罗丹明类Schiff碱荧光探针对Fe~(3+)的特异性识别研究

基于罗丹明结构设计合成了一种新型Schiff碱类荧光探针。随着Fe~(3+)的加入,探针溶液表现出明显的荧光增强,该现象表明探针和Fe~(3+)络合能力较强,避免了因Fe~(3+)自身磁性引起的荧光猝灭。探针在识别Fe~(3+)时,表现出很好的选择性,并且识别过程不受其他常见干扰离子的影响。进一步,通过job’s曲线和高斯理论计算对探针的识别机理进行了较深入的探究,得到探针与Fe~(3+)按照1∶1络合的结论,并提出了可能的络合位点和识别过程。     

基于激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)活性的菲并咪唑Fe~(3+)荧光探针及细胞成像研究

设计合成具有激发态分子内质子转移(ESIPT)和聚集诱导发光(AIE)特征的酚羟基菲并咪唑Fe~(3+)荧光探针PIP-o-OH,对其结构进行了表征和确认,并通过单晶结构确认了探针PIP-o-OH中的O—H与咪唑N的分子内氢键.紫外和荧光光谱分析表明,探针PIP-o-OH与Fe~(3+)形成络合物后实现Fe~(3+)的选择性识别,并通过质谱和离散傅立叶变换(DFT)计算确定了探针PIP-o-OH与Fe~(3+)的配位方式.探针PIP-o-OH与Fe~(3+)络合前后的荧光变化成功应用于HeLa细胞和实际水样中Fe~(3+)的检测.     

一种基于香豆素衍生物的铁离子水溶性荧光探针的合成及其应用

设计合成了一种基于香豆素衍生物的水溶性荧光探针7-二乙氨基-3-甲醛香豆素,并通过~1HNMR,~(13)CNMR和MS确认其结构。探针具有良好的荧光发射性能,荧光最大发射峰位于471 nm;向其中加入Fe~(3+)后,荧光强度随着Fe~(3+)浓度的增加而逐渐减弱。探针L的荧光发射强度与Fe~(3+)的浓度在0.02~60.00μmol/L范围内呈良好的线性关系,可对Fe~(3+)进行定性与定量检测,检出限为22 nmol/L(S/N=3),对Fe~(3+)的选择性良好,不受其它常见金属离子的干扰。此外,探针对Fe~(3+)的检测具有可逆性。本探针具有很好的水溶性,在生理p H环境中检测效果较好成功用于人体淋巴肿瘤细胞Ramos中Fe~(3+)荧光成像。     

在纯水体系和活细胞中高选择检测Fe3+的香豆素荧光探针

设计、合成了一种香豆素类荧光探针CF470,该探针通过引入高水溶性且选择性与Fe~(3+)配位的多羟基基团实现了纯水体系中Fe~(3+)的检测。当在探针体系中加入Fe~(3+)后,其强烈的蓝色荧光在2 min内就可被完全猝灭。探针不仅对Fe~(3+)快速、高选择响应,而且由于引入了亲水的多羟基基团具有良好的水溶性。更重要的是,探针对活细胞低毒、生物相容性好,被成功应用于活细胞中Fe~(3+)的成像。     

新型Fe~(3+)荧光探针及其生物成像研究（英文）

以罗丹明为基础合成、表征了一种"turn-on"型荧光探针.该探针对Fe~(3+)表现出很高的选择性和灵敏性.将Fe~(3+)加入到探针中,溶液的紫外吸收值和荧光强度都有很明显的变化,同时伴随着肉眼可见的溶液颜色改变.研究发现,探针与Fe~(3+)按照1∶1进行络合,引起了探针内酰胺环的打开,进而吸收值和荧光强度值发生变化.研究表明,在有其他共存离子存在下,该探针仍然可以有效检测Fe~(3+).细胞实验发现,探针可以穿过细胞膜,在细胞内与Fe~(3+)作用,同时也可检测小鼠体内Fe~(3+),呈现出很好的荧光成像效果.     

一种基于AIE机理识别Fe2+的荧光探针研究

合成了一种基于苯并噻唑衍生物的Fe~(2+)荧光探针YBTM。YBTM具有聚集诱导发光(AIE)性质,考察了YBTM在DMF/H_2O混合溶液中的荧光性质。在DMF/H_2O(1/9,v/v,HEPES 10 m M,p H=7.4)溶液中,探针YBTM对Fe~(2+)具有良好的选择性,Fe~(2+)可引起荧光猝灭,探针对Fe~(2+)响应快速,检测限为2.46×10~(-6)M。以酒石酸二铵作为掩蔽剂消除Fe~(3+)的潜在干扰。此外,探针YBTM可用于MCF-7细胞中Fe~(2+)的荧光成像。     

亚铁离子荧光探针的研究进展

铁作为生命系统中最丰富的过渡金属元素,在许多生理和病理过程中发挥着无可替代的作用.铁平衡失调不仅会导致诸如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等的发生和发展,而且还会造成细胞铁死亡.尽管细胞中的铁有Fe~(2+)和Fe~(3+)两种形式,但细胞还原性微环境使其主要以Fe~(2+)形式存在.因此,开发一种对Fe~(2+)的特异性检测技术有助于深入了解Fe~(2+)与人类健康和疾病的关系.随着荧光成像技术的发展,近年来特异性检测Fe~(2+)的荧光探针引起学者们的极大关注.对近10年来报道的Fe~(2+)荧光探针,根据探针的设计思路、与Fe~(2+)的作用机理、光学特性以及其生物应用等方面进行了总结,并对Fe~(2+)荧光探针的发展前景进行了展望.     

一种螯合型Fe2+探针的构筑及性质

铁是人体的必需过渡金属元素,体内铁离子平衡的紊乱与多种疾病相关。发展铁离子探针,实现细胞和生命体中铁离子时空分布的跟踪与成像,对铁离子生理功能的研究具有重要价值。我们将BODIPY荧光团与三联吡啶通过乙烯基偶联,构建了新型Fe~(2+)螯合型探针BTPY,通过比色法与荧光法结合,实现了Fe~(2+)的特异性检测。探针最大激发波长582 nm在可见光区,荧光发射波长678 nm在近红外区,满足活体近红外成像的初步要求。BTPY与Fe~(2+)/Fe~(3+)结合导致吸收波长由573 nm红移至607nm,溶液颜色由红色到蓝色。其他金属离子的结合不发生明显吸收峰和颜色变化。同时,Fe~(2+)引起BTPY荧光猝灭而Fe~(3+)对BTPY荧光不造成明显影响,实现了Fe~(2+)与Fe~(3+)的区分。     

一种罗丹明衍生物的合成及其对三价金属离子(Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+))的识别

三价金属离子(Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+))与人体健康密切相关。目前,检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)需要采用不同的荧光探针,增加了检测成本和检测时间。发展能够同时检测Cr~(3+)、Fe~(3+)和Al~(3+)的高灵敏度和强抗干扰能力的荧光探针具有非常重要的意义。本文以罗丹明B为原料,合成和表征了一种罗丹明类荧光增强型探针(P),并研究了其光谱性质。研究表明,在V(甲醇)∶V(水)=9∶1体系中对三价金属离子Fe~(3+)、Cr~(3+)和Al~(3+)具有较高的选择性,不受其它二价金属离子及一价金属离子的影响,抗干扰能力强。同时,探针P对三价金属离子具有较高的灵敏度,对Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测限分别为3.0×10~(-4)、2.7×10~(-4)和1.0×10~(-4)mol/L,表明其可用于Cr~(3+)、Al~(3+)和Fe~(3+)的检测。     

含蒽硫杂杯[4]芳烃荧光探针的合成及其对Fe~(3+)的识别

合成含蒽硫杂杯[4]芳烃荧光探针A,通过~1H NMR和~(13)C NMR对其结构进行了表征,考察了探针的光谱性能及其对常见离子的选择性识别,并进行了实际水样的加标回收检测。结果表明,在四氢呋喃/Tris-HCl缓冲溶液(4:1,V:V,pH 7.0)中,该探针可选择性识别Fe~(3+),且受常见金属阳离子和阴离子的干扰较小; Fe~(3+)的浓度在0.05～0.50 mmol/L范围内,荧光探针A的荧光强度与Fe~(3+)的浓度呈现较好的线性关系,相关系数(R~2)为0.99696,检出限(LOD)为0.75μmol/L;荧光探针A的荧光强度受pH的影响很小,在较宽的pH范围内,仍可有效地检测Fe~(3+)。该荧光探针A用于实际样品中Fe~(3+)检测,回收率和相对标准偏差(RSDs)均达到要求,有望用于水环境和生命体系中Fe~(3+)的选择性检测。     

钛铁矿制备二氧化钛-四氧化三铁复合材料及其光催化应用

TiO_2因具有多种优异的特性被广泛应用在半导体光催化领域,但是纳米结构的TiO_2颗粒细微,在进行光催化反应之后,难以回收再利用。本文以廉价钛铁矿为原料制备光催化剂TiO_2,同时利用副产物铁合成Fe_3O_4,并采用简单温和的浸渍法制备Fe_3O_4/TiO_2磁性复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等手段对材料形态结构进行表征分析,并以光降解有机污染物若丹明B为探针反应,考察其光催化性能。结果表明,质量比为1∶10的Fe_3O_4/TiO_2复合材料结构稳定、分散均匀,具有最优的光催化活性(波长356nm下反应3h,若丹明B降解率达到64.0%),并表现出良好的重复性。同时,动力学结果显示降解符合一级反应动力学。     

超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了中空短棒状纳米Fe2O3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合为单金属氧化基超级铝热剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征.并运用差示扫描量热法(DSC)对比研究了超级铝热剂Al/Fe2O3、Al粉和纳米Fe2O3对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响.结果表明:超级铝热剂的加入改变了RDX的热分解过程,并加剧了RDX的二次气相反应;随着超级铝热剂含量的增加,RDX的分解峰峰形发生了明显的改变;Al/Fe2O3、Al粉和Fe2O3对RDX热分解的作用主要表现为二次分解峰逐渐明显且峰温降低.     

柠檬酸根对纳米Fe3O4颗粒的生长及性能的影响

现代诊断学的发展使得超小超顺磁性的Fe₃O₄粒子在医学领域具有重要应用价值。实验中利用某些羧酸盐对铁氧化物晶粒成长的抑制作用，在共沉淀法中引入柠檬酸根，制备出平均粒径小于5 nm的Fe₃O₄纳米分散体系。研究了不同柠檬酸根浓度对生成粒子的大小、结晶和表面吸附情况的影响。对Fe₃O₄颗粒在不同条件下的磁性与胶体稳定性进行了讨论。     

Synthesis and Magnetic Properties of Pt3Co/Fe3O4 Nanocomposites

Bimagnetic Pt₃Co/Fe₃O₄ nanocomposite is synthesized in aqueous solution. The nanoparticles are characterized with TEM, FTIR, and magnetic measurements. The as‐synthesized nanocomposite exhibits ferromagnetic properties at room temperature due to the exchange coupling between Pt₃Co and Fe₃O₄. Magnetic properties of Pt₃Co/Fe₃O₄ nanoparticle can be tuned by varying of the molar ratio of iron to platinum. Pt₃Co/Fe₃O₄ nanoparticles exhibit higher saturation magnetization when the molar ratio of iron to platinum is 1.     

一锅法制备S型异质结光催化剂Fe2O3/Fe2TiO5及其高效降解有机污染物性能

首次采用简单的一锅法制备了Fe₂O₃/Fe₂TiO₅异质结纳米材料。构建S型异质结后,与纯的Fe₂O₃和Fe₂TiO₅相比,Fe₂O₃/Fe₂TiO₅复合材料表现出更高的光催化降解速率和效率。经过2.5 h的光照后,Fe₂O₃/Fe₂TiO₅可以降解接近100%的亚甲基蓝（MB）。在Fe₂O₃/Fe₂TiO₅复合材料中,Fe₂O₃和Fe₂TiO₅之间形成了内建电场,可以促进光生电子-空穴对的分离。因此,具有更高能量的Fe₂TiO₅导带中的电子和具有更高能量的Fe₂O₃价带中的空穴可以得到有效的保留,从而使它们更加有效地扩散到催化剂表面,并参加降解反应。此外,Fe₂O₃/Fe₂TiO₅复合材料具有很好的光催化稳定性。     

铜物种对Cu/Fe2O3水煤气变换反应催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列铜负载量不同的Cu/Fe₂O₃水煤气变换(WGS)催化剂,并考察了铜负载量对催化剂结构和水煤气变换反应性能的影响. 结果表明,Cu/Fe₂O₃催化剂呈现出良好的水煤气反应性能,当CuO质量分数为20%时,催化剂的WGS性能最优,250 ℃时CO转化率高达97.2%,同时热稳定性也最好. 运用X射线粉末衍射(XRD)、N₂物理吸脱附和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对Cu/Fe₂O₃催化剂的物相、织构特征及还原性能进行了表征,结果表明,CuFe₂O₄物种的存在极大地改善了催化剂的还原性能和WGS反应活性. 这是由于CuFe₂O₄特殊的尖晶石结构有利于Cu微晶的稳定;同时,CuFe₂O₄在低温下即被还原为单质铜,有利于促进催化剂体系中电子的转移. 此外,通过(NH₄)₂CO₃溶液处理,研究了独立相CuO对Cu/Fe₂O₃催化剂WGS反应性能的影响,结果发现,独立相CuO的存在,有利于H原子在各组分传递,从而促进催化剂的CuFe₂O₄的还原,改善Cu/Fe₂O₃催化剂的WGS反应性能.     

Fe3O4/poly (acrylic acid) nanoparticles as modifiers for improving rheological and filtration properties of water-based drilling fluids

Drilling fluid is a vital element and is often regarded as the “blood” in the oil industry. Although traditional oil-based drilling fluids have advantages in some harsh cases, the high cost and environmental pollution faced with them limit its application. Water-based drilling fluids (WBDFs) with environmental friendly, low cost, and high performance are important for drilling engineering to solve the problems of low efficiency and wellbore instability caused by poor rheological properties and large filtration loss in drilling operations. In this paper, Fe₃O₄ nanoparticles modified by poly (acrylic acid) (PAA) through 3-(trimethoxysilyl) proryl methacrylate (TMSPMA) were introduced into WBDFs for enhancing their rheological and plugging performance. Rheological tests indicated that the consistency coefficient (K) of the Fe₃O₄/PAA nanoparticles/WBDFs decreased at a higher concentration. Incorporated nanoparticles with a concentration of 0.05?wt %, the WBDFs will exhibit good shear-thinning behavior. The results showed that the best performance for Fe₃O₄/PAA nanoparticles being as a filtration additive in WBDFs was achieved at concentration as low as 0.1?wt %. These results demonstrated that Fe₃O₄/PAA nanoparticles are effective additives for WBDFs.     

静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe3O4/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料

采用静电自组装方法,分两步合成Fe（OH）₃/GO前驱体（GO：氧化石墨烯）,再通过水热反应和600 ℃高纯氮气气氛下煅烧,获得了Fe₃O₄/石墨烯复合材料. 通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、拉曼（Raman）光谱等多种分析,发现该复合材料具有三维多孔石墨烯网络结构. 把合成的这种Fe₃O₄/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明其具有优良的电化学性能：首次放电容量为1390 mAh·g^-1,50次循环后容量为819 mAh·g^-1. 通过对比实验表明,三维石墨烯网络结构的形成对复合材料的电化学循环稳定性起着关键作用.     

Immobilization of trypsin in polyaniline-coated nano-Fe3O4/carbon nanotube composite for protein digestion

In this report, a four-component nanocomposite, trypsin-immobilized polyaniline-coated Fe₃O₄/carbon nanotube composite, was synthesized for highly efficient protein digestion. Fe₃O₄ was deposited by the chemical coprecipitation of Fe²⁺ and Fe³⁺ in an alkaline solution containing carbon nanotubes (CNTs) to prepare nano-Fe₃O₄/CNT composite. Subsequently, polyaniline (PA) was assembled on the Fe₃O₄/CNT composite by the in situ polymerization of aniline in the presence of trypsin to obtain trypsin-immobilized PA/Fe₃O₄/CNT nanocomposite. The novel 1D superparamagnetic biomaterial has been characterized by TEM, SEM, XRD, and magnetometric analysis. The feasibility and performance of the unique magnetic biomaterial have been demonstrated by the tryptic digestion of bovine serum albumin, myoglobin, and lysozyme within 5 min. The digests were identified by MALDI-TOF MS with sequence coverages that were comparable to those obtained from the conventional in-solution tryptic digestion. The present biocomposite offers considerable promise for protein analysis due to its high magnetic responsivity and excellent dispersibility. It can be easily isolated from the digests with the aid of an external magnetic field. Because the enzyme-immobilized nanocomposite can be prepared by a simple two-step deposition approach at low cost, it may find a wide range of biological applications including proteome research.     

Characterization and application of Fe3O4/SiO2 nanocomposites

A sol-gel procedure was used to cover Fe₃O₄ nanoparticles with SiO₂ shell, forming a core/shell structure. The core/shell nanocomposites were synthesized by a two-step process. First, Fe₃O₄ nanoparticles were obtained through co-precipitation and dispersed in aqueous solution through electrostatic interactions in the presence of tetramethylammonium hydroxide (TMAOH). In the second step, Fe₃O₄ was capped with SiO₂ generated from the hydrolyzation of tetraethyl orthosilicate (TEOS). The structure and properties of the formed Fe₃O₄/SiO₂ nanocomposites were characterized and the results indicate that the Fe₃O₄/SiO₂ nanocomposites are superparamagnetic and are about 30 nm in size. Bioconjugation to IgG was also studied. Finally, the mechanism of depositing SiO₂ on magnetic nanoparticles was discussed.