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功能胶体纳米颗粒分离新方法

  功能性胶体纳米粒子分离新方法

  图片:1.jpg图1通过密度梯度超速离心分离胶体颗粒的示意图。 。图2显示了分离回收Au纳米颗粒的效果:(A)离心后获得三种Au的单分散颗粒及其混合物。红色区域显示了Au颗粒的位置。 (B-D)重构后的Au颗粒的TEM图像(E-G)。在国家自然科学基金,科技部,教育部的支持下,北京化工大学化学资源利用国家重点实验室孙小明教授,美国斯坦福大学戴鸿杰教授提出功能胶体纳米粒子分离新方法:密度梯度超速离心分离法。胶体颗粒在离心力的作用下通过密度梯度区的速率是不同的。通过控制离心参数,根据尺寸,密度和团聚状态的差异分离纳米颗粒。纳米粒子的不同尺寸和形态是研究基本特征的尺寸效应,量子效应和表面效应。长期以来,单分散纳米颗粒主要是通过改进合成方法获得的。然而,由于温度场,浓度场不均匀性和苛刻的反应条件,单分散纳米颗粒有时更难获得。作为合成方法的有效补充,孙晓明教授开发了一种新的分离方法,根据不同粒径,密度和团聚状态实现纳米粒子的分离。此原理以前仅限于分离DNA,蛋白质和其他生物大分子和疫苗。主要过程是将待分离的生物大分子(如生物大分子)置于密度梯度区的上部,在超速离心的情况下,分离物将在离心力作用下迁移。不同的菌株由于其大小和密度的差异而受到不同的浮力和粘滞阻力,因此在相同的密度梯度下表现出不同的方向运动。因此,经过一段时间后,菌株的大小和密度都有一定的空间分布。孙晓明教授等拓宽了研究思路,基于胶体纳米粒子与生物大分子在尺度和密度上的相似之处,巧妙地移植了这一原理的胶体纳米粒子体系的分离。通过在碘克沙醇梯度溶液中分离FeCo @ C磁性纳米粒子和Au纳米粒子,发现通过调节浓度梯度溶液浓度,离心速度和时间等参数,可以实现粒径分离1.5〜20 nm。该研究还指出,这种方法也可以用来分离不同密度的胶体颗粒。例如,FeCo @ C纳米胶体颗粒溶液中的碳纳米管可以与磁性颗粒颗粒完全分离。为了进一步验证分离效率,将5nm,10nm和20nm的三种单分散性Au胶体颗粒混合。实验显示,通过仅一次离心15分钟即可恢复原始单分散。该研究发表在最近出版的德文“Applied Chemistry”(Angew.Chem.Int.Ed。(2009,48,939-942))中。与透析,过滤,色谱和电泳等传统方法不同的是,该方法分离液相密度梯度,避免因固 - 固相互作用和分离系统失效而引起的胶体颗粒的损失,并可通过调整密度梯度温度和分离时间等参数来实现不同的分离效果,具有通用,高效,省时,产品无损,易于重建等优点,呈现出令人兴奋的分离效果和潜力。

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