幾種典型納米材料演示文稿

幾種典型納米材料演示文稿目前一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點第一節(jié)納米金一、概述二、性質三、制備四、應用目前二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點一、概述（一）概念：納米金是指分散相粒子直徑在1～150nm之間的金溶膠，是由金鹽還原成金后形成的金顆粒懸液。又稱金溶膠、膠體金或金納米粒子。colloidalgold，nanogold,goldnanoparticle（二）納米金顆粒結構：由一個基礎金核(原子金)及包圍在外的離子層構成，離子層為負離子(AuCl2-)，外層為H+則分散在溶液中。呈球形(小顆粒)或橢圓形(大顆粒)。目前三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點目前四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點二、性質A膠體性質，特別是對電解質敏感，對試驗有影響。

B呈色性：膠體金的光散射性與溶膠顆粒的大小密切相關，一旦顆粒大小發(fā)生變化，光散射也隨之發(fā)生變異，產(chǎn)生肉眼可見的顯著的顏色變化。?。?~5nm橙黃色，中：10~20nm酒紅色，大：30~80nm紫紅色。

C光吸收性：膠體金有單一吸收峰，光波在510~550nm之間，隨顆粒變大而偏向長波長。利用這特性，可進行吸光度檢測。

D電子密度高，最早用于電鏡檢測

E密度大，介電常數(shù)大(SPR)，生物相容性好(IA)目前五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點三、制備檸檬酸三鈉法檸檬酸三鈉-鞣酸法枸櫞酸鈉法鞣酸-枸櫞酸鈉法白磷法抗壞血酸法乙醇-超聲波法硼酸鈉法（一）、制備方法——化學還原法目前六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1）取0、01％氯金酸(HAuCl4)水溶液100ml

加熱至沸，攪動下準確加入１％檸檬酸三鈉

(Na3C6H5O7.2H2O)水溶液

0.7ml，金黃色的氯金酸水溶液在２分鐘內變?yōu)樽霞t色，2）繼續(xù)煮沸15分鐘，冷卻后以蒸餾水恢復到原體積，3）如此制備的金溶膠其可見光區(qū)最高吸收峰在535nm，Ａ1cm

/

535

=

1.12

。金溶膠的光散射性與溶膠顆粒的大小密切相關，一旦顆粒大小發(fā)生變化，光散射也隨之發(fā)生變異，產(chǎn)生肉眼可見的顯著的顏色變化，這就是金溶膠用于免疫沉淀或稱免疫凝集試驗的基礎。1、檸檬酸三鈉法目前七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點HAuCl4H2O,100OCCit-Cit-Cit-Cit-Cit-Cit-目前八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點膠體金粒徑(nm)1%檸檬酸三鈉加入量(ml)膠體金特性

呈色λmax162橙色518nm24.51.5橙色522nm411紅色525nm71.50.7紫紅535nm還原劑用量不同，金顆粒大小也不同97.50.45紫灰2401470.3藍灰220目前九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點2、檸檬酸三鈉法-鞣酸法1）取

4ml１％檸檬酸三鈉，加入0~5ml１％鞣酸，0~5ml

25mmo/L

K2CO3（體積與鞣酸加入量相等），以雙蒸餾水補至溶液最終體積為20ml，加熱至60℃；2）取1ml１％的

HAuCl4，加于79ml雙蒸餾水中，水浴加熱至60℃；3）然后迅速將上述檸檬酸－鞣酸溶液加入氯金酸溶液中，于此溫度下保持一定時間；4）待溶液顏色變成深紅色(約需0.5~1小時)后，將溶液加熱至沸騰，保持沸騰5分鐘即可。改變鞣酸的加入量，制得的膠體顆粒大小不同。目前十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（1）10nm膠體金粒的制備：取0.01％HAuCl4水溶液100ml，加入1％枸櫞酸三鈉水溶液3ml，加熱煮沸30min，冷卻至4℃，溶液呈紅色。（2）15nm膠體金顆粒的制備：取0.01％HAuCl4水溶液100ml，加入1％枸櫞酸三鈉水溶液2ml，加熱煮沸15min～30min，直至顏色變紅。冷卻后加入0.1Mol/L

K2CO30.5ml，混勻即可。（3）15nm、18nm～20nm、30nm或50nm膠體金顆粒的制備：取0.01％HAuCl4水溶液100ml，加熱煮沸。根據(jù)需要迅速加入1％枸櫞酸三鈉水溶液4ml、2.5ml、1ml或0.75ml，繼續(xù)煮沸約5min，出現(xiàn)橙紅色。這樣制成的膠體金顆粒則分別為15nm、18～20nm、30nm和50nm.3、枸櫞酸三鈉法目前十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1）A液：1％HAuCl4水溶液1ml加入79ml雙餾水中混勻。2）B液：1％枸櫞酸三鈉4ml，1％鞣酸0.7ml0.1Mol/L

K2CO3液0.2ml，混合，加入雙餾水至20ml.3）將A液、B液分別加熱至60℃4）在電磁攪拌下迅速將B液加入A液中，溶液變藍，繼續(xù)加熱攪拌至溶液變成亮紅色。此法制得的金顆粒的直徑為5nm.如需要制備其它直徑的金顆粒，則按表15-1所列的數(shù)字調整鞣酸及K2CO3的用量。4、枸櫞酸三鈉-鞣酸法目前十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點金粒直徑

（nm）A液B液1％HAuCl4雙餾水1％枸櫞酸三鈉0.1Mol/L

K2CO31％鞣酸雙餾水517940.200.7015.101017940.0250.1015.8751517940.00250.0115.9875鞣酸-枸櫞酸鈉還原法試劑配制表目前十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（二）、注意事項方法金顆粒直徑白磷法5~12nm抗壞血酸法8~13nm枸櫞酸鈉法16~95nm檸檬酸鈉法16~147nm乙醇-超聲波法6~10nm硼酸鈉法2~5nm鞣酸-枸櫞酸鈉法15nm①還原劑不同，膠體金顆粒大小及特性不同②還原劑相同但用量不同，金顆粒大小也不同目前十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

一般5nm以下適用于組化法Ag、Ab檢測5~20nm適用于標記體液中Ag、Ab檢測，

20nm以上適用于免疫沉淀試驗。：③不同直徑的膠體金有不同的適用范圍④制備過程中不能使用金屬容器，因氯金酸對金屬有強烈的腐蝕性。另外由于氯金酸極易吸潮，應注意試劑保存。⑤金顆粒容易吸附于電極上使之堵塞，所以不能用pH電極直接測定金溶液的pH值。應選用緩沖容量足夠大的緩沖液(例如PEG20000液)穩(wěn)定膠體金后再測定或保存。⑥要得到大小更均勻的膠體金顆粒，可采用甘油或蔗糖密度梯度離心。⑦膠體金具有很高的動力學穩(wěn)定性，在穩(wěn)定因素不受破壞時自身凝聚極慢，可放置數(shù)年。影響因素有：電解質、溶膠濃度、pH、溫度。目前十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1成核過程成核過程是液相納米晶體生長的起始過程。晶體生長過程主要分為成核控制和擴散控制。對于很小的晶體，可能不存在位錯或其它缺陷，生長是由分子或離子一層一層地沉積進行的。因此，對于成核控制的晶體生長，成核速率可看作是晶體生長速率。當晶體的某一層長到足夠大時，溶液中的離子在完整表面上不能找到有效吸附點而使晶體的生長停止，這時，單個表面晶核和溶液之間形成不穩(wěn)定狀態(tài)。（三）、形成過程目前十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點2生長過程生長階段一般是擴散控制機理。從溶液相中生長出晶體，首要的問題是溶質必須從過飽和溶液中運送到晶核表面，并按照晶體結構排列。若這種運送受速率控制，則擴散和對流將會起重要作用。當晶體粒度不大于10μm時，在正常重力場或攪拌速率很低的情況下，晶體的生長機理為擴散控制機理。目前十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點在生長過程中反應主要在動力學生長和熱力學生長的平衡下進行。當反應溫度較高，單體濃度低時，反應基本受熱力學生長控制；而當反應溫度低，單體濃度高時，反應受動力學生長控制。動力學生長過程中影響晶體生長的主要有五個因素：晶體內在表面能(和動力學能壘△G直接相關)，反應溫度，前驅液單體濃度，修飾基分子和反應時間。目前十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點四、應用（一）膠體金標記技術（二）增強表面等離子體共振檢測（SPR）（三）表面增強拉曼散射檢測（SERS）（四）增強電化學中壓電檢測信號（QCM）目前十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（一）膠體金標記技術

免疫膠體金技術是以膠體金作為示蹤標志物應用于抗原抗體的一種新型的免疫標記技術。

膠體金標記實質上是蛋白質等高分子被吸附到膠體金顆粒表面的包被過程。

一些概念目前二十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1939-----雛形

Kausche等把煙草花葉病毒吸附到金顆粒上在電子顯微鏡下觀察金離子呈高電子密度。1971------作為標記物應用于免疫組織化學研究

Faulk等首先將兔抗沙門菌抗血清與膠體金顆粒結合，用直接免疫細胞化學技術檢測沙門菌的表面抗原。1974------實現(xiàn)間接免疫金染色法

Romano將膠體金標記到馬抗人的IgG上，實現(xiàn)了間接免疫金染色法

膠體金技術發(fā)展目前二十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點快速免疫金滲濾法(colloidalgoldimmuofiltrationassay,GIFA)

即穿流式(flowthrough)的固相膜免疫測定。主要由兩部分組成：膜滲濾裝置和標記結合物。前者為一塑料小盒，其中填滿吸水性物質，面上緊貼放置一片吸附有抗體(以雙抗體夾心法測抗原為例)的硝酸纖維膜，標記結合物為免疫金。A：金標記抗體B：標本中的抗原C：包被抗體D：NC膜E：吸水材料F：塑料盒

膠體金技術類型目前二十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

免疫層析法(colloidalgoldimmunochromatogra-phy，GICA)

是繼GIFA之后發(fā)展起來的另一種固相膜免疫測定，與GIFA利用微局限性膜的過濾性能不同，免疫層析法中滴加在膜一端的樣品溶液受膜的毛細管作用(基于層析作用的橫流（lateralflow）)向另一端移動。移動過程中被分析物與固定在膜上某一區(qū)域的受體(抗原或者抗體)結合而被固相化，無關物質則越過該區(qū)域而被分離，然后通過標記物顯色來判定試驗結果，以膠體金為標記物的實驗稱為膠體金免疫層析試驗。目前二十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點膠體金免疫色譜試紙加樣區(qū)反應區(qū)吸附區(qū)——將經(jīng)由加樣區(qū)而來的剩余的樣品、膠體金吸附在其中。該區(qū)提供色譜分析的動力。樣品墊——加樣區(qū)膠金墊——與樣品中待測物反應玻璃纖維素硝酸纖維素膜檢測線——檢測此處抗原/體與膠體金的反應質控線——檢測膠體上包被蛋白的活性濾紙或類似吸水紙的材料目前二十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點雙抗體夾心法競爭抗體法陽性陰性陽性陰性無效目前二十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點樣品墊(Samplepad)：玻璃纖維、聚酯膜、纖維素濾紙、無紡布等多種材質，多種規(guī)格，批間穩(wěn)定。作用：減緩樣品滲透速度，有利于樣品在結合墊上均勻分布；去除樣品中雜質顆粒；調節(jié)樣品液pH值或粘度等。樣本墊可使用化學物質進行浸漬處理，從而減少樣本差異，提高試驗的靈敏度。通?？梢詫⑾礈靹?、粘性增強劑、阻滯劑及鹽滲入樣本墊然后加以干燥，該工藝可避免使用復雜辨識劑/追跡緩沖液的麻煩，使檢測一步完成。目前二十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點膠金墊(Conjugatepad)：玻璃纖維、聚酯膜、纖維素濾紙、無紡布等多種材質，多種規(guī)格，批間穩(wěn)定。結合墊的作用主要為：

-吸附一定量的金標結合物顆粒；

-吸附并持續(xù)不斷的將樣品轉移到NC膜上；

-保持金標結合物顆粒的穩(wěn)定性；

-保證金標結合物顆粒定量完全釋放等。目前二十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點硝酸纖維素膜(Nitrocellulose)：推薦使用Millipore，MDI，S&S，whatman等國外公司的硝酸纖維素膜。

NC膜的作用：

-在檢測線和對照線條帶區(qū)域固定抗體；

-樣品在NC膜上流動并與試劑混合發(fā)生免疫反應；

-反應在NC膜上顯色，讀檢測結果

NC膜的重要參數(shù)：孔徑、對稱性、層析速度、表面活性劑、蛋白結合力、強度、表面質量、厚度、批間均一性等。目前二十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點硝酸纖維素膜與蛋白結合的原理主要有兩種假說：

1）首先兩者靠靜電作用力結合，然后靠H鍵和疏水作用來維持長時間結合。

2）首先兩者靠疏水作用結合，然后靠靜電作用來維持長時間結合。

兩條假說，都表明其結合過程分為兩步，首先結合和后面長時間結合。由于結合原理的不明確性，導致在這方面的工作非常依賴實踐經(jīng)驗。目前二十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點硝酸纖維膜的選擇膜的分類標準(μm和s)

μm:指的是膜孔徑，

s:以秒為單位的定義為，每4cm膜，水的層析時間是***s.

換算情況大致為：8um=135s；6um=180s不同秒數(shù)的膜對反應的影響

通過速度越快和包被在T線的物質反應時間也就越短，讀數(shù)快，那么靈敏度也就越低。反之，反應時間長，讀數(shù)慢，也就靈敏度高。同時還有一個問題是，反應時間越長，發(fā)生非特異性結合的可能性就越大，所以過長時間的反應不一定就能夠真正的提升靈敏度。

135s一般用在雙抗體夾心法，180s一般用在競爭法.

目前三十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點如何選擇物理性能

膜的物理性能主要是2個參數(shù)，膜厚度和寬度厚度不均勻影響生物原料在膜上的擴散性能，點出來的C/T線寬窄不一，另外也影響爬速；

寬度(檢測區(qū)的長度)和爬速及靈敏度的關系跑水性能注入足夠溶液到槽內，將不同批次膜每隔1cm做一次標記（總長大于4cm）并放到傾斜支架，整個支架下端放入溶液槽，膜開始吸液，計時。記錄每個標記處的通過時刻，并與對照組比較。跑板時，理論上溶液呈水平線形式上吸，觀測是否有波浪傾斜或包圍潤濕等反?，F(xiàn)象。點樣測試

C/T線出線時間和靈敏度目前三十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點片材：

不干膠塑料襯底，片材的質量很大程度上影響了產(chǎn)品的貨架期。吸收墊(AbsorbentPad)：提供高吸收率、高容量以及相對穩(wěn)定吸收率的吸收紙；吸收紙的作用：

主要表現(xiàn)在控制樣品的流速，促進虹吸作用以及使試劑跨過膜而不僅僅移到膜上。目前三十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點研究和應用膠體金法檢測HEV-IgM膠體金法檢測TB-Ab(雙抗原夾心法)目前三十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點優(yōu)點：檢測方法簡單而快速，數(shù)分鐘即可得出結果；不需儀器設備，操作人員不需特殊訓練；試劑穩(wěn)定，適用于單份測定；無污染。

GICA的特點是單一試劑，一步操作。小型實驗室即有條件開發(fā)生產(chǎn)。干燥包裝的試劑可在室溫保存一年以上。

成為目前“病人身邊檢驗”（point-of-caretesting，POCT）中廣為應用的方法。

膠體金技術特點目前三十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

最近由于原料的精選和制作工藝的改進，已能制備出可用于定量測定的GICA試劑。Roche公司生產(chǎn)的用于急性心肌梗死診斷的肌鈣蛋白和肌紅蛋白的GICA試劑和匹配的簡便測讀器CardiacReader，其精密度和準確性均符合定量測定要求。

不足：

金免疫測定中應用的是單份試劑，難于進行質量控制。即使是同一批生產(chǎn)的試劑，也很難保證每個試劑的同一性。因此金免疫測定一般只能用于定性試驗。其定量檢測和靈敏度的提高還有賴于新原料和新材料的開發(fā)與應用。目前三十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1.標記原理：表面帶負電荷的膠體金與蛋白質的正電荷基團因靜電吸附而結合。膠體金+Ag/Ab金標Ag/Ab(Ag*/Ab*)2.標記步驟：調節(jié)金溶膠至所需pH(用0.2mol/LK2CO3或0.1mol/LHCl)

加入蛋白質溶液(100ml:2~3ml)，攪拌加入5ml1%PEG20000溶液離心分離30~60min(膠體顆粒不同則離心條件不同)

沉淀懸浮于含0.2~0.5mg/mlPEG20000的緩沖液中。

免疫膠體金的制備目前三十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點3.免疫金的純化和鑒定：純化：

A超速離心：速度根據(jù)直徑和蛋白的不同而不同。5.9nm膠體金-SPA，用50000×g，而15.5nm膠體金-SPA，用15000×g。

B密度梯度離心。

C凝膠過濾或層析：對洗脫液、pH、流速均有不同要求。鑒定：

A電鏡觀察測定顆粒大小

B測定反應特異性和敏感性。

目前三十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點4.免疫金制備注意事項：①在pH接近或略高于蛋白質等電點時標記，可使蛋白質在金顆粒表面的吸附量最大。需要提高膠體金的pH值時可用0.1mol/LK2CO3，需要降低膠體金的pH值時可用0.1mol/LHCl。測定金溶液的pH可能損害pH測定計的探頭，因此，一般用精密的pH試紙測定其pH即可.②蛋白質溶液應避免磷酸根和硼酸根等鹽類離子的存在，因為它們可被吸附在金表面而影響對蛋白質的吸附，并可死溶膠沉淀，所以應在標記前對低離子強度的水透析去鹽。③免疫金的穩(wěn)定性隨溶液pH而變化，pH接近或略高于蛋白質等電點時較穩(wěn)定。④免疫金的保存通常需加入穩(wěn)定劑，蛋白質、葡聚糖、PEG20000、明膠等均是良好的穩(wěn)定劑。目前三十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點常用幾種蛋白質標記時膠體金所用的pH值目前三十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1.斑點金免疫滲濾試驗2.斑點金免疫層析試驗3.免疫金銀染色法（IGSS)4.凝集試驗5.在電鏡水平的應用：金顆粒有高等的電子密度。

免疫測定目前四十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點早期應用組織或細胞成分或受體研究，如植物血凝素受體定位多肽類激素的定位研究，如小鼠海馬免疫反應神經(jīng)元中縮膽囊素、小鼠垂體前葉生長激素酶的研究，如豬腎上腺皮質細胞色素P450腫瘤或疾病相關抗原的定位檢測，如小鼠乳腺癌病毒抗原（MMTV）組織細胞形態(tài)發(fā)生研究目前四十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Figure7.Lightscatteringimagesofthreedifferentcellsafterincubationwithanti-EGFRantibodyconjugatedgoldnanospheres.NanoLett.,2005,5(5),829-834Anal.Chem.,2008,80(15),5951-5957

Figure11.TIR?uorescenceimagesofHeLacellsincubated(a)inpuremedium,(b)inthemediumwithfreeGNPs,(c)inthemediumwithBSAconjugatedGNPs,and(d)inthemediumwithanti-EGFRantibodyconjugatedGNPs.J.Biomed.Opt.,2007,12(3),034007NanoLett.,2005,5(4),709-711

目前四十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點J.Am.Chem.Soc.,2001,123(32),7961-7962目前四十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Science289,1757(2000)目前四十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點J.Am.Chem.Soc.2001,123,5164-5165目前四十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（二）增強表面等離子體共振檢測（SPR）表面等離子體共振(surfaceplasmonresonance,SPR)是一種敏感的表面分析分析技術，它是通過分子吸附在重金屬膜上引起介電常數(shù)的變化來進行檢測。20試劑90年代以來，廣泛用于生物分子、藥物分子相互作用的研究。然而，常規(guī)的SPR測試不能檢測到折射系數(shù)的微小變化，限制其在超敏感檢測中的應用。納米金由于其易于制備、密度高、介電常數(shù)打及良好的生物相容性等特點，已被廣泛用于增強SPR響應。（J.Am.Soc.2000,122,9071）SPR響應的增加是金膜表面質量、納米金的介電常數(shù)、納米金與金膜之間電磁耦合等因素作用的綜合結果。目前四十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點J.Am.Chem.Soc.2000,122(38),9071-9077目前四十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（三）表面增強拉曼散射檢測（SERS）表面增強拉曼散射（SERS），是在普通的拉曼散射的基礎上發(fā)展起來的一種技術。一些分子被吸附到適合的粗糙金屬表面上時，它們的拉曼信號會增加104～107倍，極大提高拉曼信號的強度。納米金就可以增強拉曼散射的信號，利用其可進行DNA的檢測。（science2002,297,1563）目前四十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Science2002,297,1536目前四十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（四）增強電化學中壓電檢測信號（QCM）壓電檢測法是一種利用石英晶體微天平（QCM）進行測量的電化學檢測法。QCM是通過測定振子的基頻共振頻率的變化來檢測微小質量的變化，檢測靈敏度高一般可達納克級，且重現(xiàn)性較好，在測定DNA的固定、雜交等方面有廣泛應用。（ChemCommun2000,953;ChemCommun2000,1025）與小分子物質相比，納米金的質量較大，因而得到的振蕩頻率的變化也大，從而提高了檢測靈敏度。目前五十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Chem.Commun.2000,953–954目前五十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Chem.Commun.2000,1025–1026目前五十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Anal.Chem.2001,73(18),4450-4456目前五十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（一）免疫金標記技術應用的深入免疫金電鏡的應用新進展細胞分選標記物免疫印跡技術生物傳感器快速診斷技術目前五十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點復合金屬納米探針Cui等以銀為核、金為殼，利用晶種生長法合成出AgcoreAushell的核殼型納米粒子，并將這種復合金屬納米粒子表面通過共價作用修飾上抗體使其成為探針。當樣品中的抗原與固定在硅片上的抗體反應后再與AgcoreAushell探針發(fā)生特異反應形成三明治結構的復合物。利用表面增強拉曼散射光譜(SERS)檢測抗體和抗原之間的特異性作用，為金標試紙的儀器檢測開辟了道路,左圖是該方法的模擬圖。目前五十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（二）免疫原性應用半抗原載體應用免疫增強佐劑作用免疫治療劑作用目前五十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（三）其他微波增強膠體金標記效果電解方法制備納米金屬粉末熒光增強機理在芯片檢測中的應用前景目前五十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點展望進一步提高檢測靈敏度實現(xiàn)檢測多元化臨床醫(yī)學診斷和病理研究分子水平上研究和理解病變的機理實現(xiàn)可定向輸送和釋放的靶向性藥物目前五十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點結論膠體金獨特的理化特性及作為標記物的獨特優(yōu)點使其在生物醫(yī)學研究的各個領域得到廣泛應用。目前五十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點第二節(jié)磁性納米粒子一、概述二、性質三、制備四、應用目前六十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點一、概述

磁性是物質的基本屬性之一。磁性的產(chǎn)生是由圍繞核外運動的電子繞核旋轉和自傳產(chǎn)生磁矩的結果。磁場對處于其中的許多物質都有作用，使其磁化。磁化了的物質即磁介質也會產(chǎn)生附加磁場，從而對磁場產(chǎn)生影響。實驗表明，不同的磁介質對磁場的影響是不同的。假設沒有磁介質某點的磁感應強度為B0,放入磁介質后因磁介質被磁化而產(chǎn)生的附加磁感應強度為B’,那么該點的磁感應強度B’應為這兩個磁感應強度的矢量和，即B=B0+B’。根據(jù)B’相對于B0的方向以及強弱，可將磁介質分為三種：1．B’與B0方向相同，使得B>B0，稱為順磁質2．B’與B0方向相反，使得B<B0，稱為抗磁質3．B’與B0方向相同，但B’>B0，B>>B0，稱為鐵磁質順磁質和抗磁質的B’對原磁場影響比較微弱，統(tǒng)稱為弱磁物質。目前六十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點磁性納米粒子是指大小在納米尺度的磁性材料，如Fe2O3和Fe3O4等的納米粒子等，具有順磁性，在外加磁場的作用下產(chǎn)生的磁矩與外加磁場一致，進而受外加磁場的吸引。磁性納米材料可分為有機磁性納米材料和無機磁性納米；前者的代表是有機磁性高分子材料，后者主要是鐵、鈷、鎳、錳、鉑及其合金和氧化物等。目前六十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點磁性納米粒子具有以下優(yōu)勢：（1）粒徑小，能夠有效進入細胞等生物體系內部；（2）比表面積大，與生物物質結合效率高；（3）磁性強，磁操縱和分離方便；（4）具有超順磁性，即在無外加磁場時無剩磁，可避免納米粒子間因磁性吸引相互團聚而帶來的分散困難目前六十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點二、性質超順磁性高矯頑力低居里溫度高磁化率

目前六十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點超順磁性超順磁性:納米微粒尺寸小到一定臨界值時，各向異性能也減少到與熱運動能可相比擬，磁行方向就不再固定在一個易磁化方向，易磁化方向作無規(guī)律的變化，結果導致超順磁性的出現(xiàn)。不同種類的納米磁性微粒顯現(xiàn)超順磁性的臨界尺寸是不同的。例如a－Fe，F(xiàn)e3O4和，α－Fe2O3等粒徑分別為5nm，16nm和20nm時變成超順磁體．這時磁化率c不再服從居里一外斯定律

c=C／(T-Tc)例如粒徑為85nm的納米Ni微粒，c服從居里一外斯定律，而粒徑小于15nm的Ni微粒，矯頑力Hc→0，這說明它們進入了超順磁狀態(tài)。目前六十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點目前六十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點高矯頑力

矯頑力納米微粒尺寸高于超順磁臨界尺寸時通常呈現(xiàn)高的橋頑力ＨC．例如，用惰性氣體蒸發(fā)冷凝方法制備的Fe納米微粒。隨著顆粒變小飽和磁化強度Ｍｓ有所下降，但矯頑力卻顯著地增加，在５.5K時達1.27×105A/m。室溫下，F(xiàn)e的矯頑力仍保持８×104A/m,而常規(guī)的Fe塊的矯頑力為80A/m。目前六十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點目前六十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點高矯頑力的起源有兩種解釋：一致轉動模式和球鏈反轉磁化模式．一致轉動磁化模式基本內容是：當粒子尺寸小到某一尺寸時，每個粒子就是一個單磁疇，例如對于Fe和Fe3O4單磁疇的臨界尺寸分別為12nm和40nm。每個單磁疇的納米微粒實際上成為一個永久磁鐵，要使這個磁鐵去掉磁性，必須使每個粒子整體的磁矩反轉，這需要很大的反向磁場，即具有較高的矯頑力．許多實驗表明，納米微粒的Hc測量值與一致轉動的理論值不相符合．也有人認為，納米顆粒的高矯頑力來源應用球鏈反轉磁化模式來解釋，即由于靜磁作用球形納米Ni微粒形成鏈狀，計算結果與實驗值可比擬，略大于實驗值，修正后，可定性解析高嬌頑力。目前六十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點低居里溫度居里溫度是物質磁性的重要參數(shù)，通常與交換積分Jc成正比，并與原子構型和間距有關。對于薄膜，理論與實驗研究表明，隨著鐵磁薄膜厚度的減小，居里溫度下降。對于納米微粒，由于小尺寸效應和表面效應而導致納米粒子的本征和內稟的磁性變化，因此具有較低的居里溫度。例如體相Ni的居里溫度為631K；85nm粒徑的Ni微粒為623K；而18nm粒徑的Ni粒子為573K。超順磁性顆粒的居里溫度，隨粒徑的下降有所下降。目前七十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點居里溫度:是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度。低于居里溫度時該物質成為鐵磁體，此時和材料有關的磁場很難改變。當溫度高于居里溫度時,該物質成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。這時的磁敏感度約為10-6。超順磁狀態(tài):指當磁性顆粒很小時(處于納米級),常溫下也可以呈現(xiàn)出磁極的隨意性,這種狀態(tài)叫做超順磁狀態(tài).目前七十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點目前七十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點高磁化率

納米微粒的磁性與它所含的總電子數(shù)的奇偶性密切相關，每個微粒的電子可以看成一個體系，電子數(shù)的宇稱可為奇或偶。一價金屬的微粉，一半粒子的宇稱為奇，另一半為偶，兩價金屬的粒子的宇稱為偶，電子數(shù)為奇或偶數(shù)的粒子磁性有不同溫度特點。電子數(shù)為奇數(shù)的粒子集合體的磁化率服從居里一外斯定律，c=C/(T-Tc),量子尺寸效應使磁化率遵從ｄ-3規(guī)律;電子數(shù)為偶數(shù)的系統(tǒng),c∝kBT,并遵從ｄ２規(guī)律。納米磁性金屬的工值是常規(guī)金屬的20倍。

目前七十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點三、制備要求:具有高的比飽和磁化強度,有利于靶向操控.具有低的剩余磁化強度,避免磁性團聚.具有較小的粒徑和較好的單分散性以使其具有均一的物理化學及生物學性能.通常與高分子材料結合為核-殼型結構.目前七十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點物理法—機械球磨法；耗時長、粒徑不均一生物法—從各種生物體中提??；可控性差化學法—均相法：共沉淀法、高溫分解法

非均相法；微乳液法、凝膠-溶膠法、超聲化學法、激光分解法方法目前七十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（一）共沉淀法原理：在水溶液中同時水解二價和三價的鐵離子來實現(xiàn)磁性Fe3O4納米粒子的制備。1、以Fe2+為水解反應原料，同時采用不同種類的氧化劑在Fe2+水解的同時，將其部分氧化成Fe3+，最后得到相應產(chǎn)物。2、以Fe3+為水解反應原料，同時采用不同種類的還原劑將Fe3+部分還原成Fe2+，最后得到相應產(chǎn)物。3、同時水解按一定比例混合的Fe2+和Fe3+目前七十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點JColloidInterfaceSci1980,74,227JColloidInterfaceSci1999,215,190ChemMater1996,8,2209ChemMater2003,15,1617共沉淀法具有實驗操作簡便，反應條件溫和等特點。然而由于鐵在自然界存在多種氧化物和氫氧化物，而且相互之間很容易轉化，因此在水溶液中通過水解的方法來制備磁性納米粒子，其產(chǎn)物組成的控制是該方法面臨的重要問題，所得產(chǎn)物往往是鐵氧化物和鐵氫化物的混合物。此外在制備過程中粒子的成核和生長過程受復雜水解平衡反應的控制，因此得到的粒子普遍存在尺寸分布較寬的缺點。目前七十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（二）高溫分解法原理：在高沸點溶劑中加熱分解有機金屬化合物來制備納米粒子的一種方法。將反應原料(一般為易分解的有機金屬化合物)快速注入含有表面活性劑的高溫溶劑中實現(xiàn)納米粒子的快速成核，再通過對反應溫度的和時間的控制得到不同尺寸的同時又具有較窄粒度分布的納米粒子。將反應原料在低溫下預先混合，然后緩慢加熱至反應開始，在粒子的生長過程中不斷補加反應原料來維持體系中恒定的過飽和濃度，最后可得到窄粒度分布的粒子。粒度范圍10%～5%目前七十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點高溫分解法制備的磁性納米粒子具有粒度分布窄、尺寸和形貌可控、避免水參與反應等特點。但粒子的疏水性卻大大限制了它們在生物醫(yī)學領域的應用。J.Am.Chem.Soc,1999,121,11959J.Am.Chem.Soc,2000,122,8581J.Am.Chem.Soc,2001,123,12798J.Am.Chem.Soc,2002,124,8204J.Am.Chem.Soc,2004,126,273Science,2001,291,2115NatureMaterials,2003,2,88目前七十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（三）微乳液法和反相膠束法該法是利用水、油和表面活性劑三元體系形成的微乳液和反向膠束作為反應場來制備納米粒子的方法。將兩種互不相溶的液體，在表面活性劑作用下形成的熱力學穩(wěn)定、各向同性、外觀透明或半透明、粒徑1~100nm的“油包水”分散體系。可將每個水相液滴看作一個微型反應器，通過控制膠束及液滴的形態(tài)、結構、極性等性質，可望從分子規(guī)模來控制粒子的大小、結構、特異性等。表面活性劑作用：一方面可有效的阻止納米粒子的聚集和進一步生長；從而實現(xiàn)對粒子尺寸的有效控制，另一方面可以為粒子提供可溶性或可分散性；再次，表面活性劑的形狀和極性的大小對膠束的形狀有著重要影響，這為制備各種形貌的無機納米粒子提供了可能。目前八十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Naturematerials,2003,2,1983Langmuir2003,19,9486Adv.Mater.2003,15,1761J.Phys.Chem.B2004,108,2200該法在磁性納米粒子的尺寸分布及其形貌控制方面體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，但所得到的粒子往往在結晶度和磁響應性能等方面還有待提高。目前八十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（四）超聲化學法該法是利用超聲波的空化作用瞬間所產(chǎn)生的高溫（>500O0）、高壓（>20MPa）以及極高的冷卻速率（1010K/S）等極端條件促使氧化、還原、分解和水解等反應的發(fā)生來制備納米粒子。Suslick等人采用聚乙烯基吡咯或油酸作為穩(wěn)定劑防止團聚，將Fe(CO)5在辛醇中用高強度超聲分解，制得了3～8nm的無定形Fe與FeO超順磁性納米粒子。進一步的，Ulman等人用超聲方法在超聲制得的γ-Fe2O3外包裹上十八烷基硅烷（OTHS.CH3(CH2)17SiH3），結果發(fā)現(xiàn)由于晶型的改善，納米粒子的磁性明顯增強。目前八十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點J.Am.Chem.Soc,1996,118,11960.Langmuir,1998,14,1512.Langmuir,1999,15,1703.Chem.Mater.,2002,14,1778.Chem.Mater.,2003,15,1378.JMaterChem.,2004,14,944.可見此種制備方法簡便易行，產(chǎn)率高，但產(chǎn)物的粒徑和形貌不太均一，此外產(chǎn)物在結晶度方面存在較低的原因。目前八十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（五）其他方法激光分解法J.Appl.Phys.1996,79,5063J.Appl.OrganometalChem.2001,15,365電化學沉積法Chem.Mater.1999,11,141g射線輻射法Chem.Mater.2002,14,1048目前八十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點細胞篩選細菌、病毒分離檢測

核酸蛋白質分離富集腫瘤治療靶向藥物輸送疾病診斷應用四、應用目前八十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（一）在分離中的應用原理：利用外磁場從混合物中分離與磁性納米粒子表面發(fā)生識別作用的物質。方式：移去上清液（a）目前八十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點磁場液體流動移去磁場液體流動液體流動（c）（b）NuFeB永磁鐵目前八十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點1、細胞細胞磁免疫分離方法是細胞生物學和藥學研究中的重要方法之一。大量的磁免疫分離都是基于磁性納米粒子或球表面的抗體與抗原或粒子表面的配體與受體之間的相互作用來實現(xiàn)細胞的快速分離。有直接和間接法：直接法就是直接用偶聯(lián)有抗體的粒子加入帶分離體系，從而分離細胞；間接法是用鏈霉親和素或二抗的粒子，來分離細胞。重要應用：通過出去腫瘤患者骨髓夜中的腫瘤細胞來輔助腫瘤的放射療法。實現(xiàn)CD34+細胞（干細胞）的選擇性分離目前八十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點細胞磁分離技術優(yōu)點：磁性載體與細胞識別的過程基本可以保證不破壞被識別的細胞的形態(tài)，同時也不影響非識別細胞。分離純度可達95%～99%不影響細胞的功能和活性，經(jīng)分離的細胞存活率可達90%左右分離操作方便、快捷與常用的磁性微球相比：較小的尺寸可以避免與細胞識別時對細胞產(chǎn)生機械應力可縮短孵育時間，加快分離流程磁性納米粒子形成穩(wěn)定膠體分散體，不發(fā)生聚集和沉淀具有生物相容性目前八十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Nature1977;268:437-440.Science1980;208:364-368.Immunol,1997,159:3247.Anal.Chem.2006;78:2918-2924.

目前九十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點2、細菌和病毒的檢測與分離四大食品中的細菌：大腸桿菌O157、李斯特、沙門氏、志賀氏2003SARS2004禽流感2008手足口病常規(guī)的檢測方法其檢測限通常只達到100cfu/mL：建立高效、快速、靈敏的細菌、病毒檢測方法顯得尤為緊迫……目前九十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Anal.Chem.2004;76:4806-4810.Chem.Commun.2003;15:1966-1967.J.Am.Chem.Soc.2003;125:15702-15703.

J.Am.Chem.Soc.

2007;129:13392-13393.

目前九十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點3、蛋白質和核酸的分離與檢測蛋白質和核酸的分離式生物技術中一項艱巨而繁重的任務，然而到目前為止，還沒有一種成熟和完善的可以把任一組分從復雜生物混合體系中分離出來的方法。常用方法：離心、電泳、親和層析等磁流體中的磁性納米粒子在外磁場作用下通?？勺园l(fā)的形成間距從亞微米到100微米的規(guī)則排列的磁柱，可用來分離不同分子量的DNA。表面修飾有次氮基三乙酸的磁性納米粒子為載體，在Ni2+參與下實現(xiàn)對帶有His殘基的蛋白質的分離。目前九十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點Science.2002;295:2237.J.Am.Chem.Soc.2004;126:3392.

J.Am.Chem.Soc.2002;124:4208.Science.2003;301:1884.J.Am.Chem.Soc.2004;126:5932.Angew.Chem.IntEd.

2001;40:17.

Angew.Chem.IntEd.

2003;42:2372.

目前九十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（二）靶向藥物輸送中的應用所謂靶向藥物技術就是利用藥物載體的pH敏、熱敏、磁性等特點在外部環(huán)境的作用下對病變組織實行定向給藥。磁性納米粒子具有粒徑小、毒性低、在磁場中有較好響應等特點。這種特性使得載藥的磁性微粒在體內不聚集,不堵塞血管,能夠均勻分布并擴散到靶區(qū),產(chǎn)生治療作用，是當前藥物載體的研究的熱點。通過對磁性粒子表面功能化,在外加磁場的作用下,將藥物載至預定區(qū)域,實現(xiàn)靶向給藥技術，從而提高藥物的效用,減少其毒副作用。特別是順磁性或者超順性的納米氧化鐵顆粒在外加磁場的作用下，當溫度上升值40～45℃時，可以殺傷腫瘤。目前九十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點用生物高分子如氨基酸、多肽、蛋白、酶等包裹生物相溶性和散單分性好的無機磁性納米顆粒,再與藥物結合制成載藥分子,在外加磁場作用下,通過磁納米顆粒的磁性導向性使藥物準確作用于病變部位,增強對病變組織的靶向行,降低對正常組織細胞的傷害.目前九十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點CancerRes.1996;56:4686-4693.CancerRes.1996;56:4694-4701Med.Hypotheses1979;5:83-102.Biomagn.Res.Technol.2004;2:1.Biotechnol.Appl.Biochem.1994;21:125-137.

目前九十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點優(yōu)點:相比其他藥物載體,磁納米顆粒粒徑比毛細血管還小1-2個數(shù)量級在外加磁場的作用下靶向能力更加優(yōu)越,定點滯留作用強載藥磁性納米顆粒對機體無毒害作用,可通過人體肝脾自然排泄通過控制磁性納米顆粒形成的細微結構可以達到對藥物的控釋作用目前九十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點（三）在臨床診斷與疾病治療中的應用磁納米粒子在疾病診斷方面的應用主要是基于磁共振成像(MRI)技術。當磁性納米粒子的粒徑小至一定的尺寸時，它們表現(xiàn)出超順磁性，即在較弱的磁場中可以產(chǎn)生較大的磁性，而當外磁場撤消后磁性也訊速消失，這種性質使它們可以被用于磁共振成像(MRI)。磁共振成像(MRI)可用于對生物體內臟器官和軟組織進行無損傷的快速檢測，是檢測腫瘤最為有效的臨床診斷方法之一。熱療法也是治療腫瘤的一種方法，將溫度控制在42～46度之間的療法為過熱療法，47度以上稱為熱消融療法。磁流體過熱治療腫瘤。目前九十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點J.Magn.Reson.Imaging1994;4:292-301.臨床放射雜志1995;14:24-26.Adv.DrugDeliverRev,1995,16321.Bioconjugate.Chem.1999;101:86-191.NatBiotechnol,2000,18,410NatBiotechnol,2001,19,1141MedHypotheses,1979,5,83目前一百頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點磁性納米材料通過磁導向作用解決了因靶部位載體濃度不足而引起的轉染效率問題DCIONP(一種外包葡萄糖的磁性四氧化三鐵顆粒)可以在一定PH值下,保護目的DNA不被水解是非生物材料,不會引起免疫反應可介導外源基因的整和,以長期表達目前一百零一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點第三節(jié)量子點一、概述二、性質三、制備四、應用目前一百零二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點量子點(QuantumDots，QDs)可以解釋為半徑小于或接近于激子玻爾半徑的半導體納米晶粒，是半導體介于分子和晶體之間的過渡態(tài)，具有獨特的量子尺寸效應和表面效應.具有優(yōu)良的納米熒光效應。一般由II/VI或III/V元素組成，如：CdSe,ZnS,CdS,CdTe,InP等一、概述量子點納米金磁性納米鐵目前一百零三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點量子點(QDs)：粒徑小于或接近于激子玻爾半徑的半導體納米晶粒。是半導體界于分子和晶體之間的過渡態(tài)。具有獨特的量子尺寸效應和表面效應，表現(xiàn)出優(yōu)良的熒光納米效應。

目前一百零四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點二、性質寬的吸收峰窄而對稱的發(fā)射峰

耐光漂白一元激發(fā)多元發(fā)射J.Phys.Chem.1996,100,13226-13239目前一百零五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點寬激發(fā)譜；窄發(fā)射峰，對稱發(fā)射;熒光強度強、光漂白速率慢、穩(wěn)定性好。目前一百零六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點顏色可調，一元激發(fā)多元發(fā)射Science

1998;281:2013-2016Nat.biotechnol.

2001;19:631CdSe2.1,2.4,3.1,3.6,4.6nmInP3.0,3.5,4.6nmInAs2.8,3.6,4.6,6.0nm目前一百零七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點三、制備II-VI型量子點的制備水相無機合成路線a.常規(guī)加熱沉淀法

J.Am.Chem.Soc.1950,72,4847J.Am.Chem.Soc.1947,69,1184J.Chem.Phys.1984,80,4464b.微波輔助制備法J.Phys.Chem.B2000,104(31),7344MaterialsLetters2001,47(1-2),25c.水熱合成和溶劑熱合成法無機化學學報1999,15(1),1d.在定域模板里合成J.Am.Chem.Soc.2000,122(1),12886J.Phys.Chem.B1999,103,7613目前一百零八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點金屬化合物/元素有機物

路線Cd(CH3)2、Zn(CH3)2-Se

、(TMS)2S/TOPO→

CdO、Zn(Ac)2、CdCO3-Se

、(TMS)2S/TOPO、有機膦酸、有機胺等

J.Am.Chem.Soc.1998,120,5343Nature2000,404,59

J.Am.Chem.Soc.2001,123,183

J.Am.Chem.Soc.2001,123,1389

NanoLetters2001,1(6),333核/殼結構量子點的制備穩(wěn)定性增強，熒光性質更加優(yōu)越CdSe/ZnSJ.Phys.Chem.1994,98,4109

J.Am.Chem.Soc.1990,112,1327J.Phys.Chem.B1997,9463J.Am.Chem.Soc.2000,12142J.Am.Soc.Chem.2003,126,12567

目前一百零九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點金屬化合物/元素有機物路線此路線是基于有機物與無機金屬化合物或有機金屬化合物之間的反應而進行的。用有機金屬試劑如Cd(CH3)2在熱的氧化三正辛基膦(TOPO)溶液中裂解制備高質量、單分散（±5%）QDs的方法，如CdSeQDs。用上述方法可以制備高質量的QDs，但是，由于Cd(CH3)2、Zn(CH3)2等金屬有機物劇毒、不穩(wěn)定、易爆炸。因此用它們作原料極其危險，需要的設備條件苛刻，方法難于推廣使用。目前一百一十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點合成裝置示意圖1Ar氣鋼瓶 2起泡器 3溫度計 4冷凝管 5反應瓶6電熱套 7雙排管 8干燥器 9安全瓶 10油泵目前一百一十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點四、應用Science2005;307:538-544生物檢測生物成像QDs

在生物醫(yī)學研究中的應用目前一百一十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點生物檢測DNA檢測J.Am.Chem.Soc.2001;123:4103-4104J.Am.Chem.Soc.2003;125:13918-13919Nat.Mater2005;4:826-831目前一百一十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點蛋白高通量檢測Nano.Lett.2006;6:2881-2886目前一百一十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點病原體、毒素檢測Analyst2006;131:394-401Anal.Chem.2003;75:4766-4772Anal.Chem.2002;74:841-847Anal.Chem.2004;76:684-688目前一百一十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

生物成像固定細胞成像Nat.biotechnol.2003;21:41-46

NanoLett.2004;4:1827-1832

活細胞成像目前一百一十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點圖A鼠皮膚脈管系統(tǒng)的成像，~100μm深處；圖B量子點在鼠靜脈和動脈中的循環(huán)，時間40.5s；圖C靜脈注射量子點標記物后鼠毛細管成像，~250μm深處Science

2003;300:1434-1436Mol.Imaging2003;2:50-64AacadRadiol2005;12:313-323

組織成像BC目前一百一十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點紅色量子點標記活體腫瘤Science

2003;300:80-81Nat.biotechnol.2004;22:969-976活體成像目前一百一十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點圖a，b分別為在鼠的左掌和前哨淋巴結皮內注射NIR-QDs后的成像；圖c為在豬的右腹股溝皮下注射NIR-QDs后隨時間的成像Nat.biotechnol.2004;22:93-97目前一百一十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點第四節(jié)其他一、碳納米管二、納米二氧化鈦三、納米氧化鋅目前一百二十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點一、碳納米管碳納米管簡介碳納米管的性質、制備、功能化碳納米管的發(fā)展及研究現(xiàn)狀碳納米管的應用實例分析化學方面其他方面碳納米管的應用展望目前一百二十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點碳納米管簡介（CarbonNanotubes）又叫巴基管，碳的同素異形體，最早是1991年由日本電鏡學家飯島教授通過高分辨電鏡發(fā)現(xiàn)的。由單層或多層石墨片繞中心按一定角度卷曲而成的無縫、中空納米管單壁碳納米管直徑為1-6nm多壁碳納米管直徑nm→μm目前一百二十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點碳納米管結構示意圖(A)椅形單壁碳納米管,

(B)Z字形單壁碳納米管,(C)手性單壁碳納米管，

(D)螺旋狀碳納米管，

(E)多壁碳納米管截面圖目前一百二十三頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點CNT的性質

優(yōu)良的導體和半導體特性。量子限域所致高的比表面積。強的吸附性能。優(yōu)良的光學特性發(fā)光強度隨發(fā)射電流的增大而增強。……………高的機械強度和彈性。

強度≥100倍的鋼，密度≤1/6倍的鋼目前一百二十四頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點碳納米管本身有非常完美的結構，意味著它有好的性能。它在一維方向上的強度可以超過鋼絲強度，它還有其他材料所不具備的性能：非常好的導電性能、導熱性能和電性能。目前一百二十五頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但它的導電率是銅的1萬倍，它的強度是鋼的100倍而重量只有鋼的七分之一。它像金剛石那樣硬，卻有柔韌性，可以拉伸。它的熔點是已知材料中最高的。

目前一百二十六頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點制備方法電弧放電法。（已用于工業(yè)化生產(chǎn)）激光蒸發(fā)法。碳氫化合物催化分解法（CVD法）?；瘜W氣相沉淀法。

…………..目前一百二十七頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點CNT的功能化1、共價功能化

A：端口功能化

B：側壁功能化2、非共價功能化

C：表面活化劑功能化

D：聚合物功能化

E：內腔功能化

Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41,1853目的：提高CNT的溶解度，有助于純化，并引入新的性能。目前一百二十八頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點碳納米管的發(fā)展及研究現(xiàn)狀目前一百二十九頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點碳納米管論文和專利情況表1論文和專利情況1991199319941995199619971998199920002001論文18318621029041566483012451577專利0281620303366116225表2國際專利情況英國韓國日本德國英國澳大利亞其他比例（％）49121165413表3各領域專利情況合成工藝和后處理復合材料儲氫電子器件傳感器和探頭電子發(fā)射電池和電容器其他比例（％）4196632573目前一百三十頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點正是由于碳納米管自身的獨特性能，決定了這種新型材料在高新技術諸多領域有著誘人的應用前景。在電子方面，利用碳納米管奇異的電學性能，可將其應用于超級電容器、場發(fā)射平板顯示器、晶體管集成電路等領域。在材料方面，可將其應用于金屬、水泥、塑料、纖維等諸多復合材料領域。它是迄今為止最好的貯氫材料，并可作為多類反應的催化劑的優(yōu)良載體。在軍事方面，可利用它對波的吸收、折射率高的特點，作為隱身材料廣泛應用于隱形飛機和超音速飛機。在航天領域，利用其良好的熱學性能，添加到火箭的固體燃料中，從而使燃燒效率更高。目前一百三十一頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球-月球乘人的電梯，人們在月球定居就很容易了。納米碳管的細尖極易發(fā)射電子。用于做電子槍，可做成幾厘米厚的壁掛式電視屏，這是電視制造業(yè)的發(fā)展方向。

把碳納米管用作轉子的納米馬達圖像目前一百三十二頁\總數(shù)一百四十五頁\編于點

然而，碳納米管作為一種新型材料被發(fā)現(xiàn)至今已有十年，