磁性纳米材料的化学合成_功能化及其生物医学应用
第25卷第2期大学化学2010年4月
今日化学
磁性纳米材料的化学合成、功能化
及其生物医学应用
侯仰龙
(北京大学工学院先进材料与纳米技术系北京100871)
摘要从纳米材料的生长动力学模型出发,讨论磁性纳米材料的控制合成原理。总结磁性纳米材料的化学设计与合成、表面功能化及其在核磁共振成像和多模式影像等方面的应用研究最新
进展。
磁性材料在信息存储、传感器和磁流体等传统学科领域有着重要的应用。近年来,随着纳米材料科学与技术的发展,纳米磁性材料的应用开发日益引起人们的关注,特别是在提高信息存储密度、微纳米器件和生物医学领域的应用潜力巨大。本文将从纳米磁学开始,回顾磁性材料的基本概念、化学设计与合成、表面功能化及其在生物医学领域的潜在应用[1]。
1纳米磁学
在磁场中,铁磁体的磁化强度M或磁感应强度B与磁场强度H的关系可用曲线来表示。当外磁场作周期变化时,铁磁体中的磁感应强度随磁场强度的变化而形成一条闭合线,即磁滞回线,图1(a)为铁磁物质磁滞现象的曲线。一般说来,铁磁体等强磁物质的磁化强度M(或B)不是磁场强度H的单值函数而依赖于其所经历的磁状态。以磁中性状态为起始态,当磁状态沿起始磁化曲线磁化时,此时磁化强度逐渐趋于饱和,曲线几乎与H轴平行,将此时的磁化强度称为M s。此后若减小磁场强度,则从某一磁场强度开始,M随H的变化偏离原先的起始磁化曲线,M的变化落后于H。当H减小至0时,M并未同步减小到0,而存在剩余磁化强度
M
r 。为使M减至0,需加一反向磁场,称为矫顽力H
c
。反向磁场继续增大时,磁体内的M将沿
反方向磁化到趋于饱和(M s),反向磁场减小至0再施加正向磁场时,按相似的规律得到另一支偏离反向起始磁化曲线的曲线。当外磁场完成如上变化时,铁磁体的磁状态可由图1(a)所示的闭合回线描述。当温度高于居里点时,磁性材料将变成顺磁体,其磁性很容易随周围磁场的改变而改变。如果温度进一步提高,或者磁性颗粒的粒度很小时,即便在常温下,当尺寸达到临界畴时,材料中电子的热运动将逐渐占主导作用,热运动引起的扰动能超过磁能,使得原有的磁有序发生无序化,该现象称为超顺磁现象,如图1(b)所示,此时材料矫顽力和剩磁为0。对于纳米颗粒的超顺磁转变温度,称为B loc k i n g温度。其磁学性质随尺寸的变化,如图2所示,与块体磁性材料的多畴结构相比,纳米颗粒具有单畴结构,当颗粒尺寸小于临界畴尺寸时,纳米颗粒的磁自旋将无序排列。在单畴区域,矫顽力随着颗粒尺寸的增加而增加,在颗粒
1
尺寸大于单畴尺寸时,颗粒呈现多畴结构,只有在一个较小的反向磁场的作用下,其磁化强度才能变为0。磁性材料的临界畴尺寸(R sd),可用如下公式计算[2]:
R sd=36AK
L0M s
其中,A为交换常数,K为磁晶各向异性常数,M s为饱和磁化强度。
图1磁滞回线
(a)单畴铁磁纳米颗粒;(b)超顺磁纳米颗粒。
图2颗粒磁性随尺寸的变化
铁磁性纳米颗粒是理想的磁存储材料,结合垂直磁记录、热辅助图形等技术可大幅提高存储密度。而超顺磁纳米颗粒,因为其相对较弱的磁相互作用,通过相应的表面修饰,在生物体内能够实现良好的分散,因此在药物传输、核磁共振成像和分子探针等领域有重要的应用。2纳米颗粒的生长动力学
近年来,已发展出多种化学方法合成高质量的磁性纳米颗粒,包括铁系单质、合金及其化合物等。常见方法有水解沉淀法(包括酸、碱法)、金属有机热分解法、溶胶-凝胶法、微乳液法(W/O)、水热合成法、气溶胶喷射热解法、气相沉积法(C VD)等[3]。本文重点回顾高温有机液相方法合成单分散的磁性纳米颗粒的研究进展。
LaM er理论认为[4],当反应溶液中单体的浓度快速增大并超过超临界浓度时,将快速成核,此后如无新核生成,所形成的核将以同样的速度成长,获得单分散的纳米颗粒,如图3所示[5]。反应过程中,亦有小的颗粒重新溶解到溶液中,以较大的颗粒为核继续长大,最后获得均匀的较大颗粒,即O st w al d熟化。因此,液相合成单分散纳米颗粒的常用技术是分离其成核和生长过程。另外,纳米颗粒因其超大的比表面而容易团聚以减小其表面能。为避免团聚,纳米颗粒表面通常以表面活性剂包覆,表面活性剂间的排斥力通常能够使颗粒得以稳定分散。2
图3L a M er模型示意图及分离胶体颗粒的成核和生长过程[5]
3磁性纳米颗粒的化学合成
有机金属配合物由于其亚稳态特征,在较温和的条件下,如加热、光照和超声等,可分解成0价的金属,因此常被用作合成磁性金属纳米颗粒的前躯体[6-7]。金属羰基物及其衍生物是一类典型的金属有机配合物,在加热时,羰基很容易与金属核分离,使得0价的金属成核、生长成颗粒。例如,五羰基铁(Fe(CO)5)在油酸保护下,可分解获得单分散的金属铁纳米颗粒;通过八羰基二钴(Co2(CO)8)的分解,可制备单分散的面心立方Co纳米颗粒,而以三烷基膦为稳定剂时,可获得E-Co纳米颗粒[8]。在1,2-二氯苯中,同时分解Fe(C O)5和Co2(CO)8可以制得Fe Co纳米颗粒[9]。值得注意的是,金属纳米颗粒易被空气氧化。为稳定金属纳米颗粒,基于表面活性剂或者壳层结构的表面包覆成为避免深度氧化的重要方法。例如,在制得金属铁的纳米颗粒后,通过弱氧化剂,如N-氧化三甲基胺(M e3NO),控制氧化其表面,形成可控厚度的氧化层,获得核壳型Fe@Fe3O4纳米颗粒[10]。
制备磁性纳米颗粒的另一种常用方法是在表面活性剂的稳定下还原金属盐。与上述热分解过程相比,金属还原方法具有更大的选择性,前躯体可以是金属氯化物、硝酸盐、氧化物、乙酰丙酮盐,还原剂可选用硼氢化钠或超氢锂、多醇、水合肼等。例如,通过三乙基硼氢化锂(超氢)在辛醚中还原CoC l2,利用油酸和三辛基膦的稳定作用,制备了单分散的E-Co纳米颗粒[8]。通过硼氢化钠同时还原FeSO4和C o C l2,制备Fe Co纳米颗粒[11]。在苯甲醚中,油酸和油胺共存时,以Li B E t3H还原FeC l2和Pt(acac)2可以获得4nm FePt颗粒[12]。1,2-烷基二醇常被用作还原剂,用于制备氧化铁的纳米颗粒,例如在苯醚中,利用十六烷基二醇还原Fe(acac)3,可制备单分散的4~18nm Fe3O4纳米颗粒[13],该过程可以扩展到制备铁氧体,包括M Fe2O4,(M=Co,M n)。最近,1,2-十六二醇也被用于在油酸-油胺中还原Fe(acac)3和Co(acac)2制备FeCo纳米颗粒;合成的20nm Fe Co纳米颗粒的饱和磁化率M s为207c m3#g-1,退火处理,包覆碳层后,其饱和磁化强度达到230c m3#g-1[14]。
烷基胺和酸在升高温度的情况下,也是较强的还原剂。在反应过程中,油酸或者油胺在高
3
温(380e)时分解,产生一些还原性物质,如C、CO和H2。最近,基于同样的原理,我们仅在油胺和苯甲醚环境中,合成了单分散的Fe3O4纳米颗粒,其尺寸可控制在7~10nm[15],该方法不需要加入价格较高的烷基二醇,而且更为简便实用。
另外,在制备单分散的磁性纳米颗粒时,表面活性剂对纳米晶的成核和生长有较大的影响。通常较短烷基链的稳定作用较弱,纳米晶可以快速生长。相反,较长的烷基链使得纳米晶的生长速度较慢,通常获得较小尺寸的纳米颗粒[5]。
4形貌各向异性磁性纳米结构的化学合成
除了球形纳米颗粒的合成外,形貌各向异性磁性纳米材料因其形貌依赖磁学行为等特性,引起了人们的关注。利用烷基胺和烷基酸的还原化学,纳米立方和中空的纳米框等各向异性纳米结构得以合成[16],中空结构的产生主要源于熔盐的腐蚀。在Co表面氧化和快速扩散时,亦可获得中空C o O纳米颗粒。在油酸-油胺体系中,于300e还原Fe(acac)3,可获得Fe O纳米颗粒和纳米立方体(图4(a))[17]。其形貌的控制主要依赖于表面化学,在油酸和油胺摩尔比小于1时,稍过量的油胺起主导作用,因其对氧化铁表面的稳定作用相对较弱,使得纳米晶在各个晶向的生长速度相近,产物即成球形颗粒。而在油酸过量时(两者摩尔比大于1),羧酸根对氧化铁表面具有较强的稳定作用,只有特殊晶面得以优先生长,这样就获得了形貌各向异性的纳米立方体。通过改变反应条件,在油胺中也得到了一维Fe Pt纳米线和纳米棒,其长度可以控制在20~200nm(图4(b))[18-19];初步实验研究表明,其生长机理可能是油胺在纳米晶的生长过程中形成准一维的空腔结构,类似于软模板,前躯体在该空腔结构中分解生长,获得一维结构。当引入第二种溶剂时,由于油胺浓度降低,相当于剪裁了空腔的纵向长度,获得了单分散的纳米棒。最近,利用类似的体系,合成了单分散的22n m Fe3O4纳米八面体(图4(c), (d))[20]。
图4形貌各向异性的磁性纳米结构
(a)FeO,(b)FePt,(c,d)Fe3O4
4
5异质磁性纳米结构
多功能异质纳米颗粒,因其多元组分提供了多功能的界面与功能,在纳米催化和生物医学领域具有巨大的应用潜力,引起了人们的关注和兴趣。目前,通常有两种策略用于构建异质磁性纳米颗粒。一是分子功能化,如链接抗体、蛋白和染料等;另一种方法是整合磁性纳米颗粒与其他功能化的颗粒于一体,如链接量子点、金属颗粒等[21]。磁性纳米颗粒与量子点结合,使得多功能纳米颗粒具有磁学和光学的性质。而与金属纳米颗粒的复合可以获得等离子发光的特性。此外,其复合的多元结构还可能为药物治疗和传输提供平台,因为多功能纳米颗粒不仅具有增强的功能,还具有功能的多样性,所以在生物医学领域具有独特的应用优势。本节重点回顾基于第二策略的多功能纳米颗粒合成的最新进展。
异质结构和球壳结构一样,通过将几种不同功能的组分结合在一起,使其作为一个多功能体。不同点在于异质结构的不同组分都暴露在外侧,从而显示出一定的各向异性。目前,在生物探针领域,异质结构以二聚体为主。量子点因其独特的光学稳定性和优于荧光染料的抗光淬灭能力,在纳米生物医学的基础研究中得到广泛的应用[22]。此外,量子点在体内的影像研究中具有多选择性。基于Fe Pt纳米颗粒和硫族半导体纳米组分的复合纳米颗粒的系统研究表明,反应条件控制着不同的杂化结构的形成。在一步反应中,依次向Fe Pt纳米颗粒的溶液中加入CdX(X=S or Se),低温时形成FePt@CdX核壳纳米颗粒(如图5(a),(c))[23-24]。然而,用高沸点溶剂时,得到Fe P-t CdX二聚体纳米颗粒(图5(b),(d))。在高温时,二聚体的形成可能是因为FePt和CdX间不同的相转变温度所致。CdX在高温时可能熔融,引起与FePt 核的剥离。这些核壳和二聚体结构的颗粒的合成具有很好的重复性,虽然其光学性质由于猝灭等原因需要进一步改进,但是其合成过程简单,便于操作。
图5核壳和异质二聚体纳米结构[23-24]
(a)FePt@C dS,(b)FePt-CdS,(c)FePt@CdSe,(d)FePt-CdSe
6磁性纳米聚集体
磁性纳米聚集体在生物医学的蛋白分离和诊断中具有广泛的应用,通常由磁性纳米颗粒
5
和高分子骨架材料制备而成。其中高分子材料包括硅烷、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明胶、乙基纤维素等。制备磁性纳米聚集体的方法可分为直接法和间接法:直接法是在成球前即加入磁性纳米材料,成球时聚合物将其包裹其中或粘附其外;间接法是先制备非磁性小球,然后通过处理使磁性材料进入其中,磁性纳米粒以分散的形式存在于微球的骨架材料中。目前,国内外对磁性纳米聚集体的研究取得了一些重要的研究成果。在最近的工作中,我们利用乙二醇作为溶剂和还原剂,以乙酰丙酮铁为前躯体,通过环糊精特有的空腔结构的螯合作用,自组装合成了尺寸可控的磁性纳米微球[25],其尺寸可调控在20nm和几个微米。以简单氯化物和醋酸钠为前躯体,也可合成200~800nm左右的铁氧体微球[26]。
7生物医学应用
纳米技术与分子生物学相结合发展出一个新的研究领域)))纳米生物技术。磁性纳米颗粒是一类具有可控尺寸、能够外部操控并可用于核磁共振成像(MR I)造影的材料。这使得该类纳米颗粒能够被广泛应用于生物学和医学领域,包括蛋白质提纯、药物传输和医学影像等方面[27]。当纳米颗粒与靶向试剂耦合,通过特定的生物作用与生物分子反应,功能化的纳米颗粒即可与靶向生物组织耦合,实现疾病诊断或者生物分离。在核磁共振成像的正常磁场强度下(通常高于1T),这些靶向区域的超顺磁纳米颗粒可以达到磁饱和,建立有序的区域扰动偶极场,缩短MR I中质子弛豫时间,使得靶向区域相对于生物环境有更暗的对比度。此外,在可控场幅和频率的交变磁场中,链接于生物体的超顺磁纳米颗粒的磁矩可以翻转,磁矩的再取向使得纳米颗粒与其周边的生理环境之间或是磁易轴与原子内部晶格间产生了/摩擦0,源于这种/摩擦0的能量转化为热能,使得这些超顺磁纳米颗粒可用作热源加热靶向区域,即实现磁流体热疗,被广泛用于研究癌症治疗。以下将介绍磁性纳米颗粒的表面功能化方法和几类材料的生物医学应用研究进展。
7.1磁性纳米材料的表面功能化
由于其尺寸和形貌以及化学组成的均一性,有机相制备的高磁矩纳米颗粒是一类理想的生物医用材料。然而,合成的超顺磁纳米颗粒表面通常被油酸和油胺等表面活性剂包覆,为疏水表面。为使这些纳米颗粒水溶而用于生物医学,其表面经常需要进行功能化,主要策略有两种,增加表面层或者替换表面活性剂(配体),如图6所示。配体替换时利用新的双功能配体直接替换原来的配体,该双功能分子一端具有与颗粒表面有强键合作用的基团,另一端是可以使纳米颗粒水溶或者可进一步功能化的极性基团(图6路径(a))。配体叠加是通过包含疏水和亲水基团的双亲分子实现的,疏水基团与原来的碳氢链形成双层结构,亲水基团暴露在颗粒的表面使其具有水溶性(图6路径(b))。
Dai等发展了聚乙二醇(PEG)修饰的磷脂微囊,用以修饰Fe Co纳米颗粒或中空M nO纳米颗粒[28],磷脂的碳氢链通过疏水相互作用,链接到颗粒表面的碳层形成稳定的双层,同时PEG 暴露在水中实现很好的水溶性。相似的双亲高分子,如聚苯乙烯-聚丙烯酸嵌段共聚物(PS-PAA),十四烷基磷酸酯和聚乙二醇-2-十四烷基乙醚等也被用于转化非水溶性纳米颗粒为水溶性[29]。与双亲微囊包覆相比,从原理上讲,双功能配体替代,因为其双齿或多齿结构与颗粒表面的相互作用,使其在生理环境中具有更好的稳定性。Xu等报道了双齿分子,如多巴胺,因为其五元环的轨道重叠和减小的空间效应,能够与氧化铁表面进行有效键合,如图7所示[30]。多巴胺与PEG复合使用,不仅增强了纳米颗粒在水中的稳定性,而且提供了一个简单的方法6
图6 纳米颗粒的表面修饰策略
(a)配体替换, (b)配体叠加
图7 多巴胺端基修饰的Fe 3O 4纳米颗粒[30]
用于稳定生物分子和磁性纳米颗粒。胺基端修饰的PEG 配体用以稳定Fe 3O 4纳米颗粒,很容易与不同的分子(如色酮)链接,可用于药物传输[31]。
配体替换策略也适用于有机硅烷替代颗粒表面的疏水配体。基于脱水和酯化作用,有机硅烷中的烷氧基与金属氧化物表面形成共价键相互作用。研究发现,胺基、羧酸基和聚乙二醇为端基的硅烷不仅使磁性纳米颗粒高度稳定、水溶,而且具有多功能性,可用于链接生物分子。基于金属-硫键或者螯合作用,胱胺和2,3-二巯基琥珀酸(DM SA)可替代疏水配体[32],与PEG 或者其他高分子修饰的纳米颗粒不同,该类修饰的纳米颗粒的动力学直径相对较小。
此外,一步包覆制备水溶性磁性纳米颗粒近年来获得了较好进展。通常磁性纳米颗粒在不同的羧酸基团,如柠檬酸、磷酸或者其他多齿配体中,获得动力学稳定的水溶性磁性纳米颗粒。X ie 等发展了一种新方法用于制备超小的磁性纳米颗粒,其中小配体4-甲基苯膦二酚(4-M C)用作表面活性剂来稳定颗粒的表面,与多巴胺相似,其与氧化铁表面也具有很强的螯合作用[33],进而利用M ann ich 反应耦合,与环状多肽(c(RGDyK))链接,可用于靶向诊断A v B 3-富集的肿瘤细胞。
7.2 超顺磁纳米颗粒的MR I 造影剂
基于质子沿着外加磁场排列和旋动原理设计而成的核磁共振成像(MR I)是临床广泛使用的无损伤诊断模式。当施加一个横向脉冲磁场时,沿着磁场排列的质子产生旋转扰动而偏离磁场方向。当撤除脉冲磁场后,质子偶极矩逐渐回复到原来的位置,即弛豫过程。两个非依赖的弛豫过程(纵向弛豫(T 1)和横向弛豫(T 2)),分别用于产生一个亮场和暗场MR 图像。弛豫的区域变化(即对比度)取决于质子密度和组织器官的化学和物理特征。通过组织中超顺7
磁纳米颗粒的富集,使其成为典型的T2造影剂用以获得暗场图像,其对比增强正比于磁场强度[3]。
超顺磁纳米颗粒在特定磁场中的磁场强度与颗粒的大小、磁晶各向异性常数有关[3,5],因此核磁共振成像效果亦依赖于超顺磁纳米颗粒的尺寸和结构。最近的铁氧体MR I应用研究发现[34],12nm M nFe2O4具有最好的磁化强度110c m3#g-1,而12nm的Fe3O4、CoFe2O4和N i F e2O4的磁化强度分别为101、99和85c m3#g-1。每个样品在1.5T磁场下的自旋-自旋弛豫时间(T2)-权重的MR I对比度与其磁性相对应,M nFe2O4纳米颗粒具有最强的对比度,其弛豫率达到358L#mm o l-1#s-1,远高于Fe3O4,CoFe2O4和N i F e2O4纳米颗粒的218,172和152L#mm o l-1#s-1。图8表示的是Fe3O4和M nFe2O4的尺寸和结构与其MR I弛豫率的关系,由图8可见,大颗粒具有高的对比效应,但是同一尺寸的纳米颗粒中,M nFe2O4纳米颗粒因其最小的磁晶各向异性常数而磁轴容易反转,具有最高的造影增强效应。在最新的研究中,评价了这些铁氧体纳米颗粒的癌症诊断敏感性。在实验中,M nFe2O4纳米颗粒与具有肿瘤靶向功能的赫塞汀(H ercepti n)耦合,通过HER2/neu的耦合作用,可实现在乳腺癌和卵巢癌的表面超表达。结果表明,经M nFe2O4-H ercepti n纳米颗粒处理的癌症细胞,在彩色MR I图像中颜色从红色变为蓝色。与之相比,在同一实验中,Fe3O4-H ercepti n纳米颗粒处理的癌症细胞没有明显的变化。由此可见,M nFe2O4-H ercepti n耦合体具有较高MR灵敏性,可用于肿瘤诊断。此外,利用大磁矩的超顺磁纳米颗粒可设计更高灵敏度的MRI探针,FeCo基纳米颗粒的弛豫率r2达到644L#mm o l-1#s-1[35]。
图8M nFe
2O
4
和Fe
3
O
4
纳米颗粒的尺寸与MR I效果[34]
(a)M nFe2O4纳米颗粒照片(标尺为50nm);(b)T2权重M R图像;
(c)6nm,9nm和12n m M nFe
2O
4
纳米颗粒的彩色图像;(d)纳米颗粒尺寸与r
2
弛豫率的关系。
值得一提的是,超小Fe3O4纳米颗粒(动力学直径<10nm)在癌症的早期诊断有着特别的应用价值。最近研究表明,4.5n m Fe3O4纳米颗粒作为核,并与环状多肽(c(RGDyK))耦联[36],通过载有U87MG肿瘤的小鼠T2-自旋回声MR I,评价了体内c(RGDy K)-Fe3O4纳米颗粒8
与整联蛋白A v B3的耦合能力。c(RGDy K)-Fe3O4纳米颗粒的r2弛豫率为165L#mm o l-1#s-1,这大于同尺寸商业化的菲立磁(Feri d ex)纳米颗粒的数值(104L#mmo l-1s-1)。在注射c(RGDy K)-Fe3O4纳米颗粒后,肿瘤的MR信号强度明显降低,该变化在c(RGDy K)(10m g# kg-1)阻断作用下得到明显抑制,这一结果证实了与多肽链接的纳米颗粒的靶向性。
7.3多功能分子探针
核壳结构复合微粒,其内部和外部分别富集不同成分,显示出特殊的双层或者多层结构,通过核与壳的功能复合与互补,调制出有别于核或壳本身性能的新型功能材料,为新材料的设计提供了非常便捷的途径。因此,通过核壳结构很容易得到所需的多功能分子探针。在各种核壳结构中,基于氧化硅的材料比较多见,这也是由于氧化硅的外壳制备工艺简单,易通过修饰实现功能化。二氧化硅包覆的四氧化三铁核壳结构,通过APS修饰后,再引入FI TC作为荧光基团,可用作神经胶质瘤诊断的荧光/MRI多功能探针[37]。此外,氧化钆纳米颗粒是一种较好的核磁共振T1成像造影剂,也可与荧光分子链接制备双功能探针。例如,用TEOS和APS 耦联的荧光染料将所得Gd2O3纳米颗粒包覆了一层荧光性氧化硅壳,并通过体内体外实验表征所得探针的有效性[38-39]。
量子点作为一种很好的荧光材料,在生物探针领域有较好的应用,但是其毒性问题一直影响其应用。通过二氧化硅的包覆,使之与机体隔绝,是一种较好的解决方法。用二氧化硅包覆量子点类发光材料,并在二氧化硅壳的表面修饰DOTA,使之与钆离子结合,可制备荧光/核磁多功能探针,用于细胞内输运、光敏感性、微循环效应研究[40]。CdSe纳米颗粒是一种性质优越的荧光材料,二价锰离子是一种核磁共振T1造影剂,通过在CdSe纳米颗粒表面包覆一层锰掺杂的硫化锌,可制备一种基于量子点核壳结构的荧光/MR I双功能探针[41]。
金的化学性质稳定,容易修饰,是很好的光学成像探针,以金为外壳的核壳结构受到了广泛的关注。H yeon等人设计了一种新型的核壳结构,首先制备了表面为胺基氧化硅的纳米颗粒[41],通过有机反应将Fe3O4纳米颗粒与Au纳米颗粒链接到所制得的氧化硅表面,在一定条件下,以金纳米颗粒为晶核使其继续生长,最终得到Si O2-Fe3O4@Au核壳结构,并验证了作为双功能探针的有效性。
除了核壳结构纳米颗粒外,还开发了兼具多种表面特性的二聚体纳米颗粒并应用于分子探针研究。最近,Cheon等人在FePt的纳米颗粒基础上,通过还原金的配合物[42],成功制备了Fe P-t Au二聚体。使用端基为二巯基的聚乙二醇将所得纳米颗粒转移到水中,并进一步分别修饰了中性链亲和素和Hm enB1抗体,并通过后者验证了其作为MR I探针的有效性。H yeon 等人将这个体系拓展到多种材料,分别研究了金、银、铂、镍等金属纳米颗粒、Fe3O4纳米颗粒以及M nO纳米颗粒的复合结构[43],并选择Au-Fe3O4纳米颗粒体系,研究了其光谱性质与MR I 成像效果。Sun研究组采用不同的表面化学方法来修饰异质结构的不同部分[44],以多巴胺为耦联剂,将Fe3O4纳米颗粒一侧修饰了带有表皮生长因子抗体的聚乙二醇长链,在另一侧通过巯基为耦联剂修饰了与前边不同长度的聚乙二醇长链;以A431细胞作为研究对象,探讨了该双功能探针的有效性。M ou等人研究了另外一类异质结构,首先制备了Fe3O4@Si O2核壳结构[45],将所得纳米颗粒与FI TC作为前驱体来制备多孔二氧化硅,得到Fe3O4@S i O2-多孔Si O2二聚体,并通过大鼠骨髓基质细胞验证了所得纳米二聚体的双功能探针性能。
9
7.4纳米聚集体分子探针
纳米聚集体是指通过简单的化学键或分子间作用力,将两种或两种以上的功能组分联结起来的结构。Cheon等人制备了表面为氨基的含有染料的二氧化硅纳米颗粒[46],以及表面为巯基的Fe3O4纳米颗粒,通过耦联剂(S MCC)将两者链接,得到了以S i O2为核心的卫星状结构。通过对比研究发现,这种卫星状结构由于含有较大密度的纳米颗粒,其MRI信号强度有较大提高。将所得纳米颗粒耦联Hm enB1抗体,以C H P-134和H EK293T细胞作为研究模型,讨论了其作为双功能探针的作用。H aa m等人将Fe3O4纳米颗粒与阿霉素包埋到聚乳酸/乙醇酸共聚物纳米颗粒中[47],以阿霉素作为荧光基团,Fe3O4纳米颗粒作为MR I探针,在纳米颗粒表面进一步修饰H erceptin,并研究了该探针的靶向性。在进一步的工作中,通过纳米乳液法,将荧光分子芘修饰的PCL-P MMA嵌段共聚物与M nFe2O4纳米颗粒复合制备了双功能纳米探针,并进一步用爱必妥(Cetux i m ab)单抗修饰[48]。通过A431和M CF7细胞,系统地研究了该探针与EGFR的靶向作用,验证了所得荧光/M R I双功能探针的有效性。H yeon等人利用阴离子表面活性剂在水中形成胶束的现象,包裹聚(D,L-胶乳-联-羟基乙酸)(PLGA)、Fe3O4纳米颗粒、量子点与阿霉素为一体[49],通过蒸发将胶束中的有机溶液去除,得到纳米聚集体,然后又通过叶酸修饰的阳离子表面活性剂将叶酸链接到所得纳米颗粒上。通过叶酸作为靶向试剂,测试了所得纳米颗粒作为双功能探针以及药物输送载体的效果。
8结论
以上简要介绍了纳米磁学的基本概念和高质量纳米材料的设计与控制原理,介绍了纳米材料化学合成的最新进展;讨论了纳米材料的形貌和结构控制的基本思路以及超顺磁纳米材料的稳定与修饰方法;概述了生物医学应用中MR I成像造影剂增强剂基本原理以及基于不同异质结构的分子探针的设计和应用进展。这些进展证实,基于表面化学控制晶体生长的化学方法而合成的磁性纳米颗粒在高灵敏度医学诊断、高效治疗等领域具有重要的研究价值和应用潜力。
参考文献
[1]C u llit y B D.Introducti on t o M agn eti c M ateri als.Read i ng MA:Add i son-W es l ey Pub li sh i ng C o m pany,1972
[2]Sko m ski R,C oey J M D.Per m an entM agn eti s m.B ri stol and Phil adelph ia:I n stitute of Phys i cs Pub lis h i ng,1999
[3]Frey N A,Peng S,Cheng K,et a l.Che m Soc Rev,2009,38:2532
[4]La M er V K,D i negar R H.J Am Che m Soc,1950,72:4847
[5]M urray C B,Kagan C R,Ba w end iM G.Annu Rev M ater S ci,2000,30:545
[6]H yeon T.Che m Co mmun,2003,927
[7]C us h i ng B L,Kolesn i chenko V L,O c C onnor C J.Che m Rev,2004,104:3893
[8]M urray C B,Sun S,DoyleH,e t al.M RS Bu ll,2001,26:985
[9]H tten A,Sudfel d D,Ennen I,e t al.J M agn M ag n M a te r,2005,293:93
[10]Peng S,W ang C,Xie J,et a l.J Am Che m Soc,2006,128:10676
[11]H uang J,H e L,Leng Y,e t al.Nanotec hnology,2007,18:415603
[12]Sun S,Anders S,Tho m s on T,et a l.J Phys C he m B,2003,107:5419
[13]Sun S,Zeng H,Rob i nson D B,e t al.J Am Ch e m S oc,2004,126:273
[14]Chaubey G S,B arcena C,PoudyalN,e t al.J Am C he m S oc,2007,129:7214
10
[15]Xu Z,Sh en C,H ou Y,Ch e m M ater,2009,21:1778
[16]K i m D,Park J,An K,et al.J Am Ch e m S oc,2007,129:5812
[17]H ou Y,Xu Z,Sun S.A ng e w Ch e m In tE d,2007,46:6329
[18]Sun S,M urray C B,W eller D,et al.S cience,2000,287:1989
[19]W ang C,H ou Y,K i m J,et a l.Ang e w Che m In t Ed,2007,46:6333
[20]Zh ang L,W u J,L iao H,e t al.Che m C o mmun,2009,4378
[21]G ao J,Gu H,Xu B.Acc Ch e m R es,2009,42:1097
[22]M ichalet X,Pi naud F F,B entolila L A,et a l.S cie n ce,2005,307:538
[23]Gu H W,Zheng R K,Zhang X X,et a l.J Am Che m S oc,2004,126:5664
[24]Gu H W,Zheng R K,L i u H,et a l.Sm all,2005,1:402
[25]H ou Y,G ao S,Oh t a T,et a l.Eur J Inorg Che m,2004,1169
[26]Deng H,L iX,Peng Q,et a l.Ang e w Che m Int Ed,2005,44:2782
[27]Corot C,Robert P,I d ee J M,et a l.Adv D rug D elivery Rev,2006,58:1471
[28]SeoW S,Lee J H,Sun X,e t al.Na tM a t er,2006,6:971
[29]K i m S W,K i m S,T racy J B,e t al.J Am C he m S oc,2005,127:4556
[30]Xu C,Xu K,Gu H,e t al.J Am C he m S oc,2004,126:9938
[31]W ang B,Xu C,X ie J,et a l.J Am Che m Soc,2008,130:14436
[32]J un Y W,H uh Y M,C hoi J S,e t al.J Am C he m S oc,2005,127:5732
[33]Xie J,C hen K,LeeH Y,et al.J Am Ch e m S oc,2008,130:7542
[34]Lee J H,H uh Y M,Jun Y W,et a l.N atM e d,2007,13:95
[35]SeoW S,Lee J H,Sun X,e t al.Na tM a t er,2006,6:971
[36]M eng X,W an J,J i ng M,et al.Ac t a Pha r ma c ol S i n,2007,28:2019
[37]B ri dot J L,Faure A C,Laurent S,e t al.J Am Ch e m S oc,2007,129:5076
[38]G erion D,H erb erg J,Bok R,e t al.J P hys Ch e m C,2007,111:12542
[39]Bak al ova R,Zh el ev Z,Aok i I,et a l.B ioconjuga te C he m,2008,19:1135
[40]W ang S,Jarrett B R,K auz l ari ch S M,et a l.J Am Che m Soc,2007,129:3848
[41]K i m J,Park S,Lee J E,et al.Ange w Che m Int Ed,2006,45:7754
[42]Choi J,J un Y,Y eon S,et a l.J Am Che m Soc,2006,128:15982
[43]Choi S H,Na H B,Park Y I,et a l.J Am Che m Soc,2008,130:15573
[44]Xu C,X ie J,H o D,e t al.Ange w Ch e m In tEd,2008,47:179
[45]W u S H,Li n Y S,H ung Y,et a l.Che mB io Ch e m,2008,9:53
[46]Lee J H,J un Y W,Yeon S I,et a l.Ang e w C he m In tE d,2006,45:8160
[47]Y ang J,L ee C H,Park J,et a l.J M ater C he m,2007,17:2695
[48]Y ang J,L i m E K,LeeH J,et a l.B i oma te r,2008,29:2548
[49]K i m J,L ee J E,Lee S H,e t a l.Adv M a t er,2008,20:478
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纳米材料的制备方法
1化学气相沉积法 1.1化学气相沉积法的原理 化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition (CVD) )是通过气相或者在基板表面上的化学反应，在基板上形成薄膜。化学气相沉积方法实际上是化学反应方法，因此。用CVD方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜，也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料，而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。 用化学气相沉积法可以制备各种薄膜材料、包括单元素物、化合物、氧化物、氮化物、碳化物等。采用各种反应形式，选择适当的制备条件——基板温度、气体组成、浓度和压强、可以得到具有各种性质的薄膜构料。化学气相沉积的化学反应形式．主要有热分解反应、氢还原反应、金属还原反应、基板还原反应、化学输运反应、氧化反应、加水分解反应、等离子体和激光激发反应等。 化学气相沉积法制备纳米碳材料的原理是碳氢化合物在较低温度下与金属纳米颗粒接触时通过其催化作用而直接生成。化学气相沉积法制备碳纳米管的工艺是基于气相生长碳纤维的制备工艺。在研究气相生长碳纤维早期工作中就己经发现有直径很细的空心管状碳纤维，但遗憾的是没有对其进行更详细的研究[4]。直到Iijima在高分辨透射电子显微镜发现产物中有纳米级碳管存在，才开始真正的以碳纳米管的名义进行广泛而深入的研究。 化学气相沉积法制备碳纳米管的原料气，国际上主要采用乙炔，但也采用许多别的碳源气体，如甲烷、一氧化碳、乙烯、丙烯、丁烯、甲醇、乙醇、二甲苯等。在过渡金属催化剂铁钴镍催化生成的碳纳米管时，使用含铁催化剂，多数得到多壁碳纳米管；使用含钴催化剂，大多数的实验得到多壁碳纳米管；过渡金属的混合物比单一金属合成碳纳米管更有效。铁镍合金多合成多壁碳纳米管，铁钴合金相比较更容易制得单壁碳纳米管。此外，两种金属的混合物作为催化剂可以大大促进碳纳米管的生长。许多文献证实铁、钴、镍任意两种的混合物或者其他金属与铁、钴、镍任何一种的混合物均对碳纳米管的生长具有显著的提高作用，不仅可以提高催化剂的性能，而且可以提高产物的质量或者降低反应温度。催化裂解二甲苯时，将适量金属铽与铁混合，可以提高多壁碳纳米管的纯度和规则度。因而，包括像烃及一氧化碳等可在催化剂上裂解或歧化生成碳的物料均有形成碳纳米管的可能。Lee Y T 等[5]讨论了以铁分散的二氧化硅为基体，乙炔为碳源所制备的垂直生长的碳纳米管阵列的生长机理，并提出了碳纳米管的生长模型。Mukhopdayya K等[6]提出了一种简单而新颖的低温制备碳纳米管阵列的方法。该法以沸石为基体，以钴和钒为催化剂，仍是以乙炔气体为碳源。Pna Z W等[7]以乙炔为碳源，铁畦纳米复合物为基体高效生长出开口的多壁碳纳米管阵列。 1.2评价 化学气相沉积法该法制备的纳米微粒颗粒均匀，纯度高，粒度小，分散性好，化学反应活性高，工艺可控和连续，可对整个基体进行沉积等优点。此外，化学气相沉积法因其制备工艺简单，设备投入少，操作方便，适于大规模生产而显示出它的工业应用前景。因此，化学气相沉积法成为实现可控合成技术的一种有效途径。化学气相沉积法缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展，由此衍生出来的许多新技术，如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺，广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。用化学气相沉积法可以制备几乎所有的金属，氧化物、氮化物、碳化合物、复合氧化物等膜材料。总之，随着纳米材料制备技术的不断完善，化学气相沉积法将会得到更广泛的应用。
医学生物化学各章节知识点及习题详解
医学生物化学各章节知识点习题详解 单项选择题 第一章蛋白质化学 1. .盐析沉淀蛋白质的原理是( ) A. 中和电荷，破坏水化膜 B. 与蛋白质结合成不溶性蛋白盐 C. 降低蛋白质溶液的介电常数 D. 调节蛋白质溶液的等电点 E. 使蛋白质溶液的pH值等于蛋白质等电点 提示：天然蛋白质常以稳定的亲水胶体溶液形式存在，这是由于蛋白质颗粒表面存在水化膜和表面电荷……。具体参见教材17页三、蛋白质的沉淀。 2. 关于肽键与肽，正确的是( ) A. 肽键具有部分双键性质 B. 是核酸分子中的基本结构键 C. 含三个肽键的肽称为三肽 D. 多肽经水解下来的氨基酸称氨基酸残基 E. 蛋白质的肽键也称为寡肽链 提示：一分子氨基酸的α－羧基和一分子氨基酸的α－氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。氨基酸借肽键联结成多肽链。……。
具体参见教材10页蛋白质的二级结构。 3. 蛋白质的一级结构和空间结构决定于( ) A. 分子中氢键 B. 分子中次级键 C. 氨基酸组成和顺序 D. 分子内部疏水键 E. 分子中二硫键的数量 提示：多肽链是蛋白质分子的最基本结构形式。蛋白质多肽链中氨基酸按一定排列顺序以肽键相连形成蛋白质的一级结构。……。具体参见教材20页小结。 4. 分子病主要是哪种结构异常（） A. 一级结构 B. 二级结构 C. 三级结构 D. 四级结构 E. 空间结构 提示：分子病由于遗传上的原因而造成的蛋白质分子结构或合成量的异常所引起的疾病。蛋白质分子是由基因编码的，即由脱氧核糖核酸（DNA）分子上的碱基顺序决定的……。具体参见教材15页。 5. 维持蛋白质三级结构的主要键是( ) A. 肽键 B. 共轭双键
医学生物化学试题集
医学生物化学试题集 目录 第一章．蛋白质结构与功能 (1) 第二章．核酸的结构与功能 (15) 第三章．酶 (22) 第四章．糖代谢 (32) 第五章．脂类代谢 (42) 第六章．生物氧化 (55) 第七章．氨基酸代谢 (60) 第八章．核苷酸代谢 (67) 第九章．物质代谢的联系与调节 (72) 第十章．DNA的生物合成(复制) (77) 第十一章．RNA的生物合成(转录) (85) 第十二章．蛋白质的生物合成(翻译) (93) 第十三章．血液的生物化学 (97) 第十四章．肝的生物化学 (99)
第一章蛋白质的结构与功能 本章要点 一、蛋白质的元素组成：主要含有碳、氢、氧、氮及硫。各种蛋白质的含氮量很接近，平均 为16％，即每mgN对应6.25mg蛋白质。 二、氨基酸 1．结构特点 2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类 3．理化性质： ⑴等电点（isoelectric point,pI） ⑵紫外吸收 ⑶茚三酮反应 三、肽键与肽链及肽链的方向 四、肽键平面(肽单位) 五、蛋白质的分子结构：蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。 一级结构为线状结构，二、三、四级结构为空间结构。
结构概念及稳定的力。 六、蛋白质一级结构与功能的关系 1．一级结构是空间构象的基础，蛋白质的一级结构决定其高级结构 2．一级结构与功能的关系 3．蛋白质的空间结构与功能的关系 4．变构效应（allosteric effect） 5．协同效应(cooperativity) 七、蛋白质的理化性质 1．两性解离与等电点 2．蛋白质的胶体性质 3．蛋白质的变性(denaturation) 4．蛋白质的沉淀 5．蛋白质的复性(renaturation) 6．蛋白质的沉淀和凝固 7．蛋白质的紫外吸收 8．蛋白质的呈色反应 八、蛋白质的分离和纯化
国开《医学生物化学》形考任务所有答案
盐析沉淀蛋白质的原理是( ) 选择一项： A. 降低蛋白质溶液的介电常数 B. 使蛋白质溶液的pH值等于蛋白质等电点 C. 调节蛋白质溶液的等电点 D. 中和电荷，破坏水化膜 E. 与蛋白质结合成不溶性蛋白盐 题目2 还未回答 满分5.00 标记题目 题干 蛋白质的一级结构和空间结构决定于( ) 选择一项： A. 分子中氢键 B. 分子中二硫键的数量
C. 分子中次级键 D. 分子内部疏水键 E. 氨基酸组成和顺序 题目3 还未回答 满分5.00 标记题目 题干 患有口腔炎应服用( ) 选择一项： A. 维生素PP B. 维生素C C. 维生素B2 D. 维生素D E. 维生素B1 题目4 还未回答 满分5.00
标记题目 题干 分子病主要是哪种结构异常（）选择一项： A. 空间结构 B. 二级结构 C. 四级结构 D. 一级结构 E. 三级结构 题目5 还未回答 满分5.00 标记题目 题干 蛋白质分子中主要的化学键是( ) 选择一项：
A. 盐键 B. 肽键 C. 酯键 D. 二硫键 E. 氢键 题目6 还未回答 满分5.00 标记题目 题干 蛋白质的等电点是指( ) 选择一项： A. 蛋白质溶液的pH值等于7时溶液的pH值 B. 蛋白质分子的正电荷与负电荷相等时溶液的pH值 C. 蛋白质溶液的pH值等于7．4时溶液的pH值 D. 蛋白质分子呈正离子状态时溶液的pH值 E. 蛋白质分子呈负离子状态时溶液的pH值
题目7 还未回答 满分5.00 标记题目 题干 苯丙酮酸尿症是缺乏( ) 选择一项： A. 6-磷酸葡萄糖酶 B. 酪氨酸羟化酶 C. 苯丙氨酸羟化酶 D. 酪氨酸酶 E. 谷胱甘肽过氧化物酶 题目8 还未回答 满分5.00 标记题目 题干
制备纳米材料的物理方法和化学方法
制备纳米材料的物理方法和化学方法 （********） 纳米科学技术是20世纪80年代末产生的一项正在迅猛发展的新技术。所谓纳米技术是指用若干分子或原子构成的单元—纳米微粒，制造材料或微型器件的科学技术。 纳米材料的制备方法甚多，目前制备纳米材料中最基本的原则有二：一是将大块固体分裂成纳米微粒；二是由单个基本微粒聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。 1物理制备方法 早期的物理制备方法是将较粗的物质粉碎，如低温粉碎法、超声波粉碎法、冲击波粉碎法、蒸气快速冷却法、蒸气快速油面法等等。近年来发展了一些新的物理方法，这些方法我们统称为物理凝聚法，物理凝聚法主要分为 （1）真空蒸发靛聚法 将原料用电弧高频或等离子体等加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷，使之凝结成纳米微粒。其粒径可通过改变通入惰性气体的种类、压力、蒸发速率等加以控制，粒径可达1—100nm 。具体过程是将待蒸发的材料放人容器中的柑锅中，先抽到410Pa 或更高的真空度，然后注人少量的惰性气体或性2N 、3NH 等载气，使之形成一定的真空条件，此时加热，使原料蒸发成蒸气而凝聚在温度较低的钟罩壁上，形成纳米微粒。 （2）等离子体蒸发凝聚法 把一种或多种固体颗粒注人惰性气体的等离子体中，使之通过等离子体之间时完全蒸发，通过骤冷装置使蒸气奴聚制得纳米微粒。通常用于制备含有高熔点金属合金的纳米微粒，如Fe-A1 , Nb- Si 等。此法常以等离子体作为连续反应器制备纳米微粒。 综上所述，物理方法通常采用光、电等技术使材料在真空或惰性气氛中蒸发，然后使原子或分子形成纳米颗粒，它还包括球磨、喷雾等以力学过程为主的制备
生物化学实验指导
生物化学实验须知 一、实验目的 1．培养学生严谨的科学作风，独立工作能力及科学的思维方法。 2．学习基础的生物化学实验方法，为今后的学习与研究准备更好的条件。 3．培养学生爱护国家财物、爱护集体、团结互助的优良道德品质。 4．培养学生的书面及口头表达能力。 二、实验的总要求 1．按教研室予先公布的实验进度表，了解各次实验的具体内容，并认真做好预习。弄清各步骤的意义，避免教条或机械式做实验。 2．进行实验不仅要求结果良好，而且要求敏捷高效。为达到此目的，实验者应注意：①一切步骤都按正规操作法进行；②样品与试剂勿过量取用；③宜粗者勿细（例如粗天平称量物品即足够准确时，不用分析天平，用量筒取液足够准确时，不用吸量管）；④试剂、仪器防止污染及破损，保持实验环境的整洁。⑤注意力集中，避免差错。 3．实验中观察要仔细，记录要详尽、及时与客观，不得于实验后追记，应直接记在实验报告本中，而且无论实验成功与失败，都应记下。对于失败的实验，要分析其原因。 4．实验室是集体学习与工作的场所，实验时应保持肃静，不得大声喧哗，以免影响他人的工作与思考。对师长尊敬，对同学要团结友爱。实验后应清洗整理用过的仪器及清理自己的实验场所。 三、实验报告 实验报告的书写是培养学生书面表达能力和科学作风的重要手段之一，实验者应该重视。实验报告的内容包括下列各项：实验名称、实验日期、实验目的、实验原理、实验步骤、实验记录、计算（定量测定、解释）、讨论或小结。实验记录除应包括“实验总要求”的第3项要求外，还应包括原始记录。原始记录是随做随记的第一手记录，应由指导教师签字认可。书写实验报告要字迹工整，语句通顺。书写工整的实验报告，是尊师的重要表现之一。 四、组织与分组 1．每一个班学习委员负责①实验报告的收集与分发；②安排清扫值日名单； ③反映同学学习情况及对教学工作的意见；④其它临时性的工作。 2．一般实验都为两个学生单独进行。有的实验要4人一组，由相邻两学生组成固定小组。小组的成员在指导教师的同意下，可作适当的调整。
自然界(例如生物体)存在的纳米材料及其特性功能
自然界（例如生物体）存在的纳米材料及其特性功能 摘要:纳米是一个长度单位，指的是一米的十亿分之一。纳米技术技，则是在纳米尺度(1到1000纳米之间)上研究物质的特性和相互作用，以及利用这些特性的技术。在纳米技术中，纳米材料是其主要的研究对象与基础。事实上，纳米技术并不神秘，也并不是人类的专利。早在宇宙诞生之初，纳米材料和纳米技术就已经存在了，比如，那些溶洞中的石笋就是一纳米一纳米的生长起来的，所以才千奇百怪；贝壳和牙齿也是一纳米一纳米的生长的，所以才那样坚硬；植物和头发是一纳米一纳米生长的，所以才那样柔韧；荷叶上有用纳米技术生长出来的绒毛，所以才能不沾水，就连人类的身体，也是一纳米一纳米生长起来的，所以才那样复杂。在地球的漫长演化过程中，自然界的生物，从亭亭玉立的荷花、丑陋的蜘蛛，到诡异的海星，从飞舞的蜜蜂、水面的水黾，到海中的贝壳，从绚丽的蝴蝶、巴掌大的壁虎，到显微镜才能看得到细菌… 应该说，它们个个都是身怀多项纳米技术的高手。它们通过精湛的纳米技艺，或赖以糊口，或赖以御敌，一代一代，在大自然中地顽强存活着，不仅给人们留下了深刻的印象，而且给现代的纳米科技工作者带来了无数灵感和启示。 关键词 :纳米材料；生物纳米材料；仿生材料。 一，纳米材料 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。 1861年，随着胶体化学的建立，科学家们开始了对直径为1~100nm的粒子体系的研究工作。 真正有意识的研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代的日本的为了军事需要而开展的“沉烟试验”，但受到当时试验水平和条件限制，虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉，但光吸收性能很不稳定。 到了20世纪60年代人们开始对分立的纳米粒子进行研究。1963年，Uyeda用气体蒸发冷凝法制的了金属纳米微粒，并对其进行了电镜和电子衍射研究。1984年德国萨尔兰大学（Saarland University)的Gleiter以及美国阿贡实验室的Siegal相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高真空的条件下将粒子直径为6nm的铁粒子原位加压成形，烧结得到了纳米微晶体块，从而使得纳米材料的研究进入了一个新阶段。
武汉科技大学615医学生物化学2019(B卷)年考研真题
第 1 页 共 5 页姓名 ： 报 考 专 业： 准考证 号码： 密 封 线 内 不 要 写题2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 科目名称：医学生物化学（□A 卷 B 卷）科目代码：615考试时间： 3 小时 满分 150 分可使用的常用工具：√无 □计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、填空题(每空 1 分，共 20 分)1、根据氨基酸的理化性质可分为 ， ， 和 四类。2、氨基酸处在pH 大于其pI 的溶液时，分子带净 电，在电场中向 极游动。3、结合蛋白酶类必需由 和 相结合后才具有活性，前者的作用是 后者的作用是 。4、操纵子由 、 、 共同组成。5、肝脏经 循环将有毒的氨转变成无毒的 ，这一过程是在肝细胞的 和____中进行的。6、膜受体包括 ， 和 等三类。二、单项选择题(共 30 小题，每小题1 分，共 30 分)1、关于Km 值得意义不正确的是（ ） A.Km 值是酶的特征性常数 B.Km 值与酶的结构有关 C.Km 值与酶所催化的底物有关 D.Km 值等于反应速度为最大速度一半时的酶的浓度2、下列哪种胆汁酸是次级胆汁酸？（ ） A.甘氨鹅脱氧胆酸 B.牛磺鹅脱氧胆酸 C.甘氨胆酸 D.脱氧胆酸3、下列哪种碱基只存在于RNA 而不存在于DNA 中？（ ） A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤 C.尿嘧啶 D.胸腺嘧啶4、决定酶专一性的是（ ） A.辅酶 B.酶蛋白 C.金属离子 D.辅基 5、下列哪种氨基酸不在肝内进行活跃代谢？（ ） A.酪氨酸 B.缬氨酸 C.鸟氨酸 D.苯丙氨酸
(2020年更新)国家开放大学电大《医学生物化学》期末题库和答案
最新国家开放大学电大《医学生物化学》期末题库及答案 考试说明：本人针对该科精心汇总了历年题库及答案，形成一个完整的题库，并且每年都在更新。该题库对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具，把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案，敬请查看。 《医学生物化学》题库及答案一 一、名词解释(每题5分，共25分) 1．酶的活性中心 2．Tm值 3．糖异生作用 4．必需脂肪酸 5．肝脏的生物转化作用 二、单项选择题(每题2分，共40分) 1．各种蛋白质的含氮量相近，平均含量为( ) A．18％， B．16％C．20％ D．15％E．22％ 2．维系蛋白质一级结构的主要化学键是( ) A．盐键 B．疏水作用C．氢键 D．二硫键E．肽键， 3．RNA和DNA彻底水解后的产物( ) A．核糖不同，部分碱基不同 B．碱基相同，核糖不同 C．碱基不同，核糖不同 D．碱基不同，核糖相同E．以上都不对 4．乳酸脱氢酶的同工酶有( ) A．2种 B．3种C．4种 D．5种E．6种 5．关于酶正确的叙述是( ) A．能催化热力学上不能进行的反应 B．是由活细胞产生的一种生物催化剂 C．催化的反应只限于细胞内 D．其本质是含辅酶或辅基的蛋白质 E．能升高反应活化能 6．酶的特异性是指( )
A．酶与辅酶特异的结合 B．酶对其所催化的底物有特异的选择性 C．酶在细胞中的定位是特异性的 D．酶催化反应的机制各不相同 E．在酶的分类中各属不同的类别 7．正常静息状态下，大部分血糖被哪一器官作为能源供应( ) A．脑 B．肝 C．肾 D．脂肪E．肌肉 8．有关糖的无氧酵解过程可以认为( ) A．终产物是乳酸 B．催化反应的酶系存在于胞液和线粒体中C．通过氧化磷酸化生成ATP D．不消耗ATP，同时通过底物磷酸化产生ATPE．反应都是可逆的、9．低密度脂蛋白( ) A．在血浆中由 一脂蛋白转变而来 B．是在肝脏中合成的 C．胆固醇含量最多 D．它将胆固醇由肝外转运到肝内 E．含量持续高于正常者时，是患动脉硬化的唯一指标 10．抑制脂肪动员的激素是( ) A．胰岛素 B．胰高血糖素 C．甲状腺素 D．肾上腺素E．甲状旁腺素 11．下列哪种氨基酸不属于人体必需氨基酸( ) A．苯丙氨酸 B．赖氨酸C．亮氨酸 D．蛋氨酸E．酪氨酸 12．体内氨的主要运输形式是( )A．尿素 B．NH4ClC．苯丙氨酸D．谷氨酰胺E．天冬氨酸 13．生物转化中，第二相反应包括( ) A．结合反应 B．羧化反应C．水解反应 D．氧化反应E．还原反应14．嘌呤核苷酸循环脱氨基作用主要在哪种组织中进行( ) A．肝 B．肾 C．脑 D．肌肉E．肺
临床生物化学实验原理方法及检测介绍
临床生物化学实验原理、分析方法及检测技术 中国中医研究院广安门医院临床检测中心 生物化学实验——是把化学(分析技术)和生物化学(实验反应原理)的方法应用于疾病的诊断、治疗、监控的实验分支。 一个生化实验的最后测定结果应包括四大部分来完成。 一、实验反应原理及分析方法（理论依据） 二、实验检测技术（手段）生化仪的分析技术。 三、质量控制程序（质量保证）室内质控、室间质评、仪器、试剂、人员五要素。 四、临床意义（目的）咨询服务、异常结果的解释。 实验反应原理及分析方法(理论依据) 一个生物化学实验的反应原理设计，首先要找出所检测的化学特性，如测定体液（首先是血液）中酶的含量血液中除少数酶（如凝血溶血酶、铜氧化酶及假性胆碱脂酶等）含量较多外，血液正常生理状况下含量微乎其微。一般每毫升含微微克（Pg）水平，要直接测定如此微量物质是相当困难的。用免疫化学方法可测定全部酶蛋白分子含量（不论其有无活性）而用化学方法测定只能测定酶的催化活性，间接计算出酶的含量。目前利用酶具有催化活性这一特性，在临床上已普遍应用测定酶蛋白，同时还可以测定三大代谢的产物，如糖、脂类、蛋白质、这样也就建立起利用酶促反应的一级反应测定代谢物的方法。一级反应—反应速度与底物浓度成正比，因此只有当酶反应为一级反应时，才能准确测定底物含量，（如测定血糖、总甘油三脂、总胆固醇等）。从此在临床试剂盒的方法中出现了以酶为试剂测定各种代谢产物。 临床化学方法的分类 特别是自动生化仪方法的特点 以往临床化学实验都采用比色法进行各个项目的测定，这是因为比色法具有微量、迅速、准确的优点，特别适合于微量的生物体体液中各项物质测定。 在一般比色法中，手工使用比色计或分光光度计可以测定各种反应溶液的吸光度，但由于很难控制测定时间和反应温度，很难准确记录反应过程中吸光度变化，因此，毫不奇怪在很长一段时间内我们所使用的方法，都是在呈色反应达到完全或者反应达到平衡时，吸光度达到稳定时才进行测定。即所谓平衡法或终点法。 但自从自动生化仪出现后，从根本上改变了上述情况。通过各项先进技术，人们可以精确测定反应的动态过程。并可以准确计算任何一段反应时间内的反应速率，这样大大开阔了临床化学家对方法选择。除经典的终点法外还可以进行动态测定。这样不仅缩短了操作时间，大大提高了工作效率，还可进行一些用常规比色方法不能进行的测定。如测定酶反应的初速 度（V o ）等等。测酶初速度（V o ）只能用分光光度法。 因此，用好自动生化仪一个重要前提必须对自动生化仪可以提供的测试方法类型有所了解。 生化自动分析仪特点： 1 精确测定反应的动态过程； 2 准确计算任何一段反应时间内的反应速率； 3 除经典的终点法外还可以进行动态测定。 分析方法的分类
医学生物化学题库
医学生物化学题库 基础医学院生物化学教研室 二〇〇九年五月 医学生物化学题库 第二章蛋白质化学 一、选择题 1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称为 A、三级结构 B、缔合现象 C、四级结构 D、变构现象 2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于 A、不断绕动状态 B、可以相对自由旋转 C、同一平面 D、随不同外界环境而变化的状态 3、甘氨酸的解离常数是pK=2.34, pK=9.60 ，它的等电点(pI)12 是 A、7.26 B、5.97 C 、7.14 D、10.77 4、肽链中的肽键是: A、顺式结构 B、顺式和反式共存 C、反式结构 5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是 A、静电作用力 B、氢键 C、疏水键 D、范德华作用力 6、蛋白质变性是指蛋白质 A、一级结构改变 B、空间构象破坏 C、辅基脱落 D、蛋白质水解 7、哪种氨基酸可使肽链之间形成共价交联结构,
A、Met B、Ser C、Glu D、Cys 8、在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋转的氨基酸是) A、丙氨酸 B、亮氨酸 C、甘氨酸 D、丝氨酸 9、天然蛋白质中含有的20种氨基酸的结构 A、全部是L,型 B、全部是D型 C、部分是L,型，部分是D,型 D、除甘氨酸外都是L,型 1 +’ 10、谷氨酸的pK(-COOH)为2.19，pK’(-NH)为9.67，pK’r(-COOH)1233为4.25，其pI是 A、4.25 B、3.22 C、6.96 D、5.93 11、在生理pH情况下，下列氨基酸中哪个带净负电荷, A、Pro B、Lys C、His D、Glu 12、天然蛋白质中不存在的氨基酸是 A、半胱氨酸 B、瓜氨酸 C、丝氨酸 D、蛋氨酸 13、破坏α,螺旋结构的氨基酸残基之一是 A、亮氨酸 B、丙氨酸 C、脯氨酸 D、谷氨酸 14、当蛋白质处于等电点时，可使蛋白质分子的 A、稳定性增加 B、表面净电荷不变 C、表面净电荷增加 D、溶解度最小 15、蛋白质分子中-S-S-断裂的方法是 A、加尿素 B、透析法 C、加过甲酸 D、加重金属盐 16、下列关于Ig G结构的叙述哪一个是不正确的?
国家开放大学电大专科《医学生物化学》2027-2028期末试题及答案(试卷号：2121)
国家开放大学电大专科《医学生物化学》2027-2028期末试题及答案（试卷号：2121）一、名词解释（每题5分，共25分） 1．同工酶 在不同组织细胞内存在一组催化相同的化学反应，而分子结构、理化性质和免疫学性质不同的酶，称同工酶。如乳酸脱氢酶可分为LDHi、LDH2直至LDH。 2．限速酶 是指在整条代谢通路中催化反应速度最慢的酶，它不但可以影响整条代谢途径的总速度，而且还可改变代谢方向。 3．一碳单位 一碳单位是指某些氨基酸代谢产物含有一个碳原子的基团，如甲基（-CH3）、亚甲基（-CH2-）、次甲基（-C H=），羟甲基（-CH2 0H）、亚氨甲基（-CH=NH2）、甲酰基（-CHO）等。 4．逆转录 一些病毒分子中，RNA也可以作为模版，指导DNA的合成，这种遗传信息传递的方向与转录过程相反，称为逆转录。 5．肝脏的生物转化作用 非营养性物质在肝脏内经过氧化、还原、水廨和结合反应，使其极性增强，易溶于水，可随胆汁或尿液排出体外，这一过程称为肝脏的生物转化作用。 二、填空题（每空1分．共5分） 1．联合脱氨基作用主要由转氨基作用和氧化脱氨基作用组成。 2．血钙中能发挥生理作用的只有钙离子，使血钙降低的激素是降钙素。 3．调节血糖浓度的最重要的器官是肝 三、单项选择题（每小题选择_个最佳答案，填写在括号中。每小题2分，共40分） 1．各种蛋白质的等电点不同是由于( )。 A.分子量大小不同 B．蛋白质分子结构不同 C．蛋白质的氨基酸组成不同 D．溶液的pH值不同 E．蛋白质的来源不同 2．有关cAMP的叙述正确的是( )。 A. cAMP是环化的二核苷酸 B．cAMP是由ADP在酶催化下生成的 C．cAMP是激素作用的第二信使
生物化学实验内容
《生物化学》实验教学大纲 课程类别：专业基础 适用专业：本科临床学专业 课程总学时：实验学时：32 实验指导书：生物化学与分子生物学实验教程 开课实验室名称：生化实验室 一、目的和任务 生物化学是一门在分子水平上研究生命现象的学科，也是一门重要的实验性较强的基础医学课程．随着医学的发展，该学科已渗透到医学的各个领域。生物化学实验技术已被广泛地应用于生命科学各个领域和医学实验的研究工作。生物化学实验是生物化学教学的重要组成部分，它与理论教学既有联系，又是相对独立的组成部分，有其自身的规律和系统。我们根据国家教委对医学生物化学课程基本技能的要求，开设了大分子物质的常用定量分析法、酶活性分析、电泳法、层析技术、离心技术及临床生化，使学生对生物化学实验有一个比较系统和完整的概念，培养学生的基本技能和科学思维的形成，提高学生的动手能力。 二、基本要求 1.通过实验过程中的操作和观察来验证和巩固理论知识，加深学生对理论课内容的理解。 2.通过对实验现象的观察，逐步培养学生学会观察，比较，分析和综合各种现象的科学方法，培养学生独立思考和独立操作的能力。 3.通过对各类实验的操作和总结，培养学生严谨的科学态度。 4.进行本学科的基本技能的训练，使学生能够熟练各种基本实验方法和实验技术的操作。 三、考试方法及成绩评定方法 四、说明 实验教材及参考书： 1.揭克敏主编：生物化学与分子生物学实验教程（第2版）。科学出版社，2010 参考资料： 1..袁道强主编：生物化学实验（第1版）。化学工业出版社，2011 五、实验项目数据表
2）要求：0：必修1选修 3）类型：0：演示1：验证2：综合3：设计 4）每组人数：指教学实验项目中一次实验在每套仪器设备上完成实验项目的人数。 六、各实验项目教学大纲 实验一蛋白质的沉淀反应 【预习要求】 预习四个小实验的具体实验原理和操作内容。 【实验目的】 1. 加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识； 2. 了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。 【实验内容】 （一）蛋白质的盐折 1. 原理 大量中性盐类如硫酸铵((NH4)2SO4)、硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)等加入到蛋白质溶液后，可引起蛋白质颗粒因失去水化膜和电荷而沉淀。各种蛋白质分子的颗粒大小和电荷数量不同，用不同浓度中性盐可使各种蛋白质分段沉淀。例如血清中的球蛋白可在半饱和硫酸铵溶液中沉淀。当硫酸铵浓度达到饱和时血清中的白蛋白使沉淀下来。盐析沉淀蛋白质时能保持蛋白质不变性，加水稀释降低盐浓度，能使沉淀的蛋白质重新溶解，并保持其生物活性。因此，利用盐析法可达到分离提纯蛋白质的目的。 2. 操作步骤 ①取小试管1支、加入5％鸡蛋清溶液20滴，饱和硫酸铵溶液20滴，充分摇匀后静置5min，记录结果。
生化实验报告模版
生物化学实验报告 姓名：郭玥 学号： 3120100021 专业年级： 2012级护理本科 组别：第8实验室 生物化学与分子生物学实验教学中心
【实验报告第一部分（预习报告内容）：①实验原理、②实验材料（包括实验样品、主要试剂、主要仪器与器材）、③实验步骤（包括实验流程、操作步骤和注意事项）；评分（满分30分）：XX】 实验目的：1、掌握盐析法分离蛋白质的原理和基本方法 2、掌握凝胶层析法分离蛋白质的原理和基本方法 3、掌握离子交换层析法分离蛋白质的原理和基本方法 4、掌握醋酸纤维素薄膜电泳法的原理和基本方法 5、了解柱层析技术 实验原理：1、蛋白质的分离和纯化是研究蛋白质化学及其生物学功能的重要手段。 2、不同蛋白质的分子量、溶解度及等电点等都有所不同。利用这些性质的差别， 可分离纯化各种蛋白质。 3、盐析法：盐析法是在蛋白质溶液中，加入无机盐至一定浓度或达饱和状态，可 使蛋白质在水中溶解度降低，从而分离出来。蛋白质溶液中加入中性盐后，由 于中性盐与水分子的亲和力大于蛋白质，致使蛋白质分子周围的水化膜减弱乃 至消失。中性盐加入蛋白质溶液后由于离子强度发生改变，蛋白质表面的电荷 大量被中和，更加导致蛋白质溶解度降低，蛋白质分子之间聚集而沉淀。
4、离子交换层析:离子交换层析是指流动相中的离子和固定相上的离子进行可逆 的交换，利用化合物的电荷性质及电荷量不同进行分离。 5、醋酸纤维素薄膜电泳原理：血清中各种蛋白质的等电点不同，一般都低于pH7.4。 它们在pH8.6的缓冲液中均解离带负电荷，在电场中向正极移动。由于血清中 各种蛋白质分子大小、形状及所带的电荷量不同，因而在醋酸纤维素薄膜上电 泳的速度也不同。因此可以将它们分离为清蛋白（Albumin)、α1-球蛋白、α 2-球蛋白、β-球蛋白、γ-球蛋白5条区带。 实验材料：人混合血清葡聚糖凝胶（G-25)层析柱 DEAE纤维离子交换层析柱饱和硫酸铵溶液 醋酸铵缓冲溶液 20%磺基水杨酸 1%BaCl 溶液氨基黑染色液 2 漂洗液 pH8.6巴比妥缓冲溶液 电泳仪、电泳槽 实验流程：盐析（粗分离）→葡聚糖凝胶层析（脱盐）→DEAE纤维素离子交换层析（纯化）→醋酸纤维素薄膜电泳（纯度鉴定） 实验步骤： （一）盐析+凝胶柱层析除盐：
医学生物化学模拟试题及参考答案
医学生物化学模拟试题（2）及参考答案一、单选题(每题1分，共25分) 1．变性蛋白质的主要特点是( )。 A．黏度下降B．溶解度增加 C．不易被蛋白酶水解D．生物学活性丧失 E．容易被盐析出沉淀 2．Km值与底物亲和力大小关系是( )。 A．Km值越小，亲和力越大B．Km值越大，亲和力越小 C．Km值的大小与亲和力无关D．Km值越小，亲和力越小 E．1／Km值越小，亲和力越大 3．可使血糖浓度下降的激素是( )。 A．肾上腺素B．胰高糖素 Ｃ．胰岛素D．糖皮质激素 E．生长素 4．激素敏感脂肪是指( )。 A．组织脂肪酶B．脂蛋白脂肪酶 C．胰脂酶D．脂肪细胞中的甘油三酯脂肪酶 E．脂肪细胞中的甘油一酯脂肪酶 5．各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是( )。 A．a a3 b c1 c 1／2O2 B．b a a3 C1 C 1／2O2 C．b c c1 a a3 1／2O2 D．c cl a a3 b 1／2O2 E．b c1 c aa3 1／2O2 6．患白化病的根本原因之一是因为先天性缺乏( )。 A．酪氨酸转氨酶B．苯丙氨酸羟化酶 C．酪氨酸酶D．尿黑酸氧化酶 E．对羟苯丙酮酸还原酶 7．dTMP合成的直接前体是( )。 A．dUMP B．TMP C．TDP D．dUDP E．dCMP 8．酶化学修饰调节的主要方式是( )。 A．甲基化与去甲基化B．乙酰化与去乙酰化 Ｅ．磷酸化与去磷酸化D．聚合与解聚 E．酶蛋白与cAMP结合和解离 9．基因表达产物是( )。 A．DNAB．RNA C．蛋白质 D．酶和DNA E．大部分是蛋白质，有些基因产物是RNA 10．血钙中直接发挥生理作用的物质为( )。 A．草酸钙B．血浆蛋白结合钙 C．磷酸氢钙D．羟磷灰石
纳米材料的湿法合成
论文中英文摘要 作者姓名：孙旭平 论文题目：纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建 作者简介：孙旭平，男，1972年08月出生，2000年09月师从于中国科学院长春应用化学研究所汪尔康研究员，于2006年03月获博士学位。 中文摘要 围绕论文题目“纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建”，我们开展了一系列研究工作。通过湿化学途径，在贵金属纳米粒子及其二维纳米结构和导电聚合物纳米带的合成方面进行了深入研究。同时，利用界面自组装及溶液自组装技术，构建了一些新颖结构。本论文研究工作的主要内容和创新点表现在以下几个方面： (1)首次提出了一步加热法制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子。我们利用多胺化合物(包 括聚电解质和树枝状化合物)作为还原剂和保护剂，直接加热贵金属盐和多胺化合物的混合水溶液，在不加入其它保护剂和还原剂的情况下，一步制备得到了稳定的贵金属金和银的纳米粒子。我们在实验中发现，树枝状化合物聚丙烯亚胺能对反应生成的金纳米粒子的大小及成核和生长动力学进行有效控制。我们还发现，室温下直接混合浓的阳离子聚电解质分支型聚乙烯亚胺和浓的HAuCl4水溶液可得到高浓度的、稳定的胶体金。这种一步合成法操作简单且方便易行，是一种制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子的通用方法；同时，本方法合成的纳米粒子表面带正电荷，可用作加工纳米粒子功能化薄膜的构建单元。 (2)首次提出了一种无表面活性剂的、无模板的、大规模制备导电聚合物聚邻苯二胺纳米带的 新方法。我们通过在室温下直接混合邻苯二胺和HAuCl4水溶液，在没有表面活性剂或“硬模板”存在的条件下，获得了长度为数百微米、宽度为数百纳米、厚度为数十纳米的聚邻苯二胺。纳米带的自发形成可归因于反应中生成的金纳米粒子催化的邻苯二胺的一维定向聚合。本方法方便快速，无需加入表面活性剂或使用“硬模板”，且可用于大规模制备。 此外，我们通过在室温下直接混合AgNO3和邻苯二胺水溶液，也获得了大量的一维纳米结构，并发现其形貌可通过调节实验参数而改变。我们还发现，当溶液pH降低时，这些一维结构将分解成水溶性的低聚体，而如果再次升高pH，这些低聚体又将自组装形成一
医学生物化学基本实验
医学生物化学基本实验 第一节蛋白定量分析实验 蛋白质是一切活细胞和有机体的最重要组成成分，它是构成人体及所有动物机体组织的主要部分。蛋白质是由二十种氨基酸以肽键相互连接而成的复杂的高分子化合物。蛋白质含量可通过它们的物理化学性质，如折射率﹑比重﹑紫外吸收﹑染色等测定而得知，或用化学方法，如微量凯氏定氮﹑folin-酚试剂、双缩脲反应等方法来测定，表2-1为五种蛋白质的测定方法的比较。 表五种蛋白质测定方法比较 方法灵敏度原理干扰物质 凯氏定氮法(Kjedahl法) 0.2～1.0mg 将蛋白质转化为氮，用 酸吸收后滴定 非蛋白氮（可用三氯乙 酸沉淀蛋白质而分离） 双缩脲法(Biuret法) 1～20mg 多肽键加碱性铜离子 生成紫色络合物 硫酸铵；Tris缓冲液； 某些氨基酸 Folin-酚试剂法(Lowry法) 5μg 磷钼酸-磷钨酸试剂被 Tyr和Phe还原 硫酸铵；Tris缓冲液； 甘氨酸；各种硫醇 考马斯亮蓝法(Bradford法) 1～5μg 考马斯亮蓝染料与蛋 白质结合时其λmax由 465nm变为595nm 强碱性缓冲液； TritonX-100； SDS 紫外吸收法50～100μg 蛋白质中的酪氨酸和 色氨酸残基在280nm 处的光吸收 各种嘌呤和嘧啶；各种 核苷酸 实验一双缩脲法测定蛋白质含量 【实验目的】 掌握双缩脲法测定蛋白质浓度的原理和标准曲线的绘制。 【实验原理】蛋白质分子中含有许多肽键，与双缩脲结构类似，在碱性溶液中能与铜离子结合成紫色的化合物（称双缩脲反应）。在一定浓度范围，颜色的深浅与蛋白质浓度成正比，故可用比色法测定蛋白质的含量。含有两个以上肽键的物质才有此反应，故氨基酸无此反应。 【实验内容与方法】 1. 标准曲线的制作 (1) 取小试管7支，编号，按表2-2操作 表2-2 双缩脲法操作步骤
《医学生物化学》2018期末试题及答案
《医学生物化学》2018期末试题及答案 一、单项选择题(每题2分．共40分) 1．蛋白质的特殊功能不包括( ) A．复制功能 B．调节功能 C．收缩及运动功能 D．运输及储存功能E．保护及免疫功能 2．肝脏合成最多的血浆蛋白是( ) A．a球蛋白 B．β球蛋白 C．白蛋白 D．纤维蛋白原E．凝血酶原3．下列关于ATP的不正确说法是( ) A．是体内的唯一的直接供能物质 B．可将其高能磷酸键转移给肌酸 C．可作为间接供能物质 D．可将其高能磷酸键转给GDP生成GTP E．不稳定4．与佝偻病的发生无关的因素是( ) A．肝肾功能严重受损 B．阳光照射充足 C．食物中钙磷比例不当 D．维生素D摄入不足E．碱性磷酸酶活性降低5．胆红素来源不包括( ) A．细胞色素 B．储铁铁蛋白C．血红蛋白 D．过氧化氢酶E．肌红蛋白6．关于同工酶正确的说明是( ) A．是由不同的亚基组成的多聚复合物 B．对同一底物具有不同的专一性 C．对同一底物具有相同的Km值 D．在电泳分离时它们的迁移率相同E．免疫学性质相同 7．饥饿时体内的代谢可能发生下列变化( ) A．糖异生↑ B．磷酸戊糖旁路↑C．血酮体↓ D．血中游离脂肪酸↓，E．糖原合成↑ 8．谷氨酸在蛋白质代谢作用中具有重要作用，因为( ) A．参与转氨基作用 B．参与其它氨基酸的贮存和利用C．参与尿素的合成D．参与一碳单位的代谢 E．参与嘌呤的合成 9．不属于胆色素的是( ) A．结合胆红素 B．胆红素C．血红素 D．胆绿素 E．胆素原 10．下列不能补充血糖的代谢过程是( ) A．肝糖原分解 B．肌糖原分解C．食物糖类的消化吸收 D．糖异生作用E．肾小球的重吸收作用 11．关于组成蛋白质的氨基酸结构，正确的说法是( )
生物化学实验指导
《生物化学》实验指导 实验室规则 一、实验目的 生物化学是医学教育中的一门实践性较强的基础学科。实验教学是过程的重要组成部分，是理论教学的延伸和补充。实验目的是： 1、初步学会生物化学实验的基本操作技能及实验研究的基本方法。 2、熟悉生物化学实验原理，了解一些临床生化检验项目。 3、培养严肃认真的工作方法、实事求是的科学态度、团结协作的工作作风 和观察分析、思考、独立解决问题的能力。 二、实验基本要求 实验教学包括实验前准备、实验操作、整理实验结果、书写实验报告等环节，为了提高实验效果，实现实验目的，要求学生必须做到以下几点。 （一）实验前 1、仔细阅读实验指导，了解实验目的和要求，充分理解实验原理，熟悉实 验步骤、操作程序和注意事项。 2、预测实验各个步骤可能得到的结果，对预期实验结果能做出合理的解释。 3、注意和估计实验中可能发生的误差，并制定防止误差的措施。 （二）实验时 1、保持实验室肃静，不能进行与实验无关的活动。 2、在教师或实验技术人员的指导下，熟悉仪器的构造、性能及操作规程。 3、实验器材摆放整齐，有条不紊、装置正确。 4、按照实验步骤，严肃认真的循序操作，不能随意更动。 5、爱护公物，注意节省实验器材和药品。注意安全，严防触电、火灾、酸 碱灼伤及中毒事故的发生。 6、仔细、耐心地观察实验田中出现的现象，随时客观的记录实验结果，以 免发生错误或遗漏。实验条件应始终保持一致，如有变动,应加文字说明。（三）实验后 1、整理实验结果，书写实验报告，按时交给指导教师评阅。
2、整理实验仪器和清洗玻璃仪器，关闭仪器、设备和电源。清点实验器材， 办理借还手续。 3、做好实验室清洁卫生工作，关闭水、气阀门，切断电源，关闭门窗，确 保安全。
生物医学中纳米材料的作用
生物医学中纳米材料的作用 1用于生物医学的纳米材料 1·1细胞分离用纳米材料 病毒尺寸一般约80~100nm,细菌为数百纳米,而细胞则更大,所以利用 纳米复合粒子性能稳定、不与胶体溶液反应且易实现与细胞分离等特点,可将纳米粒子应用于诊疗中实行细胞分离。该方法同传统方法相比,具有操作简便、费用低、快速、安全等特点。美国科学家用纳米粒子 已成功地将孕妇血样中微量的胎儿细胞分离出来,从而简便、准确地判 断出胎儿细胞中是否带有遗传缺陷。 1·2纳米材料用于细胞内部染色 利用不同抗体对细胞内各种器官和骨骼组织的敏感水准和亲和力的显 著差异,选择抗体种类,将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体 混合,制备成多种纳米金/抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各 种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下表现某 种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组 合“贴上”了不同颜色的标签,因而为提升细胞内组织的分辨率提供了 一种急需的染色技术。 1·3纳米药物控释材料 纳米粒子不但具有能穿过组织间隙并被细胞吸收、可通过人体最小的 毛细血管、甚至可通过血脑屏障等特性,而且还具有靶向、缓释、高效、低毒且可实现口服、静脉注射及敷贴等多种给药途径等很多优点,因而 使其在药物输送方面具有广阔的应用前景。德国科学家将铁氧体纳米 粒子用葡萄糖分子包覆,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞和磁性 纳米粒子浓缩在一起,通电加热至47℃,可有效杀死肿瘤细胞而周围正 常组织不受影响;挪威工科大学的研究人员,利用纳米磁性粒子成功地 实行了人体骨骼液中肿瘤细胞的分离,由此来实行冶疗;SharmaP等1用聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇制得的纳米粒子抗癌新药,体内实验以荷瘤