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纳米钙

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纳米钙相关的论坛

  • 【资料】纳米碳酸钙在涂料行业中的应用现状与展望

    中国化工网2007年3月13日报道:纳米材料是指晶体粒径为纳米级的多晶体材料,具有小尺寸与高浓度晶界两个重要特征,通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级,产生了小尺寸的量子隧道效应,同时由于其高浓度晶界及界面原子受力不均衡性增加产生了界面效应,这两种效应导致材料在力学性能、磁性能、光学性能、电性能及热力学特征发生突变。将纳米材料应用于涂料中,由于成膜基料、颜填料及助剂等分子中存在着诸多的活性点,这些活性点可能会与纳米粒子表面的活性点之问发生强烈的相互作用,从而有可能形成致密而稳定的涂层,使涂膜的物理化学性能显著提高。碳酸钙是一种无毒、无刺激、无气味的白色软质填料,在涂料工业中,其易于与各类聚合物相容,热稳定性好,是最常用的原料之一,在成膜物中起着骨架作用。近年来随着纳米技术的兴起,将纳米碳酸钙应用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界关注的热门话题之一,尤其是国内众多万吨级的纳米碳酸钙生产线的建成,更是迫切需要寻找包括涂料在内的一系列领域中获得应用,然而纳米碳酸钙直接应用于涂料中,存在以下缺陷:颗粒表面能高,处于热力学不稳定状态,极易团聚;碳酸钙表面亲水疏油,极性很高,在有机介质中难以分散,与基料的结合力差,易形成界面缺陷,导致涂膜性能下降。[

  • 【求助】关于纳米颗粒的表面覆盖率

    【求助】关于纳米颗粒的表面覆盖率

    我在硅表面用spin coating覆盖一层了纳米颗粒,用AFM进行表面分析,图中白色为纳米颗粒,橘红色是硅片,我想知道颗粒在表面的覆盖率,请高人指点一下,应该用什么软件或者其他什么方法可以确定。不胜感激!!![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008123117438_01_1637435_3.jpg[/img]

  • 浮子流量计与纳米级碳酸钙应用概述

    国内外微细碳酸钙浮子流量计(PCC)与纳米级碳酸钙应用概述     在美国、日本、西欧等发达国家中,造纸消费 PCC 占各行业首位,而中国目前处于第三四位。   在造纸工业中,随着造纸工艺过程中的施胶技术由酸性施胶向中-碱性施胶转变,为碳酸钙的应用提供了一个巨大的潜在市场。碳酸钙用做造纸填料白度高,光散射性好,添加后的纸张有较高的松密度,良好的可塑性和柔软性,纸张表面细腻,可大大改善纸张性能,使纸厂获得明显的经济效益。所以,欧美和日本的造纸厂大多从酸性施胶改为中-碱性施胶工艺。近年来,中国造纸行业在造纸技术上也开始由酸性施胶向中性施胶技术转变,原轻工部已将中-浮子流量计碱性施胶技术列入国家“八五”重点推广项目之一,这就要求我们只有不断开发碳酸钙新产品,才能适应造纸 行业的需求。     轻质碳酸钙在碱性造纸中主要用做填料,也有少部分用做颜料。广泛用于不含磨木浆的纸浆市场,比高岭土、重钙具有极佳物理性能,如高透明、高密度、高膨胀能力、粒度均匀、颜料牢固等。以目前世界最大的造纸生产国和纸品消费国美国为例,2005 年造纸填料选用轻质碳酸钙的 比例达到 65%,增长率为4%。美国超细碳酸钙主要应用于造纸和涂料,其中包括多种晶型的纳 米碳酸钙产品。日本 1952 年研制出了平均粒活为 0.04um的超细碳酸钙,1983 年又研制出了平均 粒活为 0.005um 的超细碳酸钙。     造纸工艺是 PCC 最大用户,占世界 PCC 使用量的 73%, PCC 在造纸上的两个不同工艺用途是纸张填料和纸张涂料。其主要用在填充无磨木浆涂敷纸(WFO),最高填充量可达到 25%, 且用量有望增加。     纳米级碳酸钙作为造纸填料具有高蔽光性、高亮度,提高纸制品的白度和蔽光性;还具有高膨胀性,能使造纸厂使用更多的填料量,而少用纸浆,大幅度降低原料成本;粒度细小、均匀,对纸机的磨损小,并使生产的纸制品更加均匀、平整;吸油值高,能提高彩色纸张的颜料牢固性等优点。玻璃管浮子流量计目前纳米级碳酸钙在造纸工业上的应用主要在高档卫生巾、纸尿布及家庭用护理成人失 禁垫片、卷烟纸及造纸涂料等。

  • 【求助】求纳米标准的下载链接

    GJB 1713-1993 纳米激光偏振干涉仪规范 JJF 1321-1990 250~2500纳米光谱辐射亮度和照度基准操作技术规范 JJF 1322A-1990 250~2500纳米光谱辐射亮度副基准操作技术规范JJF 1322B-1990 250~2500纳米光谱辐射照度副基准操作技术规范 JJF 1335-1990 800~2000纳米光谱反射比副基准操作技术规范 GB/T 18735-2002 分析电镜(AEM/EDS)纳米薄标样通用规范 GB/T 19345-2003 非晶纳米晶软磁合金带材 GB/T 19346-2003 非晶纳米晶软磁合金交流磁性性能测试方法 HG/T 3791-2005 氯乙烯-纳米碳酸钙原位聚合悬浮法聚氯乙烯树脂 GB/T 19588-2004 纳米镍粉 GB/T 19589-2004 纳米氧化锌 GB/T 19591-2004 纳米二氧化钛 GB/T 19619-2004 纳米材料术语 GB/T 20307-2006 纳米级长度的扫描电镜测量方法通则 HG/T 3819-2006 纳米合成水滑石 HG/T 3820-2006 纳米合成水滑石 分析方法 HG/T 3821-2006 纳米氢氧化镁 SC/T 7205.1-2007 牡蛎包纳米虫病诊断规程第1部分:组织印片的细胞学诊断法 SC/T 7205.3-2007 牡蛎包纳米虫病诊断规程第3部分:透射电镜诊断法

  • 国家纳米中心等提出的新型纳米药物设计有望突破经典理论

    中科院纳米生物效应与安全性重点实验室(国家纳米科学中心和中国科学院高能物理研究所共建)的赵宇亮、陈春英等科研人员的实验研究工作与IBM周如鸿研究员的理论模拟相结合,在肿瘤高效低毒纳米药物的研究方面,取得重要的进展(PNAS, 109, 15431, 2012)。这是继2010年和2011年后,该研究组在《美国国家科学院院刊》发表的又一研究成果。 该研究组在2004年发现,原来设计为新一代MRI医学造影剂的含Gd金属富勒烯具有高效抑制肿瘤生长的功能。通过表面化学修饰,研究人员得到了几乎没有毒副作用的Gd@C82(OH)22。它不杀死肿瘤细胞,而是通过调节肿瘤细胞周围的微环境(改善肿瘤细胞生长的“土壤”),把肿瘤细胞“监禁”起来。通过近9年的动物实验和细胞实验研究发现,这种新的方法,不仅抑制肿瘤生长,也高效抑制肿瘤转移。 进一步的动物实验和分子动力学模拟研究发现,Gd@C82(OH)22纳米药物与靶分子的相互作用过程与药物设计的经典理论不同,Gd@C82(OH)22纳米颗粒并不作用于靶分子基质金属蛋白酶(MMP)的活性位点。Gd@C82(OH)22分子首先自身通过氢键相互作用形成棒状排列的纳米颗粒,然后通过纳米颗粒扩散运动接近靶分子的疏水区域,产生非特异性的疏水相互作用,而这只是一个过渡态。最终纳米颗粒和靶分子MMP之间通过氢键作用和疏水作用形成特异性结合。这种特异性结合区域在MMP的疏水区域,而不是传统的活性位点。 该研究结果第一次提出的新型纳米药物的设计有可能超越经典的理论和传统的思路:在传统的“锁眼”以外,靶分子可以为纳米颗粒(而非传统的“分子”)药物提供更为广阔的结合区域。这大大拓展了设计新型药物的可能性。 目前全世界在纳米药物领域的研究主要用纳米颗粒作为载体载带现有的药物,而把Gd@C82(OH)22纳米颗粒直接作为肿瘤治疗药物(不需要载带传统药物),到目前为止还是第一次。该实验室通过近9年的系统研究,已经完成8个肿瘤模型的动物实验。除了深入开展该研究中的抑制肿瘤新机制外,2012年高能所已建成一条中试生产线,并正在推进临床前研究的相关工作。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201211/W020121123539967315650.jpg 图:新型纳米药物的设计有可能超越经典的理论和传统的思路:在传统的“锁眼”以外,靶分子可以为纳米颗粒(而非传统的“分子”)药物提供有更为广阔的结合区域。这大大拓展了设计新型药物的可能性。

  • 纳米表征技术的新突破

    纳米表征技术的新突破 在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?北京科技大学方克明教授经过20多年的研究,探索出了一种新的方法———  “纳米”这个名词越来越引起人们的兴趣。大家知道“纳米”是一个非常微小的长度单位。具体地说,一纳米约一根头发粗细的万分之一。纳米技术应用到传统产品中,会极大地改善产品的性能。例如,碳纳米管是由一层或若干层碳原子卷曲而成的管状“纤维”,直径只有几到几十纳米。比重只有钢的六分之一,而强度却是钢的100倍。如果把碳纳米管制成绳索,是从月球上挂到地球表面而惟一不被自身重量所拉断的绳索。  在“纳米”技术愈来愈广泛地开发应用的同时,人们可能会提出这样的问题∶如此微小的“纳米”是用何种科学手段检测的?据了解,目前我国用来检测纳米的纳米表征技术正日趋成熟并取得了新的突破。  记者日前在采访中了解到,北京科技大学冶金学院博士生导师方克明教授经过20多年的研究,在纳米表征技术方面取得了新的突破,探索出了用透射电镜或高分辨电镜对纳米材料进行表征的新方法。该技术采用金属包埋法可以从纳米材料中切取纳米尺度的薄膜,然后用透射电镜或高分辨电镜研究纳米材料的微观形貌和微观结构。该技术的成功为我国纳米技术的发展提供了一种重要的检测手段,它荣获第十二届全国发明展览会金牌奖并取得了国家专利,目前在国内外处于该领域的领先水平。  纳米材料包括纳米颗粒及其以纳米颗粒为基础的材料;纳米纤维及其含有纳米纤维的材料;纳米界面及其含有纳米界面的材料。纳米材料的性能与其微观结构有着重要的关系。因此研究纳米材料微观结构的表征对认识纳米材料的特性,推动纳米材料的应用有着重要的意义。  透射电镜是研究材料的重要仪器之一,在纳米技术的基础研究及开发应用中也不例外。但是用透射电镜研究材料微观结构时,试样必须是透射电镜电子束可以穿透的纳米厚度的薄膜。单体的纳米颗粒或纳米纤维一般是透射电镜电子束可以直接穿透的。研究者通常把试样直接放在微栅上进行透射电镜观察。但是由于纳米颗粒或纳米纤维容易团聚,因此,用这种方法常常得不到理想的结果,有些研究内容也难以实施。比如∶纳米颗粒的表面改性的研究,纳米纤维的横切面研究都比较困难,研究界面问题则有更大的难度。因此,纳米材料的透射电镜研究,其样品制备问题是一个值得探讨的重要课题。对此,方克明教授进行了研究,探索了一种比较适用的制样方法。该方法可以从纳米颗粒或微米颗粒中直接切取可以进行透射电镜研究的薄膜,对进行纳米纤维横切面观察或纳米界面观察的制样也有很高的效率。  这一技术的特点是从纳米或微米尺度的试样中直接切取可供透射电镜或高分辨电镜研究的薄膜。试样可以为简单颗粒或表面改性后的包覆颗粒,对于纤维状试样,既可以切取横切面薄膜也可以切取纵切面薄膜。对含有界面的试样或纳米多层膜,该技术可以制备研究界面结构的透射电镜试样。技术的另一重要特点是不损伤试样的原始组织。制膜过程中不使用高温,不接触酸碱,必要时也可以不接触水或水溶液。  目前上述技术已应用于多项课题研究,如:沸石颗粒中半导体纳米团簇组装过程的研究;纳米碳纤维微观结构的高分辨电镜研究;纳米颗粒微观结构与尺寸的表征;多层膜层间结构的透射电镜研究;粉体颗粒表面改性的研究;电容钽粉颗粒渗氧层及介质膜的研究;铸铁中各种石墨微观结构的研究等。  该技术在全国已经获得了广泛应用,为北大、清华、中科院等上百个新材料科研课题组和企业提供了技术支持。为我国高新材料的深入研究提供了一种重要方法,引起了国内外的关注。  纳米表征技术是高新材料基础理论研究与实际应用交叉融合的技术。对我国高新材料产业的发展有着重要的推动作用。我们希望这项新技术能得到有关部门的关注并在全国更广泛地推广应用,以加速我国高新材料研究的进程,为我国高新技术产业的发展作出更大的贡献

  • 欧洲食品纳米成分标记将写入立法

    欧洲食品纳米成分标记将写入立法来源: WTO检验检疫信息网 时间:2011-06-29 6 月25 日消息,欧洲议会上周通过一条有关食品标签纳米材料成分标记的临时协定。条约要求所有以纳米材料形式存在的食品成分必须清楚列入产品成分之内,并在材料前加标记号。 这条欧盟成员国协议将 engineered nanomaterial (纳米材料)定义为: “任何有意生产的一边或多变维度尺寸在 100纳米左右的物质,或由离散的功能部件组成,不论内部还是表面离散,具有约 100 纳米的一边或多变维度尺寸,包括100纳米尺寸以上但保留纳米级特征属性的的结构、团聚体或聚集物。 ” 协议认定,纳米级特征属性包含以下两种情况: • 涉及特定大表面积材料的属性 • 特定理化属性,有别于非纳米形式的相同材料 该协议将在 7 月通过欧洲议会全体会议投票表决,并在随后正式通过欧盟成员国同意。如果该临时协议最后通过立法,食品生产企业可获得 3 年缓冲期时间以适应新法。

  • 欧洲食品纳米成分标记将写入立法

    欧洲食品纳米成分标记将写入立法来源: WTO 检验检疫信息网 时间:2011-06-296 月25 日消息,欧洲议会上周通过一条有关食品标签纳米材料成分标记的临时协定。条约要求所有以纳米材料形式存在的食品成分必须清楚列入产品成分之内,并在材料前加标记号。这条欧盟成员国协议将engineered nanomaterial (纳米材料)定义为:“任何有意生产的一边或多变维度尺寸在100纳米左右的物质,或由离散的功能部件组成,不论内部还是表面离散,具有约100 纳米的一边或多变维度尺寸,包括100 纳米尺寸以上但保留纳米级特征属性的的结构、团聚体或聚集物。”协议认定,纳米级特征属性包含以下两种情况:• 涉及特定大表面积材料的属性• 特定理化属性,有别于非纳米形式的相同材料该协议将在7 月通过欧洲议会全体会议投票表决,并在随后正式通过欧盟成员国同意。如果该临时协议最后通过立法,食品生产企业可获得3 年缓冲期时间以适应新法。

  • 【分享】欧洲食品纳米成分标记将写入立法

    6月25日消息,欧洲议会上周通过一条有关食品标签纳米材料成分标记的临时协定。条约要求所有以纳米材料形式存在的食品成分必须清楚列入产品成分之内,并在材料前加标记号。这条欧盟成员国协议将engineered nanomaterial (纳米材料)定义为:“任何有意生产的一边或多变维度尺寸在100纳米左右的物质,或由离散的功能部件组成,不论内部还是表面离散,具有约100纳米的一边或多变维度尺寸,包括100纳米尺寸以上但保留纳米级特征属性的的结构、团聚体或聚集物。”协议认定,纳米级特征属性包含以下两种情况:• 涉及特定大表面积材料的属性• 特定理化属性,有别于非纳米形式的相同材料该协议将在7月通过欧洲议会全体会议投票表决,并在随后正式通过欧盟成员国同意。如果该临时协议最后通过立法,食品生产企业可获得3年缓冲期时间以适应新法。

  • 苏州纳米所硅纳米线场效应管生物传感器研究取得新进展

    生物传感器能够将各种生化反应转换成可测量的电学、光学等信号,属于典型的多学科交叉领域。在生物传感器研究中,器件设计与传感策略一直成为该领域的研究热点,开发具有高灵敏度、时效性兼具可制造性的生物传感器具有重要的科学价值和应用前景。 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所生物医学部程国胜研究员课题组采用CMOS兼容“自上而下”加工工艺,以SOI(silicon-on-insulator)硅片为衬底,加工出尺寸可控的一维Si纳米线场效应管。在生物传感器研发过程中,纳米材料表面的功能化修饰是其中一项重要环节,该团队在前期工作中已探索了半导体纳米材料的表面修饰基本方法(Langmuir 26, 4514–4522, 2010;Langmuir 27, 13220–13225, 2011)。在此基础上,通过共价结合方法选择性地在Si纳米线表面修饰急性心肌梗死标志物——心肌肌钙蛋白I(cTnI)的单克隆抗体,制备了面向心肌梗死诊断的生物传感器。测试结果表明,生物传感器对cTnI的响应时间小于2 min,其动态线性响应范围92 pg/mL~46 ng/mL,相关工作发表于Biosensors and Bioelectronics(34, 267-272, 2012)。 进一步通过分析器件电流响应中的低频噪声谱,发现当器件工作于反型区时,相较于空气中的响应,液相环境下噪声谱幅度的倒数受栅极电压的调控作用更加明显。基于此,研究人员以血清体系为研究对象,对比了传统电流响应与噪声谱分析方法,在电流响应无法区分待测cTnI蛋白的情况下,噪声谱分析能够实现2个数量级的信号差别。 部分结果发表于Applied Physics Letters(101, 093704, 2012),为实现新型、高灵敏度生物传感器的设计提供了思路。 上述研究工作得到了中科院“百人计划”项目、国家自然科学基金、国家重大科学研究计划(973项目)经费支持,同时得到了苏州纳米所纳米加工平台及分析测试平台的技术支持。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688421684.jpg图1 器件阵列形貌(A),Si纳米线扫描电镜图片(B)以及典型的cTnI传感结果(C)。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688424476.jpg图2 噪声幅度倒数与栅极电压之间的关联(A),电流模式下(B)及噪声谱分析方法下的cTnI响应(C)。

  • 新型纳米药物设计有望突破经典

    新型纳米药物设计有望突破经典新型纳米药物的设计有可能超越经典的理论和传统的思路:在传统的“锁眼”以外,靶分子可以为纳米颗粒(而非传统的“分子”)药物提供有更为广阔的结合区域。这大大拓展了设计新型药物的可能性。中科院纳米生物效应与安全性重点实验室(国家纳米科学中心和中国科学院高能物理研究所共建)的赵宇亮、陈春英等科研人员的实验研究工作与IBM周如鸿研究员的理论模拟相结合,在肿瘤高效低毒纳米药物的研究方面,取得重要的进展(PNAS,109,15431,2012)。这是继2010年和2011年后,该研究组在《美国国家科学院院刊》发表的又一研究成果。 该研究组在2004年发现,原来设计为新一代MRI医学造影剂的含Gd金属富勒烯具有高效抑制肿瘤生长的功能。通过表面化学修饰,研究人员得到了几乎没有毒副作用的Gd@C82(OH)22。它不杀死肿瘤细胞,而是通过调节肿瘤细胞周围的微环境(改善肿瘤细胞生长的“土壤”),把肿瘤细胞“监禁”起来。通过近9年的动物实验和细胞实验研究发现,这种新的方法,不仅抑制肿瘤生长,也高效抑制肿瘤转移。 进一步的动物实验和分子动力学模拟研究发现,Gd@C82(OH)22纳米药物与靶分子的相互作用过程与药物设计的经典理论不同,Gd@C82(OH)22纳米颗粒并不作用于靶分子基质金属蛋白酶(MMP)的活性位点。Gd@C82(OH)22分子首先自身通过氢键相互作用形成棒状排列的纳米颗粒,然后通过纳米颗粒扩散运动接近靶分子的疏水区域,产生非特异性的疏水相互作用,而这只是一个过渡态。最终纳米颗粒和靶分子MMP之间通过氢键作用和疏水作用形成特异性结合。这种特异性结合区域在MMP的疏水区域,而不是传统的活性位点。 该研究结果第一次提出的新型纳米药物的设计有可能超越经典的理论和传统的思路:在传统的“锁眼”以外,靶分子可以为纳米颗粒(而非传统的“分子”)药物提供更为广阔的结合区域。这大大拓展了设计新型药物的可能性。 目前全世界在纳米药物领域的研究主要用纳米颗粒作为载体载带现有的药物,而把Gd@C82(OH)22纳米颗粒直接作为肿瘤治疗药物(不需要载带传统药物),到目前为止还是第一次。该实验室通过近9年的系统研究,已经完成8个肿瘤模型的动物实验。除了深入开展该研究中的抑制肿瘤新机制外,2012年高能所已建成一条中试生产线,并正在推进临床前研究的相关工作。

  • 纳米测量标准器研制成功

    作者:曲照贵 文章来源:中国化工报 更新时间:2012-07-19  近日,天津市检验检疫局研制的纳米尺度测量标准器获得国家实用新型专利授权。该产品采用国际先进的聚焦离子束刻蚀技术,具有分辨率高、线距均匀、材料稳定、设计独特等特点,可以满足不同形状样品的比对测量需求,有效解决了纳米尺度更准确的测量问题,填补了纳米材料领域标准器国内空白,达到国际先进水平。   据介绍,该纳米标准器分辨率高,具有78纳米的标准周期线距,远小于目前公认的S1000标准器1000纳米的线距,是真正意义上的纳米级标准器,并且能够保证每个刻度周期线距的均匀性和一致性,使最小线距整数倍的距离都可以作为标准长度来比对,材料膨胀系数低、性能稳定,设计将横线、竖线、点阵和圆环形状的标准刻度融于一体,可以满足不同形状样品的比对测量需求。  随着纳米科技飞速发展,用于测量纳米尺度的高分辨率测量器具一直是人们所关注的课题,为了得到更准确的测量结果,需要有更接近于样品尺度的标准物质。

  • 纳米科学的介绍

    [font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是[/font]80年代初迅速发展起来的新的前沿科研领域,1990年在美国巴尔的摩召开的第一届国际纳米科学技术会议,并正式创办的《纳米技术》杂志,标志着纳米科学的诞生。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]纳米科学是指研究在[/font]0.1nm~100nm尺寸范围内物质具有的物理、化学性质和功能的科学,它包括纳米生物学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等新兴学科。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]而纳米科技是指一种用单个原子,分子制造物质的科学技术,它以纳米科学为基础,进行制造新材料、新器件,研究新工艺的方法。在这里纳米不仅是一个空间尺度概念,而且表示了一种新的思考方式,即生产过程越来越精细。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]人类通过在原子、分子和超分子水平上控制了纳米结构来发现纳米材料的奇异特性,以及学会有效地利用这些特性,使得人类能够按照自己的意志,在纳米尺度上直接操纵单个原子、分子的排布制造出具有特定功能的产品,最终能够仿照自然界生态中非常复杂的过程,这也是纳米科技的最终目的,换句话说,我们是为了更好地理解这个世界而研究纳米物质的。[/size][/font]

  • 什么是纳米抗体?纳米抗体的特性有哪些?

    [font=宋体][b]什么是纳米抗体?[/b][/font][font=宋体][font=宋体][url=https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody][b]纳米抗体[/b][/url]([/font][font=Calibri]nanobody, Nb[/font][font=宋体])是一种人工设计的抗体分子,又称为单域抗体([/font][font=Calibri]single-domain antibodies, sdAbs[/font][font=宋体])、[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体或[/font][font=Calibri]camelid[/font][font=宋体]抗体,是发现于羊驼、单峰驼等驼科以及鲨鱼、鳐鱼等软骨鱼中的一种天然缺失轻链的重链抗体([/font][font=Calibri]heavy-chain antibodies, HCAbs)[/font][font=宋体]。[/font][font=Calibri]1993[/font][font=宋体]年,比利时的科学家在骆驼的血清中发现了一种天然轻链缺失的重链抗体,分子量约[/font][font=Calibri]95 kDa[/font][font=宋体],其中包括两个恒定区([/font][font=Calibri]CH2[/font][font=宋体]和[/font][font=Calibri]CH3[/font][font=宋体])、一个铰链区和一个重链可变区([/font][font=Calibri]variable heavy chain domain, VHH[/font][font=宋体]),接着克隆得到只包含一个重链可变区的单域抗体,即[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体。[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]抗体的晶体结构为[/font][font=Calibri]4 nm[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]2.5 nm[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]3 nm[/font][font=宋体]的椭圆形,分子量大小仅普通抗体的[/font][font=Calibri]1/10[/font][font=宋体],约[/font][font=Calibri]12-14 kDa[/font][font=宋体],是最小的完整抗原结合片段,因此又被称为纳米抗体。纳米抗体可用于肿瘤等疾病的治疗、疾病的检测、疫苗的研发等。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体特性:[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]1.[/font][font=宋体]高耐热性和稳定性[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]将不同的纳米抗体在[/font][font=Calibri]37[/font][font=宋体]℃放置[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]周,结果其抗原结合活性均在[/font][font=Calibri]80%[/font][font=宋体]以上,表明纳米抗体在室温下保存相当稳定,这使其比常规抗体更易于储藏和运输。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]比较了鼠单抗和纳米抗体在高达[/font][font=Calibri]90[/font][font=宋体]℃高温长时间处理的抗原结合活性,发现纳米抗体都保持了较高的活性仍能重新获得抗原结合能力,而所有常规抗体在[/font][font=Calibri]90[/font][font=宋体]℃处理后都丧失了活性,发生了不可逆的聚合。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]在恶劣条件,如在高热、离液剂、存在蛋白酶和极度[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]值变性的条件下(如胃液和内脏中),正常抗体会失效或分解,而纳米抗体仍具有高度的稳定性。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]2.[/font][font=宋体]高抗原结合性:[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体独特的结构决定了其高抗原结合特性:纳米抗体较长的[/font][font=Calibri]CDR3[/font][font=宋体],可形成一稳定的暴露的凸环结构(凸环中具有稳定结构的二硫键),能够深入抗原内部以更好的结合抗原从而提高了其抗原特异性和亲和力。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]而传统抗体[/font][font=Calibri]Fab[/font][font=宋体]片段及单链抗体[/font][font=Calibri]scFv[/font][font=宋体]的抗原结合表面常形成凹形拓扑结构[/font][font=Calibri], [/font][font=宋体]通常只能识别位于抗原表面的位点,因此纳米抗体[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]单域具有更加广泛的抗原结合力,甚至当靶蛋白紧密包裹隐藏了普通抗体识别的位点时[/font][font=Calibri],[/font][font=宋体]纳米抗体也可以对其进行表位识别。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]3.[/font][font=宋体]较强的组织穿透力:[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]纳米抗体具有强而快的组织穿透能力,可以进入致密的组织如实体瘤发挥作用;并且多余未结合的纳米抗体能够很快的被清除,这相对于单克隆抗体组织穿透力差,不易被清除的不足,更有利于疾病的诊断。另外,纳米抗体能够有效的穿透血脑屏障,这样的特性为脑部给药提供了新方法,有望成为治疗老年痴呆症的新药。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=Calibri]4.[/font][font=宋体]高水溶性、高表达性[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]正常抗体[/font][font=Calibri]VH[/font][font=宋体]结构域单独表达时通常形成包涵体,或者暴露的疏水域相互黏附;而纳米抗体[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体]由于其[/font][font=Calibri]FR2[/font][font=宋体]中的疏水残基被亲水残基所取代,使得纳米抗体的水溶性增加,聚合性减少;而且即使以包涵体形式表达,也很容易复性,这样可以大大提高作为药物的利用率。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]因纳米抗体分子量小、结构简单,由单一的基因编码,所以它很容易在微生物中合成,能在噬菌体、酵母等微生物中大量的表达,而且其相对价格低廉、可进行大规模生产,易于普及和应用。有报道,可通过酵母反应器酿造将纳米抗体的产量提高,每公升可达[/font][font=Calibri]1[/font][font=宋体]克的产量。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]纳米抗体的应用优势[/b][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]①用于生物医药研发(基因工程药物研发、[/font][font=Calibri]ADC[/font][font=宋体]药物研发);[/font][/font][font=宋体]②用于临床体外诊断(胶体金法、酶联免疫吸附法、电化学发光法);[/font][font=宋体]③用于肿瘤研究、免疫学研究等基础研究;申请具有自主知识产权的发明专利及科研奖项;[/font][font=宋体]④拓展研究思路、发表国际知名学术刊物。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]纳米抗体是一种非常有前景的下一代治疗性抗体技术,受到越来越多的研究机构和制药公司的关注。为支持纳米抗体药物的早期发现,义翘神州利用噬菌体抗体库技术自主研发了纳米抗体开发平台,已成功开发了多个纳米抗体候选分子。另外,我们的高通量纳米抗体表达平台,已成功表达和生产了多种纳米抗体形式,包括单价、多价或多特异性[/font][font=Calibri]VHH[/font][font=宋体],满足客户的各种定制需求。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]更多详情可以关注:[/font][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/nanobody[/font][/font][font=Calibri] [/font]

  • 纳米生物技术简介

    纳米生物技术简介 纳米(nanometer,nm)是一种长度单位,一纳米等于10亿分之一米、千分之一微米。从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。DNA链的直径就是一纳米左右。由于纳米材料表现出许多不同于传统材料的特殊性能,所以纳米科技被视为21世纪关键的高新技术之一。纳米技术包含下列四个主要方面:第一方面是纳米材料,第二方面是纳米动力学,第三方面是纳米电子学,第四方面是纳米生物学和纳米药物学。在纳米生物学和纳米药物学方面,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。当前纳米生物学和纳米药物学研究领域主要集中在以下几个方向:纳米生物材料、纳米生物器件研究和纳米生物技术在临床诊疗中的应用。

  • 【资料】纳米新技术(共3讲)

    [B][center]什么是纳米技术 [/center][/B] 纳米是长度单位,原称"毫微米",就是10-9(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。  从具体的物质说来,人们往往用"细如发丝"来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。  纳米技术包含下列四个主要方面:   第一方面是纳米材料,包括制备和表征。在纳米尺度下,物质中电子的放性(量子力学学性质)和原子的相互作用将受到尺度大小的影响,如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。用超微粒子烧成的陶瓷硬度可以更高,但不舱裂:无机的超微粒子灰分在加入橡胶后,将粘在聚合物分子的端点上,所做成的轮胎将大大减小磨损和处长寿命。   第二方面是纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。   第三方面是纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定 DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。   第四方面是纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。"更小"是指响应速度要快。"更冷"是指单个器件的功耗要小。但是"更小"并非没有限度。  纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的  在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技。"大挑战"机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:   把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。  由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。  生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。  通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾Ⅲ 处理器已经显得十分慢了。   运用基因和药物传送纳米级的MRI对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官   去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。  提高太阳能电池能量效率两倍。

  • 中科院长春光机所全球首创“纳米荧光炸弹”

    近日,中科院长春光机所在国际上首次提出超级碳纳米点的概念,并研制出基于超级碳纳米点的水触发“纳米荧光炸弹”。复合该“纳米荧光炸弹”的纸可以实现喷水荧光打印、指纹汗孔荧光采集等多种实际应用。  荧光成像可作为一种有效的技术方法,在数据存储、数据安全和临床诊断等领域具有重要应用。该方法很大程度上依赖于新型智能发光材料的开发。近年来,一种新型的碳纳米材料,即荧光碳点的出现,使原本非发光的碳材料表现出优异的发光特性,引起国际上极大关注。  以往碳纳米点的研究主要针对单个碳纳米点的发光特性。中科院长春光机所研制出基于“超级碳纳米点”的水触发“纳米荧光炸弹”,使得碳纳米点材料成为一种新型的智能发光材料。这种“超级碳纳米点”遇水会分解成独立的小尺寸碳纳米点,进而会导致其光致荧光增强。这种“超级碳纳米点”的纸复合物,会产生快速的水诱导光致发光增强现象,“超级碳纳米点”复合纸可作为无墨打印纸进行喷水荧光打印,实现更加环保的信息存储和信息加密。这种成本低、环保、全新的碳基纳米材料,还可以用在医疗和诊断领域。通过在“超级碳纳米点”复合纸上按压手指,可以快速、精确地采集指纹上处于激活状态的汗孔分布图,实现个人指纹信息更加安全、可靠的采集及个人健康的诊断。

  • 纳米技术及应用

    信息产业科技、生物科技和纳米技术是现在世界上前沿科学领域的三大主要方向。 纳米是一个长度计量单位,它是一米的十亿分之一。纳米材料就是在纳米量级范围内调控物质结构研制而成的新材料。纳米技术就是 指在纳米尺度范围内,通过操纵原子、分子、原子团和分子团,使 其重新排列组合成新物质的技术。其最终目标是直接以原子、分子的变化,使物质在纳米尺度上表现出新颖的物理、化学和生物学特性,制造出具有特定功能的产品。因为纳米材料的粒度非常微小,一般的显微镜是不能观察到的,所以纳米技术是在扫描隧道显微镜发明之后,才出现以0.1至100纳米尺度为研究对象的前沿科学。这可能改变几乎所有产品的设计和制造方式,实现生产方式的飞跃, 是新工业革命的核心。纳米技术也是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础,将对人类产生深远的影响,甚至改变人们的思维方式和生活方式。有人曾经预言说,七十年代搞微米技术的国 家,现在已成为发达国家;现在从事纳米技术研究的国家,将是二 十一世纪的先进国家。 纳米材料粒度非常微小,具有良好的表面效应,一克纳米材料的表 面积达到几百平方米,因此用纳米材料制成的产品,其强度、柔韧 度、延展性都十分优越,就象一种有成千上万对脚的毛毛虫,当它 吸附在光滑的玻璃面上时,由于接触面积大,12级台风也吹不掉 它。因此,在化纤中加入少量的金属纳米颗粒,就可摆脱磨擦引起的静电现象;在食品中采用纳米技术,可提高肠胃的吸收功能;在 涂料中运用纳米技术,可使外墙涂料的耐洗刷性从一千多次提高到一万多次,老化时间延长两倍多;许多化妆品因为加入纳米微粒, 而具备防紫外线功能;利用纳米技术可生产出色彩鲜艳、抗折性极 高的彩色轮胎;利用纳米粉末,可使废水变清。另外,纳米在医药 保健、计算机、化学和航天等领域都会引起新的、技术性革命。 作为纳米技术重要方面的碳纳米管,是1991年被人类发现的。它是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管,管的直径一般为几个纳米到几十纳米,管壁厚度仅几个纳米,象铁丝网卷成的空心圆柱状的“笼形 管”。5万个“笼形管”排列起来,才有人的一根头发丝那么宽,长度和直径比非常高的纤维小。作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员,碳纳米管的韧性很高,导电性极强,场发射性能优良,兼具 金属性和半导体性。其强度比钢高100倍,比重只有钢的1/6,称之 为未来的超级纤维,成为国际研究的热点。碳纳米管的用途十分诱 人。它可制成极好的微细探针和导线、加强材料及储氢材料。它使壁挂电视成为可能,并在将来可替代硅芯片。纳米芯片体积更小、 容量更大、重量更轻,将在纳米电子学中扮演极重要角色,并引发计算机行业的革命。不久前我国研制出的碳纳米管显示器样本,不但体积小,重量轻,而且显示质量好,从-45℃~80℃皆能正常工 作,而耗电只有现在的显示器的1%。 另外,作为纳米技术的应用之一,在我国西安已研制出的“纳米服 装”,不仅能阻隔95%以上的紫外线,还能阻隔同量的电磁波,且无毒、无刺激,不受洗涤、着色、磨损的影响,能有效地保护人体皮 肤不受辐射的影响。还有小鸭集团研制出的纳米洗衣机,就是利用 纳米抗菌材料研制出的自我清洁的洗衣机。它能够有效地抑制细菌 滋生,无论使用多长时间,都能够保持“净水洗涤”的状态。 目前,纳米技术在电线电缆中的应用已在开始。有人曾设想,能否运用纳米技术来提高绝缘材料的性能,从而提高电缆的绝缘、耐热 和抗老化等性能,减少电缆的外径,减轻电缆的重量。另外能否利 用碳纳米管的韧性高、导电性强的特点,制成超细电磁线,使微型 电机的体积象米粒那样大,甚至更小。 现在“纳米热”已遍及全球,从大西洋到太平洋,从日本到欧洲,各国都把它作为重要的未来发展战略。美国总统克林顿曾经发表过 一篇关于前沿科学技术的前瞻性的讲话,提出了美国今后要大力发 展纳米技术。美国已于2000年10月1日启动“国家纳米计划”,投资1997年的1.16亿美元增加到4.97亿美元。目前全球纳米技术的年 产值已达到500亿美元,预计到2010年,市场容量将达到14400亿美 元。我国已建立了10多条纳米材料和技术的生产线,以此为基础的企业已达100多家。预计在今后二、三十年内,它将远远超过计算机工业,并成为未来信息时代的核心。纳米技术导致的微形化趋势从根本上改变人类的处境,从而引起二十一世纪的又一次产业革命。

  • 纳米医学畅想

    纳米医学畅想 纳米医学的研究内容十分广泛,最引人注目的是扫描隧道显微镜(STM)。这一非凡的仪器于80年代初研制成功,可以在纳米尺度上获取生命信息,研究者相继得到了左旋DNA、双螺旋DNA的碱基对、平行双螺旋DNA的STM图像。我国科学家利用STM成功的拍摄到表现DNA复制过程中一瞬间的照片。目前,研究已涉及到氨基酸、人工合成多肽、结构蛋白和功能蛋白等领域。 纳米使单位体积物质储存和处理信息的能力提高百万倍以上,人类有可能将存储了全部知识的纳米计算机安放在人脑中,或许有一天,图书馆就在我们的头脑内,每一个人都可能成为爱因斯坦、牛顿,老年性痴呆、记忆丧失等病症将会得到彻底治愈。纳米计算机可能用来读出人脑内的内容及品性,将一个脑内的信息转录到另一个脑内,这个脑可以是人脑,也可以是电脑。纳米医学也有可能改变人类自身,让人类成为能在天上飞、水中游,能进行光合作用或能在恶劣环境下生存的“超人”。将来,掌握纳米医学技术的医生,不仅能够“修理人”——治病,而且能够“改造人”——使其具有特殊功能。虽然这些设想有些离奇,但决非是毫无科学根据的幻想。即将进入临床应用的有:利用纳米传感器获取各种生化信息和电化学信息。已经取得重大成果的还有DNA纳米技术,主要应用于分子的组装。 已经在医药领域得到成功的应用。人们已经能够直接利用原子、分子制备出包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1-100纳米的微粒。最引人注目的是作为药物载体,或制作人体生物医学材料,如人工肾脏、人工关节等。在纳米铁微粒表面覆一层聚合物后,可以固定蛋白质或酶,以控制生物反应。由于纳米微粒比血红细胞还小许多,可以在血液中自由运行,因而可以在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用。 当把二氧化肽做到粒径为几十纳米时,在它的表面会产生一种叫自由基的离子,能破坏细菌细胞中的蛋白质,从而把细菌杀死。例如用二氧化肽处理过的毛巾,只要有可见光照射,上面的细菌就会被纳米二氧化肽释放出的自由基离子杀死,具有抗菌除臭功能。 将药物粉末或溶液包埋在直径为纳米级的微粒中,将会大大提高疗效、减少副作用。纳米粒可跨越血脑屏障,实现脑位靶向。另外,纳米粒脉管给药,可降低肝内蓄积,从而有利于导向治疗。纳米粒中加入磁性物质,通过外加磁场对其导向定位,对于浅表部位病灶治疗具有一定的可行性。在影像学诊断中,纳米氧化铁在病灶与正常组织的磁共振图像上,会有较大的对比度。 纳米粒用作药物载体具有下述显著优点:(1)可到达网状内皮系统分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位;(2)具有不同的释药速度。(3)提高口服吸收药物的生物利用度。(4)提高药物在胃肠道中的稳定性。(5)有利于透皮吸收及细胞内药效发挥。如:载有抗肿瘤药物阿霉素的纳米粒,可使药效比阿霉素水针剂增加10倍。目前已在临床应用的有免疫纳米粒、磁性纳米粒、磷脂纳米粒以及光敏纳米粒等。 医用纳米机械或纳米微型机器人可潜入人体的血管和器官,进行检查和治疗,使原来需要进行大型切开的手术成为微型切开或非手术方式,并使手术局部化。纳米医用机器甚至可以进入毛细血管以及器官的细胞内,进行治疗和处理。这类机器可以将对人体的伤害减小到最低程度。含有纳米计算机的、可人机对话的、有自身复杂能力的纳米机器人一旦制成,能在一秒钟内完成数十亿个操作动作。如果数量足够多,就可以在几秒或几分钟内完成现今需几天或几个月甚至几年、几十年才能完成的工作。 和细胞一样,作业中坏了的微型机械可以随时被更换或修理。微型机械发展的顶峰,或许是可以自己增殖繁衍的纳米机器人。别以为以上设想不可思议。纳米科学家们相信这种愿望能够实现。 不难想象,倘若人类能直接利用原子、分子进行生产活动,这将是一个“质”的飞跃,将改变人类的生产方式和空前地提高生产能力,并有可能从根本上解决人类面临的诸多困难和危机,开创医学新纪元。

  • 【求助】(已应助)拜托各位帮忙找找七项纳米材料标准

    GB/T 19619—2004《纳料材料术语》 GB/T 13321—2004《纳米粉末粒度分布的测定——X射线小角散射法》GB/T 19587—2004《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》GB/T 19588—2004《纳米镍粉》GB/T 19589—2004《纳米氧化锌》GB/T 19590—2004《超微细碳酸钙》GB/T 19591—2004《纳米二氧化钛》

  • 单细胞“纳米生物间谍”技术能进入活细胞取样

    原标题 “纳米生物间谍”技术能进入活细胞取样 可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性 科技日报讯 据物理学家组织网近日报道,美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校(UCSC)研究人员开发出一种机器人式的“纳米生物间谍”系统,能从单个活细胞内提取出微量样本,进行RNA或DNA测序,而不会杀死细胞。研究人员表示,这种单细胞“纳米生物间谍”技术是一种了解活细胞内部动态过程的有力工具。相关论文发表在最近出版的美国化学协会《纳米》杂志上。 “我们能从活细胞中拿走一个‘生物间谍’,再把它送回该细胞,在几天内这样重复多次而不会杀死细胞。如果用其他技术,你不得不牺牲这个细胞才能分析它。”该生物传感与生物电技术小组负责人、UCSC巴斯金工程学院生物分子工程教授内德·波曼德说。 “纳米生物间谍”平台是研究小组用纳米吸液管开发的最新设备。纳米吸液管是一种小玻璃管,取液端越来越细,至尖端直径仅50到100纳米。波曼德说:“我能在实验室造出纳米吸液管,这不需要昂贵的纳米制造设备。但要进入一个细胞,问题是即使在高倍显微镜下,你也看不见吸液管尖端,不知道它偏离了细胞有多远。” 实验室博士后研究员亚当·赛格尔解决了这一问题。他基于在一台改造过的扫描离子电导显微镜(SICM),开发出一种反馈控制系统。该系统能利用通过纳米吸液管尖端的离子流作为反馈信号,在尖端接近细胞表面时探测其中的液滴。在尖端进入细胞之前,一种自动控制系统能定位它在细胞上面的位置,然后尖端很快插入穿透细胞膜,通过操控电压有控制地提取一小点细胞内物质。由于吸液管尖端极精细,对细胞造成的损害极微小。 研究小组用这种系统从活细胞中提取的微量细胞物质,估计只有50毫微微升(千万亿分之一升),约一个人体细胞百分之一的量。他们从单个人体癌细胞中提取物质并进行RNA测序,还从人类成纤维细胞中提取了线粒体并对其进行了DNA测序。“人们已经知道,线粒体和多种神经退化疾病有关。该技术可用于深入揭示线粒体基因组变异的重要性。”波曼德说。 该技术应用前景广阔。波曼德希望能与其他研究人员合作,探索其更多用途。“对于癌症生物学家、干细胞生物学家等想要了解细胞内部情况的科学家来说,这是一种多功能的平台。”(常丽君)来源:中国科技网-科技日报 2014年01月20日

  • 【原创大赛】纳米阵列电极简述

    【原创大赛】纳米阵列电极简述

    纳米阵列电极是多个纳米电极的集合体。根据单个纳米电极的组合方式,纳米阵列电极可分为有序纳米阵列电极(nanoelectrode arrays) 和无序纳米阵列电极( nanoelectrode ensembles) 。纳米阵列电极不仅具有单个纳米电极高传质速率、低双电层充电电流、小时间常数、小IR 降及高信噪比等优势,而且由于成千上万个单个纳米电极集中在一个基体上,克服了单个纳米电极响应信号过小、易受干扰和难以操作等缺点,能极大地提高测量的灵敏度和可靠性,降低操作难度和测量成本。特别是作为人工组装的纳米结构体系,纳米阵列电极更能突出研究者的设计和创新理念。人们能够通过设计和组装实现对纳米阵列组成、结构和性能的有效控制。因而,纳米阵列电极自20 世纪80 年代诞生起就受到人们的普遍关注。迄今为止,人们已相继设计制作出如圆盘状、井状、叉指状、圆柱形、圆锥形、截锥形、球形和半球形等多种形状的纳米阵列电极,所用电极材料包括金属、半导体、高聚物和碳纳米管等多种材料。其在电化学分析、微型生物传感器、电催化和高能化学电源等领域已日益显示出广阔的应用前景。1、纳米阵列电极的制备方法1. 1 模板法模板法是选择具有纳米孔径的多孔材料作为模板,在模孔内合成纳米阵列,然后组装成纳米阵列电极。此方法通过调整模板的参数,可以实现对纳米电极结构和尺寸的有效控制。可采用纳米阵列孔洞膜做模板,通过电化学沉积法、溶胶一凝胶法、溶胶一凝胶一聚合法、化学气相沉积法等技术将纳米结构基元组装到模板孔洞中而形成纳米管或者纳米线的方法。常用的模板主要是有序孔洞阵列氧化铝模板(AAO)和含有孔洞有序分布的高分子模板。多孔阳极氧化铝模板是通过高纯铝片在适当温度的酸性溶液中阳极氧化制得。依阳极氧化时所加的氧化电压、电解液类型、电解温度及电解时间的不同,可得到不同孔径、孔深和孔间距的膜,这种膜是典型的具有纳米孔阵列的自组装微结构。Keller等在1953年报道了多孔阳极氧化铝的理想结构模型如图1所示,该模型指出多孔层是由许多六角柱形结构单元紧密有序地排列而构成的。Martin等在模板法制备纳米线方面做了开拓性工作,1989年他们在阳极氧化铝模板的孔道内合成了金纳米线,并研究了它的透光性能。此后,模板法得到了迅速发展。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251646_567915_3043450_3.jpg图1 多孔阳极氧化铝的理想结构模型纳米阵列电极的模板法制作过程如图2所示,大致是先在通孔的模板膜的一面用各种方法覆盖一层金属。这层金属膜较厚是为了保证电极能覆盖所有的孔。然后将覆有金属的一面与导电基体接触或者直接将金属膜作为导电基体进行电沉积。通过溶解或部分溶解模板控制纳米线的长度,可得到不同类型的纳米阵列电极。如图2b为纳米孔阵列电极,图2c为纳米盘阵列电极,图2d、e为纳米线阵列电极。用化学沉积的方法填充模板时不需事先镀覆金属膜。例如,在金属已充满膜的纳米孔洞之后继续沉积,可在模板膜的两面均得到一层金属膜,去除其中的一层,另一层留作阵列电极的基体,则得到典型的纳米盘阵列电极。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251646_567916_3043450_3.jpg图2 纳米阵列电极的模板法制作过程示意图1.2 刻蚀法刻蚀法是基于化学腐蚀或光化学反应,对材料进行加工的一种方法。在纳米阵列电极制备过程中,主要通过对电极覆盖层、阵列模板或电极材料进行加工,从而制备出各种立体形状的电极,是目前制备形状可控的纳米阵列电极较为有效的方法。目前主要的刻蚀方法有化学刻蚀法和光刻法。化学刻蚀操作简便,只要控制得当就能得到理想的纳米阵列电极。Crooks等报道了通过刻蚀覆盖在平面电极上的绝缘层来获得纳米孔阵列电极的方法。他们制得直径为60~80 nm 的Au (111) 有序凹进并且高度对称的六边形纳米阵列。具体做法是:选择一定面积的Au(111),其余部分用蜡覆盖,电化学方法纯化45 min 后,欠电位沉积单层铜;再将硫醇化学吸附在上层的铜上形成硫醇自组装层;最后在氰化物溶液中用化学刻蚀的方法扩大硫醇自组装层的缺陷,以制成凹进的Au (111) 纳米阵列电极。光刻法在制备有序带状纳米阵列电极方面具有特殊的优势。典型的制作过程如下:首先设计阵列的形状,采用气相沉积在绝缘基体上沉积厚度约为100 nm的薄层金属,再涂上一层光刻胶,然后在其上覆盖光刻模板,通过光照和选择性化学溶解得到阵列。Finot等采用电子束光刻及离子刻蚀的方法得到纳米插指阵列电极。其中单个插指电极的宽度为100 nm、电极间距离为200nm、电极面积为100 m×50 m,如图3所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509251646_567917_3043450_3.jpg图3 金插指阵列电极SEM图(1000×)1.3 自组装法自组装法通过非共价键之间的相互作用使纳米粒子聚合在一起,自发地在基底表面形成有序纳米结构薄层的一种方法,是近年来非常活跃的研究方法之一。在纳米阵列电极制备过程中,自组装层可作为电极反应的活性部分,也可作为惰性覆盖层。汪尔康等采用自下而上自组装法制成金纳米粒子阵列电极。他们首先将云母基体在巯基的作用下表面功能化,再将云母浸入到金胶溶液中,云母表面的硫醇基团将12 nm的金颗粒固定。不同的浸入时间获得的金阵列的密度不同,时间越长,得到的纳米金粒子阵列的密度越高。Radford等采用自组装法将氧化还原活性物质单层膜固定在以金为基体的单层十二烷基硫醇自组装膜上,制成纳米阵列电极。其中活性部分是固定在直链硫醇自组装层终端的氧化还原类物质,每个活泼的氧化还原分子相当于单个纳米电极。这种电极灵敏度高,可用来研究以氧化还原介质作电子传递媒介的生物大分子氧化还原反应机理。2、前人相关纳米阵列制备的研究高度取向的纳米阵列是以纳米颗粒、纳米线、纳米管为基本单元,采用物理和化学等方法在二维或三维空间构筑的纳米体系。高度取向的纳米阵列结构除具有一般纳米材料的性质外,它的量子效应突出,具有比无序的纳米材料更加优异的性能。纳米阵列结构很容易通过电、磁、光等外场实现对其性能的控制,从而使其成为设计纳米超微型器件的基础。目前,有序纳米结构材料已经在垂直磁记录、微电极束、光电元件、润滑、传感器、化学电源、多相催化等许多领域开始得到应用。2.1TiO2纳米管阵列的制备及其研究目前TiO2纳米管的制备方法主要有包括利用多孔氧化铝、有机聚合物和表面活性剂作为模板的模板合成法和利用TiO2纳米粉在碱性条件反应的水热合成法。其中最主要的方法是多孔氧化铝模板法和碱性条件下的水热合成法。在多孔氧化铝模板合成法中,通过调节工艺参数来控制,不同模板的孔径尺寸,可以制备出不同管径的纳米管,但难以合成直径较小的纳米管;而水热合成法虽然操作简单,且可以制得管径较小的纳米管,但纳米管的特征却严重依赖于颗粒的尺寸和晶相。同时这两种方法制备的纳米管是一种分散状态,不能直接固定在电极的表面。从高级氧化技术应用角度来看,TiO2固定薄膜比悬浮颗粒更为实用。美国科学家Grimes利用电化学阳极氧化的方法制备了TiO2纳米阵列材料,采用阳极氧化技术制备的TiO2纳米管分布均匀,以非常整齐的阵列形式均匀排列,纳米管与金属钛导电基底之间以肖特基势垒直接相连,结合牢固,不易被冲刷脱落。TiO2纳米阵列材料是制备工艺流程如表1所示。表1 TiO2纳米阵列材料是制备工艺流程 步 骤操 作 工 艺Ⅰ金属钛在含有F-的酸性电解质中迅速阳极溶解,阳极电流很大,并产生大量Ti4+离子(反应式(1))。接着Ti4+离子与介质中的含氧离子快速相互作用,并在Ti表面形成致密的TiO2薄膜,电流急剧降低(反应式(2))。Ⅱ多孔层的初始形成阶段,随着表面氧化层的形成,膜层承受的电场强度急剧增大,在氟离子和电场的共同作用下,在TjO2阻挡层发生局部蚀刻,形成许多不规则的微孔凹痕(反应式(3)),此时,电流呈轻微增大趋势。Ⅲ多孔膜的稳定生长阶段,电流完全由发生在阻挡层两侧的离子迁移提

  • 创新科技公司欢迎您参加2011年纳米科技大会

    创新科技公司欢迎您参加2011年纳米科技大会2011 年 10 月 23-26日,创新科技(中国)有限公司将参加由国家外国专家局国外人才研究中心、中国医药生物技术协会主办,百奥泰国际会议(大连)有限公司承办的第一届纳米科技大会。地点在大连世界博览广场。本次大会的主题是“专业纳米科技盛会”。已邀请到来自中国、美国、加拿大、德国、英国、法国、日本、韩国、澳大利亚等 30 多个国家的院士、知名学者及企业家出席大会并做主题报告。大会瞄准前沿科技和国际热点,设置了十六大分会,包括:纳米科学与纳米技术的最新突破;量子纳米电子学与半导体技术;纳米材料与纳米结构;纳米能源;纳米涂层与胶粘剂;纳米印刷及包装;汽车工业中的纳米技术;纳米制造;纳米清洁技术,纳米环境等议题,将有400多位演讲人登台报告最新的研究进展。同时,创新科技(中国)有限公司将在2011年纳米科技大会上展出有机溶剂纯化系统,小型有机溶剂纯化系统,惰性气体手套箱和色谱仪等产品。届时,我们真诚的邀请您前来参观我们的产品。详情可登录网站:http://www.expo-china.com/pages/exhi/201106/43195/exhi_detail_gaikuang.shtml

  • 【特稿】浅谈纳米材料的应用

    有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著影响,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。  1 力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

  • 《纳米化学》

    纳米化学[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15594]纳米化学[/url]

  • 纳米材料诱发的化学发光(二)

    望得到大家的指导纳米金粒子浓度的增大而线性增加,并且当纳米金粒子表面柠檬酸根离子被SCN—离子取代时,体系化学发光的强度显著增加;实验采用紫外可见吸收光谱、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)技术研究了CL反应前后纳米金的形貌、粒径和氧化态,在此基础上提出体系化学发光的机理可能是纳米金作为化学发光反应的微尺度反应平台,与反应过程中生成的CO3• 一和O2• 一自由基相互作用,在纳米金表面生成了Au(Ⅰ)络合物、二氧化碳双分子对、单线态氧分子对的激发态而产生化学发光(图4-2(a,b))。 图 4-2a 二氧化碳双分子以及单线态氧分子对参与的化学发光机理Figure 4-2a Mechanism of the chemiluminescence involving carbon dioxide dimer and singlet oxygen molecular pair 图 4-2b 与纳米金表面原子氧化相关的化学发光机理Figure 4-2b Mechanism of the chemiluminescence involving the oxidation of surface gold atoms.4.2.1.2 纳米金催化液相化学发光随后,Zhang[63]等发现不同粒径的纳米金于鲁米诺—H2O2液相化学发光体系具有不同程度的增强作用,其中粒径为38 nm的纳米金对于体系的化学发光具有最大的增强作用;提出了纳米金对该体系化学发光的增强作用可能的机理是由于纳米金对于反应过程中自由基的生成以及后续电子转移反应具有良好的催化作用;发现含有-OH、-NH2和-SH的有机化合物对于鲁米诺—H2O2—38 nm纳米金化学发光体系具有明显的抑制作用,在此基础上,进一步研究了鲁米诺—H2O2—38 nm纳米金化学发光体系测定含有-OH、-NH2和-SH的有机化合物分析应用潜力,取得了很好的结果。4.2.1.3 纳米金作为能量接受体诱导液相化学发光 Cui[64]等报到了粒径为2.6~6.0nm 的纳米金可以接受双(2,4,6-三氯苯基)草酸酯(TCPO)与过氧化氢(H2O2)的反应释放的能量产生间接化学发光,其最大发射波长位于~415nm;发现化学发光的强度与纳米金粒子的浓度(在9.1×10-10—3.3×10-8 mol/L)之间存在良好的线性递增关系;提出该化学发光可能的机理: TCPO被H202氧化生成高能量的中间体过氧环乙烷双酮(1,2-dioxetanedione),该中间体将能量传递给体系中共存的纳米金粒子而使纳米金被激发,激发态纳米金粒子在弛豫回到基态的过程中产生化学发光(图4-3)。 图 4-3 纳米金—TCPO—H2O2-体系的化学发光机理Figure 4-3. CL Mechanism for TCPO-H2O2-Gold Colloid System4.2.1.4 纳米金作为高效还原剂参与液相化学发光Zhang[65]等采用流动注射化学发光法(FIA-CL)研究了纳米金微粒对酸性KMnO4化学发光体系的影响,发现在2.0 mol/L H2SO4介质中纳米金可以与KMnO4发生氧化还原反应;对于粒径为2.6和6.0 nm的纳米金,它们与酸性KmnO4的反应速度快,可以在640 nm左右产生化学发光,并且化学发光的强度与纳米金粒子浓度(在4.6×10-6~2.94×10-4 mol/L浓度范围内)之间存在良好的线性递增关系;对于粒径大于6.0 nm的纳米金,由于与KMnO4的反应速度较慢,反应过程中并不伴随化学发光现象;提出化学发光反应的机理可能是酸性条件下KmnO4被纳米金还原生成激发态Mn(Ⅱ)*而产生化学发光。4.2.2 纳米半导体(NCs)参与的液相化学发光Talapin[66]等首次在碱性H2O2水溶液中,观察到CdSe/CdS 核-壳结构纳米半导体晶体膜的化学发光现象,并认为该化学发光性质与量子约束轨道相关。随后, Wang[67]等发现碱性H2O2和碱性高锰酸钾,可以直接氧化CdTe NCs 产生强的化学发光,化学发光强度与粒度相关,随着粒度的增大而增强。采用流动注射化学发光法(FIA-CL), 在 3.33-nm CdTe NCs浓度为:1×10-3 mol/L,0.1 mol/L NaOH 条件下,考察了发光系统对不同浓度H2O2的响应,CL强度对H2O2 在1×10-4~1 ×10-2 mol/L浓度范围内呈线性增强;同时也考察了表面活性剂对发光体系的影响。通过光致发光光谱法, CL光谱法和透射电镜法探究了可能的氧化化学发光机理(式4.12—4.16)。RSH + O2 + OH- → O2- + RS + H2O (4.12)O2- + CdTe → CdTe(e-1Se) + O2 (4.13)O2- + H2O2 → OH• + 1O2 (4.14)OH• + CdTe → OH- + CdTe(h+1Sh) (4.15)CdTe(h+1Sh) + CdTe(e-1Se) → (CdTe NCs)* → hv (4.16)5 结论与展望目前,半导体纳米粒子和金属纳米粒子的电致化学发光和化学发光行为己经引起了人们的关注。从Bard[24,50-54]、崔华[26,59,62-64]、张新荣[25,68-71]等研究组报道的工作表明,纳米粒子诱导化学发光反应的研究刚刚起步。从他们报道的研究工作可以看出,纳米粒子可以作为能量接受体、微尺度反应平台、还原剂、催化剂等参与化学发光反应。能量接受体:纳米粒子在量子效应的作用下可能使纳米粒子具有块体材料所没有的特殊能级结构而产生良好的荧光特性。这些具有荧光特性的纳米粒子可以被化学反应释放的能量所激发从而产生化学发光。发光体:通过电化学法和化学法可以向纳米粒子注入电子(electron)和空穴(hole),电子和空穴再结合(recombination)之后便形成激发子(exciton),形成的激发子能产生特定波长的光。微尺度反应平台:纳米粒子虽然可以均匀分散在液相,但是纳米粒子与液相本体之间仍然存在固/液界面,从而导致在纳米粒子表面进行的化学反应处于一个固/液界面微尺度反应平台,从而改变了化学发光反应的物理化学过程。还原剂:对纳米粒子液相电化学行为的研究已经表明,在量子尺寸效应的诱导下产生了一定能级分裂的纳米粒子簇,可能作为一个整体接受电子或空穴的注入[72]。另外,组成纳米粒子的活性基本单元(如配位不足的表面原子)也可能独立参与氧化还原反应。故这些具有较高的氧化还原活性的纳米粒子可以作为化学反应的氧化剂或还原剂诱导化学发光。催化剂:纳米粒子可以作为催化剂充当氧化还原过程中电子转移的中介。液相化学发光反应涉及一系列活泼的中间产物如自由基和激发态产物,纳米粒子高的表面活性可能会与参加化学发光反应的初始物质、中间体和激发态物质发生相互作用,从而改变了化学发光反应历程以及化学发光反应的速率。总之,纳米材料作为一种新型化学发光响应单元对提高化学发光反应的效率以及开发新的化学发光反应体系具有重要意义。而且,已报道的一系列基于纳米材料的新的化学发光体系在生命科学、环境科学和分析化学等领域可能具有广阔的应用前景。

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