异质哑铃型纳米颗粒合成中的关键因素(英文)

哑铃型纳米颗粒由一种包含强相互作用的异质结构成,它两端是不同物质的纳米颗粒.这两种不同功能的纳米颗粒紧密相连,形成一种哑铃形的外观.这种结构的纳米颗粒在电子、磁性、光学及催化等方面有着不同于单一组分纳米颗粒的独特性质,因此受到人们广泛关注.哑铃型纳米颗粒的这些独特性质是由两种物质交界面处的电子转移引起的,得益于较强的界面相互作用,两种物质都可以通过界面处的电子转移得到改良,使得这种结构的催化剂在较低温度下催化氧化有机废气时活性很高.以CO氧化反应为例,Au纳米颗粒通常情况下对该反应没有催化活性,但是被负载到金属氧化物上面以后,却表现出了很高的催化活性.这正是氧化物载体与Au纳米颗粒之间电子传输的结果.通常在核壳结构中,核心物质以及两种物质的交界面都被外壳所包裹,而哑铃型结构当中的两种物质的功能面以及它们之间活泼的交界面均可以充分地暴露在反应物中,从而极大提升了其催化效果.这种独特的结构优势也在疾病诊断与治疗中的多功能探针上得到了广泛应用.由于哑铃型结构的两种物质的纳米颗粒相对位置是固定的,当用作催化剂时可以发挥出很好的抗烧结性能,还可使这两种物质更协调地均匀分布.因此哑铃型结构催化剂不仅催化活性更高,而且在较高温度下具有较高的稳定性.哑铃型结构可以看作是独立纳米颗粒与核壳型纳米颗粒之间的一种中间状态,它通常是由一种物质的纳米颗粒在另一种种子颗粒上面经过外延生长得到的.这与核壳结构纳米颗粒的合成很相似,但是必须准确地控制成核过程,使得成核可以各向异性地发生在种子颗粒的某一个晶面上.而在核壳结构的合成中,这一成核过程是均匀分布的.所以在制备哑铃型结构纳米颗粒时,很重要的就是要促进非均质成核,同时抑制均相成核.由于哑铃型纳米颗粒的特殊结构,在制备时想要准确控制上述成核条件是非常困难的,所以到目前为止,仅有很少种类的物质可以被制成哑铃型结构,比如Au(Ag,Pt,Pd)-Fe3O4(Co3O4),Au-PbS(PbSe),FePt-CdS和Cu-Ag等,这些物质中大多数都是由贵金属纳米颗粒和磁性纳米粒子组成的.哑铃型纳米颗粒由于受限于物质种类,它在催化氧化方面的应用也被局限在了很少一部分气体上,如CO.而通过其它很多种催化剂已经可以在较低温度(甚至零下数摄氏度)下实现CO催化氧化.因此,哑铃型结构的优势在CO催化氧化中并不能得到很好利用和体现,而用于甲烷等一些在较低温度下更难氧化的气体的催化氧化尚未见报道.这正是由合成多种多样的哑铃型纳米颗粒的巨大困难所致.因此,找到合成哑铃型纳米颗粒的困难所在以及合成过程中的一些重要影响因素非常有意义,这将帮助我们使用更多的物质合成出一些新的哑铃型纳米颗粒,进而利用其高催化活性,使得更多难以氧化的气体在较低温度下被氧化.本文总结了合成哑铃型纳米颗粒时的多种影响因素,并介绍了相关的一些合成方法.种子颗粒的尺寸以及两种颗粒之间的尺寸比例可以影响制备过程中外延生长的可控性,颗粒尺寸以及两种颗粒的尺寸差别越小,反应越容易控制.反应温度和反应时间需要根据反应物的性质进行精确控制才可以得到合适的尺寸以及较好的粒径分布.而两种不同的物质最终能不能形成哑铃型结构则是由很多种因素决定的,比如反应溶剂的极性、两种物质之间的晶格错配度以及反应中所用乳化剂的含量.除此之外,合适的前驱体、氧化还原剂以及操作环境等都可以影响哑铃型纳米颗粒的合成结果     

脲或盐酸胍溶液中变性溶菌酶复性过程中集聚体的研究

建立在蛋白质变性-复性三态模型的基础上, 给出了一个描述在变性液中变性蛋白质复性时蛋白质浓度和其复性率的关系式. 通过这个关系式, 可以获得两个重要的描述蛋白质变性-复性体系特征的参数, 一个是包含在一个集聚体分子中的变性蛋白质的分子数目n, 另一个是蛋白质从原始态到形成集聚体过程中的表观集聚平衡常数K. 以三种溶菌酶在脲和盐酸胍溶液中的变性-复性过程对此方程进行了验证, 结果表明所给出的方程能够很好地描述三种溶菌酶在这两种变性液中的复性结果, 三种溶菌酶在两种变性液中有形成二分子集聚体的趋势. 变性溶菌酶在复性过程中的电泳和高效凝胶排阻色谱也同时能够监测到复性过程中集聚体的形成, 并且监测结果与上述方程所得的结果一致.     

火焰原子吸收光谱法测定感冒灵颗粒中的金属元素含量

目的建立感冒灵颗粒中6种金属元素的火焰原子吸收测定方法。方法采用微波消解样品,利用火焰原子吸收光谱法测定感冒灵颗粒中钙、镁、铁、锌、铜和锰含量。结果该测定方法的回收率在95.11%~106.23%之间,市售感冒灵颗粒中含有一定的金属元素,锰和钙含量较高。结论该法简便、准确,结果令人满意。     

有序纳米金颗粒的多层组装

采用LB技术组装了一种三维有序的由十八胺修饰的纳米金颗粒多层结构.这是一种新的组装纳米颗粒三维有序聚集体的方法.为了扩大这种方法的适用范围,在组装过程中,将有机小分子1-苯基-5-巯基四氮唑引进结构,形成了新的纳米金颗粒多层聚集体.这两种多层膜经透射电子显微镜和小角X射线衍射测量证明构成多层膜的单层膜上的纳米金颗粒是有序的,并且颗粒在层与层之间的排列也是有序的.     

大肠癌线粒体蛋白质自由巯基的选择性标记与组学分析

蛋白质半胱氨酸残基侧链巯基的氧化还原状态与细胞局部氧化还原水平密切相关,这些巯基被氧化或还原时,可极大地影响其结构,进而改变和调节其生物学功能,并对生物过程和细胞的命运产生决定性影响。本研究提出了一种选择性标记蛋白质半胱氨酸自由巯基的策略,即在常规的蛋白质组样本处理步骤(二硫苏糖醇还原二硫键、碘乙酰胺烷基化封闭)之前,使用具有巯基反应活性的N-乙基马来酰亚胺对蛋白质上的自由巯基预先进行封闭修饰,使蛋白质原有的自由巯基与经二硫苏糖醇还原而生成的自由巯基分别被具有不同分子量的巯基活性试剂封闭修饰,达到对蛋白质自由巯基特异性识别和表征的目的。利用以上策略,本研究对大肠癌组织中的线粒体蛋白自由巯基进行分析,共鉴定出1549种线粒体蛋白,包括蛋白质二硫键异构酶A3、过氧化物还原酶-1、线粒体NADH脱氢酶黄素蛋白2、线粒体内膜蛋白、线粒体乙酰CoA酰基转移酶、苹果酸脱氢酶、钙联蛋白、线粒体门冬氨酸氨基转移酶、线粒体琥珀酸脱氢酶[辅酶Q]铁硫亚基等;通过分析组学数据,共鉴定出348条含有自由巯基的肽段,归属于253种蛋白质。本研究对大肠癌组织中的线粒体蛋白和其中含有自由巯基肽段的组学研究结果进行了...     

微/纳米ZnO粉体在Glu-BF_4离子液体水溶液中的诱导生长

以一定浓度谷氨酸-氟硼酸(Glu-BF_4)离子液体水溶液为反应介质,摩尔比为1∶6的二水合醋酸锌和氢氧化钠为反应物,在室温下制备前驱体,再通过微波辅助加热制备了具有绒球形貌的微/纳米ZnO粉体.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、比表面积测试仪、能谱仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜(TEM)等对产物形貌、晶型、比表面积、组成和晶面分布进行了测定.结果显示,所得产物为六方晶系纤锌矿结构,平均粒径20.4 nm,绒球大小1.6~3.0μm,比表面积为28.3 m~2/g,产物纯度较高.当反应物浓度一定,离子液体浓度分别为0.02,0.04,0.08和0.12 mol/L时都得到了类似形貌的微/纳米ZnO粉体,且随着离子液体使用量的增加,绒球尺寸分布更加均一.当离子液体浓度一定,而反应物浓度逐渐下降时,产物形貌发生递变性变化.ZnO晶粒在Glu-BF_4离子液体诱导下首先生成不规则的纳米片,纳米片进一步聚集,在一定反应物浓度范围内生成绒球形貌粉体,反应物浓度较低时只生成绒球的核心部分,而浓度更高时则生成纳米针阵列.通过不同条件下纳米ZnO粉体形貌变化规律,探讨了强碱性条件下Glu-BF_4离子液体水溶液中微/纳米ZnO粉体的生长机制.     

几种钙离子阻断剂对龙虾(Astacus)光感受器电位的影响

本文首次以一种抑制钙调蛋白(Calmodulin)和两种阻断钙离子通道的药物作用于离体的龙虾视网膜,观察其对感受器电位的影响。结果表明:Trifluoperazine能使感受器电位的最大振幅h_(max)增大和下降相半衰期t_2延长。而且也能拮抗提高灌流液钙浓度而引起的h_(max)降低和t_2缩短。Iproveratril和D-600首先引起暂时性的h_(max)增大,然后逐渐下降。后两种药物对t_2的效应则有所不同。Iproveratril主要引起t_2逐渐延长;而D-600则使之缩短,并讨论了这三种药物对视网膜敏感度的作用机理。     

心磷脂蓝莓类结构的形成和演化

用共聚焦显微镜和光学显微镜研究了NaCl溶液中心磷脂蓝莓类结构的形成和演化过程. 研究发现, 在NaCl溶液(浓度0.005~0.25 mol/L)中, 心磷脂海绵相的表面首先生成半球形的层状相微结构元胞, 并逐渐呈蜂窝状六角密堆积排列. 溶液中NaCl浓度的轻微增加驱使层状相与海绵相的界面由表面向海绵相内部扩散, 溶液中微弱流场的存在也会影响微结构元胞的形貌, 最终形成蜂窝样网状结构、 蓝莓样包状结构和蓝莓样球状结构, 统称蓝莓类结构. 由于心磷脂在线粒体内膜的拓扑结构转变中具有重要作用, 因此相转变及微结构形态演化的研究有助于进一步理解其在线粒体功能发挥中的作用机理.     

含不同氨基酸反相微乳体系中胆红素钙的形成与稳定性

在聚乙二醇辛基苯基醚(OP)/正己醇/环己烷/水反相微乳液和甘氨酸、精氨酸、组氨酸3种含不同氨基酸的反相微乳液体系中成功地制备了胆红素钙,考察了氨基酸对胆红素钙的组成、形貌、配位方式及稳定性的影响。采用透射电子显微镜、表面Zeta电位、红外光谱和紫外光谱等测试技术对样品进行了表征。结果表明,此反相微乳体系中所得球形颗粒为中性胆红素钙,平均粒径80nm,在水分散体系中颗粒的稳定性随分散体系pH值的升高而先降低后增加,当pH=4.9时,颗粒表面Zeta电位值为0。3种亲水性氨基酸的加入促进胆红素钙颗粒的成核,最终影响胆红素钙的微结构、颗粒形貌和稳定性。当加入的氨基酸为组氨酸、甘氨酸时,所得胆红素钙球形颗粒形貌无明显变化,但平均粒径依次减小至60和40nm,其水分散体系中的稳定性明显增加;当加入的氨基酸为精氨酸时,所得胆红素钙颗粒形貌不规则,粒径非常小,不稳定,易形成聚集体。     

钙钛矿型CaSiO_3解压缩和重压缩过程的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法（MD）研究了300 K时钙钛矿型CaSiO_3，从高压到负压 的解压缩过程。MD模拟获得的P-V关系与实验数据相近，与已报道的MD模拟数据基 本一致，所得体积模量也在实验数据分布范围内。减压缩和重压缩的MD模拟数据与 实验结果相似。钙钛矿型CaSiO_3解压缩成非晶态时，存在两个结构破坏阶段：破 坏硅氧八面体和破坏钙氧二十面体。当钙氧二十面体被破坏后，重压缩不能得到钙 钛矿型结构。只要钙氧二十面体未被破坏，重压缩可恢复钙钛矿型结构。本研究得 到的结果尚未见相关报道。由MD模拟数据计算了CaSiO_3系统的红外光谱，分析这 些数据可知钙钛矿型CaSiO_3解压缩非晶化是一个二阶软模相变。研究表明钙钛矿 型CaSiO_3结构存在一个等容的亚稳极限，其解压缩非晶化是一个受动力学控制的 亚稳状态。     

显微组分对粉煤燃烧的影响

本文对七种粉煤样及其富显微组分煤样的显微组分分析结果的研究发现，显微组分及其微成分在煤中分布不均匀，且分布与煤的变质程度有关。煤的挥发分并不体现占优势显微组分的特征，因此显微组分对粉煤的着火影响不大。通过扫描电镜观察和分析表明，焦颗粒形态可分为四种，并与显微组分和变质程度有关。对其中三种煤九组样的焦的比表面和平均孔径测量表明，它们之间有近似反比的关系，微成分对同一煤的不同粉煤颗粒的比表面存在影响。     

微波消解和直接溶解进样法测定板蓝根颗粒剂中六种金属元素的比较研究

目的使用微波消解和热酸溶液直接溶解板蓝根颗粒,运用火焰原子吸收光谱法测定这两种溶液中Fe、Zn、Cu、Mg、Ca和Mn 6种金属元素的含量。方法分别采用浓HNO3湿法微波消解和直接溶解板蓝根颗粒样品,用原子吸收分光光度计测定上述样品中6种金属元素含量。结果所测定的板蓝根颗粒中含有丰富的金属元素,两种前处理方法测定的结果相差很小。采用此法回收率在92.0%~110.0%之间,样品相对偏差小于3%。结论板蓝根颗粒中金属元素可作为人体元素的重要补充。     

铜(Ⅱ)离子对人血清γ球蛋白热变性的影响

观察对人血清y球蛋白热变性的抑制作用是筛选抗炎药物的一种体外实验方法。测定蛋白变性率的方法有两种,一种是测定加热后凝聚的蛋白,另一种是测定凝聚蛋白在醋酸中的不溶物。这两种方法在检验一般的抗炎药物时得到的结论基本上是一致的,但是在检验铜(Ⅱ)离子及其配合物时。两种方法得到相反的结论。本文旨在探讨铜(Ⅱ)离子在人血清r球蛋白热变性过程中,对形成外观凝聚物和醋酸不溶物的作用,并对两者的差异进行比较。     

肝豆状核变性病患者头发微量元素的含量分析

为了解肝豆状核变性患者头发微量元素的含量，以及微量元素与肝豆状核变性病的关系，用火焰原子吸收分光光度计分别测定了患者和健康者头发的铜、锌、钙、铁的含量。结果表明，患病组头发与健康头发铜、锌、铁含量均在正常范围，无显著性差异（P〉0．05），而患者头发钙含量明显低于健康组头发含量，有显著性差异（P〈0．05）。可见患者发铜、锌、铁含量测定对肝豆状核变性病临床诊断没有意义，而发钙与肝豆状核变性病有密切关系，能反映患者体内钙代谢情况，提示患者排铜治疗的同时应及时补钙。     

ICP－AES法检测Sr、Ca、Mg在海带亚细胞组分中的分布

应用等离子体－原子发射光谱法检测了海带细胞核、叶绿体、线粒体和胞质溶胶中Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ的浓度，结果显示细胞核和线粒体的锶钙比是叶绿体的２倍。     

模拟气固两相流动非均匀结构的颗粒运动分解轨道模型

针对气固两相流动具有稀密两相非均匀结构的特征 ,将两相流动中颗粒的运动过程进行分解 ,分别处理颗粒 颗粒及颗粒 流体间的两种作用 ,并对影响模拟真实性的空隙率计算提出新的算法 ,从而建立了接近于真实系统的离散型颗粒运动分解轨道模型 .该模型对气固流化床中典型的非均匀结构———鼓泡与节涌现象的模拟结果较已有工作有明显地改进 ,对于气泡破碎方式的模拟也与实验结果吻合 .研究结果表明 :颗粒运动分解轨道模型能够真实地模拟鼓泡流化床中的非均匀流动结构 ,并具有模拟图象真实、算法简单、适用面宽、计算量少的优点 .     

用原位液体池透射电镜技术表征金属钯在球形金纳米颗粒表面的异质沉积

采用原位液体池透射电镜技术,在扫描透射电子显微镜(STEM)中,实时观察溶液中金属钯(Pd)在金(Au)纳米颗粒及团簇周围的异质沉积过程。通过对该动态过程的定量分析,结合高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品进行形貌与结构表征,研究异质沉积的机理。结果表明,电子束辐照下Au-Pd异质结构纳米颗粒的形成存在两种主要机制:第一种机制中,Pd在Au纳米颗粒表面的生长是以岛状沉积开始,随着时间推移,出现Pd岛的结构弛豫和沿着Au颗粒表面的迁移扩展。伴随Pd的不断沉积和弛豫,Au-Pd复合颗粒的外接圆直径表现为震荡生长,而Au表面的Pd覆盖率显示出随时间单调增加的趋势。第二种机制中,由于Pd单体在Au纳米颗粒上的沉积位点有限,使部分被还原的Pd在Au颗粒以外区域进行同质形核与生长形成Pd团簇,之后再与Au颗粒上的Pd岛合并。进一步的结果分析显示,Au颗粒外围的Pd沉积体为多晶结构,由随机取向的Pd纳米晶粒构成。     

X射线荧光光谱法测定螺旋藻中23种微量元素

采用粉末压片制样,实现了螺旋藻中磷、硫、氯、溴、硅、钠、钾、镁、钙、钛、钒、铬、铁等23种微量元素的X射线荧光光谱法测定。研究了粉末压片法制样时研磨时间和颗粒度对荧光响应信号的影响,采用GBW07603,GBW10025等国家一级标准物质绘制校准曲线,经标准物质验证,分析结果与标样吻合。对样品中23种元素所测值做精密度考察,同一样片重复测定10次时各元素含量的相对标准偏差在0.7%~10%范围内;10个样片分别测试时各元素含量的相对标准偏差在0.1%~6.6%范围内。通过与电感耦合等离子体质谱法比对,所得结果基本一致。研究表明,X射线荧光光谱法可以实现螺旋藻中一系列微量元素的便捷、准确检测。     

线粒体荧光标记的单颗粒水平高通量评估方法

线粒体是真核细胞能量代谢和信号转导的调控中枢,虽然各种灵敏、特异的线粒体荧光标记技术已经被广泛应用于线粒体研究,但仍缺乏单线粒体水平的荧光染色性能评估方法。基于超高灵敏流式检测技术( High sensitivity flow cytometry, HSFCM)能对单个线粒体进行高灵敏、高通量、多参数定量分析的独特优势,本研究发展了一种单线粒体水平的荧光标记高通量评估方法。将携带靶向线粒体绿色荧光蛋白基因的pAcGFP1-Mito质粒转染至人宫颈癌HeLa细胞中,用G418筛选出稳定转染细胞,分别从瞬时转染和稳定转染的细胞中提取线粒体。此外,从未转染质粒的正常HeLa细胞中提取线粒体,分别进行MitoTracker Green标记以及SYTO 62线粒体DNA染色,应用实验室自行研制的超高灵敏流式检测装置在单线粒体水平对这4种线粒体标记方法的荧光亮度、标记效率和稳定性进行评估。实验结果表明,稳定转染细胞中单个线粒体的绿色荧光蛋白(GFP)荧光亮度为瞬时转染的17.7倍,比MitoTracker Green标记的线粒体亮度高约两个数量级,且标记稳定性好。本研究为线粒体标记方法的选择提供了一种先进的分析方法。     

透射电镜三维重构确定金纳米粒子的立体结构

贵金属纳米颗粒具有局域表面等离激元这一特性使其具有丰富的光学性质,而这一特性受制于纳米颗粒所形成的立体几何形状,而透射电镜和扫描电镜的二维图像不能真切地观测和确定纳米颗粒所形成的立体几何结构。透射电镜三维重构技术可作为一种确定纳米颗粒立体结构的直观有效的方法。本文利用透射电镜的三维重构技术,选择合适的参数进行二维图像的采集、图像匹配对中及重构、立体模型的构建,从而通过构建的模型对两种金纳米颗粒样品的不同几何形状所产生的边界形态进行了确认和分析。