纳米材料


近年来人工合成的纳米颗粒在生物医学、光学、电子学等领域展示出广泛的应用前景,并成为目前最热门的科学研究领域之一。半导体、金属、高聚物和碳基纳米颗粒在肿瘤的高分辨率成像(核磁、荧光)、疾病诊断、药物的靶向传输、蛋白纯化、病原体检测以及癌症治疗等生物医学以及食品安全、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。然而,纳米颗粒的应用同时也引发了人们对纳米颗粒毒性的探索,如纳米颗粒能够在组织内聚集产生可遗传的变异;单个的纳米颗粒也能使蛋白聚集在它们表面形成蛋白冠状物从而影响生物系统的正常运作。纳米材料的安全性主要通过剂量、化学组成和暴露途径来衡量,但是纳米材料安全性还与粒径、形状、吸附力和带电情况等性质相关。


纳米金颗粒的粒径分辨和绝对定量分析

实验简介

    纳米金因其独特的光热性能而在医学、生物分析和催化应用中备受瞩目。精确的粒径和浓度分析在纳米金颗粒合成、表面功能化修饰和发展分析过程中的质控至关重要。TEM是纳米金颗粒形貌表征最常用的方法。DLS可以快速测量纳米金的粒径,但是只能测量均一的样本。相比于纳米金粒径测量的众多方法,浓度的精确测量缺乏有效的手段。纳米金颗粒的浓度通常是通过结合透射电镜(TEM)和电感耦合等离子体质谱或光谱(ICP-MS或ICP-AES)分析,通过度颗粒尺寸和试样硝化后金原子浓度的测定来估算纳米金的颗粒浓度。该方法不仅操作繁琐、费时耗力,还因为纳米颗粒形状不规则、粒径不均一导致体积的计算存在偏差,以至于实验结果与实际情况有较大的偏离。通过单颗粒计数和单位时间样品体积流量的测定,在纳米流式检测仪上发展了颗粒浓度的无标样绝对定量分析方法。此外,利用仪器的多参数检测性能,发展了一种非常简便的荧光内标定量方法。

仪器与试剂

纳米流式检测装置,选用波长为532 nm的激光器,检测通道分别为散射通道和PE荧光通道。

实验结果

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结果分析

1. 纳米流式检测仪对于纳米金颗粒以及不同大小的纳米金的混合物具有优异的尺寸分辨性能。

2. 纳米流式检测仪可以对纳米金颗粒进行准确的无标样定量分析。

3. 利用仪器的多参数同时检测性能,发展了一种非常简便的荧光内标定量方法。

4.  基于单颗粒计数的纳米金浓度测定方法适用于各种单一材质或者混合材质的纳米颗粒检测,解决了形状不规则、复合、杂化纳米粒子的浓度难以准确测定的问题。

J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12176-12178.