據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月26日?qǐng)?bào)道,美國(guó)范德堡大學(xué)化學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種先進(jìn)方法,能迅速精確地描繪出雅努斯(Janus)納米粒子的化學(xué)屬性,為評(píng)價(jià)其應(yīng)用效果、改進(jìn)制備方法提供了有效工具。發(fā)表在本月德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》雜志上的研究論文對(duì)雅努斯納米粒子在應(yīng)用方面的主要障礙進(jìn)行了分析。
Janus本意為古羅馬的“雙面神”,法國(guó)物理學(xué)家德熱納(De Gennes)在1991年諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)上首次用它來(lái)描述一類由兩半球面組成且具有兩種截然不同化學(xué)性質(zhì)的粒子。兩面性讓這種粒子能形成特殊結(jié)構(gòu),合成新型材料,比單一性質(zhì)的納米粒子擁有更多潛能,因而在藥物遞送、生物傳感、太陽(yáng)能電池、工業(yè)催化劑以及視頻播放器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。比如,它的一面可以結(jié)合藥物分子,而另一面黏附連接分子與標(biāo)靶細(xì)胞結(jié)合。當(dāng)它的兩個(gè)面是完整分開(kāi)的兩個(gè)半球時(shí),這種優(yōu)勢(shì)更加明顯。
雅努斯粒子越小,就越難繪制出它們的表面結(jié)構(gòu),不但給制備帶來(lái)了很大困難,也很難評(píng)價(jià)它們?cè)诟鞣N應(yīng)用中的效果。對(duì)較大的納米粒子而言(約10納米),可以用掃描電子顯微鏡來(lái)繪制它們的表面結(jié)構(gòu),幫助生產(chǎn)出兩面完整分開(kāi)的雅努斯粒子。但如果粒子小于10納米,這種方法就會(huì)失效。而僅幾個(gè)納米大小的雅努斯粒子和單個(gè)蛋白質(zhì)相仿,是最有潛力的藥物遞送工具。
在此項(xiàng)研究中,范德堡大學(xué)副教授大衛(wèi)?克利菲爾等人采用了能同時(shí)識(shí)別上千種單個(gè)納米粒子的離子遷移質(zhì)譜儀。他們將兩種不同的化合物涂在一些金納米粒子表面,然后把這些納米粒子分裂成由4個(gè)金原子組成的原子團(tuán),再讓這些碎片通過(guò)離子遷移質(zhì)譜儀。兩個(gè)涂層的分子仍黏附在原子團(tuán)上,由此,通過(guò)分析最后的圖樣,研究人員能對(duì)這些納米粒子進(jìn)行識(shí)別,區(qū)分開(kāi)哪些粒子的雙涂層完整分開(kāi),哪些粒子的雙涂層隨機(jī)混合,哪些的分開(kāi)程度中等。
克利菲爾說(shuō):“目前除了用X射線晶體攝影術(shù),還沒(méi)有其他方法可以分析這種級(jí)別的納米粒子。但X射線晶體攝影非常困難,要花幾個(gè)月才能獲得一個(gè)結(jié)構(gòu)圖。”另一位研究人員約翰?麥卡林也指出,離子遷移質(zhì)譜儀在精確性方面雖然比不上X射線晶體攝影術(shù),但非常實(shí)用,幾秒鐘內(nèi)就能獲得納米粒子的結(jié)構(gòu)信息。
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