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金纳米电极对多巴胺和5-羟色胺的电化学富集和拉曼光谱检测
杨丹 , 周晶 , 李语静 , 赵锐 , 冯文南 , 何劲 , 王哲 , 杨国程
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.191722
对小分子神经递质多巴胺(Dopamine,DA)和5-羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)的同时分析和检测是生命科学领域中的研究热点。单一的电化学检测手段难以有效地识别分析物,因此,多模量的同时分析尤为重要。本研究在碳纳米电极(Carbon-nanoelectrode nanopipette,CNE-NP)的基础上,通过电化学反应在其尖端沉积金,构建了一种具有电化学特性和拉曼活性的双功能金纳米电极(Gold-nanoelectrode nanopipette,GNE-NP)。经过交流介电泳(Dielectrophoresis,DEP)富集后,可用于对低浓度的DA和5-HT的检测分析。研究结果表明,此电极实现了两者的电化学响应的增强和区分。此外,引入的银纳米颗粒(AgNPs)作为拉曼增强因子和捕获分析物的纳米颗粒,同样地经过DEP富集方法,使分析物的拉曼信号增强了2个数量级,且能对共混物进行特征峰的区分。将此电极应用于血浆样品分析,可得到富集增强的电化学响应,但电化学响应会受到富集次数的限制。
关键词: 基于纳米孔道的金纳米电极, 多巴胺, 5-羟色胺, 介电泳富集, 表面增强拉曼光谱
纳米药物载体聚酰胺胺的细胞毒性研究
李俊锋 , 张清荣 , 付彦丰 , 李思莹 , 刘禹麟 , 周晶 , 蔡明军 , 杨国程 , 单玉萍
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.211129
聚酰胺胺(PAMAM)是具有双亲性的树枝状大分子,载药能力良好,已成为纳米药物转运体系中重要的药物载体。在近生理环境下,实时测量不同代数(G2、G5和G7)、不同末端基团(—OH、—NH2和—COOH) PAMAM的细胞毒性,对于其作为药物载体的应用尤为重要。本研究利用原子力显微镜(AFM)纳米压痕技术可以在生理条件下测量单个细胞力学性质的优势,通过比较浓度梯度和时间梯度下不同代数及不同末端基团PAMAM对细胞力学性质(杨氏模量)的影响,分析了PAMAM的细胞毒性。由于没有明显的电荷效应,不同浓度的G2-PAMAM-NH2和G5-PAMAM-OH与HeLa细胞共孵育不同时间后,细胞杨氏模量的改变(毒性)并不明显。以0.5 μmol/L G5-PAMAM-NH2与HeLa细胞共孵育0、0.5、1和2 h后,细胞杨氏模量分别为0.61、0.45、0.46和0.22 kPa;分别以0.5、1.0、2.0和5.0 μmol/L G5-PAMAM-NH2与HeLa细胞共孵育2 h后,细胞杨氏模量分别为0.30、0.20、0.17和0.22 kPa。由此可知,时间是影响其细胞毒性的主导因素。不同末端基团的G5-PAMAM-COOH的细胞毒性具有浓度依赖性。本研究为PAMAM作为纳米药物载体在纳米医学中的应用提供了基础数据。
关键词: 原子力显微镜, 纳米压痕, 聚酰胺胺, 细胞毒性, 细胞力学
原子力显微镜纳米压痕技术用于评估纳米药物功效
付彦丰 , 杨钰 , 张清荣 , 蔡明军 , 徐海娇 , 杨国程 , 单玉萍
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201171
具有靶向性药物递送和可控释放双重优势的纳米药物是抗肿瘤药物的研究热点。在纳米药物应用中,药效评估是非常重要的方面。本研究利用基于原子力显微镜(AFM)的纳米压痕技术,通过分析纳米药物作用后细胞力学性质(杨氏模量和粘弹性等)的改变,评估其药效。结果表明,与游离的阿霉素(DOX)相比,DOX及喜树碱(CPT)脂质体纳米药物对宫颈癌(HeLa)细胞的药效作用更明显。进一步检测DOX和CPT不同摩尔比(4:1和1:4)混合的脂质体纳米药物对HeLa细胞的药效差异,发现在DOX和CPT的摩尔比为4:1条件下,两种药物的协同作用增强了药效。对纳米药物作用后的HeLa细胞进行粘弹性评估,发现随着纳米药物作用时间的延长,细胞粘弹性随之降低。本研究提供了一种简单有效的筛选纳米药物的方法。
关键词: 原子力显微镜, 纳米压痕, 脂质体, 纳米药物功效, 细胞力学
杂原子修饰多孔铁钴氮碳基氧还原催化剂的电化学性能分析
陈英楠 , 崔劲松 , 刘恩红 , 柳傲雪 , 韩策 , 杨国程
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201452
受限于商用铂基催化剂稳定性差和生产成本高等缺点,燃料电池以及相关绿色能源的推广进展缓慢。因此,研发高效、廉价的替代型氧还原电催化剂,是电催化领域的研究热点。本研究以催化活性较好的铁钴氮碳基材料为基础,通过外加杂原子的方法,制备了一系列杂原子修饰多孔铁钴氮碳基氧还原催化剂。通过对所制备材料的组成和形貌进行表征,并结合其在碱性电解质中电催化氧还原的活性、稳定性和抗甲醇能力,探究了杂原子修饰与材料催化性能之间的潜在规律。所制备的FeCo/NFC催化剂,在碱性条件下半波电位为0.84 V,在0.5 V处电子转移数为3.85,HO2-中间产物产率为7.61%,表明此催化剂具有与商业铂碳相近的催化效果和近四电子的催化选择性。此外,FeCo/NFC催化剂还具有优良的催化稳定性和抗甲醇能力,作为商业铂碳的替代品,在燃料电池领域具有良好的应用潜力。
关键词: 杂原子修饰, 过渡金属-氮-碳, 氧还原反应, 电催化剂
镍基碳纳米纤维无酶葡萄糖电化学传感器的研究
陈汉 , 孙健航 , 杨国程
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.211091
以静电纺丝制得Ni和NiMoO4纳米棒掺杂的聚乙烯醇(PVA)碳纳米纤维(CNF),以此两种碳纳米纤维为前驱体,分别进行高温碳化,制备了Ni-CNF和Ni-Mo2C-CNF复合材料。对所制备材料的组成和形貌进行了表征,探究了两种材料对葡萄糖的直接电催化性能,结果表明,Ni-CNF和Ni-Mo2C-CNF对葡萄糖均表现出良好的电催化性能,基于Ni-Mo2C-CNF构建的无酶葡萄糖传感器具有低响应电位(0.45 V)、高灵敏度(198 μA·mmol/(L·cm2))、宽线性范围(0.01~7.0 mmol/L)和低检出限(4.3 μmol/L),并且具有良好的稳定性、重现性和选择性。本研究为无酶葡萄糖传感器研究提供了参考。
关键词: 静电纺丝, 碳纳米纤维, 葡萄糖, 无酶葡萄糖传感器