反射式光纤银膜SPR传感器的湿法构建及应用

采用银镜反应湿法制备了反射式光纤表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器,并结合多巴胺自聚合功能对光纤表面银膜进行快速生物功能化修饰,实现了抗体抗原相互结合的在线监测。通过自行搭建SPR仪器,考察了传感区长度的影响,跟踪测定了传感器各个修饰步骤后SPR信号的变化。测试结果表明,该法制备的光纤SPR传感器具有很高的灵敏度。随着传感区长度的增加,基于SPR峰位的检测灵敏度随之增大,而基于SPR峰强的检测灵敏度无明显变化。当传感区长度为1.5 cm时,基于SPR峰位对蔗糖溶液折射率的检测灵敏度为4 166 nm/RIU,而基于SPR峰强的检测灵敏度为99%/RIU。进一步利用该传感器监测了Ig G的连接过程、Ig G抗体-抗原的相互结合过程,结果显示其可应用于生物传感检测领域。     

基于枝角金纳米颗粒的LSPR传感器制备与免疫检测

枝角状纳米金结构具备尖锐的边缘和耦合区域的"热点",可极大增强粒子的周围电场,使纳米粒子具备很强的局域表面等离子共振(LSPR)性能.本文在光纤表面原位制备具有枝角结构的金纳米材料,构建光纤LSPR传感器,并将其应用于免疫检测中.首先在预处理的光纤表面修饰一层聚多巴胺黏附层,再连接金纳米晶种,进一步利用原位还原与银诱导法,合成具有枝角状结构的金纳米颗粒.实验过程中,优化了多巴胺聚合温度、时间和金膜生长时间,最佳反应条件为:多巴胺聚合温度10℃,聚合时间15 min,金纳米晶种镀膜时间5 min.最优条件下制备的枝角状金膜光纤LSPR传感器在1.333～1.381的折射率区间,灵敏度高达4 091 nm/RIU.进一步考察了传感器的稳定性,发现经过溶剂冲洗、透明胶带撕拉与食人鱼溶液浸泡等处理后,传感器仍能保持光谱信号的稳定.此外,镀膜液采用质量分数为0.01%的氯金酸,仅为传统方法用量的1/10,因此在制备成本方面更具经济性.将人免疫球蛋白G固定在LSPR传感器上,可实现兔抗人免疫球蛋白G在0～75μg/mL浓度区间的定量检测,其灵敏度为0.086 (nm/μg)·mL.     

基于表面等离子共振传感器的COVID-19检测与药物评价

自新冠病毒发现以来，新冠肺炎在社会内引起广泛关注，其传播能力相较于其他冠状病毒具有更高的传染性和致病性，在世界范围内对人类的生命财产安全造成了巨大的危害．灵敏检测和早期诊断是实现新冠病毒COVID-19有效阻隔和治疗的关键环节，传统的PCR等技术目前已被应用于COVID-19的诊断与检测当中，但其仍存在着定量困难、耗时长、成本昂贵等缺点．表面等离子共振(SPR)传感器是一种高灵敏、无标记和快速的实时分析工具，可用于特定蛋白质、核酸和病毒粒子的定量检测，在COVID-19检测中发挥着重要作用．本文综述了基于不同检测方法，包括直接法、间接法、夹心法在内的SPR传感器对COVID-19的定量检测与诊断研究进展，对固定配体进行分类，研究目标分子包括COVID-19的核酸分子、抗原、抗体及病毒粒子．同时，也从传感器设计、表面修饰、检测性能等方面对SPR传感器进行了介绍，总结了SPR传感器针对COVID-19检测的开发方向、目前存在的问题及可以采取的措施．另外，SPR传感器可以通过其独特的亲和力动力学分析实现分子间KD值的计算，对SPR传感器在COVID-19潜在药物评价方面的应用及作用机制进行了...     

木质纤维素薄膜制备与酶解过程的QCM-D分析

耗散型石英晶体微天平(QCM-D)是基于石英晶体的压电效应对其电极表面质量变化进行测量的仪器,已被证明是一种高灵敏的在线表界面过程分析工具.本文综述了近年来木质纤维素薄膜制备及应用QCM-D研究其酶解过程的分析进展,分别从薄膜制备、纤维素酶吸附(纤维素、木质素、混合底物)、酶解历程分析、动力学建模等4个方面进行简要介绍.上述研究成果有助于理解纤维素酶与木质纤维素的相互作用规律,为设计新型复配酶制剂、深刻理解纤维素酶解机制提供基础和指导.     

碱改性生物炭-凹凸棒制备及其对水中磷的去除

磷是动植物必不可少的营养物质．然而，地表水中过量的磷会导致水生植物和藻类的快速生长．本研究通过氯化镁对玉米芯残渣进行改性，在无氧条件下高温烧制并与碱改性凹凸棒混合，制备了一种碱改性生物炭-凹凸棒土复合物(MgO-CB-AMAP)．该碱改性生物炭具有高比表面积，达396.2 m~2/g，明显高于直接煅烧制备的生物碳(132.7 m~2/g)．进一步，评价了MgO-CB-AMAP复合物对水中磷的吸附性能．结果表明：当水中磷浓度5 mg/L、玉米芯及凹凸棒的比例为1∶3、用量为2 g/L时，6 h后磷去除率达91%，吸附量为9.7 mg/g，均高于生物炭(3.6 mg/g)和碱改性凹凸棒(6.1 mg/g)．最后，对MgO-CB-AMAP在模拟含磷污染水体中磷的吸附过程进行了动力学研究，该吸附过程符合准二级动力学模型．研究结果表明这种碱改性生物炭-凹凸棒土复合物在磷污染控制中有很好的应用前景．     

木糖渣酶解耦合机械处理制备球形纳米纤维素

球形纳米纤维素(SNC)是一种环境友好型生物质材料,具有良好的生物降解性、生物相容性、高热稳定性、高强度等特点,可应用于生物医学、电子科技、环境治理、膜科学等领域.本文以木糖渣为原料,采用酶解耦合机械处理(超声破碎或高压均质)的方法,制备不同大小、形貌的SNC.考察了3种预处理方法、酶解时长、超声破碎时长、高压均质压力...     

苯丙氨酸二肽类分子自组装:分子设计、结构调控与材料应用

近年来,苯丙氨酸二肽类分子的自组装研究受到了广泛关注,已成为超分子化学、生物材料科学研究的前沿领域之一。苯丙氨酸二肽类纳米组装体因具有结构多样、易功能化以及良好的生物相容性等优点,在纳米制造、组织修复等方面展示出巨大的应用潜力。本文从分子设计、组装结构调控与材料应用三个层次系统综述了苯丙氨酸二肽类分子自组装的研究进展。首先总结了苯丙氨酸二肽类分子的修饰改性,包括乙酰基、芳香环、氨基酸、短肽等基团。然后,重点介绍了苯丙氨酸二肽类分子自组装的调控策略和方法,如溶剂、界面、气相、多组分共组装和酶催化组装。最后,介绍了苯丙氨酸二肽类自组装材料在纳米材料合成、传感检测、药物传递及组织修复等方面的应用现状,并分析了该领域今后的发展方向。     

肽基纳米材料及其应用

近年来,肽类超分子自组装合成纳米材料受到了广泛研究和关注,已成为纳米材料科学研究的前沿领域之一。肽基纳米材料因其良好的生物相容性以及结构和功能的多样性,在材料学、组织工程、生物工程及药物传递等方面展示出巨大的应用潜力。本文综述了肽类自组装纳米材料制备的最新研究进展,重点介绍了疏水性二肽、类表面活性剂多肽、Aβ多肽片段、烷基链修饰多肽等通过非共价键作用自组装形成的不同结构的纳米材料,包括纳米管、纳米纤维、纳米囊/球、纳米水凝胶等;同时,介绍了多肽自组装机理模型及其分子动力学模拟方面取得的研究成果;最后总结了肽基纳米材料在金属/半导体材料、生物传感器、组织修复材料及药物传递等领域的应用现状及今后重点研究的方向。