基于生物敏感界面对重金属离子的检测研究进展

介绍了近年来重金属离子检测的研究现状,综述了电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用及其在检测灵敏度、选择性、响应速度、易于操作与实时在线检测方面的优点,阐述了基于生物敏感界面构建的电化学生物传感器在重金属离子检测中的重要作用。分类讨论了国内外一些典型的特异性识别重金属的生物受体,如核酸类,蛋白质类有氨基酸、酶、抗原抗体,细胞微生物等用于构建敏感界面而开发的生物传感器在重金属离子检测领域的进展与成果,以及在构建敏感界面的过程中各种新型纳米材料如金属纳米粒子、碳纳米材料、纳米复合材料等的应用对传感器检测效果的影响。最后结合生物传感器的现状及相关学科的发展,展望了电化学生物传感器在重金属离子检测领域的发展方向。     

界面组装金属-多卟啉阵列结构及其纳米晶

金属-多卟啉阵列结构在模拟自然界的光合作用过程、太阳能的转换及研制配位聚合物纳米材料方面具有重要的理论意义和应用前景.本文综述了近年来在气液和固液界面上组装金属-多卟啉阵列结构,在液液界面上组装金属-多卟啉纳米晶和金属-卟啉/三嗪复合配位纳米管的方法;介绍了溶液相的金属离子的组成、卟啉环结构和成膜方式对多卟啉阵列结构中卟啉环的吸收和荧光光谱的影响规律,以及金属离子外层电子轨道的特征如何影响液液界面形成的纳米晶的形貌和结构.     

肽基纳米材料及其应用

近年来,肽类超分子自组装合成纳米材料受到了广泛研究和关注,已成为纳米材料科学研究的前沿领域之一。肽基纳米材料因其良好的生物相容性以及结构和功能的多样性,在材料学、组织工程、生物工程及药物传递等方面展示出巨大的应用潜力。本文综述了肽类自组装纳米材料制备的最新研究进展,重点介绍了疏水性二肽、类表面活性剂多肽、Aβ多肽片段、烷基链修饰多肽等通过非共价键作用自组装形成的不同结构的纳米材料,包括纳米管、纳米纤维、纳米囊/球、纳米水凝胶等;同时,介绍了多肽自组装机理模型及其分子动力学模拟方面取得的研究成果;最后总结了肽基纳米材料在金属/半导体材料、生物传感器、组织修复材料及药物传递等领域的应用现状及今后重点研究的方向。     

π-共轭体系超分子自组装

π-共轭体系因其分子结构的可设计性以及优异的光电性质得到了广泛的研究,其超分子自组装在制备结构复杂、规则的功能纳米材料方面表现出了显著的优势,且是调控材料宏观性质的一种有效的方法.因此,π-共轭体系超分子自组装已经成为近年来信息、材料、生物等前沿领域的研究热点.本文综述了π共轭体系超分子自组装的机理、外界环境的导向作用、自组装形态以及其在光电器件、生物传感等方面的应用研究,进一步提出了该领域尚待解决的问题并对其应用前景进行了展望.     

一维铁磁金属纳米材料的制备、结构调控及其磁性能

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应,而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性,是构筑新型电磁功能材料的重要组元,在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索,重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比）,晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律,指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法,研究一维材料的定向排布及组装技术,并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。     

DNA发夹结构自组装信号放大策略应用的研究进展

DNA发夹结构自组装因具有无酶参与、等温以及识别序列能力强等优点,在生物分子和金属离子检测方面展现了良好的发展前景。该文梳理了DNA发夹结构自组装信号放大策略的类型,综述了近年来该策略在致病菌、核酸肿瘤标记物、蛋白质、无机金属离子,以及生物小分子检测中应用的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望,旨在为基于DNA发夹结构自组装检测生物分子提供一定的参考。     

无限配位聚合物在分析检测中的应用进展EI北大核心CSCD

无限配位聚合物(ICPs)是由金属离子和有机配体自组装而成的新型超分子聚合物非晶纳米材料,具有结构可控、自适应封装和快速响应能力,在生物催化、药物输送、分析检测等领域具有重要应用。本文简述了ICPs的特性和制备方法,综述了其在比色法、荧光法、电化学法等分析检测方法中的应用进展,最后提出了ICPs发展中存在的问题并对其前景进行了展望。     

金属离子对蛋白质的折叠、识别、自组装及功能的影响*

金属离子不仅影响金属蛋白的空间结构,还与生物大分子的识别、自组装等性质和生物功能密切相关。在很多蛋白质中,金属离子及其配合物可以诱导周围的肽段折叠成正确的结构,我们将其称为金属结合部位作为模板诱导的结构基序（Template-mediated structural motif,TMSM)。深入研究金属离子在蛋白质-核酸自组装体系中生物大分子交联及聚集体中的作用,对理解生命的无机化学基础具有重要意义。     

基于纳米材料自组装的传感器在生化分析中的应用研究进展

纳米材料可以通过自组装技术可控地形成具有不同空间结构的材料,该技术使其及其自组装体在多种生化物质（如蛋白质、多肽、DNA等）和金属离子的超灵敏检测中具有重要应用。本文对基于半导体量子点、贵金属纳米材料和碳基纳米材料自组装体系的传感器在生化分析中的应用进行了总结。     

溶胶-凝胶法设计与制备金属及合金纳米材料的研究进展

溶胶-凝胶法是常见的制备金属氧化物的方法之一。在溶胶-凝胶法中,各种反应物能达到分子级的均匀混合,因此能制备成份复杂的氧化物材料。目前,溶胶-凝胶法也应用于设计与制备金属纳米材料,特别是合金纳米颗粒。例如,溶胶-凝胶法能应用于制备CoPt、FePt等磁性纳米合金材料以及CoCrCuNiAl高熵合金纳米材料,以及物相结构为有序相的Cu3Pt合金纳米材料。本文综述溶胶-凝胶法设计制备金属纳米材料的研究进展,包括溶胶-凝胶法实施的基本步骤、该方法在制备金属纳米材料方面的具体应用,并着重论述采用热力学计算设计金属及化合物的基本原理。该基本原理包括计算金属氧化物与还原性气体如氢气的还原反应的吉布斯自由能的变化量、金属氧化物的标准电极电位(不同于金属离子的标准电极电位)。最后探讨溶胶-凝胶法设计制备金属纳米材料存在的问题以及后续可能的发展方向。     

金纳米粒子在重金属离子检测方面的应用研究

近年来,贵金属纳米材料由于其具有独特的光学性质、稳定性、生物相容性和自身的结构特性等优点,被广泛用于重金属检测领域。总结了近年来金纳米粒子在重金属离子检测方面的研究现状,最后对贵金属纳米材料在重金属离子检测中的发展前景进行了展望。     

电荷驱动水中氧化物纳米颗粒自组装的原位透射电子显微镜研究

<正>由于氧化物纳米材料具有较大的比表面积和表面活性,因此被广泛地应用于催化、能源储存、纳米器件等各种领域。人们通过各种不同的合成技术手段,实现对氧化物纳米材料表面形貌进行调控,进而获得具有优异性能的纳米材料。在各种纳米材料合成手段中,可控性自组装技术是一种有效调控纳米材料尺寸及形貌特征的方法,在纳米材料的合成以及制备方面具有较大的应用潜力1。纳米颗粒的自组装过程及其自组装的结构形态特征,常常受到纳米颗粒之间的范德华力、氢键、静电力、疏水性、偶极矩等相互作用的影响2–5。     

金属卟啉二维纳米晶的制备及其光电性能

金属卟啉是一种重要的金属-有机复合物,在光电转换器件、催化、传感、医学等领域有着广阔的应用前景。对无机二维纳米材料（石墨烯或过渡金属硫属化合物等）的广泛研究促使金属-有机二维纳米材料成为当前的研究热点之一。本文针对金属-有机以及卟啉二维纳米材料的研究现状,在简要回顾金属-有机二维纳米材料发展历史的基础上,详细总结了金属卟啉单分散二维纳米晶和二维薄膜的制备方法,综述了其当前在太阳能电池、光电催化以及光学传感等方面的应用,最后讨论了金属卟啉二维纳米材料当前面临的研究问题及未来可能的发展方向。     

DNA四面体结构纳米材料及其应用

基于DNA纳米技术自组装的DNA四面体纳米材料,由于结构稳定、机械性能优越、分子修饰位点丰富等特点,逐渐成为DNA纳米材料领域的研究热点。此外,该DNA四面体纳米材料只需一步热变性即可自组装形成,具有合成方法简单、产率高的优点。可通过不同的设计,利用自组装方法将功能分子修饰在DNA四面体的顶点处,包裹在其笼状孔隙结构内,镶嵌或悬挂在双螺旋的边上,甚至通过引入发卡环结构等方式智能控制其结构变化。本文综述了DNA四面体结构纳米材料的设计和自组装原理、功能化修饰方法和结构的智能化,同时介绍了DNA四面体纳米材料在分子诊断、生物成像、分子输送和靶向给药等方面的应用研究,并探讨了此类纳米材料在今后应用研究中应关注的方面。     

MOFs在催化有机分子转化中的应用

金属有机框架化合物（MOF）,又称多孔性配位聚合物,是有机配体与金属离子自组装而成的一类新型有机-无机杂化多孔材料,是纳米材料的重要组成部分。与其他多孔材料相比,MOFs具有较大的比表面积、高的孔隙率以及结构和性质可调等特性,使其在非均相催化领域具有良好的应用前景。本文首先对MOFs催化的背景进行简述,然后对近年来报道的MOFs用于有机分子催化转化反应的进展进行了综述及展望,以期为MOFs催化有机反应的设计和开发提供参考。     

二维导电金属有机骨架材料

金属有机骨架(MOFs)是由金属离子或簇与有机配体以配位键组装而成的晶态多孔材料,其高的孔隙率及功能可设计性使其广泛应用于各种领域。然而,传统MOFs多数电导率非常低,这严重制约了其在电学相关领域的发展。近年来,导电金属有机骨架尤其是二维导电金属有机骨架(2D ECMOFs)材料因其结构中独特的π-π堆积及π-d共轭作用而呈现出半导体甚至类金属的电子输运性质而受到广泛关注,已在传感器、电子器件、电催化、电池和超级电容器等电学和能源相关领域展现出潜在的应用价值。本文将从2D ECMOFs的导电机理、结构、合成方法及应用等方面对近几年该领域的重要进展进行综述,并对其未来发展的挑战和机遇提出展望。     

多巴胺基纳米材料在生物医药中的应用

多巴胺是存在于人体内的一种儿茶酚胺类神经递质。自从研究者们发现了利用多巴胺的氧化自聚合反应制备聚多巴胺涂层的简便方法之后,多巴胺基纳米材料已经发展成为一类新兴的生物材料。多巴胺基纳米材料由于具有独特的物理化学性质,例如普适性的粘附性质、高化学反应活性、优良的生物相容性和生物降解性、以及光热转换性质,而在生物传感、药物输送、光热疗法、抗菌和组织工程等领域吸引了研究者们强烈的研究兴趣。本文综述了多巴胺基纳米材料的制备、功能化及在生物医药应用方面的最新进展。首先介绍了几种典型的多巴胺基纳米材料,并讨论影响其组装过程的因素。之后详细综述了这些材料在生物医药领域的应用,尤其是在癌症诊断和治疗方面。最后,本文提出了推进多巴胺基纳米材料临床应用需要发展的研究方向。     

纳米材料-蛋白质界面相互作用的分子机制

纳米材料由于其优异的性能在化工、电子、机械、环境、能源、航天等各个领域已经得到了广泛的应用,并且在生物医学方面的应用越来越受到重视。纳米材料-蛋白质界面相互作用是纳米生物医学领域重要的科学问题,对于纳米材料的生物医学应用以及生物安全性评价至关重要。蛋白质分子与纳米材料在界面的相互作用,一方面可以诱导蛋白质的构象、组装结构甚至功能的改变,另一方面可以引起纳米材料的表面亲疏水性、电荷性质等表面物理化学性质的改变。基于蛋白质与纳米材料相互作用检测技术及结果,本文从分子水平阐述了纳米材料与蛋白质分子在界面之间的相互作用机理及相应的结构与性质的变化,从而可以深化对两者之间复杂的相互作用机制的理解,对于推进纳米材料在生物医学的应用及健康、安全、持续发展具有重要意义。     

金属锗酸盐微纳米材料的研究进展

金属锗酸盐微纳米材料是一类非常重要的功能材料,展现出特殊的物理与化学性质,近年来已引起国内外学者浓厚的研究兴趣。迄今为止,人们已经利用多种合成方法制备了不同尺寸和形貌的锗酸盐微纳米材料。本文综述了目前这些材料制备方面的研究现状,简单比较了各种方法的优缺点;介绍了金属锗酸盐微纳米材料在光催化、重金属离子吸附、电化学传感、锂离子电池负极材料和光学器件等领域的应用,并展望了可能的发展趋势。     

蛋白质功能的扩展与人工金属结合位点的理性设计

生物体系中金属离子在调节金属蛋白的结构和功能中发挥着至关重要的作用。本文综述了利用人工金属结合位点的理性设计来扩展蛋白质功能范围的研究进展,包括在蛋白分子内部通过探索潜在的结合金属位点、重新设计已有的金属结合位点、以及设计全新的金属结合位点的方法来设计人工金属结合位点,和在蛋白分子表面进行设计,来获得结构及功能的转化、研究与纳米材料间的相互作用、以及进行蛋白质分子的自组装。这些研究进展极大地丰富了我们对金属蛋白结构与功能关系的认识。同时,也赋予了我们控制及利用感兴趣蛋白的能力。