贵金属纳米团簇的合成及生物应用

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cowboy94
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,由几个到几百个金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)等贵金属原子组成的超小贵金属纳米团簇(NCs)作为一种新型的功能纳米材料,引起了研究者们的广泛关注。NCs对尺寸、表面和结构高度敏感,具有接近电子费米波长的尺寸和离散电子态,表现出多种准分子特性,如最高已占据分子轨道(HOMO)-最低未占据分子轨道(LUMO)跃迁、可调谐发光、大斯托克斯位移、量子化充电、分子手性和磁性等。利用其特有的理化性质,NCs已广泛应用于传感、生物成像和医学治疗等领域。在NCs领域,利用极性和非极性溶剂来合成NCs的各种湿化学方法被设计出来,如经典的Brust-Schiffrin两相合成法在合成原子级别精度的贵金属NCs大获成功,但由于对该两相法的工作机理仍然缺乏深入的了解,在合成不同尺寸和组成的贵金属NCs方面仍然是一个重大挑战。与此同时,与单配体保护的贵金属NCs的蓬勃发展相比,杂配体保护的贵金属NCs由于合成体系相对复杂且杂配体之间可能的不相容等问题导致其发展相对缓慢。事实上,杂配体保护的贵金属NCs在某些基础和应用领域中可能比单配体保护的贵金属NCs更重要,因为它们具有更丰富且可改变的表面化学和更好的理化性质。因此,从根本上理解杂配体保护的贵金属NCs的合成是迫切需要的,这也有利于推动它们在方法设计、NC合成和应用方面的进步。在生物应用方面,NCs具有超小的尺寸、良好的生物相容性以及出色的肾脏清除率等特性,使其在生物成像、生物传感、抗菌和疾症诊疗等领域有良好的应用前景。其中,Ag NCs在抗菌领域表现出了高效的广谱杀菌性能,甚至优于商业化的银基抗菌剂(核心尺寸在2 nm以上)。此外,有鉴于毛囊、毛细血管和汗腺等皮肤附属物的再生是皮肤组织工程和皮肤伤口治疗的“圣杯”,开发一种具有广谱、长效杀菌功效和促进毛囊/组织再生功能的Ag NCs基可注射水凝胶或能有效解决这一问题。综上,本文的主要研究内容如下:1)针对Brust-Schiffrin两相合成方法中相转移剂四辛基溴化铵(TOAB)的过量使用导致的NCs尺寸无法调控的问题,该课题首先探究了该两相法中TOAB的功能,揭示了TOAB不仅能对Au(III)前驱物进行相转移,还能将还原剂Na BH4从水相转移到有机相。基于此,提出一种改进策略:利用疏水的硒配体代替TOAB作为金属盐的相转移剂,并使用极少量的TOAB用于调控还原剂的相转移及还原动力学,实现了对Au NCs尺寸的可控调谐。该改进策略具有产率高(76%)、合成时间短(3小时)和尺寸调控能力强等特点,使其在原子级别精确的NCs合成方面展现出更强的吸引力。2)为研究双配体对Au NCs尺寸的影响机制,该课题从不同配体与Au的亲和力入手,发现配体对Au NCs的尺寸有重要影响:一方面,当两种配体与Au亲和力相当时,则双配体保护的Au NCs尺寸介于两种单配体保护的Au NCs之间;另一方面,当一种配体对金的亲和力明显高于第二种时,则双配体保护的Au NCs尺寸受强亲和力的配体所支配。其次,对双配体保护Au NCs的配合物前驱体的成分进行了首次研究,其前驱体被确定为主要的杂交配体#1-Au(I)-配体#2物种。此外,通过监测双配体保护的AuNCs的生长过程,获得了Au NCs生长路径和结构的一些基本认识。3)皮肤组织工程中的汗腺、毛囊再生及疤痕消除一直是该领域的难题。有鉴于此,本课题通过将抗菌Ag29 NCs和芒果苷(MF)分子整合到三维网络结构的壳聚糖(CH)水凝胶中,设计一种用于伤口愈合的注射用抗菌水凝胶,以消除细菌感染,促进毛囊/组织再生。这种设计不仅赋予水凝胶优良的广谱抗菌活性、优越的生物相容性、良好的注射性、充足的溶胀性、良好的降解性,而且有利于毛细血管/毛囊/汗腺的再生及伤口愈合。通过控释Ag29 NCs在水凝胶表面形成局部高浓度的抗菌银物种,以及通过静电相互作用捕获水凝胶表面的细菌,进一步提高了水凝胶的抗菌性能。体内实验显示,该水凝胶可消除细菌感染,促进创面毛囊/毛细血管再生,显著促进皮瓣创面愈合。本研究为多功能Ag NCs基水凝胶在皮肤组织工程和创伤治疗中的应用提供了理论依据。
其他文献
学位
学位
生物质是仅次于煤炭、石油和天然气居于世界能源消费总量第四位的能源,是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。然而生物质燃烧产生了大量的气态和颗粒相污染物,较为典型的是酚类化合物,例如:愈创木酚、丁香酚和对香豆醇。这些物质具有较强的反应活性,在大气中可以发生反应形成二次有机气溶胶(Secondary Organic Aerosol,SOA)。SOA的粒子尺寸小,存在寿命久,不仅会对空气质量、气候变化产生
组群行为识别是计算机视觉中行为识别的研究领域之一,在智能监控、集体行为分析和体育视频分析等方面有着重要的学术和商业价值。近年来,随着深度学习的兴起,图卷积网络(Graph Convolutional Network,GCN)逐渐成为刻画组群行为识别交互关系的流行建模方式。组群行为识别是计算机视觉中的一个重要任务,而组群成员间的交互关系建模是其核心技术。本文为解决复杂场景下组群关系繁琐、进行关系推理
随着汽车的保有量日渐增加,因为汽车尾气的排放而导致的环境污染问题愈发引起世界各国的关注,电动汽车具备环保、能源可再生且噪音小等特点,受到世界各国的推广。其中,轮毂驱动电动汽车由于其制动、驱动及传动系统的高度集成、简易的底盘结构等优势,成为现代新能源汽车的重要发展方向,但由于轮毂驱动电动汽车的驱动电机位于轮毂内部,导致汽车的非簧载质量相比于燃油汽车要大很多。而现如今,大部分电动汽车仍然使用传统燃油汽
滑移式三叉杆万向联轴器是一种新型联轴器,目前关于该联轴器的研究均未具体结合汽车实际工况。为了进一步完善滑移式三叉杆万向联轴器的润滑理论,加快联轴器在汽车等领域的应用进程,本文结合某型号汽车实际行驶过程中的档位参数对滑移式三叉杆万向联轴器进行了润滑特性研究,并在此基础对其润滑性能进行了多目标优化。本文首先基于时变弹流润滑理论与载荷分担原理,分析了联轴器滑杆/套筒孔线接触副的粗糙表面等温时变弹流润滑及
学位
随着经济的发展,交通运输在工业生产各个领域发挥着至关重要的作用,与此同时伴随着能源问题以及环境问题日益突出,交通运输业的环保问题越来越受到世界的广泛关注。探索研究新的节能技术从未停止过,混合动力技术是目前最优的选择之一。本文以某型号的半挂车为研究对象,分析研究液压制动能量回收系统中的主要元件对制动能量回收效率、制动力控制分配策略以及半挂车在不同强度的制动工况下的能量回收效率的影响,进行了液压制动能
大粒径钎焊金刚石工具在高效重负荷加工过程中,高的磨粒出露度会导致部分金刚石磨粒整体破碎或脱落,从而降低了钎焊金刚石工具的加工精度和使用寿命。然而现有的金刚石工具修整方法对解决该问题无能为力。阻焊作为施压型微域加热工艺,可以解决金刚石工具损毁磨粒的修复难题。因此,本研究拟采用预连接工艺和阻焊工艺在磨粒损毁的位置“重植”完好的金刚石磨粒,以较小的工作量实现钎焊大粒径金刚石工具功能的恢复,为提高大粒径钎
单独的二维平面以及完整的sp2结构赋予了石墨烯许多优异的性能,可以应用在光伏器件、智能传感器、超级电容器以及储氢材料等多种新能源领域。但是这种本身固有的sp2网络结构之间会发生范德华相互作用,使得两个石墨烯片层间堆积,这相当于四个石墨烯平面堆积成两个有效比表面积,导致比表面积有效率降低,从而影响其导电性能以及与其他材料的复合。掺杂的聚苯胺由于氧化还原反应而显示出优异的导电性,电化学特性和光学性质,