纳米粒子
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纳米粒子范文第1篇
研究人员表示，因为要尽可能地保留患者大脑的正常部分，即使是技艺最精湛的外科医生也无法保证脑瘤切除后不会遗留癌细胞。这在恶性胶质瘤的移除上表现得尤其明显，该种癌细胞可沿血管和神经束轻易扩散，使健康组织发生病变。此外，源自原发肿瘤的微转移，也可在周围健康组织生根发芽，而这都是外科医生无法用肉眼识别的。
新技术能借助包裹了成像试剂的黄金纳米粒子，突出小鼠的恶性胶质瘤组织，使手术更易进行。粒子的尺寸约为人类红血球大小的1/60。科学家推测，这些粒子由小鼠尾部静脉注射后会优先在肿瘤内“安家”。纳米粒子可沿血管抵达周围的肿瘤组织，粒子的黄金核心涂覆了含有钆的特殊涂层，可使粒子对3种不同的成像方式皆可见，即磁共振成像（MRI）、光声成像和拉曼成像，每种都能有效提升手术效果。
MRI可在手术前较好地显示肿瘤的边缘及位置，却不能在手术过程中大脑处于动态时完整地描述肿瘤的侵略性增长。纳米粒子的黄金核心能吸收光声成像的光脉冲，并随着粒子微微升温，生成可检测到的超声信号，并从中计算出三维的肿瘤图像。由于这种成像方式可深度贯穿，并对黄金粒子的存在十分敏感，其能保证在手术过程中对肿瘤边缘的实时、准确描述，引导医生移除大部分肿瘤，提升移除精准度。但上述两种方法都不能分辨出健康组织和癌变组织的区别，拉曼成像可促使纳米粒子的某一外涂层放射出波长不同的难以探测的光，黄金核心的表面能放大这些微弱的拉曼信号，并能被特殊的显微镜捕捉到。由于这些信号只会从藏身于肿瘤之中的纳米粒子发出，因此科研人员可轻易分辨出每一点残留的癌变组织，使肿瘤的彻底清除更加容易。
纳米粒子范文第2篇
ハリマ化成株式会社以喷墨打印技术为中心开发了作为导电性油墨核心技术的纳米胶以及适应各种印刷技术的导电性粘接剂。
1纳米胶
纳米胶是粒径10nm程度的金属纳米粒子均匀分散在不会沉降的溶剂中。ハリマ化成（株）的Ag纳米胶中的金属浓度为60wt%以上，粘度为10MPa.s左右，非常低可用于喷墨印刷，图1表示了Ag纳米胶使用的Ag纳米粒子的TEM（透射电子显微镜）像。为了利用印刷电子廉价而大量的制造电子元件，正在热衷于研究成卷式生产印刷方式。基材大多数使用廉价的PET膜，但是PET膜没有130℃程度的耐热性。ハリマ化成（株）的NPS-JL纳米胶在120℃/h的大气下烧结可以获得5.cm的非常低的电阻率。还进行了NPS-JL纳米胶的可靠性试验。采用3M公司制氟系表面处理剂（EGC-1720）表面处理东芝公司制PET膜（U34：易粘结处理品）。采用PMT公司制喷墨打印机和NPS-JL纳米胶印刷幅度250m长度15m的线路，在120℃温度下烧结1h，即使在-55℃（30min）~125℃（30min）的冷热循环试验中1000循环以后电阻值也没有变化及时在高温高湿放置试验（85℃，85%RH）中电阻值也没有变化多少，表现出高可靠性，如图2所示。喷墨打印的最大特长是无掩模印刷尤其是基材上的非接触印刷。图3表示采用Ag纳米胶在PET膜上直接描画电路。PET膜上形成的电路还可弯曲。表2表示了ハリマ化成（株）的纳米胶的种类和特长。NPS-J-HTB称为一般使用的玻璃料，对于玻璃基材的附着力强，在大气中500℃烧结以后的电阻率为2.cm，与块状Ag同等。NPS-J-HTB纳米胶适应于喷墨打印。NPS-MTB纳米胶适应于丝网印刷。
2导电性粘结剂
有机基材上可以采用配合树脂粘结剂的导电性粘结剂。导电性粘结剂主要是由导电性金属填料和热固化性或者热可塑性的树脂成分构成的。Ag填料一般根据用途选用薄片状或者球状的，特别是薄片状Ag填料使用于旨在获得低电阻值的用途。Ag填料的选择和树脂粘结剂的配合比率对于制造导电性粘结剂是极为重要的因素。树脂粘结剂可以使用各种树脂。ハリマ化成（株）利用公司本身的合成树脂技术和导电性金属填料技术开发了适用于PET膜上的导电性粘结剂系列，如表3所示。图4表示了采用丝网印刷可以形成线路/间隙（L/S）=70m/70m的微细电路的FPC。适应挠性电子的导电性粘结剂（导电胶）获得了高度评价，还应用公司的纳米粒子技术开发了高导热性粘结剂NH-3000D。传统芯片粘结材料所用的Ag胶中，通用品的导热率为2w/m.k~3w/m.k，高导热型为20w/m.k~30w/m.k的水平。高导热性粘结剂NH-3000D的微细尺寸Ag粉中配合了Ag纳米粒子。由于纳米粒子而大幅改善了导热性，所以获得了与AuSn焊料相匹敌的95w/m.k的高导热性，如表4所示，可以应用于LED或者功率系半导体封装的安装等许多领域中。
电极.线路和接合用金属纳米油墨
バニド-化学（株）从2008年度开始量产销售印刷电子用的纳米油墨FlowMetalTM，即电极用低粘度金属纳米油墨和接合用高粘度金属纳米油墨。
1电极用金属纳米油墨
バニド-化学（株）以Ag纳米粒子为中心进行了以高导电性，低温烧结性和各种印刷技术适应性为重点的开发，表5表示了该公司的金属纳米油墨LowMetalTM序列。以该序列为基础可以进行适合于各种用途和印刷方式的油墨配合的微调整。该公司已经备齐了水系油墨（SW，GW序列）和有机溶剂系油墨（SR序列）。水系油墨对操作者或者地球环境的负荷极小。在印刷电子产业中对工厂设计中的限制少，在安全和成本方面有很大的优越性。另一方面有机溶剂系油墨有时享受不到水系油墨的优点，但是可以广泛适用于水系油墨所不能适应的基材，辅助材或者印刷材的范围。
2接合用金属纳米油墨
金属纳米粒子的熔点由于纳米粒子化而下降到室温程度，但是如果被烧结则表现出熔点再度上升的不可逆性。利用金属纳米粒子的这种性质可以实现一般焊料所不可能的，即使在接合温度以上的温度下也不能熔解的，具有高耐热温度的接合材料。这种性质特别适用于汽车前照灯或者家用照明等功率LED或者电动车，铁道，电力设备和变频等功率器件那样的发热量大和使用温度高的用途中。根据焊料或者导电性粘结剂中的材料难以获得高导热率和低电阻率的观点来进行适合于接合材料的金属纳米粒子的设计。图5表示了使用迄今开发的接合用Ag纳米粒子，接合镀Au的陶瓷基板的接合部的截面SEM（扫描电子显微镜）照片。尽管没有施加外部压力而是在大气氛围下进行，但是接合层内部或者截面几乎看不到空隙，由此可见形成了非常致密的接合层。元素分析结果表明与上下镀层之间进行了元素相互扩散，从而造成了高接合强度。图6表示了以接合温度和时间变量的芯片接合部位的接合强度。190℃可以获得8MPa的实用上充分的接合强度，接合温度越高，短时间就表现出高接合强度。270℃时可达40MPa。这是由于接合温度越高越容易进行元素扩散所致。在所有试料中，破坏都是Ag接合层内的凝集破坏而非界面的剥离，足以说明元素扩散的进行。图7表示了热循环试验结果。低温侧固定为-40℃，高温侧为175℃（图中的黑色）或者（图中的白色），低温侧和高温侧每30min交互重复试验，在所有接合条件下都表现出良好的耐热冲击性，即使经过（400~500）回循环以后仍然保持着接合强度。由此可见使用金属纳米粒子的接合材料表现出所期待的耐热性。现在SiC器件的常用温度和高温侧250℃的热循环试验已在实施中。表5比较了各种接合材料的特性。由表5可知，Ag纳米粒子接合材料表现出焊料或者导电性粘结剂所不能达到的体积电阻值或者导热率。这对提高器件的散热性或者可靠性至关重要。
3Ag纳米粒子生成机理的研究成果
图8表示了Ag纳米粒子生成机理的研究成果。制作了采用三级高精度的0.18ms（毫秒）的时间分辨能力进行测量的测量装置，利用小角X线散射测量来追踪Ag纳米粒子的粒径变化。结果表明某种特定条件下的Ag纳米粒子相当于由Ag原子13个组成的Ag13群体（Ag13clusters）经过直径约7nm的群体（Clusters）而形成。6nm的Ag纳米粒子经过导入期，核生成主导期和粒子成长期三个只要过程，在6ms的丰产短的时间内形式。
无须烧结的Ag纳米粒子技术
无须烧结的Ag纳米粒子技术是三菱制纸（株）对年积累的Ag纳米粒子技术和公司擅长的精密多层涂复技术组合而成的。利用印刷法形成电子电路的线路时，通常印刷Ag纳米粒子或者Ag胶以后进行（120~200）℃程度的加热处理。为此不仅需要比较高价的耐热性基材，而且加热处理所需要的时间称为提高生产率的主要障碍。无须烧结的Ag纳米粒子技术可以解决这些课题。无须烧结的Ag纳米粒子技术大致分为专用Ag纳米粒子油墨（照片1）和印刷用专用基材（照片2）的组合或者专用Ag纳米粒子油墨和湿式处理技术的组合两种类型。另外还在开发适用于使用脉冲光的光烧结的Ag纳米粒子油墨或者利用UV光的可以导电化的Ag纳米粒子油墨，还有采用热以外的各种方法实现导电化的Ag纳米粒子油墨。
1专用Ag纳米粒子油墨
技术的突破是由于发现了可以使用Ag纳米粒子相互结合的导电性引发剂（进行化学烧结的药剂）而实现的。于基材加入导电性引发剂的基材称为印刷用专用基材，由外部溶液作用的处理称为湿式处理技术。这种导电性引发剂虽然对市集的各种Ag纳米粒子也有某种程度作用，但是三菱制纸（株）从导电性等观点出发开发了最佳的Ag纳米粒子以及专用Ag纳米粒子油墨，且已经商品化。Ag纳米粒子平均粒径约20nm，如照片3所示的TEM像。由TEM像可知，单分散性不高。专用Ag纳米粒子油墨是水系溶剂产品，可以调整为适合于喷墨印刷用的Ag浓度（15~30）wt%，粘度（3~10）Pa.s和表面张力（25~40）mN/m程度的性状。现在，安装压电头的家用喷墨打印机用的油墨，研究开发用的FUIFILMDimatixInc制DMP-2831型打印机用的油墨，RolltoRoll型喷墨装置用来セテ（株）制KJ4型头用的油墨已经序列化。挠性印刷用的专用Ag纳米粒子油墨预计不久将会商品化。
2印刷用专用基材
采用专用Ag纳米粒子油墨和印刷专用基材的组合时，由于无须干燥工程和烧结工程而具有传统技术所没有的以下优点。（1）可以使用家庭用喷墨打印机进行试制。（2）利用没有干燥和烧结区域的RolltoRoll型喷墨装置实现量产化。（3）使用现有挠性印刷机实现量产化。印刷用专用基材上设置的由复数层构成的精密涂覆层具有下面的功能。（1）迅速吸收油墨中仅含的溶剂。（2）只在基材表面上致密的堆积Ag纳米粒子。（3）基材中含有的导电性发现剂使Ag纳米粒子相互融接。（4）形成具有若干多孔构造的Ag膜。（5）赋予基材表面上的耐擦蹭性。利用导电性引发剂的Ag纳米粒子的化学烧结只需进行10秒左右就会发现导电性。另外，基材弯曲时，如果涂层开裂，基材上形成的线路也会断线，因此涂覆层应该具有柔软性。另外，利用上述（1）和（2）的功能，专用Ag纳米粒子油墨印刷以后只需数十ms就会成为与干燥同等的状态，因此可以采用家用喷墨打印机进行简单的制造。采用家用喷墨打印机充填描绘Ag浓度15wt%的专用Ag纳米粒子油墨时，描绘可能的细线为200m程度。图形表面电阻为0.15/~0.2/。实际的量产中适合于采用RolltoRoll型喷墨装置或者现有挠性印刷机。由于使用了印刷用专用基材，可以削减新规设备中干燥区域等附属设备的成本，提高生产率或者应用现有的印刷装置。尤其是使用喷墨印刷时，由于是无版印刷，所以适合于多品种小批量生产。另外由于无须制造印刷板的时间，所以可以大大缩短交货期。使用专用Ag纳米粒子油墨和印刷用专用基材制造诸如天线等导电性图形时，由于可以比印刷Ag胶还要廉价的制造，所以也可以降低成本。印刷用专用基材具有厚度140m的透明PET品和白色PET品，厚度180m的树脂涂层纸品（用印像纸使用的聚乙烯树脂涂覆纸）等序列。可以制造宽度约1.5m，长度可达数千米的产品，根据要求可以制造卷状或片状进行销售，可以制造厚度可达300m程度的树脂涂层纸品，适合于卡片或者电极上的应用。
关于元件安装，由于不能使用焊接，所以有必要使用电磁结合，ACF（AnisotropicCouductiveFilm），ACP（AnisotropicConductivePaste）和导电性粘结剂。照片4表示了采用家用打印机制成的导电性图形上使用ACP安装芯片的应用例。使用ACP或者ACF的安装时，需要(150~180)℃/(5~10)s程度的加热，但是由于印刷用专用基材的耐热性低，所以采用从工具（tool）侧进行加热的方法较好。使用激光进行局部加热时也可在耐热性低的树脂涂层纸型上的安装。另外近年来开发了(100~120)℃/(10~20)s程度可以固化的低温型ACP，可以适合于安装使用。由于印刷用专用基材上形成的导电性图形是由Ag构成的，如果原封不动的暴露于外界大气中，那么由于大气中的硫（S）成分而发生腐蚀，使电阻值升高。为此利用贴压保护膜，水性或者UV固化剂等的各种树脂的涂布等方法使图形与大气隔绝。使用Ag纳米粒子油墨和印刷专用基材的具体应用，例有UHF和HF带的PFID天线，有机TFT电极，单纯矩阵地显示电极，大面积供电天线，显示板用LED基板，接触传感器，电子黑帮用的大型触摸板，薄膜开关，智能封装和各种传感器的电极等。尤其是应用于RFID天线时，对于用户的优点如下：（1）天线的库存少；（2）天线图形的试作简单；（3）由于可以印刷条形码而无须入口（Inlet）。用作RFID标签时，不仅天线和触点而且印刷设置的各种表示都可以在印刷专用基材上采用通常的彩色油墨进行印刷，因此可以制造天线和各种表示存在于同一面上的RFID标签。
3使用湿式处理技术的无需烧结的电子电路形成技术
当专用Ag纳米粒子油墨和湿式处理技术相组合时，可以在立体形状，玻璃和各种基材等任意基材上形成电子电路。专用Ag纳米粒子油墨随着基材的不同而有必要特别供应，体积电阻率为20万cm以下。使用湿式处理的具体应用有RFID天线，TFT的电极，各种显示的电极和线路，触摸板的周边电极，薄膜开关，各种传感器的电极和各种电子元件的电极等。作为湿式处理的实际实施形状，在卷式生产的情况下，印刷和干燥电子电路的线路以后，浸渍于湿式处理液槽中，接着浸渍于水洗槽中，涂去残存在表面上的导电性引发剂。如果是单个元件最好进行间隙处理，如果是薄片处理也可以浸渍于槽中。利用喷墨或者狭缝（SlitDie）的涂覆也是较好的方法之一。含有导电性引发剂的湿式处理液是安全的水体系，不含有关系到排水规则的物质。
纳米粒子范文第3篇
SymbolDA@ D）与Hg2+的浓度成正比。检出Hg2+的线性范围为0.1 nmol/L～5 μmol/L，检出限达0.1 nmol/L。湖水及矿泉水两种水样加标实验表明本方法能够用于实际水样中Hg2+的检测。
关键词 汞离子； 动态光散射（DLS）； 汞离子适配体（Aptamer）； 金纳米粒子
1 引 言
作为全球性环境污染物，汞具有致畸、致癌作用，是蓄积性毒物，对人体健康危害严重[1]。常用的汞检测方法有冷原子吸收光谱法（CAAS）[2]、电感耦合等离子体质谱法（ICP MS）[3]、冷原子荧光光谱法（CAFS）[4]等，这些方法的优点是准确度比较高，缺点是均依赖大型仪器，成本比较高，需要熟练的操作人员，预处理过程繁琐耗时，不能满足环境监测中高效低成本的需要。
近年研究发现，Hg2+能介导胸腺嘧啶（T）配对，形成稳定的T Hg2+ T特异性结构[5]。金纳米粒子（GNPs）具有较高的摩尔消光系数，大的比表面积，与粒子形状、大小、聚集程度以及粒子之间距离相关的光学性质等特点[6]，可设计一系列生化反应以改变GNPs间的距离，从而实现对靶标物质的检测。可将GNPs的光学特性和T Hg2+ T特异性结构相结合用于检测Hg2+＼[7，8]，该类方法的特异性强、操作简单。
动态光散射技术（Dynamic light scattering， DLS），是指通过测量样品散射光强度变化得出样品颗粒大小信息的一种技术。这种方法测量过程不干扰样品本身的性质，能够反映出溶液中样品分子的真实状态，测量过程迅速，检测灵敏度高，能够实时监测样品的动态变化。目前，这种方法已经被应用于检测金属离子[9，10]和癌症标记物[11]等。本研究结合GNPs的光学特性和T Hg2+ T特异性结构，运用DLS的方法检测溶液中的Hg2+，比文献＼[7]灵敏度提高了3个数量级，且方法具有较好的选择性。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
Zetasizer Nano ZS 90动态光散射粒度仪（DLS，英国Malvern公司）用于测量粒子的水合粒径，实验操作条件为：温度25 ℃，散射角度90°，激光器波长633 nm； Mini 1240型紫外 可见分光光度计（日本Shimadzu公司）； iCAP 6300型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP AES， 美国Thermo公司）； H600型透射电子显微镜（TEM，日本Hitachi公司）。氯金酸（HAuCl4・3H2O，Sigma Aldrich公司）。DNA（上海生工生物工程有限公司），Hg2+ aptamer（Probe DNA）序列如下：5′ TTTCTTCTTTCTTCCCCCCTTGTTTGTTGTTT 3′，对照DNA（Control DNA）序列如下：5′ AAACGGCAAAACATCCCCCCAAGTAAGAAGAAA 3′[12]，DNA的浓度由260 nm处测得的紫外吸光度确定，其消光系数等于链中所含各碱基的摩尔消光系数之和。4 羟乙基哌嗪乙硫磺酸（HEPEs，北京鼎国生物技术有限责任公司），乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA），NaCl，NaOH，Al2（SO4）3・18H2O，MgCl2・6H2O，CaCl2，BaCl2・2H2O，ZnCl2，CuSO4・5H2O，CoCl2・6H2O，3CdSO4・8H2O，Fe2（SO4）3，Pb（CH3COO）2，Hg（NO3）2・H2O及其它实验用试剂均为分析纯试剂，购于北京化工厂。实验用水为Milli Q （18.2 MΩ cm）超纯水。
2.2 金纳米粒子的制备
按照Frens Turkevich方法[13，14]合成金纳米粒子。取100 mL 超纯水置于250 mL三颈瓶中，冷凝回流及磁力搅拌下油浴加热至沸腾；取1% 氯金酸溶液2 mL加入到三颈瓶中，溶液变为浅黄色。在氯金酸的沸腾溶液中，迅速加入1% 柠檬酸钠溶液8 mL，溶液颜色先变为苍白色，随后变为蓝色，最后变为深红色。继续搅拌加热30 min，缓慢冷却至室温，置于细口瓶中备用。
2.3 金属离子检测
将4 μL 10 μmol/L Probe DNA先与180 μL含有不同浓度Hg2+的HEPEs缓冲溶液（100 mmol/L，pH 7.43）反应30 min，加入200 μL GNPs继续反应10 min后，加入适量NaCl溶液，使溶液的总体积为400 μL， NaCl最终浓度为100 mmol/L。加入NaCl 3 min后测GNPs水合粒径。以相同浓度的Control DNA与Hg2+作用为对照实验。实验平行测定3次。
2.4 EDTA恢复实验
将4 μL 10 μmol/L Probe DNA与180 μL 500 nmol/L Hg2+反应30 min，再加入不同浓度的EDTA及3 μL 1 mmol/L NaOH溶液反应30 min，继续加入200 μL GNPs反应10 min后，加入适量NaCl溶液，使NaCl的最终浓度为100 mmol/L，溶液的总体积为400 μL。加入NaCl 3 min后测GNPs水合粒径。
3 结果与讨论
3.1 金纳米粒子的表征
紫外可见吸收光谱法测得所合成的GNPs的最大吸收峰为520 nm，GNPs粒径的TEM表征结果为（14.0±1.5） nm，DLS表征结果为（24.2±0.5） nm。因为DLS测得的是GNPs的水合粒径，TEM则直接测得金核的大小，所以DLS的表征结果高于TEM的表征结果[15]。
3.2 检测原理
Fig.1 Schematic representation of label free gold nanoparticles （GNP） based dynamic light scattering （DLS） assay for Hg2+ detection并且取决于Probe DNA的构象和方位性。由于GNPs的静电吸引力，Probe DNA发生瞬间结构变化，碱基朝着GNPs，不可逆的吸附在GNPs上。因Probe DNA分子间的静电排斥作用，在较高离子强度时，GNPs依然能够保持单分散状态，此时测得的GNPs水合粒径以D0表示。当溶液中存在Hg2+时，由于Hg2+和Probe DNA介导配对形成T Hg2+ T特异性结构的能力大于Probe DNA与GNPs之间的作用力，从而导致Probe DNA自身弯折形成双链结构，从GNPs表面脱离，在较高离子强度下，无保护的GNPs易发生团聚，使GNPs的水合粒径变大[16，17]，此时测得的GNPs水合粒径以D表示。Hg2+ aptamer与Hg2+间特定专一的相互作用，使得本方法具有良好的选择性。
3.3 实验条件的优化
为获得最佳的实验结果，考察了溶液pH值，Probe DNA浓度，NaCl浓度以及Hg2+与Probe DNA孵育时间对Hg2+检测结果的影响。以GNPs水合粒径的
SymbolDA@ D值（
SymbolDA@ D=D-D0）作为考察体系聚集程度的标准。如图2所示，在pH 7.43，Probe DNA浓度为110 nmol/L，NaCl浓度为100 mmol/L，Hg2+与Probe DNA孵育时间为30 min时，
SymbolDA@ D值最大。以后的Hg2+检测实验均在此优化条件下进行。
图2 （a）不同pH值，（b）不同Probe DNA浓度，（c）不同NaCl浓度，和（d）不同的Hg2+与Probe DNA孵育时间对
SymbolDA@ D的影响
SymbolDA@ D与Hg2+浓度关系曲线，插图为Hg2+浓度校正曲线
Fig.3 Plot of
SymbolDA@ Dand concentration of Hg2+. The inset is the calibration curve for Hg2+
3.4 Hg2+的测定
在优化的实验条件下对Hg2+进行了检测，如图3所示。随着Hg2+的浓度变大，
SymbolDA@ D值逐渐增大。以Hg2+浓度的对数与
SymbolDA@ D作图，得到Hg2+浓度校正曲线。线性范围为0.1 nmol/L～5 μmol/L，线性相关系数R2=0.99。方法的检出限0.1 nmol/L（3S，S为对照实验经20次测量得到的标准偏差）[18]远低于世界卫生组织（WHO）和美国环境保护局（EPA）规定的饮用水中Hg2+含量标准2.0 μg/L（10 nmol/L）及6.0 μg/L（30 nmol/L）[19，20]，说明本方法满足对实际水样中Hg2+的检测要求。
图4为在不同浓度的Hg2+存在下GNPs的TEM图。溶液中不存在Hg2+时， GNPs呈单分散状态（图4a）； 1 nmol/L Hg2+存在时， 有明显的聚集体形成（图4b）； 随着Hg2+浓度增大， GNPs聚集程度逐渐增加（图4c，4d）。 TEM表征结果证明Hg2+的存在引起了GNPs聚集。这与DLS的表征结果一致。
图4 （a） 0，（b） 1，（c） 10，和（d） 100 nmol/L Hg2+存在下GNPs的TEM表征图
Fig.4 TEM micrographs of GNPs in the presence of （a） 0， （b） 1， （c） 10， and （d） 100 nmol/L Hg2+， respectively
3.5 EDTA恢复实验
向溶液中依次加入EDTA和NaOH，如图5所示，
SymbolDA@ D值显著降低。这是因为在碱性条件下，EDTA作为强的金属离子螯合剂，能够与Hg2+配位形成更加稳定的配合物，破坏了T Hg2+ T特异结构，从而使Probe DNA恢复自由状态并与GNPs作用，使GNPs在较高离子强度下保持单分散状态。本实验进一步证实，由于Hg2+与其适配体的特异性结合而使GNPs失去Probe DNA的保护，在较高离子强度下发生聚集，GNPs水合粒径变大。
3.6 方法选择性的考察
3.7 实际水样中Hg2+的检测
为了证明本方法的实用性，使用本方法对某湖水和矿泉水两种水样进行加标实验。使用0.22 μm滤膜处理湖水样品。结果如表1所示，检测结果与传统的电感耦合等离子体质谱法（ICP AES）所测数据有很好的一致性，证明本方法能应用于实际水样中Hg2+的检测。本方法具有简单、选择性好、灵敏度高和较宽线性范围等优点。
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纳米粒子范文第4篇
关键词 微乳电动色谱； 大豆磷脂； 保留因子； 线性溶剂化能量关系
1 引 言
微乳电动色谱（Microemulsion electrokinetic chromatography， MEEKC）是使用微乳作为分离介质的电泳技术， 具有分离效率高、适用范围广和样品消耗少等优势， 已广泛应用于分离科学领域[1，2]。中性物质在MEEKC系统中依据其在水相和假固定相（微乳液滴）的分配系数不同而实现分离， 而带电物质除了在两相间的分配系数不同外， 还有物质间的静电作用。MEEKC的选择性通过假固定相的改变实现， 不同的表面活性剂、油相、助表面活性剂和有机改性剂的加入都会改变微乳对分离物的选择性。尽管MEEKC的应用已有20余年， 已有许多关于微乳体系构成的报道[3]， 但最常用的仍是以十二烷基硫酸钠（Sodium dodecyl sulfate， SDS）作为表面活性剂制备的微乳。Lucangioli等[4，5] 最初将磷脂类生物表面活性剂引入MEEKC体系中， 并将其应用于免疫抑制剂倍他米松及其衍生物的正辛醇/水分配系数（nOctanol/water partition coefficient， lgP）测定， 发现用磷脂类生物表面活性剂制备的微乳体系预测以上药物的lgP值更准确。但是该研究仅检测了4种药物， 且未见应用该系统进行其它药物集合lgP值测定的报道， 因此磷脂类微乳电动色谱体系提高药物lgP值预测准确性的结论尚不十分肯定。磷脂类微乳与其它构成的微乳体系是否存在保留机制的差别也未见报道。
线性溶剂化能量关系（Linear solvation energy relationship， LSER）模型广泛用于各种色谱体系的溶质保留机制研究[6～8]以及正辛醇水分配系数[7]和药物体内透膜过程的预测[9，10]。通过方程系数间的比较， 可以发现不同分配体系的相似性， 选择合适的色谱体系用于药物膜通透性的筛选[7，11]。本研究采用LSER模型， 对应用大豆磷脂制备的微乳体系进行MEEKC分离时的溶质保留机制进行研究， 比较了不同磷脂构成比、不同油相及油相含量对LSER方程系数的影响， 同时将磷脂微乳体系与其它表面活性剂构成的微乳或胶束体系进行了比较， 拟阐明磷脂类成分和油相组分在微乳分离体系中的作用， 为进一步应用磷脂类微乳电动色谱体系进行药物膜通透性的预测提供理论依据。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
Beckman P/ACE MDQ毛细管电泳仪、DAD检测器（美国Beckman公司）；弹性石英毛细管柱（河北永年光导纤维厂， 60 cm×50 μm， （id）， 有效长度50 cm）；Malvern Zetasizer Nano ZS90型激光粒度散射仪（英国Malvern公司）；KQ3200B型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；BP211D电子分析天平（德国赛多利斯公司）； pH3C型pH计（上海雷磁仪器厂）
十二烷基硫酸钠（石家庄市拜昂生物技术有限公司）；聚凝胺（PB， 美国Sigma公司）；葡聚糖硫酸盐（DS， 美国Sigma公司）；大豆磷脂（注射级， 上海太伟药业股份有限公司）；胆酸钠（美国Sigma公司， BioXtra ≥ 99%）；脱氧胆酸钠（SigmaAldrich 公司）；十七氟辛烷磺酸四乙基铵盐（Aldrich 公司）；十六烷三甲基溴化铵、十二烷基苯（Sigma公司）；肉豆蔻酸异丙酯（上海源叶生物科技有限公司）；正丁醇、正辛醇、正庚烷（分析纯， 天津市永大化学试剂有限公司）；全氟辛基磺酸钾（Aldrich 公司）；二甲基亚砜（DMSO， 分析纯， 天津市标准科技有限公司）；甲醇（色谱纯， 天津市康科德科技有限公司）；实验用水为某品牌纯净水。
待测化合物见表1， 其中间二甲苯、对二甲苯由河北科技大学提供， 其余均由河北医科大学药学院提供。
2.2 微乳和化合物储备液的制备
优化的微乳处方构成见表2。称取适量的表面活性剂于密封性容器内， 用水相（20 mmol/L NaH2PO4）溶解， 依次加入助表面活性剂、油相， 混匀、超声30 min， 室温静置（12 h 以上）至微乳溶液摇晃后仍澄清， 表明形成稳定微乳， 最后用饱和NaOH调至所需pH值， 备用， 使用前用0.45 μm滤膜过滤。
根据Vitha等[12]对建立溶剂化方程的溶质集合筛选提出的指导原则， 共收集了26个具有不同结构特征的小分子中性化合物及其Abraham分子描述符（见表1）， 分别用甲醇溶解， 配制成3～100 mg/mL储备液， 进样前用微乳液稀释至0.1～3 mg/mL。
1 mL微乳液中加入6 μL苯甲酰胺甲醇溶液（30 mg/mL）、6 μL邻甲苯胺甲醇溶液（100 mg/mL）、4 μL 2萘酚甲醇溶液（100 mg/mL）和6 μL 电渗流标记物DMSO、4 μL 微乳标记物十二烷基苯， 作为标准混合液。
2.3 保留因子的测定
2.3.1 毛细管预处理 （1）毛细管活化 用甲醇冲洗新管3 min， 再依次用水冲洗0.5min、 0.1 mol/L HCl 冲洗15 min、水冲洗0.5 min、1 mol/L NaOH 冲洗15 min。（2）毛细管涂层 毛细管活化后静置30 min， 先用5% PB溶液冲洗20 min， 静置20 min后， 再用3%DS溶液冲洗20 min， 静置30 min， 使用前用水冲洗5 min即可。
2.3.2 测定条件 毛细管柱总长度60 cm（有效长度50 cm， 内径50 μm）， ±20 kV恒压分离， 检测波长208 nm， 压力进样（0.8 psi， 8 s）， 柱温25℃。
2.3.3 不同MEEKC体系下保留因子的测定与计算 阴离子型微乳（表2中ME1ME16）采用+20 kV电压， 阳离子型微乳（表2中ME17）采用20 kV电压分离， 柱温25℃。保留因子k按下式计算 [13]：
2.3.4 保留因子与Abraham描述符间LSER的建立 LSER理论是基于腔穴模型， 解释溶质在两相间转移[14]， LSER方程一般描述如下：
SP作为给定系统的一种溶剂化性能， 例如溶剂的保留行为的对数（lgk）、正辛醇/水分配系数（lgP）、稳态血脑药物浓度比（lgB）等；方程中的大写字母是Abraham溶质描述符， E表示摩尔折射率， S表示溶质偶极/极化率， B和A分别表示有效氢键碱度和酸度， V代表特征体积；小写字母 e， s， a， b和v是通过多元线性回归得到的各个变量的系数， 反映了给定系统的性质即溶剂化参数对系统的贡献大小， 其中e代表分配系统中的溶质分子与溶剂的π或n电子的作用；s反映系统两相间的偶极/极化率；b和a分别代表系统的有效氢键碱度和酸度；v代表系统的空穴的形成能力或内聚能；常数c是方程的截距， 由溶质和系统间恒定的相互作用产生， 如相体积比。
本研究将不同微乳体系下测得的26个化合物的保留因子（lgk）与Abraham描述符间建立了LSER方程。
3 结果与讨论
3.1 微乳体系构成
通过改变表面活性剂及油相的种类和浓度制备的稳定微乳处方组成见表 2。
文献[15]报道， 制备微乳时各组分的加入顺序会影响微乳的形成， 但是本实验发现， 超声和静置有助于微乳的形成， 即使改变组分的加入顺序， 仍能够形成稳定的微乳体系。微乳制备和保存都应在密封的容器内进行， 以防止油相和丁醇等成分的挥发影响微乳的构成。运行MEEKC时， 洗脱时间窗口的大小与微乳中助表面活性剂及表面活性剂的浓度相关， 本研究控制时间窗都在20 min以上， 以保证洗脱窗内能够容纳较多的溶质。
3.2 微乳稳定性
通过外观、粒径和电位变化考察了微乳的稳定性， 部分检测结果见表3。从表中粒径和Zeta电位值可知， 微乳室温存放30天， 粒径和表面电位无明显变化。
3.3 溶质保留时间和保留因子重现性
以ME5榈缍色谱流动相， 用标准混合液进样， 考察动态涂层条件下溶质保留时间的重复性， 图1是典型的色谱图。结果表明， 应用文献[16]报道的涂层方法（见2.3.1节毛细管涂层）， 使用同批次微乳液， 连续测定3天， 总进样60针（每针运行时间在20 min以上）， 化合物的迁移时间RSD
3.4 不同微乳体系下的LSER方程
收集26个不同结构的小分子中性化合物， 以表2中的微乳体系作为分离介质， 测定溶质的保留因子， 用SPSS 19.0进行保留因子与溶质描述符间的多元线性回归， 建立LSER方程， 结果见表5。
总体上看， 实验中得出的各个微乳电动色谱体系的LSER方程系数都比较接近， 其中v和b的系数绝对值较大， 表明溶质的体积和氢键碱性对溶质保留贡献较大。 v绝对值较大表明体系中油滴形成腔穴对溶质保留所需能量低于水相； b值为负值表明微乳氢键碱性小于缓冲液， 随着溶质氢键碱性的增加将不利于溶质进入假固定相中。 a值在各体系LSER方程中大部分为负值且接近于0， 表明溶剂氢键受体能力在油水两相间的性能相似； s和 e的绝对值较小， 表明在溶质保留机制中偶极/极化率和溶质分子与溶剂的π或n电子的作用较弱[7，17]。
微乳相对于胶束溶液来说， 主要不同在于加入了助表面活性剂和油相[18]， 本研究系统比较了不同油相种类和含量对体系特征的影响。从表5中ME1～ME3， ME4～ME6体系的LSER方程可见， 在其它组成不变的情况下， 庚烷从0到1.0%， 辛醇从0到1.5%， LSER系数没有明显变化。 从ME2， ME5， ME7的方程系数可见， 不同油相种类（庚烷、辛醇、IPM）对体系特征也无影响。这些结果表明油相对MEEKC测定中性化合物的分离选择性没有明显影响。若待测化合物有一定的解离性， 则其分离选择性可能与油相有关[2]。助表面活性剂一般为短链醇， 它的加入可以改变微乳液滴的表面电荷密度和微乳结构的刚性， 有利于溶质的溶解和洗脱[10]。
表面活性剂的种类直接影响微乳的表面特性。SDS是MEEKC系统常用的表面活性剂， 本实验对以大豆磷脂和碳氟表面活性剂作为表面活性剂的新型微乳体系的溶剂化特征进行了研究（ME1， ME4， ME8， ME17）。结果表明， 大豆磷脂的加入， 没有改变微乳体系的基本特征。而据文献[19，20]报道， 在碳氟表面活性剂构成的胶束溶液中， 因碳原子上的所有氢原子被氟原子取代， 在溶质分配行为中氢键酸度作用贡献增加， 甚至强于氢键碱度， 与SDS胶束体系中氢键酸度贡献很小的结果显著不同。但本研究未得到一致结果， 在PFOSK或PFOSNH4形成的微乳体系中， 依然是氢键碱度的作用突出。这可能是因为本研究PFOSK或PFOSNH4体系中加入了SDS、SDC和丁醇等， 而SDS和SDC的氢键碱度作用贡献较大。
此外， 本实验还发现， 阳离子型表面活性剂CTAB建立的MEEKC体系的LSER方程系数与阴离子型表面活性剂构成MEEKC体系（ME1ME9）相比也无较大差异， 表明微乳液滴只是作为一个相对于水相极性较弱的假固定相， 其表面电荷性质不影响中性化合物的分离选择性。
3.5 与文献报道的其它色谱系统的比较
其它应用LSER模型研究溶质保留机制的色谱系统有磷脂膜色谱、胶束、微乳电动色谱系统等[21～27]， 本研究应用Lázaro 等提出的矢量距离法[28]比较了所建新型MEEKC系统与其它色谱系统间的接近程度。距离参数d的计算方法如下方程：
其中， p代表v， s， e， b， a中的任一系数， u代表标准化， i和j指待比较的两系统。本研究建立的体系与文献[13～19]报道的常见系统的比较见表6。
根据文献[6，29]报道， 系统间的距离d
4 结 论
对于本研究测定的中性化合物， 无论是在大豆磷脂、SDS、CTAB， 是碳氟类表面活性剂制备的微乳电动色谱中， 所得保留因子的LSER方程的基本特征相似， 都是v和b较大， 即溶质的体积和氢键碱度对其在微乳中的保留影响较大， 前者利于保留， 后者减弱保留。各体系之间距离也非常接近， 说明表面活性剂类型和油相组成对中性溶质在微乳体系中的保留选择性均无明显影响。若不考虑油相对微乳液滴刚性结构的影响， 微乳体系或许可以称为助表面活性剂修饰的胶束体系。
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纳米粒子范文第5篇
关键词 水滑石复合纳米材料； 阻抗型； 核酸适配体传感器； 凝血酶
1 引 言
凝血酶是人体内不可或缺的一种生理蛋白酶，具有快速止血的作用，能使血浆内的纤维蛋白原从可溶性转变成不溶性。在伤口愈合、凝血等病理和生理过程中扮演着关键的角色，故对凝血酶的测定在临床应用和病理分析上具有十分重要的现实意义[1，2]。核酸适配体是由指数富集配体系统进化技术（SELEX）筛选产生的单链DNA或RNA，能与蛋白质、多肽、氨基酸和生物小分子等物质发生特异性结合。以核酸适配体与凝血酶的特异性结合为基础构建的测定凝血酶的核酸适配体传感器的研究十分活跃，已有采用不同的检测方法如电化学[3，4]、荧光[5]、电化学发光[6]和表面等离子体共振[7]等检测凝血酶的报道。其中，电化学检测方法中的电化学阻抗技术具有灵敏度高、简单、非标记等优点，近年来，电化学阻抗型核酸适配体传感器的研究备受关注。在这些研究中，为了提高电化学阻抗型核酸适配体传感器的灵敏度，纳米材料，如金纳米粒子（GNPs）[8]、碳纳米管[9]、石墨烯[10]和石墨烯-金纳米粒子复合材料[11]等，常作为固定化适配体的基材，复合纳米材料兼具几种组成材料的优点，有利于进一步提高传感器的性能，本实验将水滑石-金纳米粒子复合材料为固定化适配体的基材。
层状双金属氢氧化物（Layered double hydroxides，LDH）被称为类水滑石化合物，是由二价和三价金属离子组成的金属氢氧化物，及层与层间填充的阴离子而构成的一类无机层状化合物，具有离子交换性能好、表面积大、生物相容性良好等优点[12，13]。利用水滑石带正电荷的特点可以将带负电荷的核酸适配体静电吸附在其表面，进而将核酸适配体固定在电极上[14，15]。
金纳米粒子因其对生物分子具有良好的结合能力及其自身的高负载能力、较高的比表面积和催化活性，用它来构建生物传感器可提高灵敏度和稳定性，已被广泛应用于制备电化学生物传感器[16]。
鉴于以上物质特性，金纳米粒子具有比表面积大和导电性好的优点，对适配体的固载量和传感器的灵敏度均会有所提高。将金纳米粒子引入到水滑石中形成复合纳米材料，金纳米粒子一方面可提高复合材料的导电性，有利于电化学测试，另一方面可有效增大复合材料的比表面积，进而增大适配体的固载量。利用复合纳米材料中金纳米粒子的比表面积大和导电性好与水滑石由高的电荷密度而引起的强吸附性的协同作用，将大量适配体固定在电极表面，可有效提高传感器的性能。该复合纳米材料的制备方法有化学合成法[17～20]和电化学沉积法[21，22]两种，而用简单的一步法电化学沉积LDH-GNPs复合纳米材料，将其作为固定适配体的基质，在核酸适配体生物传感器中尚未见报道。
本实验采用一步法，在基础电极表面电化学合成制备CoAl LDH与GNPs的复合纳米材料，静电吸附核酸适配体后，以牛血清蛋白（BSA）封闭电极表面的空白位点，即可构建此生物传感器，最后采用电化学阻抗用于凝血酶的分析检测，传感器的检测原理示意图如图1所示。结果表明，采用本方法构建的传感器测定凝血酶，检出限低，稳定性良好。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
电化学工作站CHI660C（上海辰华仪器公司）；三电极体系（铂电极对电极， Ag/AgCl/KCl（饱和）参比电极，玻碳电极为工作电极）。JEM-2100型透射电子显微镜和 JSM-6701F型扫描电子显微镜（日本电子（JEOL）公司）。
凝血酶适配体（Apt，5′-HS-（CH2）6-CCA ACG GTT GGT GTG GTT GG-3′）[23]、凝血酶适配体互补序列（C-Apt，5′-CC AAC CAC ACC AAC CGT TGG-3′）和双酚A适配体（BPA-Apt，5′-CCG GTG GGT GGT CAG GTG GGA TAG CGT TCC GCG TAT GGC CCA GCG CAT CAC GGG TTC GCA CCA-3′），均购于生工生物工程（上海）有限公司；人的凝血酶（THR，北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司）；牛的凝血酶（B-THR， 沈阳拜英生物技术有限公司）；牛血清白蛋白（BSA，上海晶纯实业有限公司）；氯金酸（HAuCl4，上海试剂一厂）；辣根过氧化物酶（HRP，上海三杰生物技术有限公司）；腺苷（AD，Sigma Aldrich公司）；牛血清（浙江天杭生物科技有限公司），使用时稀释50倍。
2.2 溶液的配制
凝血酶适配体序列为SELEX法筛选获得，凝血酶适配体以TE（20 mmol/L Tris-HCl，5 mmol/L KCl，1 mmol/L CaCl2，1 mmol/L MgCl2，1mmol/L EDTA，pH 7.4）缓冲溶液配成1 μmol/L的储备液[23]，于4℃保存。
各浓度凝血酶溶液及1 mg/mL牛血清蛋白溶液均以0.2 mol/L PBS缓冲溶液（pH 6.8）配制而成，于4℃保存。
2.3 修饰电极的制备
将玻碳电极（GCE）用0.05 μm Al2O3粉抛光，接着依次用无水乙醇和去离子水超声洗涤干净，再在0.5 mol/L H2SO4溶液中于 0.3～1.5 V下扫描活化。参照文献[21，24，25]，将预处理过的GCE于新配的0.03 mol/L Co（NO3）2、0.01 mol/L Al（NO3）3、0.3 mol/L KNO3、0.1 mol/L KCl和2 mmol/L HAuCl4混合液中，恒电位0.9 V条件下沉积60 s，即得金纳米粒子与水滑石的复合纳米材料，为GCE/LDH-GNPs。将此电极置于1 μmol/L 凝血酶适配体中12 h，1 mg/mL BSA中浸泡40 min，制得GCE/LDH-GNPs/Apt/BSA修饰电极。
GCE/LDH-GNPs修饰电极制备方法同上，将制好的电极用去离子水冲洗干净，于室温下晾干即可。用SEM表征。
2.4 电化学检测方法
对置于K3[Fe（CN）6]溶液中的GCE/LDH-GNPs/Apt/BSA修饰电极扫描，得到空白电阻（Ret0），洗净电极吹干后置于THR培养孵育40 min，再用电化学阻抗（EIS）扫描得到阻抗Ret，凝血酶的检测是基于传感器的阻抗响应ΔRet （ΔRet=Ret-Ret0）。
本实验的测定均采用三电极体系：电化学核酸适配体所组装的电极为工作电极，Ag/AgCl/KCl（饱和）作为参比电极，铂电极为对电极。实验过程均在室温25 ℃条件下进行。
在含0.1 mol/L KCl的5 mmol/L K3[Fe（CN）6]/K4[Fe（CN）6]（ 1∶1， V/V）溶液中测定得到交流阻抗谱（振幅：0.005 V，频率范围：1～100000 Hz），并通过ZSimpwin软件模拟而成。
3 结果与讨论
3.1 复合纳米材料的表征
采用扫描电镜和透射电镜对复合纳米材料进行形貌表征，从CoAl-LDH的SEM图（图2A）可以看到形状规则、分布均匀的水滑石颗粒[21]；从CoAl-LDH/GNPs复合纳米材料的SEM图（图2B）可以看到致密的粒子堆积在电极表面，而且将电极全部覆盖，还原后的Au纳米粒子与水滑石紧密结合在一起，与图2A形成鲜明对比；从CoAl-LDH/GNPs复合纳米材料的TEM图（图2C）可以看出金纳米粒子分散于水滑石基底上。
对钴铝水滑石复合材料进行了能谱（EDS）分析（图3）。从图3A可见，金元素和组成钴铝水滑石的元素峰均存在，每个元素所对应的出峰位置互不干扰，峰的强度也较大，说明所获得的即为LDH-GNPs。
3.2 修饰电极的循环伏安表征
为由修饰电极在0.5 mmol/L K3[Fe（CN）6]电解液中的CV曲线（图4）可见，在电解液中，不同的修饰电极呈现出不同的电化学行为。裸玻碳电极在0.2 V附近出现一对可逆性良好的氧化还原峰（曲线a）；沉积复合纳米材料后，氧化还原峰出现增大和偏移，这是由于GNPs有增大电流信号的作用，且LDH与电解液发生了氧化还原反应导致的（曲线b），电极反应方程式[26]：[Fe（CN）6]凝血酶适配体通过与LDH的静电吸附作用组装到电极表面后，电流信号下降（曲线c）；以牛血清蛋白封闭电极表面的空白位点，消除非特异性吸附，阻碍了电子传输，峰电流继续下降（曲线d）；在电极表面组装1.0 μg/L的凝血酶之后，阻碍了电子传递，使得电流减小（曲线e）。
3.3 不同电极的阻抗对比图
电化学阻抗技术能够敏感地感知电极界面性质的变化，在电化学检测方面的应用日益广泛[27]。本实验采用EIS对不同修饰电极LDH-GNPs的阻抗进行了比较，如图5所示，裸玻碳电极呈很小的半圆（曲线a）；单独沉积一层金后半圆减小，由于金纳米粒子具有促进电子传递的作用使得阻抗降低（曲线b）；沉积水滑石与纳米金的复合材料后阻抗略有增大（曲线c）；单独沉积一层水滑石，阻抗明显增大，这是因为水滑石不导电，阻碍了探针到电极表面的电子传递进而使得阻抗变大（曲线d）。
3.4 修饰电极的电化学阻抗表征
采用EIS对此修饰电极组装过程进行表征，如图6所示：裸电极呈现一个很小的半圆（曲线a）；当电沉积复合材料LDH-GNPs后，半圆直径增大，说明复合材料阻碍了[Fe（CN）6]3/4的电子传递，同时也说明复合材料成功聚合在电极表面（曲线b）；适配体组装到电极表面后，半圆直径明显增大，说明适配体通过静电吸附作用成功地组装到电极表面（曲线c）；利用BSA封闭电极表面的空白位点，其与电极结合后阻抗明显增大（曲线d）；最后凝血酶特异性地结合适配体后，半圆直径变大，说明凝血酶阻碍了电化学探针在电极表面反应（曲线e）。
3.5 传感器的性能
采用EIS对传感器在不同浓度的凝血酶中培育前后的阻抗变化进行研究，如图7所示，GCE/LDH-GNPs/Apt/BSA修饰电极的ΔRet对凝血酶浓度（1.0～1.0×105 ng/L）的对数lgc呈线性关系。线性方程为ΔRet（Ω）= 808.48+401.50lgc（ng/L），线性相关系数R=0.995，检出限为0.3 ng/L （S/N=3）。为了考察在水滑石中引入的金纳米粒子的作用，以单独的水滑石和金纳米粒子为基底材料制备了GCE/LDH/Apt/BSA和GCE/GNPs/Apt/BSA修饰电极。如图8和9所示，GCE/LDH/Apt/BSA修饰电极的ΔRet对凝血酶浓度（1.0～1.0×105 ng/L）的对数lgc呈线性关系。线性方程为：ΔRet（Ω）=377.63 +195.60 lgc（pg/mL）， 线性相关系数R=0.974。GCE/GNPs/Apt/BSA修饰电极修饰电极的ΔRet对凝血酶浓度（1.0～1.0×105 ng/L）的对数lgc呈线性 GCE/LDH/Apt/BSA和GCE/GNPs/Apt/BSA修饰电极的灵敏度远小于GCE/LDH-GNPs/Apt/BSA修饰电极的灵敏度，表明金纳米粒子与水滑石起到了很好的协同作用。
采用制备的适配体传感器与文献报道的适配体传感器，通过EIS法测定凝血酶，对其线性范围、检出限和适配体固定化方法等进行比较（表1）。结果表明，构建的适配体传感器的线性范围较大、检出限较低，这是由于具有大比表面积和导电性好的金纳米粒子和碳纳米管与强吸附作用的水滑石形成的复合纳米材料的协同作用，有效提高了传感器的性能。
3.6 干扰与稳定性
为了研究该传感器的抗干扰能力，以PBS （pH=6.8）分别配制THR（1.0 μg/L）、腺苷（AD， 10.0 μg/L）、辣根过氧化物酶（HRP，10.0 μg/L）、B-THR（10.0 μg/L）、C-Apt（10.0 μg/L）和KNO3（5 mmol/L），测定GCE/LDH-GNPs/Apt/BSA传感器的响应，以双酚A适配体取代凝血酶适配体制备的GCE/LDH-GNPs/BPA-Apt/BSA传感器测定1.0 μg/L THR的响应，进行干扰实验。从图10可见，C-Apt和B-THR有一定的干扰，其它物质的干扰较小，说明所制备的传感器具有较强的抗干扰能力。
对于LDH-GNPs修饰电极，在最佳实验条件下，在1.0 μg/L THR组装后用EIS测定10次，电化学阻抗的相对标准偏差为2.7%；此电化学核酸适配体吹干，于4℃保存1周后，传感器的响应信号保留值为94.0%，说明此传感器稳定性良好。同1根电极重复组装4次，测定1.0 μg/L THR，相对标准偏差为3.1%；采用4根不同的玻碳电极同时组装测定1.0 μg/L THR，其相对标准偏差为4.9%，说明此传感器重现性良好。
3.7 样品分析
为考察所设计的传感器的实用性与可靠性，以牛血清样品中的凝血酶对传感器进行了加标回收实验。如表2所示，对于LDH-GNPs修饰电极，回收率为90.0%～110.1%，相对标准偏差为2.4%～ 5.2%（n=3）。
4 结 论
采用电化学沉积法一步合成水滑石与金纳米粒子，并将复合纳米材料作为固定适配体的基质。结合金纳米粒子具有良好的导电性和较大的比表面积等优点，利用其与水滑石的协同作用，成功地将适配体固定在电极表面。以牛血清蛋白封闭电极表面的空白位点，消除非特异性吸附，成功构建了阻抗型生物传感器，并用于凝血酶的分析检测。结合扫描电镜技术，对材料的形貌进行了表征。利用电化学阻抗对传感器的性能进行了研究，LDH-GNPs修饰电极的ΔRet与凝血酶浓度（1.0 ng/L～100.0 μg/L）的对数lgc呈线性关系，线性相关系数R=0.995，检出限为0.3 ng/L（S/N=3）。结果表明，基于水滑石复合纳米材料构筑的阻抗型核酸适配体传感器对凝血酶有良好的信号响应，具有选择性高、检出限低和灵敏度高的优点。
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