纳米金生物探针及其应用

纳米技术与生物技术的融合,使纳米生物技术获得了很多重要的进展.纳米金作为研究较早的一种纳米材料,其在纳米生物探针方面的应用是最近几年较为活跃的研究方向.本文评述了近年来纳米金探针在生物分析中的应用及进展,阐述了纳米金与生物大分子作用的机理,介绍了纳米金探针在核酸分析、免疫分析、单细胞分析和靶向药物载体4个方面应用的最新进展,并对其未来的发展方向进行了展望.     

纳米金光学探针的生物分析应用新进展

纳米金作为研究较早的一种纳米材料,在光分析检测尤其是用于生物分析方面日益受到人们的关注。本文结合本课题组在纳米金方面的研究,综述了近年来纳米金光学探针在生物分析方面的应用进展,并对其发展前景进行了展望。综述引用文献45篇。     

硫化金包覆金纳米棒局域等离子体共振的纳米生物传感器研究

纳米生物传感技术是近年来迅速发展起来的一种超微生物传感技术,具有高选择性、高灵敏度、快速、方便检测等优点.尤其基于金纳米颗粒的生物探针的研究备受关注.近年来,对基于棒状金纳米结构的生物探针合成及在生物传感及医学成像中的应用的研究是金纳米棒研究的重要方向.纳米金由于其制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点,被广泛应用于生物分子的识别和检测领域.     

核酸功能化金纳米探针在活细胞荧光成像方面的应用

荧光标记的核酸功能化金纳米探针结合了纳米材料与核酸技术的优势,具有增强的稳定性、良好的生物相容性、独特的光学性质及精确的可编程性,开辟了活细胞传感的新纪元.信号放大型的核酸功能化金纳米探针在原位检测含量较低但功能强大的RNA、蛋白质等生物标志物方面尤其表现出明显的优势.本文从活细胞成像分析的角度,重点介绍了荧光标记的核酸功能化金纳米探针的性质、设计原理及应用进展.     

金纳米棒的偏光特性及其作为方向探针在单分子水平成像上的应用

随着生物医学的发展,对生物成像技术和成像分辨率的要求越来越高,纳米材料和技术被越来越多地应用到生物医学领域.各向异性的金纳米棒由于具有较高的电子密度、较大的吸收截面、特殊的表面等离子共振光学特性、优良的生物相容性和化学稳定性而被广泛应用于生物成像领域.复杂的活细胞组织内纳米级目标的位置和动态的空间构型对于我们理解很多生物物理学过程的细节问题至关重要.本文结合本课题组在该领域的研究经验,并从金纳米棒局部等离子共振特性和偏光特性出发,综述了金纳米棒作为方向探针的3D跟踪定位成像技术与手段.包括暗场成像技术、微分干涉成像、光热成像、共聚焦显微镜成像等生物成像技术和脱焦成像、全内反成像和双通道等生物成像手段.同时阐述了金纳米棒作为方向探针在生物成像领域中的应用进展.     

纳米金生物共轭探针在酶活检测中的应用

基于纳米生物共轭的酶活探针由于纳米材料的独特光电及电化学性质,多年来已经进行了广泛的研究。本综述总结了纳米金生物共轭探针在检测酶活性方面的研究成果,依次讨论了比色法、荧光法以及其他的方法,对其独特的设计进行了解释并讨论了各方法的优缺点。最后,简要指出了其发展的方向以及成功应用于实际应用时所存在的障碍。     

基于金纳米复合材料的电化学修饰电极的研究进展

金纳米复合材料因其优良的导电能力、较好生物相容性和催化活性,在传感、催化等领域应用广泛.本文综述了金纳米复合材料的常用组装方法及其在食品分析、药物检测、环境监测、生物分析等方面的应用,并对其发展方向进行了展望.     

金纳米星的制备、表面修饰及其在生物医学领域的应用研究

随着纳米技术的飞速发展,复杂三维结构的金纳米星已成为一种新型纳米材料。金纳米星具有独特的物理化学性质,如可调制的LSPR光学特性、SERS效应、光热特性、较大的比表面积等,这些性质使其在纳米材料和生物医学领域具有极高的潜在应用价值。本文首先介绍了金纳米星独特的光学性质,并对这些光学特性的理论基础进行解释;接着对近年来国内外制备金纳米星的主要方法进行阐述,主要包括种子介导生长法和一步合成法,这两种制备方法均存在各自的优缺点。在功能化的探针构筑方面,金纳米星的表面修饰主要包括两种方法：二氧化硅包裹金纳米星和高分子聚合物或生物分子修饰金纳米星。在应用方面,本文对金纳米星在生物分子检测、医学成像、肿瘤的诊断与光热治疗、药物传输和控制释放方面的最新研究进展进行了总结。最后,对目前金纳米星探针在制备和应用中存在的一些问题进行了探讨,并展望了该领域未来的研究内容和方向。     

抗体和寡核苷酸双标记纳米金生物探针的制备及生物学特性

纳米金通过静电吸附抗体, 与寡核苷酸共价结合制备双标记纳米金生物探针, 比较了双标记纳米金生物探针和单标记抗体IgG或ss-DNA的稳定性和反应性. 结果表明, 在水溶液中纳米金由于ss-DNA的结合使IgG抗体的吸附能力明显改善, IgG的吸附也影响二硫苏糖醇(DDT)对ss-DNA的解离作用. 双标记纳米粒上覆盖(50±15)条ss-DNA和(10±2)条IgG, 较单标记ss-DNA纳米金上的(70±15)条要少. 斑点免疫和杂交实验证明, 纳米金表面标记的IgG和ss-DNA具有良好生物学活性. 双标记纳米金生物探针在超微量蛋白质的检测中具有应用价值.     

罗丹明荧光探针在生化分析中的应用

罗丹明荧光探针作为生物学研究中使用最广泛的荧光探针之一,广泛地应用于活体细胞内小分子的检验、生物大分子的分析以及复杂生物体系的研究等方面.罗丹明荧光探针在生化分析中的应用研究融合了分子生物学、分析化学、有机化学等多个学科.是当今化学研究的热点领域.本文综述了近年罗丹明荧光探针在生化分析中的应用进展,并对其未来的发展趋势进行了展望.     

单细胞分析研究进展

单细胞分析可以揭示生命基本单元——细胞物质组成、生理行为的多样性和差异性,是当今生命分析的主流前沿技术。同时,也对分析技术的定量检测极限、分辨率和精密操控能力提出了新挑战。文章着重从单细胞分离、检测、成像等几个主要方面,综述了单细胞技术研究的最新进展,并对分离和检测技术的发展作了展望。     

The risk of altering soil and sediment samples upon extract preparation for analytical and bio-analytical investigations—a review

Organic total extracts play an important role in soil and sediment risk assessment. Beside a routine application in analytical chemistry, they are used in bio-analytical investigations as a “worst-case scenario” or, e.g., in order to simulate chronic intoxication, and as samples for effect-directed analysis. While theoretically providing highly reliable data and good reproducibility, the whole process of sample handling and extract preparation can lead to extracts that might fail to accurately represent a toxic potential of their corresponding sampling site. This review identifies and discusses the most important possible alterations that have the potential to lead to over and, more often, underestimation of the effectiveness of extracts. Since incorrect data will compromise soil and sediment risk assessment as a whole, results from analytical and bio-analytical investigations of extracts demand cautious interpretation. Reliability of extract testing grows with reproducibility; experiments should therefore be repeated with independent extraction replicates. New or optimized extraction procedures should circumvent the issues mentioned here while being suitable for routine application.     

Integrated bio-inorganic hybrid systems for nano-forensics

This tutorial review describes a new class of data processing system that applies information theory at the molecular level. We also summarize the recent multidisciplinary advances in biotechnology and nanotechnology that have facilitated the development of reliable nano-level code systems. After a brief introduction of information theory, we present possible ways to adapt this concept to the molecular world. This review explains the requirements and solutions for each step necessary to apply a nano code system to real products. Finally, we introduce a designed nano code system for agricultural products as one example of the many possible applications for nano codes.     

二维纳米金单层膜的构建及其生物电化学应用

利用Langmuir-Blodgett (LB)技术在氧化铟锡(ITO)电极上制备了二维纳米金(nano-Au)单层膜,采用扫描电子显微镜表征了二维纳米金单层膜.实验结果表明:表面压为28 mN/m时,可获得分散性好、形状规则且分布均匀的二维球形纳米金单层膜.利用LB技术制备了肌红蛋白(Mb)薄膜,并将其固定在二维纳米金单层膜修饰的电极表面,研究了肌红蛋白LB膜的直接电化学行为.结果表明:纳米金粒子能够有效地加速肌红蛋白的电子转移,其电子转移速率为1.415 s-1.     

自组装短肽作为“实时监控”纳米材料的初步研究

本文主要采用圆二色谱仪、原子力显微镜、刚果红染色等来探究手性自组装短肽GFS-15的二级结构、纳米形态和宏观形貌特征;通过循环伏安曲线、圆二色谱来检测浓度、时间、盐离子对它自组装过程的影响。结果表明,GFS-15能形成纳米纤维,能和金电极结合且影响其电化学行为,还可以作为细胞的三维培养基质材料;细胞三维培养常规实验以及细胞三维培养实时监控实验表明,细胞可在该肽形成的纳米三维微环境中生长,也能组装在金电极传感器的(纳米金)表面。本研究将为生物实时监控以及纳米生物医学的前沿研究打下基础。     

利用化学指示剂在多相催化反应中进行高通量筛选

 介绍了一种简单的组合化学技术,该技术利用催化反应中产物或反应物导致的化学指示剂的颜色变化快速地指示反应进程. 选用甲基橙为指示剂,分子筛为催化剂,考察了不同反应条件下羧酸的酯化反应,并用气相色谱和高效液相色谱分析方法对实验结果进行验证. 结果表明,利用化学指示剂进行的高通量颜色筛选结果与色谱检测结果很好地吻合,该方法具有简单和高效的特点,可应用于对化学指示剂敏感的反应.     

Sol-Gel技术与纳米材料的化学剪裁*

本文以SiO₂ 纳米材料为实例, 阐述了sol-gel 化学的基本概念, 讨论了SiO₂ 纳米材料在结构剪裁和性能调控方面的研究进展和前沿问题, 并指出sol-gel 技术已经成为实现化学剪裁合成纳米材料的主要手段。