聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

贵金属基纳米酶的研究进展

贵金属纳米材料在纳米尺度具有独特的光学、 电学性质及优异的催化性能, 是一类重要的功能纳米材料. 基于贵金属材料的纳米酶研究是贵金属纳米材料在生物医学领域的一个前沿研究方向. 贵金属基纳米酶具有特殊的光学性质、 较好的化学稳定性、 可调控的类酶活性及良好的生物相容性, 是目前纳米生物医学领域的热点研究材料. 本文总结了贵金属基纳米酶的活性种类、 活性机理、 活性调控以及在生物医学等领域的潜在应用.     

碳纳米管基复合材料研究进展

碳纳米管基复合材料具有优良的性能,已在化学、化工、材料、生物、医学等领域受到广泛关注.本文主要综述了功能材料包覆碳纳米管的制备方法及其力学、磁学、光学、电化学等性质,以及当前研究的焦点和存在的问题.     

稀土无机发光材料:电子结构、光学性能和生物应用

目前,稀土无机发光材料在激光、光通讯、平板显示、荧光生物标记和纳米光电子器件等领域具有广泛的应用前景.稀土离子(从Ce到Yb)是一类性能优异的结构和光谱探针,其在不同介质材料中的光学性能主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学.对稀土发光材料开展深入的光学和光电子学基础研究有助于发现新颖的光学性能或开辟新的应用领域.依托研制的低温高分辨激光光谱和上转换量子产率等仪器,本课题组致力于稀土无机发光材料电子结构与性能研究,近年来在发光材料的控制合成、电子结构、光学性能及生物应用等方面取得了系列重要结果.这些研究有望加快实现稀土无机发光材料在生物应用的突破,实现稀土资源的高值利用.     

多孔聚离子液体的合成与应用

聚离子液体(Poly(ionic liquid)s,PIL)是分子结构中含有离子液体结构单元的一类离子聚合物,兼具离子液体小分子的离子电导性和聚合物可加工性能。多孔聚离子液体材料(Porous PILs),结合了多孔材料大比表面积和聚离子液体的导电性及离子交换等特性,在功能高分子材料、电化学响应材料以及能源科学等领域表现出广泛的应用前景。本文综述了多孔聚离子液体的分子设计与合成方法,及其在智能响应材料、水处理、高效催化、多孔碳材料、生物医用材料等领域的潜在应用。     

有机多孔聚咔唑的制备及性能研究进展

聚咔唑具有刚性主链和共轭富电子体系, 既有利于形成永久性多孔材料, 又可增强被吸附物与吸附剂之间的相互作用, 还具有特异的光电性能. 因此, 近年来有机多孔聚咔唑材料的研究成为有机多孔材料领域中的一个热点. 有机多孔聚咔唑一般具有较大的比表面积和稳定的孔结构, 其制备方法简单多样, 多孔性可调控, 而且可以保持良好的光学电学性质, 在气体存储与分离、有机蒸气吸附、催化、传感及有机电子学等方面具有潜在的应用价值. 就有机多孔聚咔唑材料的制备而言, 常用的制备方法是以氧化偶联反应和Friedel-Crafts反应为代表的合成方法, 还有一些如氰基三聚和碳–碳偶联反应等其他的合成方法. 本文主要介绍近几年有机多孔聚咔唑的制备方法和性能研究与应用方面的最新进展.     

多孔碳材料的研究进展

多孔碳材料具有高的比表面积、可调控的物理化学性质、价廉易得等优点,在能源存储和转换、催化、吸附分离等领域展现出了巨大的应用前景.多孔碳材料的制备方法和前驱体的选择直接决定了其性能及使用范围.聚合物结构丰富,通过碳化不同结构的聚合物制备多孔碳材料是目前多孔碳材料的研究热点之一.本文详细综述了目前多孔碳材料的主要制备方法以及聚合物作为碳前驱体,其结构与多孔碳材料结构与性能之间的构效关系.最后,对多孔碳材料的未来发展方向做了进一步的展望.     

免标记光学生物传感器研究进展

免标记光学生物传感器因分析样品无需标记、强特异性、动态测量、无损检测、分析速度快等诸多优点,在化学、药学及生物等诸多领域中得到了快速发展和广泛应用。本文重点介绍了当前发展成熟且具代表性的四种免标记光学生物传感器,即表面等离子体共振传感器、光波导光模光谱传感器、椭圆偏振光学传感器以及反射干涉传感器,对每种传感器的原理结构、方法发展及在生化分析等相关领域中的最新应用进行了总结和论述;在此基础上,对它们各自的性能进行了优劣比较;最后对免标记光学生物传感器的发展前景进行了展望。     

基于多孔硅Bragg反射镜的光学免疫检测方法

通过共价固定方法将羟基红花黄色素A(HSYA)抗血清蛋白固定到多孔硅Bragg反射镜的孔洞中, 定量分析了不同浓度的羟基红花黄色素A人工抗原与特异性抗羟A多克隆抗体反应后多孔硅Bragg反射镜的反射谱峰位的红移情况. 对比研究了固定阴性血清蛋白的多孔硅Bragg反射镜基底在加入抗原后的反射谱峰位变化情况, 结果表明, 基于多孔硅Bragg反射镜的光学免疫检测具有很好的特异性, 且同目前普遍使用的ELISA方法相比, 具有免标记且检测时间短等优异性能, 同时该研究也为开发红花成分快速检测的免标记多孔硅生物传感器奠定了基础.     

Tb3+/Eu3+镧系金属有机框架材料在荧光检测的研究进展

镧系金属有机骨框架（Lanthanide metal organic frameworks,Ln-MOFs）是以镧系离子为中心,与配体有机物组合的多孔材料,具有良好的光学性质,在许多领域有广泛的应用。不同的镧系离子与相应的有机配体结合,可组成不同性能的Ln-MOFs。在众多镧系元素中,Tb3+和Eu3+是良好的发光中心,常被用于组建发光Ln-MOFs。由Tb3+/Eu3+与有机配体形成的Ln-MOFs具有独特的荧光特性、较大stokes位移以及长发光寿命等优点在荧光检测领域具有重要应用。本文综述了基于Tb3+/Eu3+的Ln-MOFs在离子检测、生物标志物检测以及小分子检测领域的研究进展,对Ln-MOFs的发展前景进行了展望。     

新型高分子基多孔炭材料的设计制备与功能化策略

多孔炭材料具有孔隙率丰富、导电率高、结构稳定以及物理化学性质可调等优点,广泛应用于能源储存与转换、吸附分离、催化、石油化工和生物医药等领域.原料结构是影响多孔炭材料结构和性能的关键因素.高分子理化结构丰富可调,且具有良好的成炭性和形貌继承性,是制备高性能多孔炭材料的理想原料.本专论结合近期国内外研究进展以及我们课题组相...     

表面活性剂稳定的高内相乳液的研究进展

具有较高孔隙率和较高比表面积的多孔聚合物材料在能源、化工、生物和功能性材料等领域应用广泛。目前越来越多的研究是以高内相乳液为模板来制备多孔聚合物材料,故高内相乳液的稳定性对多孔聚合物材料的制备十分重要。本文主要介绍了近年来发展的多种用于稳定高内相乳液滴的表面活性剂,以及以高内相乳液为模板制备得到的多孔聚合物材料在多个领域中的应用。     

长余辉纳米材料的控制合成及在疾病诊断中的应用

长余辉纳米材料具有独特的发光性质, 能在激发光关闭后持续发光. 通过收集激发光关闭后的长余辉发光信号可以有效消除背景信号的干扰. 此外, 长余辉材料在成像时无需原位激发, 可以减少生物体系的组织自发荧光和光散射干扰, 提高生物成像和检测的灵敏度. 由于这种独特的光学特性, 长余辉纳米材料在生物传感/生物成像以及疾病治疗等领域被广泛应用. 近年来, 为满足疾病相关生物标志物的体外检测及体内生物成像的应用要求, 控制合成发光性能优异、 生物相容性好的长余辉纳米材料成为研究热点.     

一步碳化多孔有机材料制备多孔碳及其性能的研究

开发并利用清洁的、可再生的能源是解决环境污染问题和能源短缺的有效方法.碳化含碳量较高的多孔有机材料制备的多孔碳,具有较高的比表面积,良好的物化稳定性,优良的机械性能等优点,在清洁能源的存储、分离、能量的存储与转化领域有广泛的应用.常见的由多孔有机材料制备多孔碳的方法主要是非活化碳化法和活化碳化法.不同的制备方法得到的多孔碳形貌,孔结构各不形同.多孔碳材料自身的结构性质可以影响其应用.合理的设计并调控多孔碳的“孔”,发挥孔尺寸的“筛分效应”可以有效地对气体进行存储和分离.在锂电等能量转化领域,“限域效应”是影响锂电性能的重要因素.多孔碳材料中较小的孔可以限域活性成分,而较大的孔可以快速传输,两种孔的协同效应可以使锂电性能大大提升.本综述系统地归纳了一步碳化多孔有机材料制备多孔碳的方法及其优势,详细地介绍了其在气体吸附、存储、分离以及电化学等领域的应用.最后,结合多孔碳材料的研究现状,提出由多孔有机材料制备多孔碳材料所面临的挑战,同时也展望了多孔碳材料的应用前景.     

表面活性剂稳定高内相乳液的研究进展

具有较高孔隙率和较高比表面积的多孔聚合物材料在能源、化工、生物和功能性材料等领域应用广泛。目前越来越多的研究是以高内相乳液为模板来制备多孔聚合物材料,其中高内相乳液的稳定对多孔聚合物材料的制备十分重要。本文主要介绍了近年来发展的多种用于高内相乳液滴稳定的表面活性剂,以及以高内相乳液为模板制备得到的多孔聚合物材料在多个领域中的应用。     

多孔材料固定化脂肪酶的研究进展

在有机合成中,脂肪酶是一种符合绿色化学理念、能显著提高催化效率和对生化工业具有重要意义的生物催化剂,它的研究和应用涉及很多领域.然而,在众多有机反应中,脂肪酶容易受水、温度、 pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响,导致失活,产率降低.为了解决这一问题,酶的固定化技术引起了广大科研工作者的浓厚兴趣,并发现了很多酶的固定化载体.其中,多孔材料类固定化载体颇受青睐,它具有孔隙率高、比表面积大、相对密度低、吸附性能较佳、渗透性能较好和精确的分子识别功能等优点.实验证明,多孔材料固定化酶比游离酶的应用效果更佳,多次循环利用后仍旧保持较高的酶活性.我们主要对多孔材料在固定化脂肪酶方面的应用和固定化酶的催化效果做了一个总结,多孔材料主要包括纳米多孔材料、大配体多孔材料、碳骨架多孔材料、氧化硅骨架多孔材料、聚合物类多孔材料等.     

模板法制备钙钛矿型复合氧化物催化剂的研究进展

钙钛矿型复合氧化物由于其组成和结构的特殊性以及优秀的热稳定性、氧化还原性能、氧迁移率和电子离子导电性,近年来在催化剂领域引起人们的广泛关注.将纳米多孔设计策略应用于钙钛矿型氧化物,可以在各种应用中带来新的和优异的性能.制备多孔金属氧化物材料主要采用模板法,本文综述了钙钛矿型复合氧化物的结构特征以及使用硬模板法、软模板法...     

用于生物标记的半导体量子点研究

半导体量子点的独特光学性质使之成为理想的荧光探针材料,在生物医学领域具有广阔的应用前景.本文评述了目前量子点合成、表面修饰、结合生物分子的方法,以及半导体量子点在生物标记应用中相对于传统有机染料的优点.     

基于能量转移机理的水溶性荧光共轭聚合物体系的设计制备及应用

水溶性共轭聚合物由于具有优异的光学性能,如强大的光捕获能力和独特的分子线效应,在化学、生物和医疗领域都有良好的应用前景。共轭聚合物受光激发后,所产生的激子可以沿着长程共轭的π骨架自由迁移,在分子骨架的任何位点都可以转移给能量受体,从而实现高效的能量传递。因此,水溶性共轭聚合物适合于构建各种能量传递体系,从而实现荧光信号放大、多色发光、活性氧产生效率提高等光学性能的优化。本文简述了基于水溶性共轭聚合物构建能量转移体系的原理和方法,总结了其在生物传感、生物成像、光动力杀菌和光动力抗癌等领域的应用,最后对水溶性共轭聚合物存在的主要问题以及未来的发展方向进行了分析和展望。     

生物传感型核壳纳米颗粒的制备与应用

近年来纳米材料在各领域已受到人们越来越广泛的关注,尤其是核壳型纳米颗粒的制备技术在不断更新发展,在生物传感器方面有着巨大的应用前景.本文重点介绍了生物传感型核壳颗粒的工作原理、制备方法及其在电化学生物传感器、光学生物传感器以及压电晶体生物传感器上的最新应用进展.