金纳米棒基智能复合纳米水凝胶的研究进展

金纳米棒(AuNRs)基智能复合纳米水凝胶是一类结合了AuNRs和智能纳米水凝胶两者独特性能的智能纳米材料,其最大特点是可通过外界刺激来调节AuNRs的多种性能,或通过测定其性能变化来感知外界刺激。本文首先介绍了目前文献报道的核壳结构型、无规充填型、草莓型三种形态结构的AuNRs基智能复合纳米水凝胶的特点及其合成方法。然后,总结了金纳米棒基智能复合纳米水凝胶的性能与应用研究进展。最后,对其未来的研究方向和发展前景作出了展望。     

基于牛血清白蛋白功能化金纳米棒的荧光探针测定Hg2+

建立了一种以牛血清白蛋白功能化的金纳米棒(BSA-Cys-GNRs)为荧光探针检测Hg²⁺的新方法。以半胱氨酸作为连接臂成功将牛血清白蛋白修饰在金纳米棒表面,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱和荧光倒置显微镜等多种分析方法对材料进行表征。研究发现,在295nm波长光激发下,BSA-Cys-GNRs探针在338nm显示强荧光,而Hg²⁺能够有效地猝灭BSA-Cys-GNRs的荧光。对一系列影响猝灭效果的因素进行考察,得出pH 4.0、孵育时间5.0min为最佳检测条件。Mn²⁺、K⁺、Ni²⁺、Na⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Al³⁺和Zn²⁺对BSA-Cys-GNRs的荧光信号没有明显的影响。当Hg²⁺的浓度为0.04444~8.888μmol·L^-1时,荧光猝灭效率与Hg²⁺的浓度之间存在良好的线性关系,检测限为8.08nmol·L^-1。将该方法用于环境水样中Hg²⁺的检测,回收率为98.9%~105.0%。     

基于温敏性有机/无机杂化纳米粒子的比率型Hg~(2+)荧光探针

基于有机/无机杂化纳米粒子制备了能够对汞离子(Hg~(2+))进行比率型检测的荧光探针.首先通过连续的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成了两亲性嵌段聚合物,P(MPS-co-NBDAE)-b-P(NIPAM-co-Rh BHA).其疏水嵌段为带有三甲基硅氧烷侧基,并标记有荧光能量给体N-(7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑)(NBD)基元的聚丙烯酸酯,P(MPS-co-NBDAE);亲水嵌段为共聚有潜在荧光能量受体罗丹明脲衍生物单体(Rh BHA)的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺),P(NIPAM-co-Rh BHA).由该嵌段聚合物自组装形成的胶束在三乙胺催化作用下水解发生溶胶-凝胶化过程后,得到核交联的有机/无机杂化纳米粒子.在没有Hg~(2+)离子存在时,该杂化纳米粒子溶液只显示出NBD基元发射的绿光;而在有Hg~(2+)离子存在条件下,Hg~(2+)离子可诱导Rh BHA开环为具有荧光发射性能的Rh B基元.由于NBD与Rh B之间的荧光共振能量转移(FRET)效应,杂化纳米粒子溶液的颜色和荧光发射性能均会发生明显的变化,从而实现对水溶液中Hg~(2+)离子的高效选择性检测.而且,升高温度会导致纳米粒子壳层PNIPAM嵌段的塌缩,使NBD和Rh B基元间的空间距离缩短,可进一步提高检测效果.因此,基于该有机/无机杂化纳米粒子的检测体系可用来对Hg~(2+)离子进行高效选择性检测.     

基于氧化铈纳米棒-聚乙烯醇气凝胶的模拟酶比色法检测水中氟离子

以聚乙烯醇气凝胶(PAA)为载体,水热法原位生长氧化铈(CeO₂)纳米棒,制备了CeO₂纳米棒-聚乙烯醇气凝胶模拟酶材料(CeO₂-PAAC)。PAA载体不仅提高了CeO₂纳米棒的分散性,同时也提高了材料的重复利用率。利用CeO₂-PAAC材料的氧化酶活性以及氟离子(F^-)对CeO₂纳米棒酶活性的增强作用构建了检测F^-的比色传感器。在优化的实验条件下,检测F^-的线性范围为80～4000μmol/L,检出限为63.7μmol/L (3σ),低于国际对V类地表水中F^-的限量标准。与文献报道的F^-检测方法相比,本方法的检测范围更宽。本方法具有良好的抗干扰能力和选择性,可用于环境水样中F^-的检测,加标回收率为97.1%～120.4%。     

谷胱甘肽修饰金纳米棒的制备及与Cu~(2+)的作用

制备了谷胱甘肽(GSH)功能化的金纳米棒复合材料,根据金纳米棒的等离子体吸收峰对其组装排列敏感的特性,研究了功能化的金纳米棒在不同p H值下的组装行为及与Cu2+离子作用后引起的聚集程度、排列方式和光学吸收等变化.同时,测试了纯金纳米棒和谷胱甘肽修饰的金纳米棒分别与铜离子作用后所得复合材料的光热转换性能.结果表明,相对于纯金纳米棒材料强的光热转换效应,铜离子能明显降低复合材料的光热转换效应,与其它金属离子比较,GSH修饰的金纳米棒的等离子光学特性对铜离子具有选择性的变化.     

金纳米球和金纳米棒的制备及其光热催化性能

以氯金酸(HAuCl_4)为原料,硼氢化钠(NaBH_4)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)为稳定剂制备了尺寸5 nm的金纳米球;以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂和油酸钠(NaOL)稳定剂,用种子生长法制备了不同长径比(R=2.5~4)的金纳米棒。在2 W·cm~(-2)的808 nm激光照射10 min条件下,C(0.4 mg·mL~(-1))浓度金纳米球溶液升温10.2℃,该溶液可催化血液中亚硝基硫醇释放NO,最大释放量可达1.42 nmol·L~(-1);相同光热及催化条件下,C(0.4 mg·mL~(-1))浓度金纳米棒(R=3.01)溶液升温41.3℃,该溶液催化血液中亚硝基硫醇释放NO最大释放量可达1.89 nmol·L~(-1)。金纳米球和金纳米棒的光热及催化性能随着浓度增加而增强,金纳米棒的光热及催化性能要优于金纳米球。     

原位氧化复合法制备聚苯胺/金纳米纤维及过氧化氢生物传感器的构建

采用原位氧化复合法制备了聚苯胺/金纳米纤维,并将其固载在玻碳电极上构建了一种新型的过氧化氢生物传感器。该传感器对过氧化氢的还原具有良好的催化活性,在优化的实验条件下,该传感器对过氧化氢测定的线性范围为1.010-6～1.0510-4mol/L,检出限为5.7510-7mol/L(S/N=3)。     

基于石墨烯和金纳米棒复合物的过氧化氢电化学传感器

利用阴离子型聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的带负电荷的还原态石墨烯(GN)与带正电荷的金纳米棒(AuNR)之间的静电吸附,通过层层自组装的方法研制出一种新型过氧化氢(H2O2)传感器。首先将PVP保护的石墨烯(PVP-GNs)吸附到表面干净的裸玻碳电极(GCE)上,再将PVP-GNs修饰的电极浸泡于金纳米棒溶液中,通过静电吸附将金纳米棒负载在PVP-GNs膜之上。以循环伏安及计时安培电流等方法对修饰电极的性质进行了表征。结果表明,制备的PVP-GNs-AuNRs/GCE对H2O2的催化还原显示出好的电催化活性。测定H2O2的线性范围为25～712μmol/L;检出限(S/N=3)为7.5μmol/L。此传感器制作简单,具有响应快、稳定性好、灵敏度高等特点。     

Hg~(2+)荧光传感器的设计及合成(英文)

设计合成了一种新颖的基于萘荧光基团的Hg2+荧光传感器.通过荧光光谱滴定实验研究了其对Hg2+、Li+、Na+、K+、Zn2+、Co2+、Ni 2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+、Cr3+和Fe3+等金属离子的选择性识别能力.结果表明,该传感器在生理pH=7.4的H2O-DMSO中对Hg2+表现出较高的选择性,并且形成1∶1的配合物;主客体相互作用荧光猝灭的络合常数为(9.07±0.41)×104.     

基于碘刻蚀金纳米棒的比色法测定多巴胺

基于金纳米棒(AuNRs)具有可调节的表面等离子共振(SPR)光学特性,以及多巴胺(DA)还原KIO3生成的I2刻蚀AuNRs,并使其光谱蓝移的原理,发展了一种以波长变化为响应信号的比色分析法,用于多巴胺(DA)的高灵敏测定.KIO3不能刻蚀AuNRs,但在DA存在下,IO3-还原生成的I2能刻蚀AuNRs,使其纵向局...     

肝素钠/聚乙烯醇复合水凝胶的制备与性能

通过循环冷冻-解冻法,制成了肝素钠/聚乙烯醇(HS/PVA)复合水凝胶材料。 探讨了不同质量分数肝素钠对复合水凝胶材料的可见光透过率、含水率、亲水性、力学性能以及肝素钠释放量的影响。 结果表明,复合水凝胶的可见光透过率为92%以上,溶胀平衡的含水率为72%~78%,亲水性较纯PVA水凝胶有所提升,拉伸强度和断裂伸长率都稍有下降。 细胞粘附实验结果表明,适量的肝素钠的释放可以达到减少细胞粘附的效果。 这种HS/PVA复合水凝胶材料有望用作人工角膜中心区材料。     

基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体, 通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化. 采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征, 结果显示, 固定化酶复合体为大小约1 μm的微凝胶团, 内含10 nm左右的Fe2O3纳米颗粒. 研究影响固定化因素后发现, 当pH为6, 固定化时间为11 h, 纤维素酶/PVA质量比为4, PVA/Fe质量比为50时, 固定化纤维素酶效果最好. 通过该方法固定后酶活回收率达42%, 酶水解效率显著提高, 经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上. 因此, 基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率, 是一种有效固定化纤维素酶的新方法.     

纳米金探针检测Hg2+离子

利用Hg2＋的核酸适体修饰纳米金形成探针建立了一种定量检测Hg2＋离子的方法. Hg2＋适体吸附在纳米金表面, 使纳米金的稳定性增强, 抑制氯化钠对纳米金的团聚作用. 溶液中有Hg2＋离子存在时, 由于适体与纳米金的吸附作用小于适体与Hg2＋离子的亲和作用, 纳米金失去适体保护在氯化钠作用下发生团聚. 溶液颜色由红变蓝, 紫外-可见光谱最大吸收峰由520 nm红移至620 nm. 在优化条件下, 吸光度的比值(A620/A520)与Hg2＋离子浓度在5.0×10－9～7.2×10－7 mol•L－1范围内呈线性关系, 检测限可达3.3×10－10 mol•L－1. 研究了K＋, Ca2＋等常见离子的干扰, 结果表明该方法具有良好的选择性.     

基于蒽酰亚胺基团的新型Fe3+和Hg2+化学敏感器

含蒽酰亚胺基团的化合物N-(2-(6-氨基吡啶))-9-蒽酰亚胺(L¹)对Fe³⁺表现出灵敏的荧光增强响应.L¹的衍生物N,N-’(2,6-吡啶基)-二(9-蒽酰亚胺)(L²)对Hg²⁺在紫外-可见吸收光谱和荧光光谱上显示了良好的识别性.即使在其它金属阳离子存在下,L¹和L²分别对于Fe³⁺和Hg²⁺仍然表现出较好的选择性.     

多孔β-磷酸三钙/壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的制备与性能

以NaCl为致孔剂,采用溶盐致孔法制备了多孔β-磷酸三钙/壳聚糖/聚乙烯醇（β-TCP/CS/PVA）复合水凝胶材料。 通过对比其含水率、溶胀比、拉伸强度、X射线衍射谱图、SEM和热重分析曲线,探讨了在相同环境下壳聚糖与β-磷酸三钙（β-TCP）的不同用量对聚乙烯醇(PVA)的结晶度以及对材料性能的影响。 此复合材料含水率为70%~76%。 当壳聚糖与β-TCP的质量比为2∶8时,复合材料的拉伸强度为0.56 MPa,断裂伸长率达到370%,其较好的力学性能,足以承受正常人眼压,可用作人工角膜周边支架材料。     

汞离子荧光探针的研究进展

综述了近几年来用于检测汞离子的荧光探针的研究进展,重点介绍了以氟硼二吡咯(BODIPY)、罗丹明、1,8-萘酰亚胺作为荧光团的汞离子荧光探针的结构和设计原理,概述了这些汞离子荧光探针在检测过程中的优点,并展望了这些汞离子荧光探针的研究和发展方向.     

Study on Biological Safety of Polyvinyl Alcohol/Collagen Hydrogel as a Tissue Substitute (II)

Physically crosslinked polyvinyl alcohol/collagen composite hydrogels were prepared by a cyclic freezing-drying technique. The biological properties of the hydrogels, including hemolysis, anaphylaxis, pyrogen and acute systemic toxicity tests and implantation in-vivo, were investigated. The hemolysis test suggested that the polyvinyl alcohol/collagen, with a hemolysis index of 1.19%, did not have an obvious hemolysis reaction. There was no toxicosis or death cases observed in the acute systemic toxicity test, and the hydrogel showed no anaphylaxis or pyrogen response. The composite hydrogel showed a good histological compatibility in the in-vivo study. The results indicated that the polyvinyl alcohol/collagen composite hydrogels have promising applications for pharmaceutical and biomedical fields.     

喹啉酮-香豆素类Hg2+比色荧光探针的合成及应用

设计合成了新型喹啉酮-香豆素类比色荧光探针7-二乙氨基-3-[3-(7-二乙氨基)香豆素基-3-氧代丙烯基]喹啉-2-酮(QCO), 用于检测水溶液中的Hg²⁺. 探针QCO对Hg²⁺表现出高选择性和强抗干扰性. 此外, Hg²⁺引起探针QCO溶液的颜色变化明显, 可裸眼识别. 比色法中, 吸收值比(A₅₀₀/A₃₈₀)与Hg²⁺浓度呈良好的线性关系, 其检出限为2.62×10^-8 mol/L. 荧光法中, 探针QCO对Hg²⁺的检出限为5.42×10^-8 mol/L. 经等摩尔变化( Job’s Plot)法、 质谱及红外光谱验证, 探针QCO与Hg²⁺形成络合比为1∶1(摩尔比)的络合物. 硅胶板实验和加标回收率实验结果表明, 探针QCO可用于检测实际水样中的Hg²⁺.     

Preparation and Characterization of Modified Cellulose Fiber-Reinforced Polyvinyl Alcohol/Polypyrrolidone Hybrid Film Composites

In this work, cellulose was modified by using 2-(trifluromethyl)benzoylchloride by base catalyzed reaction. Modification of cellulose was confirmed by IR studies. The biodegradable composite films were developed by a film casting method using modified cellulose with poly(vinyl alcohol) and polypyrrolidone in different compositions. Film composites showed good biodegradability. Better barrier and mechanical properties showed by film composites as the percentage of modified cellulose increased. This indicates the importance of modified cellulose as a reinforcing agent. After analyzing these properties of film composites we came to the conclusion that, these biocomposites can be used for membrane and packaging applications.