纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用

以NaBH4为还原剂, 采用化学还原法制备了纳米金溶胶, 发现以pH=7的金前驱液还原得到的纳米金粒子具有最强的紫外吸收(525 nm), 当以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂时, 此吸收紫移到510 nm. TEM观察金粒子大小为5~8 nm. PVP、聚乙烯醇(PVA)和吐温-80等能较好地稳定纳米金粒子, 而十二烷基苯磺酸钠、PEG-1000和OP乳化剂等则没有稳定作用. 以紫外-可见光谱(UV-Vis)、X光荧光光谱(XRF)、透射电子显微镜(TEM)等研究了纳米金粒子与R-藻红蛋白的相互作用, 发现R-藻红蛋白本身对纳米金粒子具有良好的稳定作用. 当R-藻红蛋白与纳米金粒子共存时, R-藻红蛋白所具有的538 nm吸收带强度有所增强, 并发生紫移, 同时578 nm的荧光强度也明显减弱, 这表明R-藻红蛋白与纳米金粒子的相互作用对R-藻红蛋白的空间结构产生了影响, 导致位于R-藻红蛋白外缘藻红素发色团(PEB)的微环境发生了改变. 凝胶柱层析及分光光度分析结果进一步证实了金纳米粒子与藻红蛋白存在明显的相互作用, 这种相互作用可能与藻红蛋白分子中所包含的氨基基团有关.     

金纳米粒子与蛋白质的相互作用及其应用

金纳米粒子与蛋白质间存在多种作用方式,包括物理吸附、化学共价结合以及非共价特异性吸附等.金纳米粒子表面等离子体共振效应引起可见光区的特征吸收及表面增强拉曼散射,常用来研究金纳米粒子与蛋白质间的相互作用.金纳米粒子与蛋白质间的作用与纳米粒子的尺寸、表面化学及蛋白质的大小、电荷、氨基酸残基有关.利用金纳米粒子与蛋白质的相互作用及纳米金的谱学性质,可以对疾病或环境污染进行简单、高效、低成本检测,也可用于疾病治疗.     

空壳纳米金修饰的新型DNA传感器

利用新型材料金纳米空球, 通过层层修饰的技术, 分别将壳聚糖、空壳纳米金、L-半胱氨酸、细胞色素c以及ssDNA探针修饰到玻碳电极表面, 制备了一种新型的DNA生物传感器. 以紫外及透射电子显微镜(TEM)表征了空壳纳米金, 以循环伏安法、阻抗谱图等电化学方法研究了传感器的特性, 通过原子力显微镜方法观察了该DNA生物传感器不同层之间的形态差异. 结果表明, 该修饰电极所吸附的ssDNA探针为1.672×10^―10 mol•cm^－2. 在指示剂柔红霉素的帮助下, DNA探针可与互补的DNA进行杂交, 借此以微分脉冲伏安法测定DNA.     

基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。     

纳米金修饰碳糊电极上甲氨蝶呤的电化学测定及其与鲱鱼精DNA相互作用的研究

制备了纳米金修饰碳糊电极,使用循环伏安法(CV)研究了甲氨蝶呤(MTX)在该修饰电极上的电化学特性,并建立了纳米金修饰碳糊电极电化学测定MTX的新方法.利用线性扫描伏安法(LSV)和方波伏安法(SWV)研究了MTX与鲱鱼精DNA的相互作用.实验发现,在pH 3.6 HAc-NaAc缓冲溶液中,MTX在0.86 V处有一灵敏的氧化峰,氧化峰电流Ipa与MTX的浓度在0.5 ～10.0 μmol·L-1范围内呈良好的线性关系,方法检出限(S/N=3)为0.2μmol·L-1.对3.0 μmol·L-1的MTX进行11次平行测定,其RSD为4.7％.该修饰电极可用于MTX样品的测定,结果满意.当不同浓度鲱鱼精DNA加入MTX溶液后,氧化峰电位正移,氧化峰电流降低,表明MTX与鲱鱼精DNA之间发生了相互作用,形成了非电活性化合物.电化学研究表明,MTX与鲱鱼精DNA之间的结合比为2∶1,结合常数为4.6×105 L·mol-1.     

金纳米粒子组装体的连续离散型纳米结构控制

采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法,制备出粒径均一的金纳米粒子(AuNPs),通过加入二水合双(对-磺酰苯基)苯基膦化二钾盐(BSPP),增强了AuNPs体系的分散性与稳定性.选用直径为15和40nm的AuNPs,用不同序列巯基修饰的单链DNA连接到其表面,通过DNA链的杂交,形成不同结构的金纳米粒子组装体.通过改变加入DNA延长连接单元的比例,可以控制金纳米粒子组装体具有连续离散型的1∶1,2∶1和3∶1纳米结构.     

荧光光谱法研究金纳米粒子和槲皮素及牛血红蛋白的相互作用

本文采用荧光光谱法研究了磷酸缓冲溶液(PBS,pH 7.2)中有无金纳米粒子(AuNP)共存时槲皮素(Qct)与牛血红蛋白(BHb)的相互作用,评估了共存AuNP对Qct和BHb的荧光猝灭效应及对Qct-BHb作用的影响。测得了不同温度下Qct-BHb结合反应的平衡常数K和结合摩尔比n,并由所得热力学常数确定了结合的作用力类型。根据F rster偶极-偶极无辐射能量转移理论,求得了Qct-BHb作用的分子间距离r=2.68 nm和能量转移效率E=0.232。     

粒子-聚合物相互作用与粒子-粒子相互作用对聚合物基纳米复合物力学性能的影响

聚合物基纳米复合物(PNCs)具有比传统高分子材料更加优异的光学、力学、热力学等性能,广泛应用于各个工程领域.而纳米粒子(NPs)对材料性能提高的机理则是当前聚合物纳米复合物领域研究的重要问题,聚合物纳米复合体系相互作用的影响因素众多,至今尚未明确并完整建立复合体系相互作用与性能增强之间的关系.本文总结了近年来关于纳米粒子填充聚合物基体力学性能的研究,从粒子-聚合物相互作用和粒子-粒子相互作用角度阐述了聚合物纳米复合体系力学性能的增强机理,并根据体系中不同的结构关系分别总结了聚合物/未改性纳米粒子复合体系和聚合物/聚合物接枝纳米粒子复合体系中影响力学性能的因素.该部分内容具有重要的理论和实践意义,有助于构建复合体系微观结构与宏观性能之间的关系,进而对微观层面调控PNCs的力学性能提供指导.     

含有金纳米粒子的筛分介质对不同长度DNA片段的毛细管电泳分离

探讨了含有金纳米粒子(GNPs)的筛分介质在毛细管电泳(CE)中对不同长度DNA片段的分离.以聚环氧乙烷(PEO)-金纳米粒子(GNPs)-TBE为CE筛分介质,用涂层的毛细管柱(37 cm×75 μm,有效长度27 cm)分离DNA Marker D和1 kbp DNA Ladder Marker标准DNA片段,考察了CE过程中各参数(如筛分介质质量浓度、分离电压、温度和筛分介质pH值)对不同长度DNA片段分离的影响.对比了新型筛分介质与不含GNPs的PEO-TBE筛分介质的分离效果,并将新型筛分介质用于实际样品的检测.结果表明,在筛分介质中添加GNPs后能够改进CE的分离效果,且分离时间短.方法较适于分离较宽范围的DNA片段.     

半导体纳米粒子与金纳米粒子间荧光共振能量转移研究

采用水相法合成的CdTe半导体纳米粒子作为能量给体, 通过Schiff碱反应将单链DNA连接到表面. 采用柠檬酸钠还原氯金酸法制取的Au纳米粒子作为能量受体, 通过Au—S键将单链DNA连接到表面. 通过DNA链间的杂交, 构建了荧光共振能量转移体系(FRET). 测定了CdTe-DNA、 探针体系和探针体系+目标DNA的荧光强度. 结果表明, 探针体系的荧光强度最弱, 加入目标DNA后, 体系荧光增强, 表明该体系的构建是成功的.     

基于未修饰纳米金及无标记单链DNA的Pb~(2+)比色测定

根据纳米金对ss DNA和G-四联体结构的DNA的不同吸附能力,设计了一种简单的Pb2+比色传感器。富含G的无标记ss DNA可以通过静电作用吸附于Au NPs表面,保护Au NPs在高盐浓度溶液中仍呈分散态;当Pb2+存在时,DNA与Pb2+结合形成Pb2+-G-四联体结构,使得Au NPs失去DNA的保护而发生聚集,溶液颜色由红色变成蓝色,最大吸收峰发生红移。通过优化条件,得到溶液吸光度比值(A630/A520)与Pb2+浓度在0.1~10μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限可达50 nmol/L。其他金属离子对Pb2+的检测几乎无干扰。该方法灵敏度高,选择性好,且无需复杂的Au NPs表面修饰过程及DNA标记,制备和操作简便、成本低、响应快(1 min),非常适合于现场实时应用。     

Electrochemical Detection of Avian Influenza Virus Genotype Using Amino‐ssDNA Probe Modified Gold Electrodes

A DNA biosensor for the detection of specific oligonucleotide sequences of Avian Influenza Virus type H5N1 has been proposed. The NH₂‐ssDNA probe was deposited onto a gold electrode surface to form an amide bond between the carboxyl group of thioacid and the amino group from ssDNA probe. The signals generated as a result of hybridization were registered in square wave voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in the presence of [Fe(CN)₆]^3?/4? as a redox marker. The genosensor is capable to determine 20‐mer and 180‐bp (PCR products) oligonucleotides complementary sequences with detection limit in the fM range. The genosensor displays good selectivity and sensitivity. The 20‐mer as well as 180‐bp oligonucleotides without a complementary sequence generate very low signal.     

金纳米粒表面修饰官能团及其影响细胞作用的机制

通过配体交换法,在AuNPs表面分别引入羟基(-OH),羧基(-COOH)和甲基(-CH₃),制备了3种表面修饰官能团的金纳米粒:Au-OH NPs,Au-COOH NPs和Au-CH₃ NPs,其平均粒径为(15.6±3.2)nm,ζ电位均为负值。MTT法对比研究表面修饰和未修饰的AuNPs与HeLa细胞和MCG-803细胞作用后的细胞存活率,当浓度达到197 ng·mL^-1时,表现出低细胞毒性,且顺序为:AuNPs > Au-CH₃ NPs > Au-COOH NPs≈Au-OH NPs。细胞周期研究结果发现,表面未修饰的AuNPs对细胞G2/M期活动有一定的阻滞作用。单个活细胞显微拉曼光谱原位对比研究表面修饰和未修饰的AuNPs与HeLa细胞的作用,结果表明:未修饰的AuNPs和Au-CH₃ NPs与细胞作用的主靶点可能为DNA骨架、碱基和细胞磷脂膜的极性头部,而Au-COOH NPs与Au-OH NPs对这些位点作用轻微。本研究为解释表面修饰-COOH和-OH官能团可降低AuNPs细胞毒性提供了研究证据。     

金纳米粒表面修饰官能团及其影响细胞作用的机制

通过配体交换法,在AuNPs表面分别引入羟基(-OH),羧基(-COOH)和甲基(-CH₃),制备了3种表面修饰官能团的金纳米粒:Au-OHNPs,Au-COOHNPs和Au-CH₃NPs,其平均粒径为(15.6±3.2)nm,ζ电位均为负值。MTT法对比研究表面修饰和未修饰的AuNPs与HeLa细胞和MCG-803细胞作用后的细胞存活率,当浓度达到197ng·mL^-1时,表现出低细胞毒性,且顺序为:AuNPs> Au-CH₃NPs> Au-COOHNPs≈Au-OHNPs。细胞周期研究结果发现,表面未修饰的AuNPs对细胞G₂/M期活动有一定的阻滞作用。单个活细胞显微拉曼光谱原位对比研究表面修饰和未修饰的AuNPs与HeLa细胞的作用,结果表明:未修饰的AuNPs和Au-CH₃NPs与细胞作用的主靶点可能为DNA骨架、碱基和细胞磷脂膜的极性头部,而Au-COOHNPs与Au-OHNPs对这些位点作用轻微。本研究为解释表面修饰-COOH和-OH官能团可降低AuNPs细胞毒性提供了研究证据。     

微波萃取高效液相色谱法测定口红中芳香胺类化合物

利用微波萃取高效液相色谱法测定了口红中芳香胺类化合物.先将口红涂于玻璃片上,然后用微波萃取和高效液相色谱法测定萃取液中的芳香胺类化合物.研究了3种市售口红并得到了芳香胺类化合物的定量测定结果.考察了微波萃取的条件,并将薄层色谱等萃取分离方法和微波萃取法进行了比较,证明微波萃取法在萃取膏状物和蜡状物中的组分时,具有比其它方法更加方便、快速等优点.     

纳米ZnS与明胶蛋白质的相互作用

利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、同步荧光和三维荧光光谱,研究了pH=7.40条件下纳米ZnS与明胶蛋白质的相互作用。FT-IR光谱表明,ZnS与明胶中酰胺基的氮和氧原子及羧基氧可能发生键合生成了水溶性ZnS/明胶纳米生物复合物;ZnS与明胶的键合对明胶分子的内源荧光有明显的猝灭作用,其猝灭机制为静态猝灭。根据修正的Scatchard方程计算了不同温度下复合物的生成常数及反应热力学参数,结果表明反应是自发进行的吸热过程,且为熵驱动。同步荧光和三维荧光光谱表明纳米ZnS引起了明胶蛋白质构象的改变。研究结果为探究此类纳米生物复合物的制备及其在生物方面的应用提供了重要信息。     

Aptamer‐Assisted Gold Nanoparticles/PEDOT Platform for Ultrasensitive Detection of LPS

Neatly arranged gold nanoparticles (AuNPs) were directly electrodeposited on an electrochemically polymerized self‐assembled monolayer (SAM) of thiol‐functionalized 3,4‐ethylenedioxythiophene (EDOT) derivative, EDTMSHA. A thiolated single‐stranded DNA (ssDNA) aptamer with high specificity to LPS was immobilized on the AuNPs/conducting polymer composite film, serving as sensing platform for LPS detection. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), scanning electron microscope (SEM), and atomic force microscopy (AFM) were utilized to characterize the modification and detection processes. The electron transfer resistance was found to have a linear relationship with LPS concentration from 0.1 pg/mL to 1 ng/mL.     

溶液环境中CdSeS量子点与金纳米颗粒相互作用

选用不同发射波长的合金型CdSeS量子点(QDs), 研究溶液状态下量子点和金纳米颗粒(AuNPs)相互作用及离子强度、pH值、距离等诸多因素对相互作用的影响, 在此基础上对相互作用的机理进行了分析. 在溶液状态下, 金纳米颗粒可以高效地淬灭量子点, Stern-Volmer 淬灭常数K_sv值在108 L·mol^-1数量级. 这种淬灭效应与距离、光谱之间叠合程度等密切相关, 受溶液极性、离子强度、pH值的影响较小. 金纳米颗粒与量子点相互作用的机理较为复杂, 以能量转移为主. 研究结果对设计更高效的生物传感器及更全面认识金纳米颗粒与量子点相互作用的机理具有重要意义.