Dip-pen刻蚀技术直接制造蛋白质纳米阵列

美国西北大学 Mirkin等 [1～ 3] 发明的 Dip- pen( DPN,译为蘸水笔技术 )纳米刻蚀技术是以 SPM的针尖为笔 ,通过超分子相互作用使被书写的分子或纳米材料粘在针尖上 ,以某种材料为基底 ,通过合理的超分子相互作用的设计将针尖上的分子或纳米材料书写到基底上 ,从而实现纳米刻蚀和纳米制造的目的 .很显然 ,这种技术对纳米器件、纳米传感器、高密度存储以及生物芯片的制造具有重要意义[4～ 7] .近年来 ,Mirkin研究组和其他几个研究集体利用这种技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列 [8] ;无机氧化物 [9]、金属纳米粒子 [10 ,11]、高分…     

纳米笔刻蚀技术构建小牛胸腺组蛋白纳米结构

采用纳米笔刻蚀(DPN)技术控制针尖的运行,成功地将小牛胸腺组蛋白传递到新剥离的云母表面,获得了不同尺寸、形状的小牛胸腺组蛋白纳米结构,同时考察了针尖移动速率、针尖-基底接触时间对DPN技术的影响.结果表明,较快的针尖移动速率和较短的针尖-基底接触时间沉积较少的墨水分子,同时形成的纳米图案和墨水分子的本身性质也有关系.这种方法可以用于构建其他蛋白质分子,为生物纳米器件的合成提供更多机会,同时组蛋白纳米结构的构建也可以作为模板沉积其他分子,在蛋白质监测、生物传感器方面有着潜在的应用.     

黄芩素在聚-L-赖氨酸修饰电极上的电化学研究

<研究了黄芩素(baicalein, 缩写BAI)在玻碳电极(GCE)与聚-L-赖氨酸修饰的玻碳电极(PLL/GCE)上的电化学行为. 发现BAI不能在裸玻碳电极上产生明显的氧化还原信号, 但在PLL/GCE上有一对可逆性较好的氧化还原峰出现. 在最佳实验条件下, 氧化峰电流与BAI的浓度在5.0×10－7～1.0×10－5 mol/L范围内呈良好的线性关系, 相关系数R为0.998, BAI检测限为4.8×10－8 mol/L(信号与噪声比S/N＝3). 配10份相同浓度溶液, 每次测定后需重新修饰电极, 连续测定10次, 所得结果的相对标准偏差(RSD)为4.3%, 平均峰电流为1.48 μA. 这表明修饰电极具有良好的重现性. 将该方法用于BAI在尿样中的回收率分析, 结果令人满意.     

扫描探针刻蚀技术可控构建牛血清白蛋白纳米结构

利用Dip-pen纳米刻蚀技术(简称DPN技术)在云母基底上构建出形状、尺寸可控的牛血清白蛋白(BSA)纳米结构.考察了针尖接触基底时间及针尖下行距离对构建的牛血清白蛋白纳米结构的影响.较长的针尖-基底接触时间及较深的下行距离可以沉积更多的牛血清白蛋白分子,构建牛血清白蛋白纳米结构的形状除了与墨水分子的本身性能有关,还与墨水-基底的相互作用有关.这些形状及尺寸可控的蛋白质纳米结构可以作为模板,进行金属、半导体等其它材料的组装,有望用于制造光电纳米器件及生物纳米器件.     

利用DPN技术直接构建磁性纳米图形

在纳米尺度下构建有序的磁性模板和图形是当前的研究热点之一 [1,2 ] .这种模板在生物样品的分离[1] 、磁电子学研究和信息存储 [2 ] 等领域具有重要意义 .目前 ,光刻 [3] 、微触点印刷 [4 ] 和自组装 [5] 等多项技术已被用来构建各种纳米模板 .1 999年 ,美国西北大学 Mirkin小组 [6 ]发明的 Dip- pen纳米刻蚀技术 (简称 DPN技术 )更在可控组装方面显示出巨大优越性 .这项技术是在一定驱动力作用下 ,使吸附在原子力显微镜 ( AFM)针尖上的分子“墨水”逐渐转移到基底表面上 ,实现纳米模板的可控构建 .与传统技术相比 ,DPN技术可在纳米尺…     

聚乳酸-b-聚(N~ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乙二醇的合成与表征

用端氨基聚乳酸做引发剂,在DMF中引发Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸酐(Lys(Z)-NCA)聚合,合成了端氨基聚(Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乳酸两嵌段共聚物.以端羧基聚乙二醇经NHS活化与端氨基聚(Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸)-b-聚乳酸偶联,合成了聚(乳酸-b-Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸-b-乙二醇)三嵌段聚合物.利用IR、1H-NMR、GPC和TEM对它们的结构、形态进行了表征,结果表明,所合成的分子量可控、分子量分布窄(Mw/Mn=1.07)的嵌段共聚物,酰化反应产率达70%以上.同时聚乙二醇和Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸被引入到聚乳酸主链中,在聚合物侧链脱保护后有望改善聚乳酸的细胞亲和性。     

电化学“沾笔”纳米刻蚀及其他

本文提出了一种基于“沾笔”纳米刻蚀和电化学还原技术在表面上制备金属及半导体纳米结构的普适性方法。用这种方法可以在硅表面直接书写线宽度低于50纳米的多种金属和半导体组成的纳米结构。这种简单而有效的方法在精确控制位置和结构的功能化纳米器件制备中具有重要的潜在应用前景。     

纳米结构聚吡咯构建的生物传感器

本文总结了纳米结构聚吡咯对生物分子的固定方法如吸附法、电化学聚合包埋法、共价键偶联法以及分子印迹法,重点评述了基于纳米结构聚吡咯的电流型生物传感器,如酶、核酸、免疫传感器等的工作原理和探测性能.指出聚吡咯纳米敏感材料优良的选择透过性和高比表面积有利于生物分子的固定,提高了生物传感器的敏感度;聚吡咯良好的生物相容性和抗干扰性,可以很好地保持生物分子的活性,提高生物传感器的选择性和环境稳定性;聚吡咯与其它敏感材料如碳纳米管或金属纳米粒子复合,两者的协同效应使电极的电化学信号放大、电催化活性可提高2～4个数量级.检出限最高可提升5万倍;聚吡咯纳米生物传感器在生物医学工程、临床诊断、环境监测、食品卫生和科学等领域展现出广阔的应用前景.     

基于刻蚀反应的纳米结构空心化（英文）

中空纳米材料的可控合成使其在催化、能量转换与储存、生物医药等领域具有广阔的应用前景.本专论旨在揭示刻蚀反应对纳米结构空心过程的关键影响.讨论了通过增强纳米粒子表面在刻蚀液中的相对稳定性来精确操纵中空化过程的策略,主要关注3种刻蚀策略,包括硬模板法、氧化还原辅助中空法和表面钝化自模板法.最后,对基于刻蚀反应的纳米结构空心化可控合成未来的发展方向进行了展望.     

Dip-Pen Nanolithography(DPN): from Micro/Nano-patterns to Biosensing

Dip-pen nanolithography is an emerging and attractive surface modification technique that has the capacity to directly and controllably write micro/nano-array patterns on diverse substrates. The superior throughput, resolution, and registration enable DPN an outstanding candidate for biological detection from the molecular level to the cellular level. Herein, we overview the technological evolution of DPN in terms of its advanced derivatives and DPN-enabled versatile sensing patterns featuring multiple compositions and structures for biosensing. Benefitting from uniform, reproducible, and large-area array patterns, DPN-based biosensors have shown high sensitivity, excellent selectivity, and fast response in target analyte detection and specific cellular recognition. We anticipate that DPN-based technologies could offer great potential opportunities to fabricate multiplexed, programmable, and commercial array-based sensing biochips.     

蘸礁笔纳米平板印刷术(DPN)在蛋白质芯片中的应用

生物芯片技术以及其临床应用的快速发展,将驱动其研究平台的微型化,以达到更高的阵列排列密度、灵敏度和减少样品消耗;为了满足以上要求,阵列元素的尺寸必须由目前的微米尺度缩小到纳米尺度。蘸礁笔纳米平板印刷术(DPN,Dip-Pen Nanolithography),采取类似于“书写”的方式,能够直接在合适的基板表面制作各种的纳米尺度的蛋白阵列。DPN技术具有操作简单、材料选择灵活、分辨率高、能够精确控制被阵列分子的位置等优点,是在纳米尺度上制作生物分子的阵列首选。本文介绍了蘸礁笔纳米平板印刷术在蛋白质芯片中的应用。     

Surface Enhanced Raman Scattering Sensing with Nanostructures Fabricated by Soft Nanolithography

The nanospike structures formed with femtosecond laser irradiations have been successfully replicated on the surface of a polyurethane (PU) polymer using a low cost soft nanolithography method. The surface enhanced Raman scattering (SERS) of rhodamine 6G (Rh6G) and dinitrotoluene (DNT) molecules have been measured with silver coated PU nanospike surfaces by a simple portable Raman spectrometer. Compared to a flat silver coated surface, where no Raman Scattering of the molecules can be detected by the simple portable Raman spectrometer, the Raman spectra are enhanced by more than 4 orders of magnitudes. This indicates that the high area/volume ratio and small size of the PU nanospikes can be used for SERS sensing.     

水溶性荧光聚合物用于测定聚赖氨酸

合成了一种水溶性荧光聚合物聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯](MPS-PPV),对该聚合物进行了元素分析、红外光谱及透射电子显微镜表征.实验结果表明,聚赖氨酸(PLL)对该聚合物荧光具有明显的猝灭作用,据此建立了一种快速灵敏测定聚赖氨酸的新方法,检出限为5.0×10^-10mol/L.探讨了聚赖氨酸猝灭MPS-PPV荧光的机理.     

金电极表面聚赖氨酸固定微过氧化物酶-11的电化学研究

通过聚赖氨酸修饰将微过氧化物酶-11(MP-11)固定在金电极表面,制备成MP-11修饰电极.修饰在电极表面上的MP-11的血红素活性中心与电极之间可进行直接的电子传递反应,其氧化还原式电位为-0.39V.该修饰电极对氧的还原具有电催化活性.当MP-11与咪唑发生轴向配位反应时,其氧化还原式电位发生负移,此时对氧的还原不再具有电催化活性.