒子的粒径、形貌和分散性进行表征。用金纳米粒子对葡萄糖氧化酶膜进行修饰,并在SBA生物传感分析仪上进行感应测量。研究结果表明,粒径小、分散性好的球状金纳米粒子可以极大地提高葡萄糖酶膜的灵敏度。     

CdTe量子点荧光猝灭法检测甲醛浓度

采用荧光光谱法研究甲醛对量子点的猝灭作用: 由Stern-Volmer方程可得甲醛与CdTe量子点反应的荧光猝灭速率常数K_q=5.67×10¹¹  L/(mol·s), 结合紫外 可见吸收光谱可知该过程为动态猝灭过程. 基于量子点荧光强度的降低与甲醛浓度间具有良好的线性关系, 将CdTe量子点作为荧光探针检测甲醛浓度, 并将该方法与分光光度法进行对比. 结果表明, 两种方法对甲醛浓度的检测效果相同.     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

纳米荧光探针检测农残污染物虚拟仿真实验平台建设

实现农残污染物的高灵敏度检测,对于认识环境问题、保护人类生命安全具有重要的意义和研究价值。采用纳米荧光探针可实现农残污染物的快速原位检测,但存在实验成本高、消耗高、荧光探针制备周期长,有毒有害物质对实验人员的危害以及环境污染等难题。通过团队科研成果转化,基于三维虚拟技术,设计开发了纳米荧光探针检测农残污染物虚拟仿真实验平台。虚拟仿真实验平台通过设置纳米荧光探针制备、标准样品准备、果蔬样品前处理、农业废水样品前处理、检测样品制备、纳米荧光探针的检测性能分析、纳米荧光探针与检测对象间作用机制7个模块,让学生掌握材料的合成、仪器的操作、实验现象的观察和实验数据的处理分析。通过该平台教学,有助于学生利用虚拟实验培养综合应用知识的能力、自主学习能力、分析解决问题能力和动手实践能力,增强了学生的科研创新意识。     

壳聚糖基荧光纳米微球的合成及性质

利用乙醇辅助的静电络合法在水溶液中成功合成了包覆CdSe／ZnS量子点的壳聚糖荧光纳米微球,可以通过调节壳聚糖、L--胺四乙酸及量子点等3种原料的投料比,实现对产物微球表面电荷和粒径的控制．采用动态光散射和荧光光谱研究微球,分别证实了产品的生理介质稳定性和优异荧光性质．荧光纳米微球在生理盐水中可以稳定存储两周以上,且荧光性质不变．因此,结合微球表面丰富的可修饰性官能团,表明荧光纳米微球在生物标记及检测方面拥有巨大的潜力．     

纳米金在DNA电化学传感器中的应用研究

利用自组装单分子膜原理,通过层层组装的方法将金纳米粒子(AuNPs)和DNA探针分别固定到金电极表面制备成探针电极。结果表明纳米金可以使响应电流大大增强,有利于提高检测的灵敏度;同时DNA自组装到纳米金修饰的金电极上,形成一层致密的分子膜,可使响应电流下降。     

开放式化学实验教学中研究型实验的探索

将教师的科学研究与化学实验教学相结合,探索了一个由科研课题设计转化成的研究型化学实验项目——纳米金共振光散射法测定河水中砷含量。该实验项目现象稳定、重复性好,达到教学实验要求;该实验还涵盖较多供学生自行探索的可开放研究课题——纳米金不同制备方法、纳米金尺寸与光学特性关系和修饰分子类型与检测对象。因此,该实验项目可用于开放式化学实验教学。该实验能够帮助学生掌握紫外可见吸收光谱仪、荧光光谱仪的工作原理及操作技能,有利于学生了解金纳米材料的制备方法及表征技术,培养学生的综合能力、科学素养和研究探索能力。     

聚乙烯亚胺在锰锌铁氧体纳米粒子表面定量吸附

以可自动恒温控温的锰锌铁氧体磁性纳米粒子(MZF-NPs)为核心,在其表面修饰聚乙烯亚胺(PEI)以制备一种新型纳米基因载体.利用扫描电镜、红外光谱仪、Zeta电位仪对其形貌、表面包覆功能团、电位等进行表征;UV/vis光谱仪及DNA体外结合、释放、转染实验研究了PEI在MZF-NPs上的定量吸附与修饰效果.电镜下修饰后粒子之间的聚集明显减轻、等电点由pH 7.0移至pH 11.5.PEI质量、介质的pH值以及离子强度均可影响PEI在锰锌铁氧体上的吸附.不同的吸附量也影响了纳米粒子的DNA结合、释放与转染能力.     

ZnO/GQDs纳米复合材料的制备及其性能研究

通过一步水热法合成氧化锌(ZnO)/石墨烯量子点(GQDs)纳米复合材料,透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对合成的纳米材料进行表征.将所制备的纳米材料应用于修饰电极,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法探究多巴胺在该材料电极的电化学行为,实验结果显示:与氧化锌和石墨烯量子点的单一材料相比,ZnO/GQDs纳米复合材料修饰的电极对检测多巴胺的氧化还原能力更强,并在0. 3～100μmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为0. 19μmol/L(S/N=3).此外,该生物传感器测定实际样品中多巴胺的结果令人满意.     

表面修饰的金纳米棒的生物相容性和细胞摄取研究

制备了棒状纳米金颗粒并对其表面进行了修饰,研究了其生物相容性以及运载荧光物质进入细胞的功能.所制备的材料通过聚乙二醇稳定、采用双修饰的方法获得了具有活性-NH2基团存在、稳定性好且生物相容性高的表面修饰的金纳米棒.采用透射电子显微镜和紫外可见吸收光谱对表面修饰的金纳米棒进行了表征,运用MTT比色分析法通过细胞毒性研究了表面修饰的金纳米棒的生物相容性,用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜考察了其运载荧光物质进入细胞的功能.结果表明,表面修饰的金纳米棒具有良好的生物相容性,具有作为荧光物质或药物载体的应用前景,可应用于疾病的诊断治疗.     

用于有机磷农药及其水解产物可视化检测的荧光探针制备及性质研究

使用氯金酸和柠檬酸三钠回流法合成出荧光吸收峰在520 nm的金纳米颗粒,并与罗丹明B修饰合成探针.金纳米颗粒与罗丹明B发生荧光共振能量转移(FRET)作用使罗丹明B的荧光淬灭.在加入毒死蜱之后,毒死蜱及其水解产物能有效取代罗丹明B,使荧光恢复.金纳米颗粒探针对毒死蜱及其水解产物的浓度响应区间为(0～0.1)mm,低至0.1 nm也有响应,且荧光变化迅速,从而能够快速有效地检测超痕量有机磷农药毒死蜱及其水解产物.