纳米自组装技术的迅速发展拓宽了纳米材料的应用领域. 利用自组装合成纳米新材料是一种有效且具有发展前景的方法. 本综述介绍了纳米自组装技术的研究价值及近年来新兴的制备方法, 重点论述了驱动纳米自组装的作用类型, 包括范德华力、 静电作用、 磁力作用、 氢键、 熵效应以及疏溶剂相互作用、 DNA碱基互补配对等其它相互作用, 同时也对纳米自组装体的应用情况进行了阐述, 并探讨了利用纳米自组装技术研制新材料所面临的机遇和挑战.
癌症严重威胁着人类健康, 因此, 急需开发高效的诊断和治疗方法. 基于光敏剂和近红外激光的光学诊疗将诊断和治疗集于一体, 与传统的手术治疗和化学治疗相比, 光学诊疗显示出无创性和高空间选择性的优点. 有机小分子染料具有确定且易于修饰的化学结构、 良好的重现性和优异的生物相容性, 与无机和聚合物材料相比, 它是一类具有前景的可用于光学诊疗的光敏剂. 本文总结了基于传统小分子染料、 给体-受体(D-A)共轭小分子和聚集诱导发光(AIE)分子等有机小分子的纳米粒子在光学诊疗中的应用. 此外, 对于光学诊疗用有机小分子染料纳米粒子未来的挑战和前景也进行了展望.
在新陈代谢过程中, 机体会产生大量以自由基为主要形式的氧化活性物质, 而抗氧化剂可以通过电子转移的方式捕获并中和自由基, 从而有效抵御自由基引起的细胞损害, 以保障和维护人体健康. 食品作为人体外源性抗氧化剂的重要来源可以有效补充因体内代谢及体液排出而损失的抗氧化物质, 因此对食品中抗氧化物质消除自由基的能力即抗氧化能力的测定和评价具有重要意义. 光电化学技术作为一种简单快捷、 低成本、 低背景且高灵敏度的测定方法, 能够有效克服光学法、 色谱法和电化学法等传统测试手段在抗氧化容量分析中的不足. 本文综述了基于半导体及其复合材料的光电化学传感平台的构建及食品体系抗氧化容量分析的研究进展, 评论了多种检测体系的特点并对其研究前景进行了展望.
细菌是一种与人类生命活动息息相关的微生物, 其快速、 高灵敏检测对重大传染性疾病的防控至关重要. 本文介绍了拉曼光谱用于细菌检测的基本原理, 综述了3种拉曼光谱用于细菌检测的主要方式, 包括细菌组成成分检测、 细菌代谢物检测以及基于拉曼探针标记的检测模式, 并对各种拉曼检测方法进行了分析比较. 最后, 展望了拉曼光谱在细菌检测领域的发展前景, 并提出了5条建议.
高迁移率发光有机半导体材料是实现有机发光场效应晶体管(OLETs)的重要材料, 但其设计合成面临巨大挑战. 本文综合评述了近年来高迁移率发光材料, 特别是基于蒽的高迁移率发光材料的研究进展, 重点介绍了目前报道的20余种基于蒽的高迁移率发光有机半导体材料, 包括分子的设计策略、 相关的光电性能及其在OLETs器件方面的应用研究, 以便为进一步的相关研究提供有意义的指导和借鉴. 本文还对该领域未来发展的挑战、 发展方向及机遇进行了简单评述.
通过硝酸(HNO3)实现两亲性三聚氰胺海绵(MS)的一步式协同超疏水改性, 从而得到了一种具有优异性能的油水分离材料——硝酸改性三聚氰胺海绵(HMMS). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对HMMS的结构、 形貌和组分进行了表征, 并对其表面润湿性、 机械性能、 吸附性能和油水分离性能等进行了研究. 结果表明, HMMS具有超疏水性, 以及优异的机械性能、 循环使用能力、 选择性吸附能力, 对油水混合物的连续分离效率可达6×10 6 L?m -3?h -1, 并且可在苛刻的使用环境中保持稳定的物理化学性质.
近年来, 大量研究结果表明纳米技术可显著提高传统药物的疾病治疗效果, 并在生物医学领域引起了广泛关注. 迄今, 多种聚合物纳米体系已被研发并用于药物的靶向递送. 随着纳米技术的不断发展, 各类生物微环境响应的功能基团也被应用于构筑新型药物载体, 以提高患病部位的药物富集及减少药物的毒副作用. 聚合物纳米药物载体在癌症治疗、 代谢类疾病治疗及抗菌等方面展现出巨大潜力. 本文系统评述了聚合物纳米药物载体的最新研究进展及在生物医药方面的应用.
综述了可拉伸超韧水凝胶的设计原理及其在组织工程和柔性电子器件领域的应用. 通过将网络结构层次、 化学结构、 增韧机制与宏观力学性能相结合, 重点讨论了单网络水凝胶、 双网络水凝胶、 纳米复合水凝胶及其它水凝胶等可拉伸超韧水凝胶的研究进展, 并总结和展望了新思路和新方向.
先进气体传感器技术在现代社会安全生产生活中扮演着极为重要的角色, 而高效敏感材料的设计与开发是其中的关键. 中空多壳层结构材料因其独特的层层嵌套的多壳层与多腔体结构而表现出特别的物理化学性质, 在气体传感领域显现出巨大的应用潜力. 传统的硬模板法、 软模板法以及基于奥斯特瓦尔德熟化和柯肯德尔效应的无模板法在中空多壳层纳米结构材料的普适制备及壳层结构的精确调控等方面存在诸多限制. 次序模板法的出现突破了上述限制, 促进了该领域的迅速发展. 本文简要回顾了中空多壳层结构材料制备方法的发展历程, 介绍了其在甲醛、 乙醇、 丙酮、 甲苯及二氧化氮等有害气体检测中的具体应用, 分析了其在气体传感领域的独特优势, 最后对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结与展望.
阐述了光驱动C1化学的最新研究进展, 分别对光驱动费托合成、 水煤气变换、 二氧化碳加氢、 甲烷重整和甲醇重整制氢的研究进行了综述, 提出了当前研究存在的问题及发展方向.
A new system for detection of cocaine was designed based on an AIEgen of TPE-TTA, anticocaine aptamer and exonuclease Ⅰ(Exo Ⅰ) . The Exo Ⅰ can specifically cleave the phosphodiester bonds of nucleotides in nucleic acids either from the ends or interior of single stranded DNA(ssDNA). Meanwhile, the cocaine can combine with anticocaine aptamer and switch its configuration to Y-shaped double stranded DNAs(dsDNA) that prevent the aptamer degradation in the presence of Exo Ⅰ. When cationic 4,4',4″,4″'-{[ethene-1,1,2,2-tetrayltetrakis(benzene-4,1-diyl)]tetrakis(oxy)}-tetrakis(N,N,N-triethylbutan-1-aminium) bromide(TPE-TTA) was added to the Tris-HCl solution, it can combine with aptamer and the fluore-scence was turned on. The experiment conditions, including the amount of Exo Ⅰ, incubation time of the Exo Ⅰ with anticocaine aptamer, incubation temperature and time of anticocaine aptamer with cocaine were systematically investigated and the optimal conditions were obtained. With different concentrations of cocaine, the experimental results showed that the fluorescence intensity was progressively enhanced. The limit of detection(LOD) of 0.66 μmol/L was deduced. Moreover, the developed method also was used to determine cocaine in real urine samples, and the LOD can reach as low as 1.0 μmol/L. This work provides a new method for cocaine detection, which is promising for practical application.
综合评述了双光子激发的聚集诱导发光(AIE)光敏剂的研究进展, 重点讨论了双光子激发的AIE光敏剂的设计思路及在生物医学中的应用, 并对其发展前景进行了展望.
《Science》杂志最近刊发了浙江大学肖丰收团队关于甲烷低温选择性氧化研究的重要进展. 基于分子围栏的概念, 作者构筑了一种具有疏水壳层结构的沸石分子筛封装金属纳米粒子, 利用原位生成的过氧化氢氧化甲烷制备甲醇. 他们报道在甲烷的转化率高达17.3%的同时保持了92%的甲醇选择性, 基于金属含量的甲醇产率高达91.6 mmol· g AuPd - 1 ·h -1.
结合本课题组的研究工作, 介绍了单分子荧光成像原理、 荧光标记方法及数据分析方法, 并进一步综述了单分子荧光成像在几种重要的膜蛋白信号转导分子机制和相关药物研究中的进展.
金属有机框架材料(MOFs)在绿色能源气体储存、 二氧化碳捕获、 化学分离、 化学传感和多相催化等领域有着广泛的应用前景, 与其分子结构、 动力学行为以及与客体分子的相互作用密切相关. 固体核磁共振(NMR)能提供原子水平的结构距离信息, 能从多个时间尺度反映分子动力学行为, 能通过极化转移揭示主客体相互作用. 本文综述了近年来先进的固体核磁共振方法在研究MOFs的结构、 动力学行为以及主客体相互作用等方面的研究进展. 多核、 多维固体NMR可给出MOFs材料的金属中心以及有机配体的局部配位状态, 变温固体NMR可以反映MOFs的分子柔性以及有机配体在不同温度下的运动模式及速率. 固体NMR还可用来研究MOFs与吸附客体分子(如甲烷、 二氧化碳等)之间的相互作用模式. 通过固体NMR技术获得的结构信息有助于人们理解MOFs材料的构效关系, 并为合理设计新型的MOFs材料提供依据.
使用四乙基氢氧化铵作为有机模板剂, 利用常规铝源和硅源而不需要高硅Y沸石作为起始原料, 同时加入适量的沸石晶种直接合成了SSZ-13沸石分子筛. 所合成的沸石产物结晶度好, 具有良好的水热稳定性, 并在氨选择性催化还原(NH3-SCR)反应中显示出优异的催化性能, 为其在工业上广泛应用提供了可能.
总结了近年来可见光促进苯及其衍生物去芳构化反应的研究进展, 主要分为基态与激发态化学两方面, 并对该领域的发展前景进行了展望.
采用无模板法制备了金纳米花, 其形状与粒径大小可以通过改变反应温度和还原剂抗坏血酸的用量来调控; 然后, 通过多巴胺的表面原位聚合反应制备了聚多巴胺修饰的金纳米花, 以提高其在近红外区的吸收能力及生物相容性. 采用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和纳米粒度/Zeta电位仪等对金纳米花和聚多巴胺修饰金纳米花的形态、 粒径和光学特性进行了表征; 通过傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)分析证明聚多巴胺修饰成功; X射线衍射(XRD)分析结果表明, 聚多巴胺修饰前后金纳米花的晶体结构未变; 最后, 采用噻唑蓝(MTT)法体外评价了聚多巴胺修饰金纳米花的细胞毒性. 研究结果表明, 反应温度越低, 金纳米花表面分支结构越丰富, 以0 ℃为最佳反应温度; 还原剂抗血酸的用量越高, 金纳米花粒径越小; 金纳米花粒径在60~100 nm范围内可调, 最大吸收波长为575~650 nm. 经聚多巴胺修饰后, 金纳米花的最大吸收波长发生了显著红移(>80 nm), 近红外区的吸收范围显著扩大. 通过调控多巴胺溶液浓度, 可将金纳米花表面聚多巴胺层的厚度控制在8~14 nm. 在808 nm激光辐照下, 聚多巴胺修饰金纳米花溶液可迅速升温至57 ℃. 此外, 细胞实验结果表明, 聚多巴胺修饰后金纳米花的细胞毒性更低. 用其对HeLa肿瘤细胞进行光热治疗后, 细胞存活率仅为10%. 因此, 聚多巴胺修饰金纳米花作为光热试剂在肿瘤治疗领域具有潜在的应用前景.
采用静电纺丝技术获得聚丙烯腈(PAN)纳米纤维, 选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为造孔剂, 在氮气气氛下1000 ℃高温碳化制备富介孔结构的含氮纳米碳纤维(MT-C). 研究结果表明, 当m(PVP)/m(PAN)为2∶1时, MT-C-0.4比表面积为190.8 m 2/g, 并且在0.05C倍率下首次放电比容量高达1269.4 mA·h/g, 在0.5C倍率下循环300周后比容量仍保持为658.3 mA·h/g, 每周容量衰减率为0.14%. 硫电极负载量为1 mg/cm 2时, MT-C表现出最佳的电化学性能.
