新型有机荧光染料嵌合的核壳荧光纳米材料的研制

采用油包水的反相微乳液方法,首次以羊抗人免疫球蛋白(IgG)标记的异硫氰酸荧光素(FITC)为核材料,成功地制备了FITC的核壳荧光纳米颗粒,克服了采用传统方法制备核壳荧光纳米颗粒中存在的荧光染料泄露的问题.制备的这种核壳荧光纳米颗粒比细胞小很多,且具有生物亲和性,可为纳米生物传感器件提供新型材料.基于该核壳荧光纳米颗粒的标记方法也为生物医学提供了一种新型的非同位素分析方法.     

多功能水溶性聚合物配体制备纳米颗粒*

以多功能水溶性聚合物配体制备的纳米颗粒具有小尺寸、单分散、生物相容性良好的特点,同时还具备近红外荧光、超顺磁性等特殊物理性质,弥补了传统方法制备纳米颗粒的缺陷。本文综述了近年来多功能水溶性聚合物配体制备贵金属纳米颗粒、磁性纳米颗粒、纳米量子点以及复合结构纳米颗粒的进展;阐述了多功能水溶性聚合物配体在制备纳米颗粒方面的优势;分析了多功能水溶性聚合物的结构、分子量、浓度等因素对制备纳米颗粒的影响。最后,探讨了小尺寸、单分散、水溶性的纳米颗粒在配体交换、药物靶向传输体系、疾病检测、生物标签、核磁共振成像以及光电学等领域的应用,并展望了多功能水溶性聚合物配体制备纳米颗粒的研究方向。     

硅纳米晶的制备及其在太阳电池中的应用研究

硅纳米晶由于量子限域效应的作用而产生了多种不同于体硅材料的新特性,如荧光效应显著、光学带隙可调等,因而在微电子、光伏、生物医学等领域受到极大的重视。本文介绍了分立的硅纳米晶颗粒和硅纳米晶薄膜的制备方法,并对比了不同方法制备硅纳米晶体的优缺点。着重介绍了硅纳米晶体在太阳电池中应用的几种方式,包括利用纯硅纳米晶薄膜制备太阳电池、硅纳米晶体与有机薄膜基质结合形成复合结构太阳电池、含有硅纳米晶颗粒的硅墨水在太阳电池中的应用等。     

荧光碳纳米颗粒:新进展和技术挑战

与其他荧光纳米粒子相比,荧光碳纳米颗粒不仅具有良好的生物相容性和易于表面功能化等优点,还具有发光稳定并可实现上转换荧光发射的特性,所以在生物医药领域有重要的应用价值。本文结合近年来的最新研究成果,综述了金刚石、石墨和非晶等不同结构的荧光碳纳米颗粒的制备方法及其局限性;分析了不同结构碳纳米颗粒的荧光发射特性和在生物技术中应用的优缺点;阐述了荧光碳纳米颗粒在今后研究中需要解决的问题和发展方向。     

双光子激发的超分子聚合物纳米颗粒生物成像研究

将具有双-2-脲基-4[1H]-嘧啶酮（bisUPy）的β-二羰基氟硼类衍生物（BF₂-bisUPy）及卟啉衍生物（Por（Pt）-bisUPy）通过四重氢键作用组装成超分子聚合物,通过微乳液法制备成在水中均匀分散的超分子聚合物纳米颗粒（SPNP）。扫描电子显微镜形貌表征表明获得的纳米颗粒粒径约为60 nm。紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱及寿命衰减实验均证明纳米颗粒内BF₂-bisUPy与Por（Pt）-bisUPy可发生高效的能量传递。具有双光子吸收的BF₂-bisUPy作为能量供体,可通过荧光共振能量传递（FRET）增强双光子激发下Por（Pt）-bisUPy的发光。双光子激发荧光强度与激光功率测试表明所制备的超分子聚合物纳米颗粒具有强烈的双光子激发下的荧光及磷光双发射,这种纳米材料可进入细胞,具有优秀的生物相容性,并在双光子激发时表现出强烈的荧光和磷光双发射生物成像。     

血卟啉掺杂共轭聚合物纳米颗粒的制备及其在细胞成像中的应用

共轭聚合物纳米颗粒具有超强的荧光效应,而且无毒、水溶性好,是一类新型荧光探针,具有良好的生物成像功能。通过再沉淀法制备了水溶性的血卟啉掺杂的聚(9,9-二己基)芴(poly(9,9-dihexylfluorenyl-2,7-diyl))纳米颗粒,PDHF与血卟啉之间的共振能量转移,提高了血卟啉的荧光效应,同时改善了血卟啉的水溶性,并将其用于胃腺癌SGC-7901细胞成像分析,得到良好的成像效果。     

聚集诱导发光应用研究进展

传统的荧光化合物在聚集态时,会导致荧光猝灭;而聚集诱导发光(AIE)化合物在溶液中单分子状态时呈现弱的荧光,但当形成聚集态时发出强的荧光,这是由于分子内旋转受阻(RIR)和聚集形态的改变所致.综述了2008年以来聚集诱导发光最新应用研究进展,如用以检测离子、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白、酶等化学/生物传感器;向传统的聚集引起猝灭化合物引入AIE单元,制备高效固态发光器件等;通过压力、热、溶剂蒸汽等调控聚集态,构建可逆的刺激性多重响应材料;发展与生物体具有良好兼容性的聚集体杂化纳米颗粒(如荧光硅纳米颗粒、聚合物胶束、电解质等),以用于生物体内成像、结构解析及检测等.     

基于纳米金多光子激发荧光的均相免疫检测新方法

本文报道了粒径小于20nm的球形纳米金颗粒(AuNSs)的强多光子激发荧光,这主要归因于多光子激发过程中的高光子密度引起的局域场增强效应。AuNSs的多光子荧光与影响局域场增强效应的颗粒尺寸及团聚程度有关。基于吸附在纳米金表面的BSA与Anti-BSA的作用引起纳米金团聚导致其多光子荧光增强,结合近红外区的多光子激发可以避免生物分子自发荧光及散射光的干扰这一优势,建立了一种高灵敏、高选择性检测血清中Anti-BSA的均相免疫分析方法。检测的线性范围从1.16nmol/L到35nmol/L,检出限为0.08nmol/L。而且通过在纳米金颗粒表面包覆硅壳实现了纳米金的荧光增强及表面功能化,由此可以建立一系列基于纳米金多光子荧光的分析检测方法。     

聚丙烯酸功能化高效发光的La_(1-x)Eu_xF_3纳米晶合成及细胞成像（英文）

采用水热合成一锅法制备了聚丙烯酸功能化单分散的La_(1-x)Eu_xF_3纳米颗粒(La_(1-x)Eu_xF_3@PAA NPs)。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和光致发光光谱(PL)对样品的形貌、结构、组成和荧光性能进行表征。该纳米颗粒平均粒径为(7±3)nm,具有较好的分散性、稳定性与生物相容性。将纳米颗粒与He La癌细胞共同孵育,体外成像结果表明材料对He La癌细胞显示出低细胞毒性。用水热法制备的La_(1-x)Eu_xF_3@PAA纳米颗粒可以作为光学荧光探针用于细胞成像,在生物医学领域表现出巨大的潜力。     

复合铂纳米电极制备及其对H_2O_2的测定

基于丁烷高温裂解析碳的原理,采用气相裂解沉积法将碳纳米颗粒沉积到石英纳米管尖端,制备出碳纳米电极,采用循环伏安法将邻苯二酚聚合膜与铂纳米颗粒沉积至该碳纳米电极上,制备出了复合铂纳米电极。探究了不同制备条件的影响,确定了最佳制备条件,研究了该电极对痕量H_2O_2的检测,结果表明,在20～1000μmol/L浓度范围内,该电极对H_2O_2具有良好的线性关系,检出限为0.471μmol/L。该电极同时具备纳米电极和纳米孔道,为多功能一体化微纳集成系统的制作提供了一种新思路。同时由于该电极的纳米级尺寸(50～90 nm),可对活体生物组织/细胞进行微创无痕的实时在线检测,为直接测定活体组织体液及组织环境中H_2O_2含量提供了新方法。     

荧光磁性纳米复合颗粒的制备及展望

荧光磁性纳米复合颗粒同时具备荧光发射和磁响应双功能,在生物医用领域展现出巨大的应用潜力,因而近年来受到广大研究者的高度关注.本文综述了荧光磁性纳米复合颗粒的主要制备方法,将其归类为包覆法、偶联法和种晶生长法三种策略,评述了这三种策略的优缺点,提出了当前研究工作中需要解决的问题,并对今后的研究发展方向进行了展望.     

水相一步法合成具有双光子效应的高效橙红荧光聚合物碳点

聚合物碳纳米点是近年来新兴的一种荧光纳米探针,具有较低的生物毒性、良好的水溶性、较高的量子产率、优异的光/化学稳定性以及良好的生物相容性.目前所制备的碳点大都表现出蓝、绿色荧光发射.为实现碳点长波荧光发射,扩大其在生物标记与成像及光电显示方面的应用,本文采用水相一步法交联聚合反应制备了具有橙红荧光发射性质且具有双光子效应的聚合物碳点,发射波长为604 nm,荧光量子产率达到30.64%,并且应用在生物活体成像中.     

NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米晶基于尺寸和激发功率的上转换荧光性能研究

采用热分解法制备出纯β相的NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)稀土上转换纳米晶,通过改变表面配体的种类和用量,合成出了两种不同尺寸和形貌的纳米颗粒。使用较少表面配体所合成的纳米颗粒具有更大的尺寸和更规则的形貌。比较了两种纳米颗粒的荧光性能,在980 nm激发光照射下,随着激发光功率的增加,纳米颗粒的荧光强度也逐渐增强,尺寸较大的纳米颗粒的荧光强度比尺寸较小的高了1个数量级。绿光与红光的比例也与纳米颗粒的尺寸和激发光功率密度相关,荧光性能较弱的小尺寸颗粒的绿光比例随激发光功率密度的增加而增大;荧光性能较好的大尺寸颗粒的绿光比例则在增大到一定程度后逐渐减小。此项工作可能在生物体荧光成像、荧光标记、光动力治疗以及生物传感等方面提供指导。     

荧光纳米颗粒的化学与生物传感

荧光纳米颗粒,比如量子点、染料包被的纳米颗粒、稀土纳米颗粒等,在过去的几十年里得到广泛的研究和应用,这主要因为它们具有特殊的化学与光电子性质,比如较强的发光强度、较高的稳定性、较大的Stocks位移以及灵活的加工制作性能等.将荧光纳米颗粒引入分析化学将为荧光分析检测提供新的平台.我们立足国内的研究,重点介绍荧光纳米颗粒的化学与生物传感应用,包括对pH值、离子、有机化合物、生物小分子、核酸、蛋白、病毒、细菌等的分析检测.另外,也介绍了荧光纳米颗粒的体外、体内的成像应用.对纳米颗粒应用于分析检测的优势以及信号传导模式也进行了讨论.     

罗丹明B硅纳米粒子探针及其在蛋白芯片检测中的应用

本工作将罗丹明B分子通过共价结合的方式成功地包裹在二氧化硅纳米粒子中,制备的纳米粒子荧光强度和罗丹明B分子相比提高了1000倍.对此硅纳米荧光粒子进一步进行了链亲和素修饰,成功制备了可特异性结合生物素修饰蛋白的纳米荧光检测探针.以反相蛋白质芯片检测为模式,研究了此探针对微量蛋白的检测性能.实验中将不同微量浓度的人IgG固定于醛基修饰玻璃片表面,并加入生物素标记的抗人IgG,结果显示在800fg～100pg含量的微量蛋白检测中此纳米荧光探针具有良好的线性关系,最小蛋白检测量可达100fg.与商品化亲和素偶联cy3荧光探针对比分析发现,本方法制备的荧光探针对蛋白的检测灵敏度可提高8倍,且具有成本低,生物修饰简单等优点.     

脉冲激光制备发光碳纳米颗粒

利用毫秒脉冲激光辐照石墨悬浮液制备了超细碳纳米颗粒, 经过有机聚合物PEG 2000N的表面修饰, 碳纳米颗粒发出了较强的可见光, 并具有双光子激发的特征. 利用硫酸奎宁作参比, 测得碳纳米颗粒的荧光量子产率为6.3%. 石墨颗粒通过吸收激光能量快速升温并升华, 形成了大量的碳蒸气; 在周围液体介质的冷却下, 通过凝聚形成了碳纳米颗粒. 由于尺寸量子限制效应, 经过有机聚合物修饰后, 碳纳米颗粒表面产生了能量势阱, 导致了碳纳米颗粒的可见光发射. 发光的碳纳米颗粒具有无毒、化学惰性和良好的生物相容性, 在生物医药领域具有重要的应用价值.     

碳热还原原位合成锂离子电池硅/碳复合负极材料研究

以一氧化硅和蔗糖为原料,通过高能球磨和后续热解原位制备硅/碳复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对其进行了表征,得到的纳米(小于50 nm)硅颗粒均匀地分散于无定形碳基体中。复合材料电极电化学测试显示,循环50次其可逆容量仍保持在650 mAh·g-1以上,平均每次容量衰减率仅为0.27%。优异的电化学性能主要归因于原位生成的纳米硅颗粒处于无定形碳基体中对其体积变化具有良好的缓冲作用及纳米硅颗粒周围的石墨相对于导电性的改善。     

金团簇的荧光性质及其生物应用

金纳米团簇作为一类新型纳米材料具有独特的光学特性。当金纳米团簇颗粒的尺寸小到与电子的费米波长（〈1nm）相当时,由于量子尺寸效应,金颗粒会受激发射出荧光。作为一种新型荧光材料,金纳米团簇具有发光颜色随团簇尺寸可调、荧光不易猝灭等许多优势。本文主要综述了金纳米团簇的荧光性质及其在生物标记、生物成像以及生物检测等方面的应用...     

超小金纳米簇用于荧光及CT双模态成像的研究

基于金纳米簇强烈的量子限制效应（strong quantum confinement effect,SQCE）,采用一步合成法,制备了同时具有高效近红外荧光与CT双模态成像能力的超小金纳米簇.实验表明,通过优化合成比例以及合成条件,所合成的超小金纳米簇具有很大的斯托克斯（Stokes）位移、较高的荧光强度和X射线吸收效率.除此之外,该超小金纳米簇具有良好的单分散性、稳定性和生物相容性.4T1肿瘤细胞荧光成像实验结果表明,该纳米粒子可被肿瘤细胞快速、高效地摄取.     

聚合物纳米光诊疗剂的制备与应用新进展

共轭聚合物纳米颗粒是由π-共轭有机聚合物组成的尺寸在1~100nm范围内的新型有机纳米材料。与传统的有机小分子、半导体量子点和无机纳米材料相比,聚合物纳米颗粒具有光学性质特殊、结构多样、表面易修饰和生物相容性好等优点,因而被广泛应用于生物成像、传感与检测、载药和治疗等领域。本文主要围绕聚合物纳米颗粒的制备方法、性质结构和生物相容性等方面,重点介绍了聚合物纳米颗粒作为光诊疗剂在荧光成像、光声成像,以及光动力和光热治疗领域的研究进展,并对聚合物纳米颗粒的发展前景和未来面临的挑战进行了探讨。