第4章集成纳米金颗粒与DNA超级

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纳米金提高PCR反应效率

纳米金提高PCR反应效率1.纳米金的研究背景近年来，纳米颗粒的应用已经成为分子检测中的研究热点。

其中一种新型的PCR添加剂——纳米金（Au nanoparticles，AuNPs）作为生物兼容性良好的新型材料，具有很多不同于宏观材料的物理特性和化学特性而备受关注。

2005年，在科学家发现纳米金颗粒可以显著提高PCR反应速率后，许多学者对纳米金对提高PCR效率的反应机理做出大量研究，起初，多数学者认为纳米金通过调控DNA聚合酶影响PCR反应。

同时，有科学家认为纳米金颗粒不能提高PCR的特异性，而是能通过促进短链产物的扩增而抑制长链产物的扩增，通过增加TaqDNA聚合酶的浓度或者加入小牛血清蛋白（BSA），纳米金粒子的抑制效应会降低。

又提出在荧光定量PCR中，纳米金粒子和TaqDNA聚合酶之间存在相互作用关系，较高的纳米金粒子浓度会降低PCR的反应效率【1】。

至于纳米金的作用机制直至目前仍未完全弄清。

1.纳米金的性质纳米金又称胶体金，是指粒子直径在1nm~100nm之间的金粒子具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响七生物活性。

由氯金酸通过还原法可以方便地制备，不同粒径的纳米金其颜色依直径大小呈红色至紫色。

【2】随着金微粒尺寸的减少，其表面能及表面张力增加，进而使其性质发生改变，即表面效应。

因此纳米金活性很高，易于其他原子结合。

这也是纳米金可以做PCR催化剂的因素之一。

2.纳米金对PCR效率提高机制的研究目前已有文献报道一些PCR添加剂如石墨烯、甜菜碱、酰胺类化合物等可以有效地改善PCR扩增效率。

经研究纳米金粒子作用机制应该与以上这些不同，当TaqDNA聚合酶浓度一定时，加入适量纳米金粒子会促进PCR反应，但随着纳米金粒子的增加，又会对PCR产生抑制作用。

纳米金粒子可能起到DNA聚合酶β亚基的作用，它的作用就像“滑动夹子”（sliding clamp）携带着聚合酶沿着DNA链自由滑动【3】。

第四章《生物大分子》测试题--高二下学期人教版(2019)化学选择性必修3 (2)

第四章《生物大分子》测试题一、单选题（共12题）1．L-链霉糖是链霉素的一个组成成分，其结构如图所示。

下列有关链霉糖的说法错误的是（）A．能发生银镜反应B．能发生酯化反应C．能与H2发生加成反应D．能与烧碱溶液发生中和反应2．下列说法不正确．．．的是A．淀粉、蛋白质和油脂都能发生水解反应B．猪油、奶油、花生油、大豆油都属于油脂C．利用植物秸秆等生物质中的纤维素可以生产酒精，用作燃料D．向鸡蛋清的水溶液中加入硝酸银溶液可能产生沉淀，加水后沉淀又会溶解3．关于生物体内氨基酸的叙述错误的是A．构成蛋白质的α-氨基酸的结构简式是B．人体内所有氨基酸均可以互相转化C．两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽D．人体内氨基酸分解代谢的最终产物是二氧化碳、水和尿素4．下列有机反应的化学方程式和反应类型均正确的是A．CH3COOH+C2H5OH催化剂−−−−−→CH3COOC2H5+H2O取代反应ΔB．CH3CH2OH+O2Cu−−→CH3CHO+H2O氧化反应ΔC．(C6H10O5)n+nH2O催化剂−−−→nC6H12O6 加成反应−−→3C17H35COONa+水解反应D．+3NaOHΔ5．某同学进行蔗糖水解实验，并检验产物中的醛基，操作如下：向试管Ⅰ中加入1mL20%蔗糖溶液，加入3滴稀硫酸，水浴加热5分钟。

打开盛有10%NaOH溶液的试剂瓶，将玻璃瓶塞倒放，取1mL溶液加入试管Ⅰ，盖紧瓶塞；向试管Ⅰ中加入5滴2%CuSO4溶液。

将试管Ⅰ中反应液加入试管Ⅰ，用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。

实验中存在的错误有几处？A．1B．2C．3D．46．从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。

据此分析下列物质中属于糖类的是A．CH2OH(CHOH)2CHOB．CH3CH(OH)CH2CHOC．D．7．下列说法不正确的是A．组成天然蛋白质的氨基酸几乎都是α—氨基酸B．利用盐析可以分离和提纯蛋白质C．DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成8．下列说法正确的是A．银镜反应后试管壁上的银镜，用浓盐酸洗涤B．盛放过苯酚的试剂瓶中残留的苯酚，用水洗涤Cu(OH)悬浊液，可检验淀粉水解产物C．淀粉溶液加稀硫酸共热后，加入新制2AgNO溶液，直至沉淀恰好溶解，可制得银氨溶液D．将2%的氨水逐滴滴入2%的3NaAuCl)溶液9．科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法，其原理是用氯金酸钠(4与泪液中的葡萄糖发生反应生成纳米金单质颗粒(直径为2060nm)，下列有关说法正确的是A．葡萄糖具有还原性NaAuCl发生氧化反应B．4NaAuCl能够与其他所有糖类物质反应C．4D．葡萄糖与麦芽糖互为同分异构体10．由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是A．A B．B C．C D．D11．有关葡萄糖与果糖的下列说法中，不正确的是Ⅰ二者互为同分异构体Ⅰ二者都易溶于水Ⅰ二者都能发生银镜反应、都能与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀Ⅰ葡萄糖能发生酯化反应，而果糖不能Ⅰ都能与H2发生加成反应生成六元醇Ⅰ果糖是最甜的糖，而葡萄糖并不甜A．ⅠⅠⅠB．ⅠⅠC．ⅠⅠD．Ⅰ12．下列关于葡萄糖的叙述正确的是A．它是果糖的同系物B．葡萄糖在人体内发生氧化反应，释放能量C．葡萄糖既可以和钠反应，又可以和氢氧化钠反应D．葡萄糖水解为乙醇和二氧化碳二、非选择题（共10题）13．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要用途。

纳米生物学中的自组装和自组装体

纳米生物学中的自组装和自组装体引言纳米技术的快速发展使得人们对于纳米材料的应用和研究越来越感兴趣。

纳米生物学是纳米科技中的一项重要研究领域，它研究的是生物系统和生物分子的纳米级别结构、性质和功能。

自组装和自组装体是纳米生物学研究的重点之一，是研究纳米生物学的基础。

本文将详细介绍纳米生物学中的自组装和自组装体的相关内容。

一、自组装自组装是指无需外部控制，由分子间的相互作用而形成有序的结构过程。

自组装是一种普遍存在于生物体系和物质界中的现象。

在纳米生物学中，自组装是指利用生物大分子本身的特性，通过相互作用，形成一些具有自组装性质的生物大分子材料，主要包括蛋白质、核酸和多糖等高分子化合物。

自组装体是指由自组装形成的二维或三维有序结构，可以简单地理解为一种“自然组装”的化合物。

二、自组装体自组装体是一种复杂的纳米结构，由分子、聚集体或磁性粒子等成分组成。

在纳米生物学中，自组装体是一种非常重要的生物材料，被广泛应用于生物学、医学以及生物传感器、先进电子学和纳米器件等领域。

生物纳米颗粒是一种常见的自组装体，由生物大分子作为建筑单位组成，具有多种异构体形态。

例如，蛋白质自组装体可以形成纳米片、纳米管、纳米球等形状。

核酸自组装体可以形成G四方体、DNA纳米结、DNA纳米三角等形状。

三、自组装体在医学中的应用自组装体在医学中具有广泛的应用前景。

由于自组装体具有高度的特异性和可控性，能够对生物环境产生极小影响，因此在药物传输、肿瘤治疗和医学检测等方面具有独特的优势。

例如，在肿瘤治疗方面，自组装体能够具有高度选择性地靶向肿瘤细胞，并释放药物。

自组装体在药物传输中的应用也被广泛关注。

脂质体、聚合物自组装体、核酸自组装体等都有可能成为制备高效药物输送系统的新型载体。

四、自组装体在传感技术中的应用自组装体在传感技术领域中的应用受到了广泛的关注。

自组装体在传感技术中的应用主要基于其特殊的结构和性质。

例如，在DNA分子上修饰了纳米金颗粒，可以用于制备高灵敏的DNA传感器。

《金纳米颗粒和生物分子的相互作用》

《金纳米颗粒和生物分子的相互作用》篇一一、引言随着纳米科技的发展，金纳米颗粒（AuNPs）因其独特的物理和化学性质，在生物医学、药物传递、生物检测等领域得到了广泛的应用。

金纳米颗粒与生物分子的相互作用是这些应用的基础。

本文将探讨金纳米颗粒与生物分子的相互作用，并详细讨论其机理和应用。

二、金纳米颗粒的基本性质金纳米颗粒是一种由金元素构成的纳米级粒子，其尺寸通常在1-100纳米之间。

由于其尺寸效应和表面效应，金纳米颗粒具有独特的物理和化学性质，如高比表面积、良好的生物相容性、易于修饰等。

这些特性使得金纳米颗粒在生物医学领域具有广泛的应用前景。

三、金纳米颗粒与生物分子的相互作用金纳米颗粒与生物分子的相互作用主要表现在吸附、结合和反应等方面。

这些相互作用主要受金纳米颗粒的表面性质、生物分子的性质以及环境因素（如pH值、温度等）的影响。

1. 吸附作用金纳米颗粒的表面可以吸附生物分子，如蛋白质、核酸等。

这种吸附作用主要受金纳米颗粒表面的电荷、亲疏水性等因素的影响。

当金纳米颗粒表面带有正电荷时，可以吸附带有负电荷的生物分子；反之，当金纳米颗粒表面带有负电荷时，可以吸附带有正电荷的生物分子。

此外，金纳米颗粒的表面亲疏水性也会影响生物分子的吸附。

2. 结合作用金纳米颗粒与生物分子之间还可以形成特定的结合，如与抗体、酶等生物大分子的结合。

这种结合作用主要依赖于金纳米颗粒表面的官能团和生物分子的特定结构。

例如，金纳米颗粒表面的羧基可以与抗体分子上的氨基形成共价键，从而实现金纳米颗粒与抗体的结合。

3. 反应作用在某些情况下，金纳米颗粒与生物分子之间还会发生化学反应，如氧化还原反应等。

这些反应可以改变金纳米颗粒的表面性质，进而影响其与生物分子的相互作用。

四、相互作用的应用金纳米颗粒与生物分子的相互作用在生物医学、药物传递、生物检测等领域具有广泛的应用。

例如，可以利用金纳米颗粒与抗体的结合作用，制备出具有高灵敏度和选择性的生物传感器；可以利用金纳米颗粒的吸附作用和反应作用，实现药物的定向传递和释放；还可以利用金纳米颗粒的独特光学性质，用于生物分子的荧光标记和成像等。

金纳米粒子在医学领域中的运用

金纳米粒子在医学领域中的运用金是典型的惰性元素，由金制成的历史文物能够保留几千年的灿烂光泽不变色，如图1所示.金被广泛使用于珠宝、硬币和电子器件等方面.目前，20nm厚的金薄膜已用在办公室的窗户上，因为它能够在传输大量可见光的同时有效地反射红外光线，并吸收光的热量.因金纳米粒子具有很好的稳定性、易操作性、灵敏的光学特性、易进行表面修饰以及良好的生物相容性，使其广泛应用于食品安全检测、环境安全检测和医学检测分析等领域[1-4].金纳米粒子尺寸范围为1nm~100nm.图2(a)为50nm的金纳米棒，(b)为二氧化硅包覆的金纳米颗粒，其中扇形金纳米粒子尺寸比较小，被二氧化硅包覆后的纳米粒子尺寸大约140nm,(c)为50nm的金纳米笼[5].由于其比较微小的结构，这些颗粒比小分子更能积聚在炎症或肿瘤增长部位.具有高效的光转热属性的金纳米颗粒，可以被应用于特异性地消融感染或患病组织.因金纳米颗粒具有吸收大量X射线的能力，而被用于改善癌症放射治疗或CT(计算机断层扫描)诊断成像.另外，金纳米粒子可以屏蔽不稳定的药物或难溶造影剂，使之有效传递到身体各个部位.1金纳米粒子在加载药物方面的应用1.1金纳米粒子可作为内在药制剂金基疗法有着悠久的历史，这是金自然的优异性能以及其神秘效应引起的药效应用.金基分子化合物已被发现可以显着限制艾滋病病毒的生长[6].目前，搭载药物的金纳米粒子常用于靶向癌细胞[7].将放射性金种子植入肿瘤中，对其内部进行放射疗法，实现近距离放射治疗[7].直径非常小的金纳米颗粒(小于2nm)能够渗透到细胞和细胞区室(如细胞核)[8].金纳米颗粒与其无毒的较大尺寸的表面修饰试剂[8],有杀菌和杀死癌细胞的功效，并有诱导细胞氧化的应激能力，促使损伤的线粒体和DNA相互作用.最近，人们发现，纳米金(直径5nm)表现出抗血管生成性质(抑制新血管的生长).这些纳米颗粒可选择性结合肝素糖蛋白内皮细胞，并抑制它们的表面活性.因为上述纳米金的大小和生物分子或蛋白质差不多，在生理过程中，它们也可以相互修饰或作用，尤其在细胞和组织内.最近，El-Sayed和他的同事针对恶性生长与分裂的细胞核，已探索出微分细胞质.通过将金纳米粒子聚集于细胞表面，从而认识到整合肽序列(细胞质交付)和核内蛋白(核周交付)，并通过金纳米颗粒选择性地靶向恶性细胞，他们已证明凋亡效应(DNA的双链断裂).另外，使用类似的研究策略，已发现金纳米粒子可选择性地发挥抗增殖和放射增敏效应.1.2基于金纳米粒子的光热疗法光热疗法是金纳米粒子在医疗上的核心应用[9].纳米金吸收光能将其转换为热量并被用于破坏癌细胞和病毒的能力，是一个令人着迷的属性.因此，激光曝光过的金纳米粒子无须结合药物可直接作为治疗剂.金纳米粒子能高效吸收近红外区的电磁波，且在生物液体和组织中的衰减是极小的.在近红外区域曝光过的金纳米粒子，可渗透于高深度组织中进行光热医疗.金纳米粒子和经典光敏剂之间的差异是前者产生热量而后者照射时产生单线态氧，金纳米粒子产生的热量能破坏不良细胞.另外，金纳米粒子具有强的吸收能力，生物相容性好，能高效吸收具有较长波长的分子和药物等.这些属性使得金纳米粒子有望通过光热治疗癌症和各种病原性疾病.金/二氧化硅纳米壳，是第一批经过光热光谱分析，并应用于治疗上的纳米粒子.此纳米核壳结构以二氧化硅为核心，以金为壳，其可调谐的消光能力取决于二氧化硅的尺寸和金壳厚度.在近红外光照射下，纳米壳已被用于靶向各种癌细胞，现已有成功地在体内治疗癌症的动物模型.尽管纳米核壳合成相对容易，也具有期望的电浆性质，然而被包覆后的纳米颗粒比较大(约130nm)，此大小阻碍从肿瘤组织中消除它们，因此可能会降低它们的应用率.相比而言，金纳米棒容易制备，电浆吸收可调，且在尺寸上比金硅纳米核壳小.因此，金纳米棒已被用于侵入细胞成像[10],并用于烧蚀小鼠结肠癌肿瘤和鳞状细胞肿瘤[11-12].El-Sayed和他的同事[12]首次将金纳米棒用于体内光热癌症治疗，其结果证明金纳米棒能够抑制肿瘤生长，而且在许多情况下，金纳米棒靶向肿瘤，且能够被其完全吸收(见图3).最近，Bhatia等研究人员进一步证明了金纳米棒在体内的治疗功效，他们发现：通过X射线计算机断层摄影，观察到PEG包覆的单个静脉内剂量金棒能够靶向小鼠肿瘤部位，该发现对后续的高效光热治疗起到指导作用.1.3金纳米粒子作为药物运载工具探索性地将金纳米颗粒用于药物输送，有以下原因：(1)高比表面积的金纳米颗粒提高了药物加载量，增强了其溶解性和装载药物的稳定性;(2)功能化金纳米粒子与靶向配体络合，提高了其治疗效力，并减少了副作用;(3)多价的金纳米颗粒与受体细胞或其他生物分子的相互作用比较强;(4)能携带游离药物靶向肿瘤组织，增强药效;(5)具有生物选择性，让纳米级药物优先靶向肿瘤部位，增强渗透性.基于以上因素，金纳米颗粒被广泛应用于生物传感、药物输送以及治疗癌症等领域(见图4).1.3.1分区加载(图4a-b)所制备的金纳米颗粒表面包覆有单层或双层指示剂，可用作抗聚集的稳定剂或在某些情况下作为形状导向剂.金纳米颗粒表面包覆的单层或双层指示剂可以视为一薄层有机溶剂，能够从中区识别疏水性药物，由于这些原因，单层或双层指示剂可以更有效加载药物并随后在病变部位释放.例如，包覆金纳米棒的表面活性剂(十六烷基三甲基溴，CTAB)，其双层厚度大约为3nm.Alkilany和同事制备的球形纳米金，包覆其表面的单层聚合物有两个疏水区域(内部)和亲水性区域(外部).包覆纳米颗粒表面的聚合物，其疏水区域是用于加载疏水性药物，其亲水性区域用于稳定水介质中的纳米颗粒.Rotello等人研究结果表明，纳米颗粒能够与细胞膜相互作用，不需要纳米颗粒进入细胞，便可以进行分区加载疏水性药物，且能在病变部位释放药物[24].1.3.2通过表面络合加载(图4c-e)硫醇和胺与金表面的亲合性是起源于表面络合加载方法.通过Au-S或Au-N键形成，硫醇或游离胺可携带药物固定到金纳米粒子表面，且硫醇或游离胺的原始结构不影响所加药物的内在活性.DNA加载药物修饰于金纳米颗粒表面也是使用了表面络合加载方法.该有效加载药物则可以通过各种方式释放.例如，在较弱的Au-N键作用下，扩散到细胞膜释放;通过打破Au-S键或熔化纳米颗粒，借助光热效应触发硫醇交换或外部释放.值得注意的是，药物络合到金表面会影响其释放曲线的性质.如果是巯基药，需通过简单的药物扩散释放.事实上，涉及Au-S键的形成，往往需要外部的帮助刺激释放，如硫醇交换或外部光照射.因Au-N键比Au-S键弱得多，因此在使用胺的情况下，其药物释放扩散相对比较容易.这种表面络合加载方法的明显优势是通过在纳米颗粒表面镀金，使其实现连接或释放药物，且可以通过简单的荧光显微镜监测(如药物荧光)或表面增强拉曼光谱(SERS)观测镀金纳米颗粒的加载和药物释放过程.当荧光团被连接到纳米级金表面，荧光淬灭能观察到供体的'能量或电子(荧光团)转移到受体(金芯)的过程[13].这就意味着通过监测荧光强度的反向变化或提高荧光信号监测装载药物释放到溶液或细胞的过程.此表面络合加载方法可实现选择性且高效地加载或释放药物，能够辅助激光进行光热治疗.1.3.3吸附加载(图4f)金纳米颗粒络合或耦合的官能团能被用于治疗领域.在某些情况下，一些官能团携带药物吸附于金纳米颗粒表面，使得金纳米粒子钝化.例如，Wheate和同事将HS-PEG-COOH的羧酸部分吸附到金纳米粒子表面，得到复杂的铂抗癌剂，并制备出铂-拴系的金纳米颗粒杀死肺癌和结肠癌细胞.另一个例子，Mirkin和同事通过将含羧酸的前体药物形成酰胺并功能化单链DNA,使其吸附于金纳米球表面，此功能化纳米金能够进入肿瘤细胞，且能将铂(Ⅳ)还原成铂(II)释放活性顺铂，基于此发展了一个强大的抗癌药物.Rothrock和同事将金纳米颗粒终端吸附的胺释放一氧化氮(NO)供体分子，从而使血管舒张.同时，Rothrock和同事将抗癌药物(5-氟尿嘧啶)的终端羧酸吸附于金纳米粒子表面，通过紫外光照射，在感光条件下观察到切割连接器释放药物的过程.1.3.4通过层-层组装加载(图4g)在水溶液中合成的金纳米颗粒表面电荷非常密集，因此可以通过静电结合或层-层组装，将带电荷的药物吸附于金纳米粒子表面.最好的例子是通过静电结合，将核酸(DNA或RNA)修饰于金纳米粒子表面.DNA或siRNA分子带有较强的负电荷，与金纳米粒子表面的阳离子结合后修饰于金纳米粒子表面.在此需要特别指出：层-层组装是补充带电聚合物，但也使它们之间产生了非常强烈的排斥作用，这可能阻碍有效载荷释放.为了克服这个问题，可以调节溶液的pH值，使得配体修饰的金纳米颗粒表现出净正电荷，从而实现从阳离子纳米颗粒表面上离解或释放附着的DNA或RNA.1.3.5装入纳米粒子内加载(图5)利用金纳米粒子具有大的比表面积特性，可将其空心金纳米结构作为容器装载药物分子，例如金纳米笼和空心纳米金壳是首选药物容器，在医疗领域广泛应用.金纳米笼已被用来建立一个“智能”控释药物递送系统，其外笼由致密热敏聚合物合成的药物分子被包封在金纳米立方体的中空内部和表面，在无热刺激条件下，聚合物壳能防止药物释放.由于金纳米立方体是优异的近红外光光子吸收剂，通过吸收近红外光光子能量，它们能够有效释放负载，将熔融的热敏性聚合物暴露于立方体壁孔之外，并释放药物.“智能”聚合物附着在金硫醇立方体的内表面，药物从内向外扩散到水介质中(见图5)，此例子突出表现了纳米金壳的优越性，即具有消光、体积小和内部中空的优势，也证明了使用光触发纳米颗粒和聚合物纳米粒子释放是可行的.2金纳米粒子作为运载药物的稳定剂2.1金纳米粒子作为稳定剂输送脂质体金纳米粒子除了具有加载药物的潜力之外，也被用于稳定输送药物载体，如稳定输送脂质体和微胶囊.脂质体已被广泛应用于药物载体，然而它们的抗融合稳定性差，且血浆和其他器官限制其释放，因此其应用与发展受到了限制[14].Granick和同事研究了纳米颗粒稳定输送磷脂脂质体的效果，通过确凿的证据，证明了借助荧光和量热测量仪器可观测到纳米粒子稳定输送凝胶脂质体的现象，即通过增加几十度温度，纳米颗粒的相变部位吸附着并稳定输送凝胶脂质体，由于只有25%的纳米粒子外表面被脂质体占用，该纳米颗粒改进了脂质体的稳定性，没有任何泄漏有效载荷.Rotello和同事制备出了具有净负电荷的油包水滴，并组装带正电荷的金纳米颗粒(直径约为2nm)，通过静电相互作用，该颗粒修饰于液滴的外表面.通过添加“架桥”蛋白，诱导纳米颗粒排斥液滴表面.他们的策略达到的目标是金纳米粒子与液体、蛋白间作用，大大增加了脂质胶囊的稳定性[14].研究人员使用金纳米粒子和其终端羧酸官能团来稳定阳离子脂质体，通过pH值调节促使它们结合.中性条件下(pH值约7.0)，羧酸基团去质子化，与阳离子脂质体间形成比较强的静电相互作用.在温和的酸性条件下(pH约4.5~5.5)，如细胞和溶酶体内部，羧酸的主要部分被质子化，从而诱导纳米颗粒从脂质体表面解离，并引发脂质体的融合和随后的药物释放.另外，金纳米粒子稳定的脂质体被用于选择性地对感染的位点释放抗菌药.功能化金纳米粒子壳聚糖被用来稳定脂质体，并能阻止溶液中纳米粒子的聚集[15].纳米粒子稳定的脂质体接近细菌时，细菌毒素引起的孔隙形成脂质体结构，有利于释放其有效载荷[15].2.2金纳米复合材料输送药物的应用最近，一些研究人员对金纳米颗粒进行包覆或掺入其他类型材料，来制造含金装置的药物输送剂[16-17].例如，Perera等人发展了ZnMOS4包覆金纳米粒子的核壳结构(见图6)，将此用作细胞解毒药物载体，能用于治疗Cu2+污染引起的威尔逊氏病[16].Ge等研究人员发展了Ce包覆的金纳米团簇(Au/Ce)，用作药物载体，主动靶向癌细胞[17],见图7.石墨烯绝缘的金纳米团簇，已被用于细胞成像，并借助其光热增强化疗效果[18],见图8.金纳米粒子在激光照射下，吸收光能并产生足够的热量，当所产生的温度高于临界温度(如最低临界溶液温度)时，将改变基体的结构和聚合物分布，增加其流动性.通常情况下，为保持基质的完整性，所选聚合物耐受温度应该比体温略高.聚合物制备时，可将抗癌药(如紫杉醇)掺入可生物降解的聚合物中(如微球酯)，将其包覆于中空金纳米球内，经激光照射后释放药物.在无激光照射时，中空金纳米球包覆的聚合物无明显的药物释放，激光照射时，聚合物释放药物的效率依赖于照射时间、时间间隔、激光的功率和抗癌药浓度。

纳米金颗粒 AuNps

ol/L 的HAuCl4·4H2O溶液、浓度为3.43×102 mol/L 的Na3C6H5O7·2H2O 溶液、浓度为1.00×10-4 mol/L 的 PVP 溶液, 以及浓度为0.391 mol/L 的NaBH4 溶液备用。在烧杯中加入10 mL 氯金酸溶液, 10 mL 或不加保护剂溶液, 80 mL 三蒸水, 将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上, 边加热边搅拌, 搅拌的转速设置为 600 r/min, 加热至75℃, 恒温2 min, 用移液管移取一定体积的还原剂 (Na3C6H5O7 或NaBH4)溶液,迅速一次加入到上述混合液, 开始计时, 使液体颜色恒定并持续加热一段时间共9 min, 停止加热, 继续搅拌5 min 后, 停止搅拌, 冷却至室温, 所得液体为纳米金溶胶。
纳米金技术在食品安全快速检测中的应用
• 目前食品检测分析一般采用化学分析法(CA)、薄层层析法 (TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)，但需要繁琐、耗时的前处理，样品损失也较大。相对于灵敏度较低的CA和TLC方法，GC、HPLC的灵敏度较高，但操作技术要求高、仪器昂贵，并不适合现场快速测定和普及，而以纳米金为免疫标记物的检测技术正弥补了这些技术的缺点，在现代食品分析检测中的运用也越来越多。
吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合而且吸附后不会使生物分子变性由于金颗粒具有高电子密度的特性在金标蛋白结合处在显微镜下可见黑褐色颗粒当这些标记物在相应的配体处大量聚集时肉眼可见红色或粉红色斑点因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中
纳米金颗粒 AuNps
06012325 荣旭
• 制备方法
1．2 应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术
• 均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay， SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理，将纳米金与抗体结合，建立微量凝集试验检测相应的抗原，如间接血凝一样，用肉眼可直接观察到凝集颗粒。已成功地应用于PCG的检测，直接应用分光光度计进行定量分析。

纳米金的制备与性能课件

Challenge纳米金探针的放大信号。
需要提高实际样品检测分析过程中的稳定性
挑战 Hope
希望降低金纳米粒子尺寸，改善形貌，制备尺寸均一、形状可控的金纳米粒子
纳米金的制备与性能
19
Thank you
纳米金的制备与性能
20
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content increase from sample no. 1 to 5.(b) The aspect ratios of NRs
obtained from size measurements show an纳i米n金cr的ea制s备e 与性能
9
CHEM.MATER.2013,25,4537-4544
纳米金的制备与性能研究历史19世纪20世纪4世纪变色的罗马酒杯lycurguscup法拉第首次报道纳米金溶胶有关纳米金溶胶的制备和性质研究明显增21世纪各向异性的纳米金颗粒制备及在生物医学等方面的应用纳米金的制备与性能纳米金特性势垒宽度电子能量和多种有机或生物配体相互作用量子尺寸效应大比表面积纳米金特性单电子跃迁库仑阻塞制备简单颗粒稳定纳米金的制备与性能表征手段结构表征xrdedirnmrraman性质表征光电磁热力uvvisplvms形貌表征temsemstmafm成份分析aasaesmseaxpsxrf纳米金的制备与性能goldnanoparticle晶种生长法合成不同长径比的金棒光化学法合成不同长径比的金棒电化学法合成金纳米棒超声化学法合成金纳米带模板法合成sio2au核壳颗粒纳米金的制备与性能seedmediatedgrowthmethod制备种子溶液ctab5ml02m加入haucl5ml0005m06ml001m搅拌2min25水浴黄褐色

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4．2．2 SPR仪器
基于波长变化的表面等离子体共振传感器(简称SPR仪器，本实验室自行研发）其示意图如图4．1所示)用于测定SPR 光谱。该传感装置主要由平行偏振光源(卤钨灯、凸透镜、p-偏振片和光阑)、敏感组件(等腰直角棱镜、金膜和流通池)、分光系统(光栅)和信号采集及处理系统(电荷耦合器件CCD和计算机)四大部分构成。在该SPR传感装置中，由卤钨灯发出来的光经凸透镜和p偏振片后变成p-偏振光，然后以一定的角度入射棱镜，再经金膜反射后进入分光系统，被光栅分光，最后信号为 CCD所采集，经计算机处理之后即成SPR光谱。对于实验中使用的基于波长调制的SPR传感装置而言，当共振波长位移大于0．4IⅡn即可认为是信号，共振波长位移变化越大说明SPR响应信号越明显。
4.2.3溶液的配制
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4.3结果和讨论
4.3.4可行性分析
4.3.5DNA的定量检测
4.3.7传感器的再生
4 “三明治"结构增强信号的表面等离子体共振传感器研究
4．1前言
• 近年来，研究者将多种放大技术集成后发展了一系列新型的放大方法。例如：Hu等【7】将多纳米孔电极与纳米金颗粒两种放大方法相结合，实现了对DNA的超灵敏检测；Deng等【97】首先利用金纳米颗粒实现对凝血酶的第一次放大检测，接着基于金增长的方法使信号进一步增强，然后，再利用十二烷基磺酸钠阻碍电子传递的作用实现对凝血酶的级联放大检测；Zhou等【98】将纳米金颗粒、硅沉积和银增长三种放大技术相结合，实现了对50aM目标DNA的可视化检测。 • 前两章中分别利用纳米金颗粒和超级“三明治"结构增强了响应信号。在此基础上，本章发展了一种基于纳米金颗粒与超级“三明治”结构集成放大的方法。由于电化学传感器受距离因素的影响，距离电极表面较远的部分并不能转换成有效的电信号。而SPR传感器技术，是一种对金属薄膜表面介质层的折射率变化极为敏感的光学传感技术。所以，本章将纳米金颗粒与超级“三明治，，结构集成放大的方法用在表面等离子体共振生物传感器中，与只用纳米金颗粒放大的方法相比，检测限降低了100倍。
4．2实验部分
• 4．2．1试剂和仪器 • 氯金酸(HAuCl4"4H20，分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，二水合柠檬酸三钠(Na3C6H507"2H20，上海试剂一厂)用于纳米金颗粒的制备。丙酮(C3H60，分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，无水乙醇 (C2H60，优级纯，国药集团化学试剂有限公司)，浓硫酸(H2S04，分析纯，株洲开发区石英化玻有限责任公司)，30％过氧化氢(H202，分析纯，上海桃浦化工厂)用来清洗金膜。巯基己醇(97％，C6H140S， Simga公司)用来封闭传感芯片，以减少表面的非特异性吸附。十二烷基磺酸钠(C12H2504SNa，SDS，Simga公司)。DNA电泳标准分子量 (Marker，大连宝生物有限公司)，上样液(10adingbuffer，大连宝生物有限公司)。SYBRGreenI(美[]Invitrogen公司)，用于dsDNA的染色。没有特别说明，其它试剂均为分析纯，实验用水均为18．2MQ· cm超纯水。 • 实验中所用的DNA均购自大连宝生物有限公司，其碱基序列见表4． 1。除报告探针之外的所有DNA均溶于10mMPBS缓冲溶液(pH=7．4)中，报告探针溶于20mMTrisHCl缓冲溶液(pH=7．4)中。