石英纳米通道单磷脂囊泡的电阻-脉冲分析方法

本文报告了用于检测单囊泡及其粒径分析的石英纳米通道电阻-脉冲分析方法. 采用圆柱形石英纳米通道可检测粒径为100~300 nm的单磷脂囊泡和直径为170~400 nm的聚苯乙烯纳米颗粒. 单囊泡和纳米颗粒的迁移可通过检测各自产生的方波电流脉冲信号, 并由此确定颗粒尺寸. 结果表明,采用石英纳米通道电阻-脉冲分析方法得到的颗粒/囊泡粒径与采用动态光散射法和扫描电子显微法得到的结果完全一致. 这种基于电子的分析方法具有快速简单的特点,所用的自制微传感器廉价耐用. 石英通道的应用还可与其它分析方法如电流分析法和荧光显微法联用,以获得生物囊泡及人工囊泡更完全的信息.     

纳米ATO颗粒粒度分布的脉冲超声波测量研究

讨论了脉冲超声波测量纳米ATO颗粒粒度分布方法中的3个步骤,即超声波衰减谱测量、严格数学模型的选型以及颗粒粒度分布的反演计算.通过发射脉冲超声波并利用变声程方法测量25 ℃时2%(体积分数)的纳米ATO-H2O分散液的超声衰减谱;选取McClements理论模型叠加BLBL理论模型共同描述纳米ATO颗粒分散液中的超声衰减现象;采用最优正则优化反演算法反演得到纳米ATO颗粒的粒度分布以及平均粒径.脉冲超声法检测结果显示,纳米ATO颗粒的平均粒径为25.6 nm,粒度分布为11.4 ～47.1 nm,CPS离心沉降纳米粒度分析仪测定结果分别为22.1 nm和10.1 ～62.6 nm.脉冲超声法检测结果与透射电镜图像以及离心沉降纳米粒度分析仪检测结果吻合较好,证明了脉冲超声波测量纳米颗粒粒度分布以及平均粒径的可行性与可靠性.     

贵金属纳米颗粒杂化囊泡的制备及拉曼增强效果研究

以超支化聚合物囊泡为模板制备了贵金属纳米颗粒表面功能化的杂化囊泡.模板囊泡通过多巴胺修饰的超支化聚醚HSP-DA在水中自组装形成.在碱性条件下,囊泡表面的多巴胺自聚合生成聚多巴胺,实现囊泡的交联.由于聚多巴胺具有强黏附特性,因此可以将HSP-PDA交联囊泡分别与Au纳米溶胶、Ag纳米溶胶直接混合,得到Au纳米颗粒或Ag纳米颗粒功能化的杂化囊泡.分别测定了2种杂化囊泡的拉曼光谱,发现杂化囊泡产生了明显的表面增强的拉曼光谱(SERS)信号,清晰显示了对应于囊泡模板分子的拉曼信号,表明可以通过SERS来原位检测囊泡的组成.Ag纳米颗粒杂化囊泡展示出更高的SERS灵敏度,可进一步作为探针检测水中浓度为10-7mol/L罗丹明6G分子,得到了显著增强的拉曼光谱,证明所制备的Ag纳米颗粒杂化囊泡可用于目标分子的痕量检测.     

单颗粒-电感耦合等离子体质谱测定金纳米颗粒

单颗粒-电感耦合等离子体质谱法(Single particle-inductively coupled plasma-mass spectrometry,SPICP-MS)是近年出现的一种纳米材料分析方法,可用于表征纳米材料的元素组成、粒径分布以及颗粒物浓度。本研究对比了驻留时间(Dwell time,t_d)和稳定时间(Settling time,t_s)等质谱参数对单颗粒分析结果的影响,分析了金纳米颗粒标准物质(NIST 8012,NIST 8013,GBWE 120127)。结果表明,使用短的驻留时间(0.05 ms)和稳定时间(0 ms),可以获得更高的信噪比,检测到更多的纳米颗粒。利用本方法分析了AuNP标准物质,得到的粒径结果与标准值相符。本方法对金纳米颗粒的数量检出限为1.1×10~5L~(-1),粒径检出限为8 nm。     

高灵敏、宽动态范围纳米流式检测装置的研制及应用

基于纳米颗粒固有的多分散性,对其粒径及分布快速地进行高分辨表征是纳米颗粒相关研究和产品开发所面临的重大挑战。与电子显微镜、原子力显微镜、动态光散射、纳米颗粒追踪分析等常规使用的纳米颗粒表征技术相比,流式细胞术具有可单颗粒检测、快速、多参数、统计精确性高等优势。然而,由于检测灵敏度的局限性,商品化流式细胞仪难以检测粒径小于200 nm的聚苯乙烯纳米颗粒。结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,本研究组研制了纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer, nFCM),采用单光子计数雪崩光电二极管(Single photon counting avalanche photodiode, APD)作为检测器,低折射率二氧化硅纳米颗粒(SiO₂ NPs)的检测下限可达到24 nm,可基线分辨47、59、74、94和123 nm的SiO₂ NPs混合样本。由于nFCM散射光检测动态范围受限于单光子探测器的最大光子计数值,而纳米颗粒的散射光强度随粒径的增大呈指数上升,为实现纳米颗粒更全面的粒径分布检测,仪器的检测动态范围有待提升。本研究采用激光光...     

单颗粒电化学分析

颗粒因其在基础研究和实际应用中均具有重要的价值,因而得到了广泛的关注.由于颗粒的功能和性质与其形貌、尺寸、电荷密度和表面化学性质等密切相关,因此,发展可用于单个颗粒(简称单颗粒)检测和分析的方法对于了解颗粒结构与性能的关系,进而研究其功能将具有重要的意义.单颗粒电化学(electrochemic alanalysis of single nanoparticle)检测技术是在最近几年发展起来的,由于其可以精确地探测单个纳米颗粒的性质(如表面电荷、几何尺寸、表面化学),因而展现出了诱人的应用前景.本文将对最近发展起来的单颗粒电化学检测方法进行详细介绍,并根据检测原理将单颗粒电化学检测分为3类:基于碰撞原理的微电极技术、基于电阻-脉冲原理的纳米通道技术以及基于电化学和其他方法的联用技术.基于此分类,重点综述单颗粒电化学检测的原理、方法和潜在的应用.     

高稳定性荧光纳米SiO2的合成及其在磷脂巨型囊泡成像中的应用

在不同类型醇溶剂中,通过改进St?ber法合成了三种不同粒径的荧光纳米SiO2颗粒,并将其应用于磷脂巨型囊泡的成像.荧光光谱法检测数据显示,荧光纳米颗粒的粒径大小对荧光强度影响巨大,纳米颗粒粒径越小的荧光强度及存储稳定性越强;激光共聚焦显微镜检测结果及光漂白实验证实,所合成的荧光纳米SiO2颗粒具有较佳的荧光稳定性.荧...     

尿液细胞外囊泡的单颗粒水平多参数定量表征

尿液来源细胞外囊泡(Urinary extracellular vesicles, uEVs)作为新一类液体活检标志物,在疾病诊断、治疗监控领域具有广阔的应用前景。然而,由于缺乏相应的表征技术,研究者对于纳米尺度uEVs的粒径分布、颗粒浓度以及生化表型等均缺乏了解。EVs具有高度个体差异性和多样性,因此迫切需要发展高通量、多参数的单颗粒检测技术。基于本研究组前期工作中结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术研制的纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer, nFCM),本研究对超速离心法纯化得到的uEVs的纯度、浓度、粒径、DNA、RNA和蛋白标志物在单颗粒水平进行多参数定量表征,其中EVs的检测限低至40 nm。结果表明,uEVs的纯度高达92%,10位健康受试者uEVs的颗粒浓度主要分布在3.0×10⁹～8.9×10¹⁰个/mL之间,粒径主要分布在40～120 nm之间。DNA和RNA主要位于较大粒径的uEVs的内部,且颗粒之间的丰度存在很大的异质性。此外,使用nFCM对蛋白标志物CD9、CD63、CD81和CD24的阳性比率进...     

脉冲电沉积Pd-Ni合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

采用方波脉冲方法,在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒. 钯镍合金纳米颗粒为球状,粒径50 ~ 80 nm. 随钯镍合金生长电位负移,合金的镍含量提高,其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多,交联度提高和真实活性面积增大. 钯镍合金纳米颗粒镍含量提高,在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大. 钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好,随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加,合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.     

脉冲电沉积钯镍合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

采用方波脉冲方法,在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒.钯镍合金纳米颗粒为球状,粒径50~80 nm.随钯镍合金生长电位负移,合金的镍含量提高,其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多,交联度提高和真实活性面积增大.钯镍合金纳米颗粒镍含量提高,在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大.钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好,随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加,合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.     

三层同轴电喷-去模板法制备核壳纳米颗粒用于蛋白质药物输送

分别以聚乙二醇(PEG)、聚(丙交酯-乙交酯)(PLGA)和牛血清白蛋白(BSA)为冠、壳和核层材料,采用三层同轴电喷技术制备得到微米颗粒.激光共聚焦显微镜(LSCM)显示,该方法制备得到的微米颗粒呈现核-壳-冠结构.通过脱去该微米颗粒的PEG冠层(模板),得到包载有BSA的纳米颗粒.研究发现,随着壳层PLGA溶液进样速度的减慢,去模板后纳米颗粒的粒径从约146 nm减小到68 nm.BSA在纳米颗粒中的包埋率可高达78.3%,并且其释放没有显著的药物暴释现象.圆二色谱结果表明,同轴电喷过程对BSA二级结构影响很小.因此,利用三层同轴电喷-去模板法可制备得到粒径可调控的蛋白质纳米载体系统,并且该过程中蛋白质的结构基本维持不变.     

类脂囊泡作为5-氟尿嘧啶药物载体的研究

采用薄膜分散法,以司盘类非离子表面活性剂和胆固醇为主要原料,制备抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-FU)类脂囊泡.以包封率为考察指标,对可能影响包封的各种实验条件进行优化.实验表明:药物浓度为1.0 g/L,Span 20与胆固醇比例为4∶3,50℃超声30min,所制得的5-FU类脂囊泡的包封率可达40%以上.透射电镜照片显示所制得的类脂囊泡为球形单室结构,测得平均粒径为393nm,且分布较均匀,表明制得的囊泡粒径符合注射给药的要求.     

Co纳米颗粒的微乳法制备及对乙醇阳极氧化的催化性能研究

采用微乳法制备得到Co的纳米颗粒,X射线衍射和透射电镜分析显示产物平均粒径为15 nm,粒度分布均匀。用循环伏安、计时电流和交流阻抗方法测试了制备得到的Co纳米材料的电化学性能。实验结果表明,Co纳米颗粒对常温下碱性介质中乙醇的电化学氧化有显著的催化效果。     

单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

溶胶-凝胶法制备掺钙铬酸镧超细粉的工艺研究

采用柠檬酸作螯合剂、乙二醇作分散剂,用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ca元素的铬酸镧超微粉末,通过XRD和HTEM检测手段对粉体的物相和颗粒粒径进行了检测.试验结果表明通过Ca离子单独络合的方法,经700℃煅烧可以得到La1-xCaxCrO3纳米颗粒,向溶胶中添加乙二醇分散剂可以明显减少杂相的生成和颗粒的团聚现象,颗粒粒径达到30 nm左右.煅烧温度高于800℃会使颗粒之间以晶界结合.     

Zn掺杂CuO修饰电极的制备及电化学催化检测H_2O_2

利用滴涂法将Zn掺杂CuO纳米颗粒修饰到玻碳电极表面,通过循环伏安法和计时电流法,研究了Zn掺杂CuO纳米颗粒对H_2O_2的电催化性质。结果表明,制备了粒径为80~100nm的纳米颗粒,且分散良好。Zn掺杂CuO纳米颗粒修饰电极对H_2O_2具有良好的电催化还原作用。在pH=7.0的磷酸盐缓冲液中,当扫描速度介于20~350mV/s时,其氧化峰和还原峰电流均与扫描速度呈线性关系,说明电化学过程受吸附控制。探讨了支持电解质及pH值的影响,当H_2O_2的浓度在1.0×10~(-6)~6.3×10~(-3) mol/L浓度范围内时,还原峰电流与浓度呈良好的线性关系,检出限为0.1μmol/L。该传感器具有选择性高、重现性和稳定性好等特点。     

基于高分子聚合物及毛细玻璃管的固态单纳米孔通道在分析化学中的应用

纳米孔检测技术以其独特的优势在电分析化学领域引起广泛的关注,基于此构建的电化学传感器及电化学整流开关已被用于多种目标物分析,如单分子蛋白检测及DNA测序。纳米孔既可由生物分子制成,也可由固态材料制备。其中,固态纳米孔易于修饰,机械性能、稳定性等相对较好,应用较为广泛。纳米孔检测技术主要的输出信号为电阻脉冲和电流-电压曲线(离子整流),本文以两种输出信号为重点,详细介绍了纳米孔检测的原理和应用,总结了近年来固态单纳米孔通道在分析化学领域的发展,并对该领域未来的发展趋势和应用前景进行了展望。     

碳纳米管上原位沉积钯-钴-镍纳米颗粒及其对乙醇氧化的电活性

以水合肼为还原剂,在水和乙醇的混合溶液中制备多壁碳纳米管(MWCNT)负载的纳米镍(Ni/MWCNT)和纳米镍钴(Ni-Co/MWCNT)颗粒,然后将它们分别与氯化钯溶液反应,形成的钯纳米颗粒原位沉积在MWCNT表面,从而得到MWCNT负载的PdNi/MWCNT和Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂。SEM和TEM图像显示,MWCNT上的催化剂颗粒是由5~10 nm的小颗粒团聚而成的30~100 nm的大颗粒,三金属催化剂的粒径比双金属的粒径小,在MWCNT上的分散度更高。ICP和EDS分析显示,Pd直接还原并包覆在纳米镍和纳米镍钴表面;采用循环伏安和计时电流技术,研究了催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化活性,结果表明,Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂对乙醇氧化具有强的电催化活性,乙醇氧化对应的峰电流密度达101.8 m A·cm~(-2),并且催化剂催化活性稳定。     

油酸囊泡尺度多分散性及二元醇对其pH窗口的影响

以油酸(OA)为模型脂肪酸, 依据目测激光丁达尔现象在pH滴定曲线上划分相区, 确定OA囊泡化pH窗口为8.2~10.1. 利用光学显微镜、 激光共聚焦显微镜和冷冻刻蚀-透射电子显微镜共同表征了OA囊泡的形貌及粒径, 发现体系中微米和亚微米级的多层囊泡以及纳米级的单层囊泡共存, 呈现尺度多分散性. 用不同链长的短链二元醇辅助OA形成囊泡, 结果表明, 短链二元醇有助于脂肪酸囊泡(FAV)的pH窗口拓宽, 拓宽的方向取决于表面氢键作用方式或疏水插入方式. 在酸性条件下二元醇与FAV相互作用后, 在囊泡表面残留的自由羟基越多, 越有助于拓宽其酸性pH窗口.     

纳米氧化锌的粒度控制与表征

采用溶胶-凝胶法制备了粒度小于10nm的ZnO纳米颗粒,用沉淀法制备了粒度大于10 nm的ZnO纳米颗粒.讨论了颗粒粒度的控制因素,得到不同粒度的产品.采用TEM、XRD、BET、UV-Vis等检测手段对不同粒度的ZnO纳米颗粒进行表征.结果表明粒度小于10 nm的ZnO纳米颗粒,具有量子效应,随粒度减小,紫外可见光光谱蓝移;粒度大于10 nm的ZnO纳米颗粒,不具有量子效应,它们的禁带宽度与块体ZnO的禁带宽度相同,为3.2 eV,不同粒度的ZnO纳米颗粒紫外可见光光谱相同.