金纳米粒子的合成、特性及其在生物医学检测中的应用研究进展

近年来,纳米技术越来越广泛的应用到各个领域,金纳米粒子因其具有许多优良的物理、化学及生物学性质而引起了人们特别的关注。本文综述了金纳米粒子几种经典的合成方法,以及基于金纳米粒子独特的理化性质在病原体、核酸蛋白质检测方面的最新研究进展。     

金纳米粒子的微波法合成及在蛋白质检测中的应用

通过对微波反应器中氯金酸和柠檬酸钠混合物进行直接加热,快速、一步合成了金纳米粒子.通过调节反应初始混合物中氯金酸与柠檬酸钠的比例,可获得不同粒径窄分散的金纳米粒子.进一步将所合成的金纳米粒子功能化,考察了其在蛋白质检测中的应用.     

金纳米颗粒@碳微球的制备及其电化学检测汞离子性能研究

本文研究了金纳米颗粒@碳微球(Au@CMSs)的制备及水环境中汞离子在该材料上的电化学行为. 实验结果表明,在0.1mol•L^-1 pH = 5.0的NaAc-HAc缓冲溶液中,采用方波伏安法测定汞离子,其浓度与氧化峰电流强度线性良好,相关系数为0.997,检出限为3.69 × 10^-8 mol•L^-1（3σ方法）.     

含氮多孔碳限域金纳米粒子用于电化学检测液相二氧化氯

目前,二氧化氯(ClO₂)消毒剂已成为最受人们青睐的绿色消毒剂之一。虽然人们广泛应用ClO₂消毒剂于各个领域,但有关ClO₂浓度检测的研究报道却比较少。因此,开发新型敏感材料用于检测液相ClO₂显得尤为重要。以聚吡咯为氮源,与KOH混合烧结后得到的含氮多孔碳(NPC)作为基底,负载金纳米粒子后经高温煅烧去除表面活性剂,得到含氮多孔碳负载金纳米粒子催化剂(NPC-Au-P)。与传统方法制备的氮掺杂碳负载金纳米粒子相比,NPC-Au-P中多孔结构可限域金纳米粒子,使其在经过高温煅烧后仍可以保持较小的尺寸,因此具有较高的催化活性。在电化学检测液相ClO₂方面,NPC-Au-P表现出较高的灵敏度(29.77L·mA/mol))以及较低的检出限(0.12μmol/L)。     

聚多巴胺-纳米金修饰玻碳电极检测芦丁

采用一锅法制备聚多巴胺-纳米金修饰玻碳电极(PDA-AuNPs/GCE),用扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极进行表面形貌分析,并研究芦丁在该修饰电极上的电化学行为。实验表明,PDA-AuNPs/GCE对芦丁有较好的电催化氧化性能,芦丁的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-6～1.0×10-4mol·L-1范围内成线性关系,检测下限为2.3×10-7mol·L-1(S/N=3)。该修饰电极可用于复方芦丁片中芦丁含量的检测,效果良好。     

金纳米粒子/聚多巴胺/碳纳米管修饰玻碳电极对核黄素的测定

采用原位还原法制备金纳米粒子/聚多巴胺/碳纳米管（Au-PDA-MWNTs）复合材料,并将其用于建立高灵敏检测核黄素的电化学方法.采用紫外–可见光谱、扫描电镜、x-射线能谱对Au-PDA-MWNTs复合材料进行表征,采用循环伏安法和差示脉冲伏安法探讨核黄素（RF）在Au-PDA-MWNTs修饰的玻碳电极上的电化学行为,并对RF含量进行测定.该方法对核黄素的检测在5×10^-9 mol·L^-1～1×10^-5 mol·L^-1的范围内呈良好的线性关系（R=0.9906）,检测限为1.7×10^-9 mol·L^-1.本方法操作简便、抗干扰能力强,方法可行,因此该方法成功实现了维生素药片中RF含量的测定.     

纳米金修饰玻碳电极在抗坏血酸共存下选择性测定多巴胺

利用电沉积的方式制备了纳米金 ( Nano- gold,NG)修饰玻碳电极 ( GCE)。该电极对多巴胺 ( DA)和抗坏血酸 ( AA)均有催化作用 ,且多巴胺在纳米金修饰玻碳电极上有较强的吸附作用。同时研究了磷酸缓冲溶液的 p H值和离子强度对 DA的电化学行为的影响。纳米金修饰玻碳电极在 DA和 AA的混合溶液中的循环伏安图上可观察到两个明显分开的氧化峰 ,峰电位差达到 1 5 0 m V。据此 ,提出了两种利用该电极在抗坏血酸共存下选择性测定多巴胺的方法 ,线性范围分别为 3.0× 1 0 - 6 ～1 .0× 1 0 - 4mol/ L和 1 .2 5× 1 0 - 6 ～ 1 .0× 1 0 - 4mol/ L。     

甲酸在纳米金承载铂(Pt^Au)电催化剂上的电化学氧化

采用循环伏安扫描测试对不同浓度的甲酸在纳米Au颗粒((10.0±1.2)nm)承载Pt电催化剂(记为Ptm^Au,其中m为Pt/Au原子比)上的电化学氧化过程进行了研究.结果表明,Pt在纳米Au颗粒表面的形态对甲酸的电化学氧化行为影响显著.当Pt对Au颗粒形成壳层覆盖(m>0.2)时,甲酸电氧化反应主要发生在高电势(相对SCE电极为0.6~1.0 V)范围,与常规Pt/C电催化剂上甲酸的电氧化行为类似;当Au表面Pt的形态由单原子壳层(m=0.2)递变为不大于1.0 nm的Pt原子簇或原子筏(m<0.2)时,在低电势(-0.2~0.6 V)范围也能明显检测到甲酸的电氧化反应,而且随着m的减小,Pt的质量比活性显著提高.Pt呈现100%暴露(电化学活性面积EAS=236 m2/g-Pt)的Pt0.05^Au/C电催化剂在甲酸电氧化峰(0.38 V)处的质量比活性是通常Pt/C电催化剂(Pt分散度为30%或EAS为74 m2/g-Pt)的40倍,表明随着Au颗粒上Pt尺寸的减小或分散度的提高,Ptm^Au/C电催化剂对甲酸电氧化反应的催化活性也显著提高.在甲酸浓度由0.2 mol/L渐提高至3.2 mol/L时,Ptm^Au/C和Pt/C催化剂上甲酸电氧化反应的比电流均呈先增大后减小的火山形变化,表明适宜的甲酸工作浓度也是在Pt基催化剂上实现高功率直接甲酸燃料电池的关键因素之一.     

Pt/CNT纳米催化剂的微波快速合成及其对甲醇电化学氧化的电催化性能

碳纳米管 (CNT)作为制备新型催化剂载体已有广泛的研究 [1～ 8] ,例如 ,在其表面负载 Pt,Ru和Pt Ru后则具有良好的催化性能[1,2 ,6～ 8] .但在 CNT表面负载金属微粒的方法难以获得尺寸和形状均匀的纳米粒子 .因此 ,如何制备超细和均匀的纳米粒子是一项具有重要的学术意义和技术价值的工作 .我们利用微波加热的多元醇工艺合成了 XC-72碳负载铂纳米粒子的催化剂 ,并发现它对甲醇的氧化具有较高的电催化活性 [9] .本文进一步以 CNT作为载体 ,利用微波加热法快速合成了 Pt/ CNT纳米催化剂 ,并对其对甲醇电化学氧化的性能进行了初步研究 …     

纳米金、碳纳米管和纳米线及其在电化学生物传感器研究中的应用

综述了1995～2007年间,纳米金、碳纳米管和纳米线材料及其在电化学生物传感器研究中的新进展,引用文献60篇.     

偕胺肟螯合纤维的合成及对矿液中金的吸附性能研究

螯合离子交换纤维在吸附金属离子时具有选择性高、吸附速度快、易解脱和容易再生等优点[1 4]。本文制备了一偕胺肟螯合纤维,测定了它的机械性能及对模拟金矿液和实际金矿液(水氯法)中金的静、动态吸附性能,考察了共存离子浓度高于实际矿液中浓度几倍至几十倍时对金的吸附选择性。对实际金矿液静态饱和吸附为58 5mg/g,在流速为每分钟1 5个柱床体积的动态实验中,当吸附容量在29 2mg/g以下时,动态吸净率保持在73%以上。1　实验部分1 1　仪器和试剂INSTRON 4465型万能材料试验机(温度为60℃,湿度为60%,拉伸速度为10 00mm/min,计算机采点…     

Synthesis and characterization of multiwall carbon nanotubes/alumina nanohybrid-supported cobalt catalyst in Fischer-Tropsch synthesis

Multiwall carbon nanotubes (MWNTs) and alumina are combined to give a new type of nanohybrid for Fisher-Tropsch synthesis (FTS) catalyst support. Alumina nano-particles (10 wt%) were introduced directly on functionalized MWNTs by a modified sol-gel method. Microstructure observations show that alumina particles were homogeneously dispersed on the inside and outside of modified MWNTs surfaces. 15 wt% cobalt loading catalysts were prepared with this nanohybrid and γ-alumina as a reference, using a sol-gel technique and wet impregnation method respectively. These catalysts were characterized by TEM, XRD, N₂-adsorption, H₂ chemisorption and TPR. The deposition of cobalt nanoparticles synthesized by sol-gel technique on the MWNTs nanohybrid shift the reduction peaks to a low temperature, indicating higher reducibility for uniform cobalt particles. Nanohybrid also aided in high dispersion of metal clusters and high stability and performance of catalyst. The proposed MWNTs nanohybrid-supported cobalt catalysts showed the improved FTS rate (g_HC/(g_cat·min)), CO conversion (%), and water gas shift rate (WGS)(g_CO2/(g_cat·h)) of 0.012, 52, and 30E-3, respectively, as compared to those of 0.007, 25, and 18E-3, respectively, on the γ-alumina-supported cobalt catalysts with the same Co loading.     

无电沉积法AuNPs-MWCNTs的制备及其对黄酮类化合物的电化学催化性能研究

利用多壁碳纳米管具有较低的还原电位,以多壁碳纳米管作为还原剂和负载基底,通过无电沉积法制备了负载纳米金粒子的碳纳米管催化剂。此种材料具有更多的活性位点,避免了纳米金粒子表面保护剂的存在造成其催化活性降低的缺陷,发现其对典型黄酮类化合物-芦丁和黄芩苷具有良好的电化学催化性能和较高的灵敏度,并将其应用于电化学分析检测黄酮类化合物。     

钴/碳纤维电化学催化氧化甲苯性能研究

以纤维状活性碳吸附Co2+作为电极,在水溶液体系中,高效吸附-电化学催化氧化两步联动法矿化处理气态甲苯。实验结果显示,甲苯通过电化学反应器后能够被有效的降解。在电流密度为0.05 A·cm-2,电解电压为12 V,鼓气速率为80 L·h-1的条件下,甲苯的去除率达90%以上。甲苯降解后的主要产物为苯甲酸。     

Heavy metal-free electrochemical detection of pyrophosphate ions by Nafion/carbon dots decorated screen printed carbon electrodes

We employ Nafion-mixed carbon dots (CDs) and low-cost screen-printed carbon electrodes (SPCEs) as foundation matrices for the fabrication of electrochemical biosensors. The  NH₂ and  COOH functional groups present on the SPCE surface after Nafion/CDs deposition allow for pyrophosphate ions (PPis) collection. Using Fe(CN)₆³⁻ as the electrochemical mediator, the SPCE-Nafion/CDs are applied to the detection of aqueous PPi by square wave voltammetry. Between 50 and 1 μM, a linear connection is established between the square wave voltammetry current and the PPi concentration. The limit of detection is determined to be 1.01 μM, and recoveries of 113% (±1.9%) and 108% (±3.9%) are achieved for human urine samples spiked with 6 and 3 μM of PPi, respectively. Furthermore, this PPi assay is suitable for the usage of complicated urine matrices without the inclusion of heavy metals. We anticipate that this unique approach will be beneficial for PPi level monitoring in urine during therapeutic treatments of illnesses and malignancies.     

Copper nanoclusters conjugated silica nanoparticles modified on carbon paste as an electrochemical sensor for the determination of dopamine

An electrochemical sensor based on modification of carbon paste electrode by glutathione‐capped copper nanoclusters silica nanoparticles (CuNCs/SiO₂NPs) composite for determination of dopamine in the presence of ascorbic acid was presented. Transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X‐Ray analysis, X‐ray photoelectron spectroscopy, Fourier‐transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction and electrochemical impedance spectroscopy were used for characterization of the developed electrode. The electrochemical behavior of dopamine on CuNCs/SiO₂NPs/carbon paste electrode was investigated by cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. Dopamine was determined in the range of 10.0 – 900.0 μM, and the limit of detection was obtained as 0.43 μM. The electrochemical behaviors of the coexisting electroactive species, which often cause interference with the determination of dopamine, were investigated. The results show that the developed electrode does not show any interference with respect to coexisting species, even in the presence of ascorbic acid. The developed electrochemical sensor was further employed for the determination of dopamine in human blood plasma, with a good recovery.     

基于氧化锌/碳纳米纤维材料的氧氟沙星电化学传感器的构建及应用

通过静电纺丝技术合成碳纳米纤维,以循环伏安法在此碳纤维上电聚合乙酸锌制备复合纳米材料作为一种新型的电化学增敏剂,用于修饰玻碳电极,开发了一种基于碳纤维和氧化锌复合材料的新型电化学传感器(ZnO/CNF/GCE)。使用循环伏安法、差分脉冲伏安法等进行电化学催化性能的研究,并优化实验条件。结果表明,与裸电极相比,在pH 5.5磷酸盐缓冲溶液中,ZnO/CNF/GCE修饰电极能使氧氟沙星的峰电流明显提升,线性范围1~200μmol/L,检测限为0.33μmol/L。该ZnO/CNF/GCE修饰电极已用于氧氟沙星滴耳液中氧氟沙星的含量测定。