金纳米粒子与蛋白质的相互作用及其应用

金纳米粒子与蛋白质间存在多种作用方式,包括物理吸附、化学共价结合以及非共价特异性吸附等.金纳米粒子表面等离子体共振效应引起可见光区的特征吸收及表面增强拉曼散射,常用来研究金纳米粒子与蛋白质间的相互作用.金纳米粒子与蛋白质间的作用与纳米粒子的尺寸、表面化学及蛋白质的大小、电荷、氨基酸残基有关.利用金纳米粒子与蛋白质的相互作用及纳米金的谱学性质,可以对疾病或环境污染进行简单、高效、低成本检测,也可用于疾病治疗.     

层层自组装修饰磁性纳米粒子及蛋白质吸附研究

采用层层自组装技术将聚天冬胺酸和聚乙二胺修饰到磁性纳米粒子表面上, 并研究了修饰后的磁性纳米粒子的zeta电势变化和对蛋白质的吸附. 先通过化学共沉淀的方法获得了四氧化三铁磁性纳米粒子, 然后利用层层自组装的方法对纳米粒子进行了修饰. 用TEM表征了纳米粒子的尺寸. 用红外光谱表征了修饰过程中磁性纳米粒子表面组成的变化情况. 研究了修饰过程对磁性纳米粒子的zeta电势的影响. zeta电势的正负和大小与表面连接的分子的带电性质有关. 磁性纳米粒子的等电点接近中性. 聚天冬胺酸修饰的磁性纳米粒子的Zeta电势为负值. 在聚乙二胺溶液的pH＝11时获得的双层修饰的磁性粒子的等电点接近9, 并且等电点随聚乙二胺溶液的pH的减小而减小. 结果也表明在pH＝7.4时具有不同表面电荷的磁性纳米粒子通过静电作用选择性地吸附蛋白质.     

聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜绿色制备及其催化性能

采用静电纺丝技术和化学镀方法相结合的方法,用聚丙烯腈(PAN)纳米纤维作为载体,以绿色环保的胺化改性替代化学镀传统的敏化、活化前处理,再化学镀银制备胺化聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜(Ag/APAN).SEM、XPS、XRD、FTIR等结果表明,银离子能够吸附在经胺化处理后的PAN纳米纤维表面,且能够在纤维表面生成少量单质银;单质银作为催化活性中心,有效地促进化学镀银的进行,在PAN纳米纤维表面生成均匀致密的银纳米粒子层,制备出了以PAN纳米纤维为核,银层为壳的核壳结构复合膜.银纳米粒子附着在纳米纤维表面,可以使银纳米粒子的催化性能得到充分发挥.通过对催化邻-硝基苯胺与硼氢化钠之间氧化还原反应的研究表明,所制备的Ag/APAN纳米纤维复合膜具有很好的催化效果,且不会造成反应体系的二次污染.     

银纳米粒子表面油酸盐吸附的分子模拟

采用分子力学方法模拟了油酸盐分子在银纳米粒子(111)表面的两种主要吸附形态: 双键吸附和羧基吸附, 计算了不同溶剂环境中油酸盐分子的吸附能和振动频率. 结果表明: 作为银纳米粒子保护剂的油酸盐能够稳定地存在于极性和非极性溶剂环境中, 与银表面的作用方式随溶剂极性的改变而改变, 水相中以双键吸附为主, 而在有机相中主要是羧基吸附. 这与红外光谱实验的推论基本吻合. 从而在分子水平上为实验结果提供了有价值的理论支持和微观信息.     

稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子团聚的影响

用透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）研究了稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子的影响.结果表明,稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子有明显的细化作用.稀土镧对银纳米粒子的细化作用,是由于稀土镧增强了基底对银原子的吸附能,使镧和银结合形成的复合小银粒子局限于固定位置,进而减少了相互团聚所致.     

Preparation and Storage of Silver Nanoparticles in Aqueons Polymers

以水溶性聚合物为保护剂,采用化学还原法制备了银纳米粒子,分别利用透射电子显微镜、紫外可见光谱、同步光散射光谱等手段对其进行了表征,并探索了制备银纳米粒子的最佳实验条件。通过将银纳米粒子-聚合物溶液进行脱水,得到含有银纳米粒子的固态聚合物膜。将固态聚合物膜重新溶解于水,其水溶液的紫外可见光谱与脱水前的溶液进行了比较,发现两者性质并无明显差异。因此,将银纳米粒子分散固定在聚合物膜中是一种崭新而有效的银纳米粒子制备和存储方法。     

功能性β-二酮型高分子纳米微球的制备及其共振散射光性质

功能性β-二酮型高分子纳米微球的制备及其共振散射光性质;高分子纳米粒子; 聚乙烯醇; β-二酮; 蛋白质; 共振散射光     

银纳米粒子自组装结构的光谱性质研究

采用自组装方法在玻璃基底表面上构筑了银纳米粒子二维亚单层结构, 进而以对巯基苯胺为耦联分子进行银粒子的二次组装, 构成具有分子尺寸间隙的银粒子簇. 银粒子表面等离子体共振依赖于粒子间距、表面吸附分子和粒子组装方式. 同层内的银粒子相互间电磁偶合可导致银粒子偶极子等离子体共振蓝移; 对巯基苯胺的吸附则使得表面等离子体共振红移. 表面增强拉曼光谱结果表明, 具有分子尺寸间隙的银粒子簇对耦联于粒子间的对巯基苯胺分子的拉曼散射具有极大的增强效应, 同时也使耦联的对巯基苯胺与银粒子间产生更大程度的电荷转移.     

以DDAB为模板的银纳米粒子多层膜制备及其表面增强拉曼效应

通过离子交换和静电相互作用, 将银纳米粒子引入双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)模板中, 获得了有序的银纳米粒子多层膜. 用紫外-可见光谱(UV-Vis)、循环伏安(CV)和原子力显微镜(AFM)对其进行了表征, 并用小角X射线衍射(XRD)研究了DDAB模板和银纳米粒子多层膜的有序性结构. 以4-巯基吡啶(4-MPY)为探针分子研究了银纳米粒子多层膜在表面增强拉曼(SERS)方面的应用, 结果表明, 4-MPY吸附在银纳米粒子多层膜上呈现很强的SERS信号, 说明该多层膜可以用作高活性的SERS基底.     

基于银纳米粒子构建荧光传感平台用于核酸检测

报道了基于银纳米粒子构建的荧光传感平台,并用于核酸检测.此荧光传感平台对核酸检测基于以下策略:首先,荧光团标记的单链DNA探针被吸附到银纳米粒子的表面,荧光团与银纳米粒子近距离接触,发生荧光猝灭;加入与探针DNA序列互补的目标DNA,两者杂交形成双链DNA,并从银纳米粒子的表面脱离,荧光得到恢复.这种银纳米粒子构建的荧...     

Cu2O/Ag纳米复合物的表面增强拉曼光谱

用一种简单的化学还原方法制备了银纳米粒子包覆的氧化亚铜（Cu2O）纳米复合物。扫描电子显微镜显示Cu2O 为八面体型的纳米粒子,表面光滑,结构对称。包覆的Ag部分占据Cu2O粒子表面。通过比较Ag/Cu2O纳米复合物、Ag溶胶及Cu纳米粒子表面吸附的4-巯基吡啶（4-Mpy）分子表面增强拉曼光谱（SERS）发现,利用此方法得到了Cu2O粒子表面吸附分子的拉曼光谱。银纳米粒子所产生的电磁场增强又增强了吸附在Cu2O上的4-Mpy拉曼信号。这种方法为初步研究Cu2O表面吸附分子性质提供了依据,扩宽了SERS的使用范围,使SERS应用在纳米半导体材料上成为可能。     

聚离子液体固载金纳米粒子的制备及其催化性能

合成了氨基功能化乙烯基咪唑离子液体(AIL),利用氨基固定金纳米粒子以及双键的聚合作用,获得了聚离子液体固载金纳米粒子的催化剂(GNPs-P-AIL).采用红外光谱、紫外-可见光谱和透射电子显微镜等方法对GNPs-P-AIL进行了表征.结果表明,AIL在固定金纳米粒子并聚合后仍然保持着离子液体的基本结构,金纳米粒子分布均匀,粒径为6～8 nm.GNPs-P-AIL催化剂对苯乙烯环氧化具有较好的催化活性,以双氧水为氧化剂,在60℃下反应6 h时,苯乙烯的转化率和环氧苯乙烷的选择性分别可达81.5%和88.3%.     

氨基双四唑型金属螯合磁性纳米粒子的制备及其对蛋白质的吸附性能

通过4步化学反应对磁性Fe3O4@Si02纳米粒子进行化学修饰,设计和制备了一种N,N’-二(5-四唑亚甲基)胺修饰的金属螯合磁性纳米粒子.用X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位对该新型吸附剂进行了表征.用静态吸附法研究了螯合Cu(Ⅱ)吸附剂对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的吸附性能以及溶液pH值、盐浓度、蛋白初始浓度对吸附量的影响.结果表明,吸附剂对蛋白质的吸附主要通过金属配位机理进行,且符合Langmuir吸附模型,对溶菌酶、细胞色素C和α-糜蛋白酶的最大吸附量分别20.0、13.5和17.9 mg/g.此外,将螯合Cu(Ⅱ)吸附剂用于混合蛋白质样品的吸附,发现此吸附剂对混合蛋白质样品中的溶菌酶具有选择性吸附作用,说明此金属螯合吸附剂在蛋白质选择性分离富集中具有一定应用价值.     

SiO_2担载的CuO_x纳米粒子量子尺寸效应的红外光谱研究

以硝酸铜作为前驱体,利用尿素作为沉淀剂,采用均相沉积沉淀方法合成了具有纳米尺寸CuOx的CuOx/SiO2材料,并通过改变样品的焙烧温度,得到了一系列具有不同纳米尺寸CuOx的CuOx/SiO2材料.采用TEM和原位红外光谱技术对CuOx纳米粒子的形貌、尺寸以及CO吸附性能进行了表征.结果表明,随着样品焙烧温度的升高,球形CuOx纳米粒子逐渐聚集,其尺寸从3 nm增加到11 nm,CO在CuOx上吸附的红外峰峰强逐渐减弱,并且红外频率从2135 cm-1红移到了2120 cm-1.研究结果表明,随着CuOx纳米粒子尺寸的增加,吸附中心Cuδ+离子的正电荷密度逐渐减小,导致Cuδ+离子与CO分子之间的电场相互作用变弱,使得CO分子在Cuδ+离子上吸附的红外频率发生了红移.说明在这个纳米尺寸范围内,CuOx纳米粒子具有明显的量子尺寸效应,不同尺寸的CuOx纳米粒子,其电子结构性质明显不同.     

牛血红蛋白与银纳米粒子相互作用的光谱研究

运用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、同步荧光光谱、圆二色光谱(CD)及傅立叶变换红外光谱(FTIR)等手段, 研究牛血红蛋白(Bovine Hemoglobin, 简称BHb)与银纳米粒子的相互作用. 结果表明, BHb能吸附在银纳米粒子的表面, 使其415 nm处的特征等离子体共振吸收峰强度下降, 峰位红移. 随银纳米粒子的浓度增大, BHb分子中Soret带的吸收持续降低, 说明银纳米粒子可能使部分血红素辅基从它们的键腔中脱离出来. Stern-Volmer方程分析表明, 银纳米粒子静态猝灭BHb的内源荧光. 由UV-Vis和荧光光谱的变化, 计算BHb与银纳米粒子的结合常数, 其数量级达到10⁹～10¹⁰. 同步荧光光谱的蓝移说明, 银纳米粒子扰动BHb分子内部的酪氨酸、色氨酸残基所处的微环境, 使之包埋于疏水腔中. 拟合计算远紫外CD数据发现, 银纳米粒子诱导BHb产生轻微的二级结构改变, α-螺旋含量降低. FTIR光谱结果提示, BHb中半胱氨酸残基的硫、羧基氧、酰胺及氨基酸残基中的氮原子与银纳米粒子可能有表面键合作用.     

金银纳米粒子的复合组装及表面增强拉曼光谱研究

采用自组装技术在硅基底上进行金银纳米粒子的混合组装, 通过控制组装溶液中金银溶胶的体积比而控制基底上金银纳米粒子的密度. SEM结果显示金银呈亚单层均匀分布, 以吡啶为探针分子, 在不同波长的激发光下研究了纯金、银以及混合组装时的SERS效应. 利用金银在不同激发线下增强效应的不同以及探针分子吸附在金银纳米粒子表面主要谱峰相对强度差别的特点, 通过一系列校正以及差谱方法研究了金银共存时SERS效应的变化, 并分离出混合体系中金的增强行为, 结果表明在金银同时组装时吡啶的SERS谱峰特征主要表现为银纳米粒子的行为, 分离出的金SERS光谱特征接近银的行为, 说明金银纳米粒子之间产生了一定的耦合作用.     

PVC固载亲水性离子液体选择性分离血红蛋白研究

将N-甲基咪唑嫁接到聚氯乙烯(PVC)链上制备了亲水性离子液体1-乙烯基-3-甲基咪唑氯代盐-PVC复合物, 并用红外光谱、核磁共振氢谱和表面电荷分析对其进行了表征, 咪唑基团对氯乙烯基中氯的取代率为2.8%. 蛋白质吸附研究表明, 在特定条件下该固载型离子液体对血红蛋白具有吸附选择性, 据此建立了固相萃取分离血红蛋白的方法. 考察了吸附时间、离子强度、洗脱剂及其浓度等对分离纯化效率的影响. 在最优实验条件下, 该固载型离子液体-PVC复合物对30μg•mL^-1血红蛋白的吸附效率为91%, 洗脱效率为75%, 吸附容量为22.7μg•mg^-1. 用1.0% (m/V) SDS洗脱后血红蛋白活性约为原始溶液中的71%. SDS-PAGE凝胶电泳证明其有效地从人全血样品中分离出纯度较高的血红蛋白.     

蛋白质在羟基磷灰石界面吸附的研究

考察了酪蛋白酸钠(sodium caseinate,SC)和乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)在表面性质不同的3种羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)颗粒上的界面吸附,分析了蛋白质的分子构型和HA颗粒的表面性质等因素对蛋白质在HA界面吸附的影响,重点讨论了SC和WPI肽链上磷酸化丝氨酸基团(phosphorylated serine residues,Ser-P)的数量和分布对吸附差异的影响.通过傅里叶变换红外光谱和表面电位分析发现SC和WPI无法被比表面积较小的HA颗粒有效吸附,但是在有效吸附面积较高的球状纳米HA和棒状微米HA上能够被吸附.Ser-P的存在使得SC在HA界面的吸附量更高、吸附能力更强.Ser-P数量和分布的不同则导致了SC中不同的蛋白组分在HA界面的竞争性吸附:β-酪蛋白在2μmHA界面始终存在优先吸附性;当纳米HA的浓度低于15 mg/mL时,纳米HA界面会优先吸附αs-酪蛋白.     

紫外光照射制备具有光学活性的银纳米粒子

以脱氧胆酸钠(NaDC)为还原剂、稳定剂,经紫外光辐照AgNO3溶液在室温下制备出尺寸30 nm左右的类球形的银纳米粒子。用紫外-可见光谱、透射电镜、圆二色谱和傅立叶变换红外光谱等测试手段对所制备的脱氧胆酸钠包裹的银纳米粒子进行了表征。红外光谱结果表明,在紫外光激发下,脱氧胆酸钠甾环上12α-OH发生氧化反应,同时还原Ag+为单质银,并聚集生成银纳米粒子。溶液的pH值对光化学氧化还原反应速度有着重要的影响,增加溶液的pH值,Ag+的还原反应速度明显加快。在吸附在银粒子表面的脱氧胆酸钠的手性氛围诱导下,生成的银纳米粒子在其表面等离子体共振区域出现手性信号。     

TiO_2-SiO_2纳米粒子的合成及二级散射光谱法测定核糖核酸

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-SiO2纳米粒子.通过X-射线衍射谱、透射电子显微镜等对纳米粒子进行了表征.研究了TiO2-SiO2纳米粒子与核糖核酸(RNA)的相互作用,建立了基于纳米粒子与RNA吸附反应,二级散射光谱法测定痕量RNA的新方法.方法的线性范围是0.005～5 mg/L; 检出限为1.46 μg/L.方法用于RNA合成样品的测定,回收率为99.4%～103.9%;相对标准偏差为019%～0.24%.