纳通道的物质传输特性及应用

近年来,随着材料科学、微纳加工技术和微纳尺度物质传输理论的发展,纳通道技术得到了越来越多的研究和关注。纳通道包括生物纳通道和人工纳通道,其孔径通常为1~100 nm。在这一尺度下,通道表面与通道内物质之间的作用概率大大增强,使得纳通道表现出许多与宏观体系不同的物质传输特性,例如通道表面电荷与通道内离子之间的静电作用产生了离子选择性,通道内电化学势的不对称分布产生了离子整流特性,物质传输过程中占据通道产生了阻塞脉冲特性等。纳通道中的这些物质传输特性在传感、分离、能源等领域具有广泛应用,例如通过对纳通道进行功能化修饰可以实现门控离子传输;利用亚纳米尺度的通道可以实现单分子传感;利用通道与传输物质之间的相互作用可以实现离子、分子、纳米粒子的分离;利用纳通道的离子选择性可以在通道内实现电荷分离,将不同形式的能量（如光、热、压力、盐差等）高效转化为电能。纳通道技术是化学、材料科学、纳米技术等多学科的交叉集合,在解决生物、环境、能源等基本问题方面具有良好的前景。该文综述了近10年来与纳通道物质传输理论以及纳通道技术应用相关的前沿研究,梳理了纳通道技术的发展过程,并对其在各个领域的应用进行了总结与展望。     

基于Taylor弥散理论的纳米粒子与蛋白质相互作用研究

在微流控芯片中将Taylor弥散分析(TDA)与激光诱导荧光检测(LIF)结合,测定了荧光素钠标记狗血清蛋白(FITC-DSA)的水合半径为(6.12±1.21)nm,扩散系数为(4.11±0.78)×10-11m2/s;然后,初步研究了FITC-DSA与不同粒径金纳米粒子(AuNPs)的相互作用.研究结果表明,不同粒径的AuNPs与蛋白质的作用不同;50 nm的AuNPs与FITC-DSA作用会导致其荧光信号增强.本研究为高通量测定纳米粒子与蛋白质相互作用提供了一种新方法.本方法具有简单快速、耗样量极少等优点,有助于深入了解纳米材料的毒性,推动安全纳米药物的发展.     

声表面波实现微流体垂向输运

提出了声表面波实现微流体垂向输运方法,使得纸基微流器件具有前处理操作功能.在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上光刻叉指换能器对和反射栅,纸基微流器件通过贴合于压电基片表面的PDMS置放于距压电基片上方2mm处,经功率放大器放大的RF信号加到叉指换能器对上,激发的两相声表面波使得压电基片上待分析微流体垂向运...     

细菌代谢产物的检测进展及应用

细菌在新陈代谢过程中会产生一系列分解和合成代谢产物,如醇类、脂类、酶、蛋白质等,这些代谢物反映了细菌的生长、发育及其与环境的相互作用。监测细菌代谢物对于细菌感染的快速床旁检测、快速测定抗生素敏感性、区分变质食品是至关重要的。本文综述了细菌代谢物检测的方法,包括色谱-质谱法、光谱法、电化学法,并对各种检测方法的优缺点进行了分析总结,包括其灵敏度、选择性、成本和复杂性。此外还总结了细菌代谢物检测所存在的问题,如样品制备、检测干扰的影响和检测限的提高等。最后,提出了解决这些问题的几种方案,例如结合纳通道技术,以及引入纳米材料来提高细菌代谢物分析方法的灵敏度。     

气质联用法测定电器塑料产品中多环芳烃含量的不确定度

采用气质联用法对电器塑料产品中的多环芳烃进行了分析,通过建立数学模型,分析了测量不确定度的主要来源有样品质量、样品萃取液体积、样品萃取液测定浓度、试剂空白液测定浓度以及平均回收率。对各不确定度分量进行了评定,当多环芳烃含量为239.03mg/kg时,合成不确定为7.41mg/kg,扩展不确定度为14.82mg/kg。     

纳流控-电化学技术在生化分析领域的研究进展

纳流控作为一个崭新的研究领域正受到越来越多的关注,并且已被成功应用到纳米尺度分离、生化传感、能量转化等诸多领域. 纳流控的发展与电化学紧密相连,一方面,电化学可以为纳米孔道中的物质传输特性的研究提供驱动力;另一方面,纳米孔道可以为限域电化学研究提供微环境. 纳流控和电化学技术相辅相成,催生了许多单分子、单粒子分析以及纳米流体操控的新理念与新技术. 本综述从纳米孔道与电极的结合方式出发,对纳流控-电化学相关研究进行了总结与展望.