模板法金纳米簇的制备及其在生物分子检测中的应用

金纳米簇(AuNCs)作为一种新型荧光纳米材料,是由几个到约一百个金原子组成的分子聚集体,因制备简单、光学性质优异以及毒性低等特性,近年来在生物传感领域得到了广泛应用。本文首先对以巯基化合物、树枝状化合物、多肽和蛋白质、寡核苷酸DNA等为模板制备AuNCs的模板法及其优点进行阐述,对AuNCs的紫外吸收、荧光及电化学性质进行介绍,之后重点总结基于荧光AuNCs的生物传感器在生物大分子及小分子检测中的应用,最后对AuNCs应用于生物传感领域所面临的挑战进行分析,并对其应用前景进行展望。     

壳聚糖及其在金属纳米材料制备中的应用

基于来源丰富、独特的理化性质及生物学特性的壳聚糖与金属复合成为纳米材料的研究,引起了研究者广泛的关注。人们利用生物分子或生物有机体合成的金属纳米材料反应条件温和、产物形貌可控、重复性高等特点,结合金属纳米材料的"尺寸效应"与生物分子的自身特性来提高两者的协同功能,进一步拓展研究与应用领域的发展。以下针对近年来壳聚糖、壳聚糖体系金属纳米材料的研制及应用等领域进行简要的总结、评述和展望。     

基于生物大分子DNA的纳米硫化银的合成

利用DNA生物大分子为模板,硫代乙酰胺和硝酸盐为原料,制备出了颗粒状硫化银纳米结构体。同时采用琼脂糖电泳、FESEM、FTIR和XRD等多种表征手段对其结构组成进行了系统的分析,对其形成机理进行了探讨。     

介孔碳纳米材料的制备及其在药物传递方面的应用进展

新型功能性纳米材料在设计和制备技术方面的进步为纳米医学的发展提供了很大的机遇。在过去十年中,介孔碳纳米材料在制备和应用方面获得了巨大的进步。作为一种新型无机材料体系,介孔碳纳米材料结合了介孔的结构以及碳质组成的特点,显示出不同于传统介孔二氧化硅以及其它一些碳基材料体系(碳纳米管、石墨烯、富勒烯等)的优越特性。介孔碳纳米材料在药物的吸附与控释、光热治疗、协同治疗、肿瘤细胞的荧光标记、催化、生物传感、生物大分子的分离等诸多领域表现出其他多孔材料难以达到的优越性和应用潜力。本文对介孔碳纳米材料的制备和修饰技术进行介绍,重点关注介孔碳纳米颗粒在药物负载和光热控释方面的应用,最后对介孔碳纳米材料在生物医学领域的应用前景和所面临的关键问题进行讨论。     

新型的DNA金属化制作工艺

生物与微细加工技术的结合日益成为一种新趋势,DNA分子具有热力学上的稳定性、线性的分子结构及机械刚性等优点,可以作为制备纳米线的理想模板。通过DNA为模板的金属化,形成导电性好的金属纳米线和金属团簇的纳米结构,使得DNA分子作为纳米导线构筑纳米器件成为可能。在本文中,我们对几种具有代表性的DNA金属化工艺的原理进行了讨论,研究了其新型的制作工艺,通过进一步的自组装和自识别技术,金属化过的DNA就可以被用来构建电路,并作为后续的金属沉积模板,在构筑生物纳米器件的领域将有广阔的应用前景。     

金属纳米材料的生物化学制备及在生物医学领域的应用

近40年来,金属纳米材料发展迅猛,因其不同于宏观晶体的特殊性质,逐渐在各行业中起到了不可或缺的作用。当下人类面临资源、环境等日益严重的生态问题,因此金属纳米材料与生物学结合的绿色生态模式是大势所趋。本文重点综述了利用各种植物提取物、微生物以及蛋白质等生物材料作为还原剂,制备金属以及金属氧化物纳米材料的生物化学绿色合成方法。这些方法操作简单,制备的材料形貌尺寸不会产生太大变化。除此之外,生物材料的特定结构与金属纳米材料结合,通常会表现出协同或者新的理化和生理性能,以至于这些金属纳米材料在光热治疗及生物成像、抑菌及康复治愈和生物传感器及检测等生物医学领域产生了重大影响。金属纳米材料的生物化学制备会给未来纳米材料和生物学领域带来更多的交叉,会有更多跨学科工作者对其现存挑战来进行努力工作,并且在未来的医疗领域定会有金属纳米材料不可或缺的身影。     

以短肽组装体为模板仿生矿化二氧化硅纳米管

目的 二氧化硅纳米管由于具有生物相容性好、光学性质优异等特殊性能在不同领域展现出良好的应用前景，其尺寸和形貌可显著影响材料性质。为制备尺寸较大的纳米管并拓展其在不同领域的应用，本研究选择尺寸较大的多肽组装体为模板，进行二氧化硅的仿生矿化。方法 以Bola型多肽Ac-KI₃VK-CONH₂自组装形成的尺寸较大（直径约40 nm）的纳米管为模板，通过仿生矿化的方法制备二氧化硅纳米材料。首先考察了多肽纳米管的稳定性，发现在稀释、加入有机溶剂和改变溶液pH值时，纳米管的形貌均被破坏，展示出较差的稳定性。在此基础上，以该多肽纳米管为模板，选择反应速率较快的正硅酸甲酯（TMOS）为前驱体仿生矿化二氧化硅纳米材料，探索了不同矿化条件对二氧化硅纳米管尺寸和形貌的影响。结果 以反应速率较快的TMOS为硅源、体积百分比浓度为1.11%~3.33%、溶液为中性或者弱碱性时能够矿化形成形貌和尺寸较大且分布均匀的二氧化硅纳米管。结论 通过选择合适的多肽组装体模板和反应速率快的TMOS为硅源，成功制备出了尺寸较大的二氧化硅纳米管，这为拓展其在不同领域的应用奠定了基础，具有重要意义。     

生物催化5-羟甲基糠醛高值化转化进展

5-羟甲基糠醛(HMF)是一个重要的生物基平台化合物。近年来,化学催化其高值化转化受到了广泛关注,并取得了较大进展。尽管生物催化具有反应条件温和、高选择性及环境友好等优点,但是生物催化HMF转化仍处于初步发展阶段。本文中,笔者主要就近年来生物催化HMF氧化、还原、还原氨化、缩合及酯化等方面的研究进行综述,以期为建立高效制备HMF高附加值衍生物的生物催化途径提供参考。     

脂肪酶生物印迹研究进展

脂肪酶是一种广泛应用的水解酶。生物印迹技术是一项新兴技术,它使脂肪酶在有机溶剂中发挥更好的催化能力,如更高的活性和稳定性,从而扩大了脂肪酶作为生物催化剂在工业上的应用。本文介绍了脂肪酶蛋白质的结构特点,脂肪酶生物印迹的过程和原理,对生物印迹过程中印迹模板的种类和选择原则、保护剂的作用等主要影响因素进行了讨论,并对不同种类脂肪酶的生物印迹条件和适用的反应及生物印迹效果作了归纳总结,指出了目前脂肪酶生物印迹技术存在的问题和发展前景。     

纳米硫铁的生物合成及其强化电子传递和污染物去除的研究进展

纳米硫铁是一种新型纳米材料,具有良好的导电性、吸附性和还原性,可以强化微生物之间的电子传递,促进污染物降解,近年来已被广泛研究。生物合成法具有污染小、成本低、反应条件温和、纳米硫铁产物性能好等优点。本文中,笔者综述了不同微生物合成纳米硫铁的相关研究进展,总结了其在强化电子传递及污染物去除方面的研究现状,并对生物纳米硫铁应用于生物电化学系统以及污染物去除的前景进行了分析和展望。     

金属-有机骨架介导的功能核酸检测技术研究进展

金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)也称为配位聚合物(Coordination polymers,CPs),是由金属离子或金属簇与有机连接配体在相对温和的条件下自组装形成的一种晶体分子功能材料。其具有超高的孔隙率,优异的结构可调性,巨大的内部表面积,结构多样性,高的化学稳定性和强大的热稳定性等特点;已被应用于化工、医药等各个领域。目前,将MOFs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)结合制备生物传感器应用于检测技术领域的相关研究主要集中在荧光生物传感器和电化学生物传感器这两大类,其他类型生物传感器鲜有报道。另外MOFs的制备也逐渐趋于小型化以提高它的相关性能。综述了近年来MOFs介导的功能核酸生物传感器研究情况,讨论了MOFs介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题。对该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战进行了展望,期望能促进MOFs介导的功能核酸检测技术在实际应用中的发展。     

一种适用于昆虫痕量DNA模板制备的方法

近年来分子生物学技术在昆虫学各领域中得到了广泛地运用 ,从昆虫样品中有效地获得DNA模板是实验成功的前提。但是由于许多昆虫体形微小 ,许多研究需要取单个个体的样品 ,用传统的酚∶氯仿抽提法难以从痕量样品中获得总DNA ,而某些生物公司的试剂盒相对而言价格昂贵。该文介绍一种快速简便、广泛适用于不同种类昆虫、各种不同保存方法保存的昆虫样品和标本的微量DNA模板制备方法     

一种简便、快速从病毒感染鱼、虾组织中制备PCR模板的方法

以虹彩病毒(iridovirus)感染大黄鱼的脾组织、对虾白斑杆状病毒(whitespotsyndromebaculovirus,WSBV)感染中国对虾的肌肉组织为材料,采用一种简便、快速的方法获得了可满足病毒PCR检测的高质量模板DNA,分别以针对虹彩病毒、WSBV的特异性引物进行PCR扩增,均能有效扩增出预期的条带。与常规DNA病毒模板制备方法相比,具有简便、快速、提取率高、无污染等优点,尤其适用于水产动物病毒PCR检测试剂盒的商品化开发及生产实际应用。     

硅纳米线在生物传感器中的应用概述

硅纳米线(SiNW)作为一种新型一维纳米材料,具有高比表面积、高稳定性等特点,在传感器领域得到了重视和研究.随着硅纳米线制备工艺优化、修饰方式多样化,以硅纳米线为载体的生物传感器被应用到了金属离子检测、蛋白质检测等诸多领域,较为优良的生物兼容性为生物学研究中的单细胞动态、实时监测提供了途径,电学、光学等不同检测手段也促...     

液相沉积法制备聚(苯乙烯-丙烯酸)／铁的氧化物纳微核壳粒子

描述了一种基于液相沉积法制备纳微核壳粒子的新方法,即以聚(苯乙烯-丙烯酸)乳胶粒子为模板,利用静电相互作用和液相沉积的方法,将氢氧化铁包覆在模板粒子表面,形成聚(苯乙烯-丙烯酸)/铁的氧化物核壳纳米复合粒子。通过TEM和SEM观察,Fe2O3晶粒在模板粒子表面生长并呈草莓状,壳层厚度均匀。该特殊结构有利于通过煅烧除核的方法获得硬质空心磁球。     

DNA/银纳米簇介导的功能核酸生物传感器研究进展

DNA/银纳米簇(DNA/Silver nanoclusters,DNA / Ag NCs)是以DNA为模板,NaBH_4和银离子为反应物生成的一种新型荧光纳米材料。近年来,银纳米簇以其出色的光物理性质、良好的生物相容性、低成本、低毒性等优点成为了生物传感器设计及应用研究的一个热点。对DNA/银纳米簇介导的生物传感器的信号输出方式进行分类,并总结了DNA / Ag NCs在体内成像和抑菌方面的应用;最后,对DNA/Ag NCs介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。     

生物催化剂的新成员

生物体内不断地进行着各种化学变化 ,这些化学反应之所以能在机体中十分温和的条件下迅速进行 ,其根本原因就是生物体内普遍地存在着生物催化剂。经典的生物催化剂都是蛋白质酶。然而近年来其他具有酶活性的生物催化剂的逐步发现 ,使人类对酶的认识产生了一次又一次重大飞跃。1　抗体酶 ( abzyme)1986年 ,美国 R.A.Lerner和 P.G.Schultz等人合成了具有酶催化活性的抗体 ,称之为抗体酶。它是一种人为制备的抗体 ,其结构既具有抗体的特征 ,在其可变区又赋予了酶的属性。抗体酶的制备方法之一是选择合适的某催化反应的过渡态类似物做半抗原 …     

家蚕丝腺细胞模板活性染色质中丝质基因的检测

以家蚕(Bombyx mori)丝质基因中具有高度特异性的核心区重复单元合成光敏生物素标记的DNA探针;利用斑点滤膜杂交及亲和素——酶联系统显色,检测出家蚕五龄末期(第6—7天)后部丝腺细胞模板活性染色质中富含丝质基因。在以相应的非模板活性染色质和全染色质作为对照下,测得丝质基因占模板活性染色质DNA的0.02%左右,相当于全基因组中含量的10倍。这一结果为模板活性染色质介导的基因转移提供了强有力的的分子生物学证据,说明利用模板活性染色质选择性地分离和转移某些目的基因是完全可能的。     

三种快速制备含重复序列质粒PCR模板的方法

为了探索含重复序列质粒PCR模板的快速简易制备方法,分别利用高速离心法、TE煮沸法和TE/SDS煮沸法处理过夜培养的含重组质粒大肠杆菌菌体,制备模板后进行PCR扩增发现,均能得到比较清晰的目的条带,可以用于含重复序列质粒的初步鉴定。相比较而言,高速离心5 min、TE煮沸3 min、TE/SDS煮沸2.5 min制备的样品PCR扩增后效果较好。这3种方法快速、简便、费用低、无污染,简化了PCR模板制备的过程,为重组质粒大量筛选鉴定的研究奠定了基础。     

综述——新型纳米生物材料的研发：稀土上转换荧光纳米材料的制备与生物应用

近几年,稀土上转换荧光纳米材料作为新型的荧光探针受到研究者的广泛关注,其优势在于光化学稳定性好、发射谱带窄、荧光寿命长、Stokes位移大等．同时,它利用近红外激光器作为激发光源,组织穿透能力好、对生物组织的损伤小、几乎没有背景荧光,使其应用于生物活体荧光成像成为可能．本文主要综述了最近稀土上转换荧光纳米材料在制备与生物应用方面的研究进展．