纳米羟基磷灰石/胶原复合材料制备方法研究

研究了在脱钙骨基质内原位沉积纳米羟基磷灰石的电化学方法,探讨了影响沉积的实验因素和条件.并利用红外光谱和X衍射表征无机相的组成,透射电子显微镜观测晶体的形态和尺寸,光学显微镜观察无机相分布,灰化法测定无机成分含量.结果表明,电化学方法可以制备出纳米羟基磷灰石/胶原复合材料,其无机成分为53 9±3.2%,并且无机相的组成、分布、性质与自然骨非常一致,是纳米复合材料.     

电化学发光在基因检测中的应用

电化学发光基因检测是把电化学发光的高灵敏性和传统分子生物学方法的稳定性结合于一体的一种新型的基因检测技术。与传统的基因检测方法相比,它具有无放射性危害、高灵敏度、操作简便等优点。近年被广泛地应用于核酸序列分析,基因突变分析,遗传病、转基因物种、病毒、微生物等的检测。本文概述了电化学发光的基本原理以及传统的基因检测技术,详细地介绍了电化学发光在当前基因检测中的应用现状,并对其前景作了展望。     

羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极对多巴胺的电化学行为研究

为了基于羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极建立更为先进的多巴胺生物传感器，以定量检测儿茶酚胺类神经递质多巴胺，利用自组装技术将半胱胺修饰于金电极上，再利用1-乙基-\[3-二甲基氨基丙基\]碳酰二亚胺盐酸化物/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）交联剂将羧基化石墨烯固定在修饰后的金电极上制成多巴胺电化学传感器。先对修饰电极进行表征以检验其灵敏度，再利用循环伏安法研究该电极在多巴胺溶液中的电化学行为，包括检测条件的优化和传感器性能的测定。修饰电极表征结果表明，羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极提高了电极传递电子的能力，具有较高的灵敏度。经单因素实验得出，最佳检测条件为利用pH 6.00的0.30 mol·L-1磷酸盐缓冲溶液（PBS）配制多巴胺溶液，扫描速率设定为200 mV·s-1。在最佳检测条件下，制备的多巴胺电化学传感器电流的大小随着多巴胺浓度的增大而增大，在1.0×10-3~3.5×10-3 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系，线性回归方程为I=8.120 6C+7.017，相关系数R2为0.999 5。且该传感器精密度好，稳定性强，具有一定的抗干扰能力。研究结果为药物盐酸多巴胺注射液中多巴胺含量测定提供了支撑。     

对萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料的制备及性能评价

制备采用1-萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合材料,并对其性能进行评价。首先制备了石墨烯基纳米银复合材料,采用1-萘磺酸钠修饰,记为AgNP/rGO-NA,然后通过与聚乙烯吡咯烷酮做保护剂的纳米银（PVP/AgNP）的比较,分析其稳定性,抗菌活性,细胞毒性。研究发现,纳米银AgNP在制备的复合材料表面的分布相对均匀,AgNP的质量分数为4.3%,粒径为5~15nm,Zeta电位为-42.5 mV;在无光或光照强度为3000 Lx（勒克斯）的低温光照仪环境下储存10 d,PVP/AgNP聚集作用较为明显,而AgNP/rGO-NA则分散性良好,聚集作用不明显;AgNP/rGO-NA具有更加良好的抗菌活性,生物相容性和相对较低的生物毒性。试验表明经过1-萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合材料质量可靠,性能良好,具有广阔的应用前景。     

水处理絮凝剂研究与应用进展

水处理絮凝剂的发展经历了从最初的传统絮凝剂,到无机高分子絮凝剂,再到有机高分子絮凝剂;从简单的天然有机高分子絮凝剂,到合成的有机高分子絮凝剂,再到基于生态安全性的天然改性有机高分子絮凝剂;从单纯的无机或有机高分子絮凝剂,到有机 无机复合絮凝剂;从化学絮凝剂,再到具有生态安全性能的生物絮凝剂.为了促进水处理絮凝剂的迅速发展和实际应用,本文综述了水处理絮凝剂在国内外的研究进展与应用现状,重点对化学和微生物两大类絮凝剂分别阐述了其特点以及在水处理中的应用情况,并对其发展方向进行了分析和评价;尤其是针对目前我国絮凝剂研究与开发应用中的不足,对今后的研究工作提出了一些建议和设想.     

PF127修饰的石墨烯复合材料的制备及其载药系统研究

实验制备负载阿霉素的PF127修饰的还原态石墨烯复合材料,并对其性能进行研究和评价。其方法是首先制备由弗朗尼克F127非共价功能化修饰的还原氧化石墨烯材料,记为PF127/GN,然后将该复合物对药物阿霉素进行负载,记为PF127/GN/DOX,并与未经阿霉素负载的纳米药物载体（PF127/GN）进行对比分析。观察其药物释放行为,细胞内递送过程和细胞毒性。研究发现,PF127/GN粒子大小为80μm左右,且粒子分布较均匀,厚度约增加至9.646μm;利用阿霉素对纳米载体进行负载之后,负载效果随药物浓度的增加而不断提高,负载在氧化石墨烯表面的阿霉素的释放行为可通过改变体系的pH值进行调节。负载了阿霉素的纳米药物载体能够发挥良好的释放作用,具有相对较强的生物毒性。因此经过阿霉素负载的PF127修饰的还原态石墨烯复合材料性能良好,具有广阔的应用前景。     

基于过氧化物模拟酶的电化学传感器的制备及其在食品检测中的应用

过氧化氢(H2O2)是一种极强的氧化剂,在食品中作为加工助剂主要起漂白、防腐作用,其残留对人体产生很大的危害,引发食品安全问题。因此,食品中的过氧化氢检测具有重要的现实意义。本研究中,笔者以水热合成法制备了3种过氧化物模拟酶,并对其活性进行了考察。将催化活性最好的Fe Co纳米复合材料修饰于金电极表面制备了H2O2电化学传感器。电化学测试结果表明:在小于1 000μmol/L的浓度下,标准曲线为i=0. 014 1c+8. 042(R2=0. 998);大于1 000μmol/L时,标准曲线为i=0. 007 4c+13. 618 (R2=0. 997),检测限(3σ/s)为4. 94μmol/L。该传感器具有快速稳定的电化学响应和较宽的线性范围,检测限低于食品安全国家标准(GB 5009. 226—2016)中的定量限3 mg/kg,即88. 2μmol/L,在食品检测中展现了良好的应用潜力。     

蓝藻有机无机复混肥对几种作物的增效试验

研究了几种专用蓝藻有机无机复混肥,并对农作物进行了田间肥效试验。结果表明,施用蓝藻有机无机复混肥与普通N、P、K复合肥相比较,对烟草,西芹,韭菜,康乃馨等都有增产和改良土壤的效果。烟草试验表明,蓝藻复混肥的施用量以900kg/hm2效果最好,烟草产量、产值、上等烟比例分别比对照增加7.28%,5.04%,19.81%;西芹试验表明,施用蓝藻有机无机复混肥的各处理比对照高,其中以900kg/hm2和1200kg/hm2最高;其次是600kg/hm2;分别比对照高17.1%、16.3%和9.5%;而施用蓝藻有机无机复混肥900kg/hm2和1200kg/hm2,韭菜的株高、叶宽和产量比对照分别提高了12.21%和13.32%;康乃馨产花量则以施肥量为1200kg/hm2的最高,产花量为4865枝/100m2,比对照高11.6%。韭菜和土壤样品中未检测出藻毒素含量,表明使用蓝藻有机无机复混肥对植物和土壤是安全的。利用水华蓝藻生产有机无机复混肥,既解决了富营养化湖泊大量暴发的水华蓝藻的巨大生物量处置难题,又达到了改善环境、增加了经济和社会效益。       

基于石墨烯及其相关材料高分析性能传感器研究进展

基于石墨烯优异的导电性能、大的比表面积、良好的生物相容性,在传感器的构建方面,表现出比其他材料更加优良的性能。石墨烯在传感领域中的应用一般通过功能化来实现,石墨烯与聚合物或纳米粒子的结合可以显著增强传感器的响应,提高检测的灵敏性。综述了近年来石墨烯及其相关材料在临床分析、环境监测和食品安全控制等传感领域中的应用研究进展,通过灵敏度、检测限等分析数据对具有良好水分散性和生物相容性,比表面大,表面修饰灵活以及制备简单的氧化石墨烯及其衍生物(含氧基团)为基础的传感器的分析性能进行了综合评价。同时对石墨烯及其衍生物这一新型传感材料在未来的研究趋势进行了展望:精确控制石墨烯单分散片的尺寸、形状;研究催化作用下的石墨烯与分析物分子电极反应间的传感机制;减少石墨烯片的聚集,精确控制石墨烯基传感系统微结构。未来可望发展具有更加强大特性的便携式、芯片化传感器,实现更短时间内复杂环境样品的多重分析,进一步提高检测灵敏性和选择性,增强传感器的稳定性和重复使用性,克服毒性和生物不容性。     

施用有机无机复混肥对夏玉米生长和水分利用的影响

对农业废弃物无害化处理后,添加一定的无机肥后制作成有机无机复混肥,使其肥料化资源利用.为了进一步研究有机无机复混肥的肥效,2001～2003年在夏玉米上进行了连续3年田间试验,试验结果表明,有机无机复混肥可以促进玉米生长,增加玉米生物产量1958.0～2770.5kg·hm-2,改善玉米产量结构,提高玉米籽粒产量866.0～1144.5kg·hm-2.并能降低玉米耗水系数,提高玉米水分利用效率2.680～3.399kg/ mm·hm2 .在旱地施用有机无机复混肥,可以提高旱地水资源的利用效率.     

电信号分子在电化学功能核酸生物传感器中的研究进展

电信号分子是应用于功能核酸电化学生物传感器中起着信号转换作用的具有电化学活性且能够和核酸相互作用或是可以标记在核酸链上的一类分子的统称。电信号分子对于功能核酸电化学生物传感器是必不可少的一部分,它对于电化学生物传感器检测的灵敏度和应用的普及性都至关重要。简要介绍了5大类电信号分子,即染料类电信号分子、金属有机配合物类电信号分子、纳米材料类电信号分子、类过氧化氢酶类电信号分子、有机小分子类电信号分子,详细阐述了这些电信号在功能核酸电化学生物传感器中的应用,主要从产生电信号的方式、实际应用以及每种电信号的使用优缺点进行分析,并对新的电信号分子的发现或设计进行了展望,以期对后续有关电信号的研究有借鉴作用。     

电化学法快速检测微生物的发展现状及趋势

自1898年Stewart提出利用电化学法检测微生物,电化学法已发展成为一种微生物快速检测的方法。根据检测的参数不同,电化学微生物检测法可以分为阻抗微生物法和介电常数法。阻抗法主要用于食品工业中微生物的快速检测(≤10⁷ cfu/mL),尤其用于易腐食品的微生物快速检测,以期实现在其发生明显腐败之前得到检测结果。而介电常数则用于生物发酵过程中的微生物数量的快速测定,可以实现在线监测微生物数量及生物发酵过程的实时控制。电化学法由于其检测迅速、可以实现自动化检测,在工业化生产中具有广阔的应用前景。     

生物电化学及其在环境监测中的应用

简要概述了生物电化学的研究领域,包括生物体系和生物界面模拟、生物分子的电化学、生物电催化、光合作用模拟和活组织电化学;总结了生物电化学传感器、生物芯片和生物电化学反应器在环境监测中的应用现状,并提出了其发展趋势,即不断向商品化方向发展,实现环境污染物的在线检测;利用基因技术,创造出检测能力更强的生物传感器和生物芯片;与其他精密分析仪器相结合,向多功能、集成化、智能化、微型化方向发展。     

金属有机骨架材料在样品前处理领域的研究进展

金属有机骨架材料是一类新型的有机-无机杂化多孔材料,由于其具有比表面积大、结构多样、物理化学性质稳定及孔道可调等优势,在分离领域表现出重要作用,尤其在固相萃取以及固相微萃取领域。本文中,笔者简要阐述近年来MOFs材料、复合材料、后修饰材料在固相萃取以及固相微萃取方面的应用进展,并对其应用前景作出展望。     

高等植物对有机氮吸收与利用研究进展

主要综述植物氨基酸营养生理生化和分子生物学研究的最新进展。长期以来,人们一直认为植物只能吸收无机态N,有机N必须矿化为无机N后才能被植物吸收利用,而近年来越来越多实验证明植物能吸收有机N,特别是氨基酸,其吸收能力因植物种类而异,生长在有机N丰富的北极,高山和亚高山生态环境中的植物甚至嗜好氨基酸,因此,不应过分夸大有机N矿化的重要性,迄今一些植物细胞质膜上的氨基酸转运子基因已被描述并加以克隆。     

石墨烯-多壁碳纳米管复合材料协同刃天青修饰阳极对微生物燃料电池性能的影响

【目的】利用石墨烯与多壁碳纳米管复合材料协同刃天青修饰微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)阳极,提高MFC的运行性能。【方法】以碳布为基底,采用滴涂法分别制备了刃天青/碳布(R/CC)、刃天青+石墨烯/碳布(R+GNS/CC)、刃天青+多壁碳纳米管/碳布(R+MWCNT/CC)、刃天青+石墨烯+多壁碳纳米管/碳布(R+GNS+MWCNT/CC)四种阳极材料。【结果】在降解高氯酸盐的过程中,与刃天青/碳布(最高输出电压54 m V)相比,刃天青+石墨烯/碳布、刃天青+多壁碳纳米管/碳布和刃天青+石墨烯+多壁碳纳米管/碳布阳极MFC最高输出电压分别为87、145、275 m V,分别提高了61.11%、168.52%、409.26%;高氯酸盐的还原速率也分别提高了59.1%、89.7%、147.3%。4种阳极的电化学交流阻抗(EIS)和塔菲尔(Tafel)测试发现,与刃天青/碳布阳极相比,刃天青+石墨烯/碳布、刃天青+多壁碳纳米管/碳布阳极活化内阻减小,电极反应速率提高,但刃天青+石墨烯+多壁碳纳米管/碳布阳极的活化内阻更小,电极反应速率更快,同时4种阳极附着微生物胞外聚合物(EPS)分析表明,修饰过的阳极附着微生物数量增加,多糖减少,R+GNS+MWCNT/CC阳极变化最大,更有利于微生物传递电子。【结论】石墨烯、多壁碳纳米管复合材料协同刃天青修饰MFC阳极可以减小活化内阻从而加快电子传递,进而提高MFC的性能。     

有机锌的富集载体及检测方法综述

有机锌在化学结构、生物学效价、使用效果及保护环境等方面都优于无机锌,通过富集转化可以将无机锌转变成有机锌。在富集转化的研究中,富集载体的选择,检测方法的使用都是极为关键的。本文对有机锌的富集载体、检测方法进行了总结和比较。     

氮掺杂石墨烯量子点对拟南芥主根生长方向的影响

石墨烯量子点(GQDs)在电化学生物传感器、生物成像和生物医学等领域具有巨大的应用潜力, 在公众和环境中的暴露程度也越来越高, 近年来其生物安全性备受关注。截至目前, 有关石墨烯量子点对植物生长发育影响的研究较少。该文从细胞和分子水平探究了氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)处理对拟南芥(Arabidopsis thaliana)主根生长方向的影响。结果表明, N-GQDs能够被根摄取, 并通过维管束运输。50-100 mg∙L^-1 N-GQDs处理可改变主根的生长方向, 使其朝着远离培养基的方向发生弯曲。研究发现, N-GQDs处理导致根尖小柱细胞中淀粉粒的积累减少, 生长素外排载体PIN3的表达量降低, 小柱细胞中的PIN3重新定位到远离培养基一侧的细胞外侧膜(即朝向空气), 促进根尖生长素的不对称分布, 从而引发主根朝着远离培养基的方向弯曲生长, 以避开较高浓度的N-GQDs环境。研究结果为进一步阐明N-GQDs处理改变根生长方向的机制提供了重要线索, 同时也为N-GQDs的生物安全性评价提供参考依据。     

不同施肥措施对我国南方稻田表土有机碳含量及固碳持续时间的影响

基于我国南方38个稻田试验点222个样本的表土有机碳数据,设5种施肥措施类型［无机氮肥(N)、无机氮磷肥配施(NP)、无机氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(O)和有机无机肥配施(OF)］,研究了不同施肥措施下我国南方稻田表土有机碳含量的相对年变化量和固碳持续时间.结果表明：5种施肥措施下,稻田表土有机碳含量相对年变化量集中在0～0.4 g·kg^-1·a^-1,两熟制和三熟制的表土有机碳含量相对年均增量分别为0.20和0.26 g·kg^-1·a^-1;有机肥处理(O和OF)比无机肥处理(N、NP和NPK)的表土有机碳含量相对年增量更高,其中,OF处理最高,为0.32 g·kg^-1·a^-1;随着时间的延长,土壤有机碳的累积速率逐渐降低,N、NP、NPK、O和OF处理下表土固碳持续时间分别为22、28、38、57和54年.从土壤固碳角度考虑,有机无机肥配施为我国南方稻田最佳施肥措施.     

不同施肥措施对我国南方稻田表土有机碳含量及固碳持续时间的影响

基于我国南方38个稻田试验点222个样本的表土有机碳数据,设5种施肥措施类型［无机氮肥(N)、无机氮磷肥配施(NP)、无机氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(O)和有机无机肥配施(OF)］,研究了不同施肥措施下我国南方稻田表土有机碳含量的相对年变化量和固碳持续时间.结果表明：5种施肥措施下,稻田表土有机碳含量相对年变化量集中在0～0.4 g·kg^-1·a^-1,两熟制和三熟制的表土有机碳含量相对年均增量分别为0.20和0.26 g·kg^-1·a^-1;有机肥处理(O和OF)比无机肥处理(N、NP和NPK)的表土有机碳含量相对年增量更高,其中,OF处理最高,为0.32 g·kg^-1·a^-1;随着时间的延长,土壤有机碳的累积速率逐渐降低,N、NP、NPK、O和OF处理下表土固碳持续时间分别为22、28、38、57和54年.从土壤固碳角度考虑,有机无机肥配施为我国南方稻田最佳施肥措施.