含羟基基团取代的氮氧自由基构筑的三个双核稀土化合物的结构及磁性表征

以三氟乙酰丙酮(tfac)为共配体的稀土配合物分别与5-溴-2-羟基苯取代的自由基配体和5-硝基-2-羟基苯取代的自由基配体进行反应,合成3个稀土-自由基配合物[Ln2(tfac)4(NIT-5Br-2PhO)2](Ln=Gd (1),Dy(2))和[Dy2(tfac)4(NIT-5NO2-2PhO)2](3)(NIT...     

一种基于RepRap开源3D打印平台的低成本、自动化核酸提取系统

自动化核酸提取技术对于核酸扩增和高通量测序等分子检测应用至关重要.当前,大部分商用自动化核酸提取仪主要以磁分离技术为主,采用高度集成的封闭式结构设计方案,成本高,且不利于在资源有限的环境下使用.此外,核酸样本处理功能模块一旦固定,便很难根据需要对其功能更新和拓展.为了应对上述挑战,该文在基于"快速复制原型机(RepRa...     

基于竞争配位的Ca2+特异性响应1H/19F磁共振成像分子探针

合成了一种含~(19)F的Mn~(2+)配合物3,12-二(2-氧代-2-((2,2,2-三氟乙基)氨基)乙基)-6,9-二氧杂-3,12-二氮杂十四烷酸锰(Ⅱ)(Mn(Ⅱ)-L,1),可实现对Ca~(2+)特异响应的~1H/~(19)F磁共振成像分析。~(19)F核在近距离的顺磁性Mn~(2+)影响下产生了顺磁弛豫增强作用,使~(19)F的横向弛豫时间T_2急剧缩短而磁共振信号锐减。当有Ca~(2+)存在时,与配体L的竞争配位使得~(19)F远离Mn~(2+)离子,从而~(19)F磁共振信号得到恢复。同时,由于Mn~(2+)离子从配合态变为游离态,水配位数增加使得其对~1H的纵向弛豫时间T_1弛豫性能增加,从而~1H磁共振成像信号也增强。相关实验的结果证实了该配合物是一种能对Ca~(2+)特异性响应的~1H/~(19)F磁共振成像探针。     

第一过渡系金属-镝单分子磁体研究进展与展望

第一过渡系中的顺磁性离子Cr^Ⅲ、Mn^Ⅱ/Mn^Ⅲ、Fe^Ⅱ/Fe^Ⅲ、Co^Ⅱ、Ni^Ⅱ和Cu^Ⅱ及抗磁性离子Co^Ⅲ和Zn^Ⅱ均可与Dy^Ⅲ在多齿螯合配体配位下形成单分子磁体配合物。在本文中,我们阐述或汇总了几乎所有的第一过渡系金属-镝单分子磁体。对于由顺磁性第一过渡金属离子和Dy^Ⅲ离子形成的配合物,有2个有趣的现象需要引起人们的注意：一是一些Cr-Dy配合物具有较高的阻塞温度和较大的矫顽场,这可归功于配合物内Cr^Ⅲ离子和Dy^Ⅲ离子之间较强的磁耦合作用（|J|>10 cm^-1）。二是报道的Fe^Ⅱ₂-Dy配合物的能垒可达到319 cm^-1（459 K）,这在第一过渡系金属-镝单分子磁体中也是比较高的。这可能与Fe^Ⅱ₂-Dy中Dy^Ⅲ具有较高的轴向对称性（D_5h）有关,且从头计算表明该配合物中Dy的第一激发态也具有较高的轴向对称性。除了部分Cr-Dy和Fe^Ⅱ-Dy配合物外,其他顺磁性第一过渡金属-Dy的能垒较低,这可能由配合物内顺磁离子间弱的磁耦合造成的。为了消除磁耦合对磁弛豫行为影响,近年来人们关注于使用抗磁性第一过渡金属离子与Dy^Ⅲ构建单分子磁体配合物。相比其他核数的Zn-Dy配合物,三核Zn₂Dy配合物被报道的数目最多且研究得最为深入,这可能与较易调控Zn₂Dy中Dy配位几何对称性有关。最后,我们提出了几点关于进一步提升第一过渡系金属-镝单分子磁体的磁性能的建议,其中最为重要的是控制Dy配位几何的轴向对称性及Dy的基态m_J的电荷分布。对于第一过渡系金属-镝单分子磁体中的Dy^Ⅲ离子,Dy^Ⅲ基态m_J的电荷与配体的电荷之间的静电排斥应该降到最低。     

基于巯基功能化磁球的磁固相萃取-ICP-MS联用用于环境水样中无机砷形态分析

该文制备了一种可在pH 5.0~9.0范围内选择性吸附As(Ⅲ)的巯基（—SH）修饰的环氧基改性磁性纳米材料（Fe3O4@SiO2@GMA—S—SH MNPs）,将其与新型MSPE-ICP-MS联用实现了水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的分离分析,As(Ⅴ)经Na2S2O3/KI还原后,采用MSPE-ICP-MS测得总砷含量,然后通过差减法计算。结果显示,方法对As(Ⅲ)的检出限（LOD）为1.5 ng·L-1,富集倍数为150倍,线性范围为5~3 000 ng·L-1,相对标准偏差（RSD）（c=10 ng·L-1,n=7）为9.6%。将该方法用于水质标准样品（GSB07-3171-2014）中无机砷形态分析,测定结果与参考值一致。采用该方法测定自来水As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的含量分别为0.036、0.043 μg·L-1,湖水中含量分别为0.24、0.43 μg·L-1,加标回收率为80.9%~101%,RSD为1.5%~10%。该方法具有检出限低、富集倍数大、吸附/解吸动力学快、抗干扰能力强等优点,可用于实际水样中无机砷的形态分析。     

磁粒子成像示踪剂的研究进展

磁粒子成像是基于功能和断层影像技术检测磁性纳米粒子空间分布的示踪方法, 具有正向的对比信号、 较低的组织背景、 无限的组织穿透深度、 非侵入性成像以及无电离辐射等优点, 是近年来一种很有前途的生物医学成像技术. 磁粒子成像信号是通过在无场点切换磁性纳米粒子的磁自旋矢量来产生的. 磁粒子成像的灵敏度和空间分辨率都高度依赖于作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子本身的磁性能, 因此目前的研究主要集中在磁性纳米粒子的设计和合成上. 本文重点介绍了磁粒子成像示踪剂的最新研究进展, 总结了可作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子的种类、 合成方法、 性能以及生物医学应用, 以期为磁粒子成像的未来研究提供参考.     

电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带的电子结构和磁特性

采用密度泛函理论(DFT)方法,在LDA+U水平下详细研究了电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带(NA8-ZnONRs)的电子结构和磁特性。对体系的电子结构和磁性进行详细的计算,结果表明：本征扶手型氧化锌纳米带(A8-ZnONRs)是无磁性P型半导体。氮钝化后NA8-ZnONRs具有铁磁金属性,其磁性主要来源于N2p轨道(2.56μ_B)和O2p轨道(0.69μ_B)电子的自旋极化,总磁矩为3.21μ_B。NA8-ZnONRs体系对X方向电场有较强的响应,通过调节X方向电场的幅度,可以有效调节体系的磁矩。在X方向电场作用下体系仍具有铁磁金属性,磁性也主要来源于N2p和O2p轨道电子的自旋极化。施加X方向应力作用后,体系仍表现为铁磁金属性。与NA8-ZnONRs纳米带磁矩相比,体系的总磁矩均发生了较大幅度的增长,表明体系对应力作用具有较明显的相应。但随着应力幅度的调节,总磁矩的变化较平坦。表明施加应力可以有效调节体系的磁矩,但在较小应力范围内,体系对应力变化的相应不明显。     

Ag/Fe_3O_4/rGO纳米复合材料的制备及抗菌性能

以四水合氯化亚铁和硝酸银为原料,硼氢化钠为还原剂,氧化石墨烯(GO)为载体,通过原位还原法制备了具有磁分离功能的银/四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Ag/Fe_3O_4/rGO)纳米复合抗菌材料.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对复合材料进行了表征.结果显示,Fe_3O_4和Ag纳米颗粒均匀分布在rGO片层上.复合材料的饱和磁化率(Ms)为40.5 A·m~2·kg·(-1),表明其具有较强的磁性,将其与菌液混合后,在磁场作用下10 min即可吸附沉降完成磁分离.以大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为实验菌株,通过琼脂扩散法评价了复合材料的抗菌性能.结果表明,该复合材料具有良好的抗菌效果,对E.coli和S.aureus的抑菌圈直径分别为18 mm和13 mm,最低抑菌浓度值(MIC)分别为50 mg/L和80 mg/L,最低杀菌浓度值(MBC)分别为30 mg/L和50 mg/L.     

2-丙基-1H-4, 5-咪唑二酸构筑的混核锌-钕配位聚合物的合成、晶体结构及磁性质

通过水热方法,合成了一个杂金属的配位聚合物{[NdZn(H₂pimda)₃(Hpimda)(H₂O)₂]·H₂O}_n(1),(H₃pimda=2-丙基-1H-4,5-咪唑二酸),并对其结构和磁性质进行了研究。结构分析结果表明配合物1的晶体属于单斜晶系,P2₁/c空间群。配合物1是由配体2-丙基-1H-4,5-咪唑二酸连接而成的二维层状结构,该二维层通过氢键延伸为三维超分子结构。磁性研究表明,配合物1中相邻钕离子间存在着反铁磁相互作用。     

第一性原理研究MgZn2相的电子结构及磁性质

运用密度泛函理论的第一性原理计算分析了MgZn₂相的电子结构及相关磁性质。能带结构和态密度分析表明Zn4s和Zn4p轨道、Mg3s和Mg3p轨道分别发生sp态杂化,然后杂化态之间相互作用而形成Zn-Mg键;Mulliken布居分布计算显示:Zn₁-Mg(Zn₁是处于晶格边缘的Zn原子)和Zn₂-Mg(Zn₂是处于晶格内部的Zn原子)电子云重叠布居数接近0,电子密度分析显示Zn-Mg之间电子密度分布具有明显的定域性。结合上述结果与Zn、Mg原子的电负性差异,确定Zn-Mg键为极性共价键。分态密度(PDOS)分析显示,Zn₁-Mg键和Zn₂-Mg键的差异主要表现在Zn₂4s轨道在-10~-6 eV区域对成键的贡献度高于Zn₁4s轨道,而Zn₁4s轨道在2~5 eV区域对成键的贡献度高于Zn₂4s轨道。进一步对MgZn₂的积分自旋态密度和磁矩计算表明:MgZn₂磁性质表现为顺磁性,其磁性主要来源于Zn₁-Mg键中的2个自旋相同的未配对电子;MgZn₂的顺磁性特性将使Al-Zn-Mg-Cu(7xxx系)高强铝合金产生磁致塑性效应。