纳米分析技术
生物分析化学的最新技术及研究进展
生物分析化学的最新技术及研究进展近年来，生物分析化学领域的研究成果不断涌现，其所采用的技术日益丰富多样。
在生物医学、环境污染、食品安全等领域，生物分析化学技术已经成为必不可少的工具和手段，为我们的健康和生活保驾护航。
本文将从几个方面介绍生物分析化学的最新技术及研究进展。
一、基因测序技术基因测序技术是生物分析化学领域的一个重要分支。
目前，基因测序技术已经过了初步开发的阶段，已经能够实现高通量测序、全基因组测序甚至单细胞测序。
这些新技术在加速基因功能解析、生物进化研究以及临床医学等方面发挥着重要的作用。
例如，基因测序技术可以帮助研究人员诊断与治疗罕见疾病，解决传染病病原体改变和抗药性问题等。
二、生物芯片技术生物芯片技术以“微阵列”为代表，具有检测样品数量多、检测速度快、操作简便等特点，广泛应用于基因表达分析、肿瘤检测、药物筛选和环境污染监测等领域。
近年来，生物芯片技术的发展日益成熟，基于高通量测序和微流体学的生物芯片技术已经取得了重大突破。
例如，在微型化处理、微分析技术和微流体控制等方面，生物芯片技术不断创新，有望在未来更广泛地应用于临床医学和健康监测等领域。
三、质谱分析技术质谱分析技术是一种依据化学分子的化学量、分子量、结构和化学性质的物理性质为依据对样品进行分析、鉴定和定量的分析方法。
近年来，质谱分析技术的应用不断拓展，受到越来越多的关注。
在生物分析化学领域，质谱分析技术可以用于生物大分子分析和药物代谢物鉴定等方面。
例如，手性质谱技术可以实现立体异构体分析和分离，为药物设计和制造提供方便和有效的支持。
四、纳米分析技术较为新兴的纳米分析技术被广泛应用于生物分析化学领域，如用于分析和研究生物体细胞内部分子的形态、结构，特别是时间分辨和空间分辨动态过程。
纳米分析技术不仅在有效分离和结构表征方面取得了令人瞩目的成果，还在体外分析和体内成像技术方面具有极高的应用价值。
如纳米级别的药物运输体和蛋白质纳米核，还可以为肿瘤的预警和治疗提供重要支持。
现代分析方法 纳米材料的表征与测试技术
现代分析方法纳米材料的表征与测试技术分析科学现代方法正是人类知识宝库中最重要、最活跃的领域之一，它不仅是研究的对象，而且又是观察和探索世界，特别是微观世界的重要手段，各行各业都离不开它。
随着纳米材料科学技术的发展，要求改进和发展新分析方法、新分析技术和新概念，提高其灵敏度、准确度和可靠性，从中提取更多信息，提高测试质量、效率和经济性。
纳米科学和技术是在纳米尺度上（0.1-100nm之间）研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用，并且利用这些特性的多学科的高科技。
纳米科技是未来高科技的基础，而适合纳米科技研究的仪器分析方法是纳米科技中必不可少的实验手段。
因此，纳米材料的分析和表征对纳米材料和纳米科技发展具有重要的意义和作用。
纳米技术与纳米材料是一个典型的新兴高技术领域。
虽然许多研究人员已经涉足了该领域的研究，但还有很多研究人员以及相关产业的从业人员对纳米材料还不很熟悉，尤其是如何分析和表征纳米材料、如何获得纳米材料的一些特征信息。
为了满足纳米科技工作者的需要，本文对纳米材料的一些常用分析和表征技术，主要从纳米材料的成分分析、形貌分析、粒度分析、结构分析以及表面界面分析等几个方面进行简要阐述。
1. 纳米材料的粒度分析1.1粒度分析的概念大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成，因此，细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。
尤其对纳米材料，其颗粒大小和形状对材料的性能起着决定性的作用。
因此，对纳米材料的颗粒大小、形状的表征和控制具有重要意义。
一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概念来表述。
对于不同原理的粒度分析仪器，所依据的测量原理不同，其颗粒特性也不同，只能进行有效对比，不能进行横向直接对比。
由于粉体材料颗粒形状不可能都是均匀球形的，有各种各样的结构，因此，在大多数情况下粒度分析仪所测的粒径是一种等效意义上的粒径，和实际的颗粒大小分布会有一定的差异，因此只具有相对比较的意义。
此外，各种不同粒度分析方法获得的粒径大小和分布数据也可能不能相互印证，不能进行绝对的横向比较。
纳米材料的检测分析技术
分辨率较高，操作简单，但需要将样品进行镀金处理，且对生物样品有一定的损伤。
原子力显微镜技术
1
利用微悬臂上的一端针尖接触样品表面，通过检 测针尖与样品表面原子之间的相互作用力来获得 样品的形貌和成分信息。
2
可以观察纳米材料表面的原子级细节，对于研究 纳米材料的表面性质和界面行为具有重要意义。
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可以检测纳米材料中的化学键振动和转动，从而推断出材料的
分子结构和化学组成。
可以用于表面增强拉曼散射(SERS)技术，提高检测灵敏度和分
03
辨率。
核磁共振技术
01
利用核自旋磁矩进行研究物质结构和化学键的检测技术。
02
可以提供分子内部结构和化学环境的信息，有助于了解纳米 材料的分子结构和化学组成。
通过对纳米材料的结构和 性能进行深入了解，为新 材料的研发提供指导和依 据。
评估环境影响
检测分析纳米材料在环境 中的分布、迁移和降解情 况，评估其对环境和生态 的影响。
检测分析技术的发展历程
起步阶段
成熟阶段
20世纪80年代初，随着纳米科技的兴 起，人们开始关注纳米材料的检测分 析技术。
21世纪初至今，检测分析技术不断优 化和完善，成为纳米科技领域的重要 支撑。
环境领域
用于水处理、空气净化和土壤 修复等。
医疗领域
用于药物输送、生物成像和癌 症治疗等。
电子信息领域
用于制造高性能计算机、电子 器件和光电器件等。
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纳米材料检测分析技术概述
检测分析的目的和意义
确保产品质量
通过检测分析，确保纳米 材料的质量和性能符合预 期要求，保证产品的可靠 性和安全性。
纳米材料的力学性能测试与分析
纳米材料的力学性能测试与分析随着纳米科技的迅速发展，纳米材料在各个领域中的应用越来越广泛。
然而，由于其特殊的尺度效应和表面效应，纳米材料的力学性能测试与分析变得更加困难和复杂。
本文将介绍纳米材料力学性能的测试方法和分析技术，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
一、力学性能测试的方法1. 压痕测试法压痕测试法是一种常用的纳米材料力学性能测试方法。
通过在纳米材料表面施加一定压力，通过观察压痕的产生和扩展来推断纳米材料的硬度和弹性模量等力学参数。
压痕测试法具有简单、快速的优势，并且适用于各种纳米材料。
2. 拉伸测试法拉伸测试法是另一种常用的纳米材料力学性能测试方法。
通过将纳米材料拉伸至破裂点，测定其应力-应变曲线，并计算出纳米材料的屈服强度、断裂韧性等力学参数。
拉伸测试法可以提供更全面和详细的力学性能信息，但对仪器设备和材料标本制备等要求较高。
二、力学性能分析的技术1. 分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于物理原理的力学性能分析技术，可以模拟纳米材料在原子尺度上的行为。
通过建立原子级别的力场模型和运动方程，可以模拟纳米材料的结构演化、应力分布等力学性能表现。
分子动力学模拟可以提供丰富的细节信息，但计算复杂度较高。
2. 有限元分析有限元分析是一种基于数值计算的力学性能分析技术，可以模拟纳米材料在宏观尺度上的行为。
通过将纳米材料离散化为有限数量的单元，并考虑边界条件和加载情况，可以计算出纳米材料的应力分布、形变情况等力学性能参数。
有限元分析具有较高的计算效率和适用性。
三、实际应用与挑战纳米材料的力学性能测试与分析在材料科学、机械工程等领域中具有重要的应用价值。
能够准确了解和评估纳米材料的力学性能，对于设计和制造具有优异性能的纳米材料产品具有重要意义。
然而，纳米材料的力学性能测试与分析也面临一些挑战。
首先，纳米材料的尺度效应和表面效应使得传统力学理论无法直接适用于纳米材料的力学性能预测和分析。
其次，针对纳米材料的测试方法和分析技术需要更高的精度和灵敏度，以满足纳米材料特殊性能的需求。
纳米材料测试分析技术 ppt课件
纳米材料测 试分析技术
尺寸评估 结构表征 性能测量
电子显微分析
扫描探针分析
X-射线衍射分析
光谱分析
能谱分析
粒 ppt课件 度 分 析
1
天津理工大学纳米材料与技术研究中心
微观世界的探索
社会发展、科技进步总伴随着工具的完善和革新。 以显微镜来说吧，发展至今可以说是有了三代显 微镜。这也使得人们对于微观世界的认识越来越 深入，从微米级，亚微米级发展到纳米级乃至原 子分辨率。
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5
一、电 子 显 微 分 析
电子显 微分析
透射电子显微镜（TEM）
+ 扫描电子显微镜（SEM）
X-射线能谱 分析( EDX)
电子探针显微分析(EPMA)
材料的形貌观察、材料的 表面和内部微结构分析
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材料的微区成 分分析(微米)
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透射电子显微分析
透射电子显微镜（简称透射电镜） Transmission Electron Microscope（TEM）
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2
天津理工大学纳米材料与技术研究中心
第一代为光学显微镜
1830年代后期为M.Schleide
和 T.Schmann 所 发 明 ； 它 使
人类“看”到了致病的细菌、
微生物和微米级的微小物体，
对社会的发展起了巨大的促
进作用，至今仍是主要的显
微工具 。
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3
天津理工大学纳米材料与技术研究中心
ppt课件 microscope”
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普通透射电子显微镜（TEM）
透通过两个中间镜
之间的相互配合，可在较大范
围内调整相机长度和放大倍数。
纳米分析技术在分析化学中的应用
纳米分析技术在分析化学中的应用随着科学技术的迅速发展，人们对微纳米级别的材料和物质的研究需求越来越高。
纳米分析技术是一种具有很高精度和灵敏度的方法，可以帮助我们更好地了解纳米级别的物质的性质、成分和结构。
在分析化学领域，纳米分析技术被广泛应用，尤其在纳米材料的制备、表征和质量控制中，具有重要的意义。
纳米级别的物质往往具有较高的比表面积和量子效应等特殊性质，因此其表征和分析需要更高的精度和准确度。
纳米分析技术是目前解决这一问题的最佳手段之一。
首先，纳米分析技术可以用于纳米材料的成分分析。
传统的成分分析方法往往难以应对纳米材料的复杂成分，而纳米分析技术则能够通过高分辨率的分析手段，精准地分辨出材料中的各种元素和化合物。
例如，扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）可以在纳米级别下分析复杂材料中的元素分布和组成，透射电子显微镜（TEM）则能够分析样品的极微结构和成分变化。
其次，纳米分析技术可以用于纳米材料的表面和界面分析。
纳米材料表面和界面的性质往往与晶格结构、成分组成和表面缺陷密切相关，因此对其进行分析可以为材料的进一步设计和应用提供帮助。
例如原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）可以在几个纳米尺度下实现不同的表面扫描，而X射线光电子能谱（XPS）则可用于研究材料表面的电子结构。
第三，纳米分析技术在纳米材料的质量控制、性质评价和应用研究中也具有重要的作用。
纳米材料的制备过程通常涉及多个步骤，其中每一个步骤都会对材料的结构和性能产生影响。
通过纳米分析技术，可以对每个步骤的质量和性能进行全面的评估，从而保证最终制备出的纳米材料的质量和性能均符合要求。
在应用研究方面，纳米分析技术也能够为不同纳米材料的应用提供参考依据，明确其结构和性质，从而进一步发掘其应用潜力。
在纳米分析技术的发展中，电子显微学、光学显微学、光谱学等技术都发挥了重要作用。
同时也出现了一些新的技术，如扫描探针显微镜（SPM）、散射技术、振动光谱学等，这些新技术催生了纳米分析的广泛应用和研究。
纳米粒子尺寸分析技术的使用方法
纳米粒子尺寸分析技术的使用方法纳米材料的发展自20世纪末以来一直备受关注，其在各个领域的应用越来越广泛。
然而，了解和控制纳米材料的尺寸分布对于实现其性能优化至关重要。
本文将介绍一种常用的纳米粒子尺寸分析技术及其使用方法。
一、动态光散射技术动态光散射技术(DLS)是一种常见的纳米粒子尺寸分析方法。
它基于光散射现象，通过测量纳米颗粒在溶液中的布朗运动，从而间接推导得到纳米颗粒的尺寸分布。
使用DLS技术进行纳米粒子尺寸分析的步骤如下：1. 准备样品溶液：将待分析的纳米材料溶解于适当的溶剂中，使其成为均匀分散的溶液。
2. 调整浓度：通过稀释样品溶液，使其在合适的光学浓度范围内。
3. 设备预热：打开DLS仪器并预热，以确保稳定的测量环境。
4. 校准仪器：使用标准颗粒进行仪器校准，以保证测量的准确性。
5. 开始测量：将样品溶液加入到测量池中，开始测量。
6. 分析数据：DLS仪器会自动收集数据，并根据散射光的强度、光子时间关联技术等原理，通过自动相关函数对数据进行分析，得到纳米颗粒的尺寸分布。
需要注意的是，在使用DLS技术时，样品溶液的稳定性非常重要。
如果样品溶液出现聚集现象，可能会影响测量结果的准确性。
二、扫描电子显微镜技术扫描电子显微镜(SEM)技术是一种直接观察纳米颗粒形貌和测量其尺寸的方法。
通过使用电子束照射样品表面，并检测由样品表面反射、透射或散射的电子信号，可以获得纳米颗粒的形貌和尺寸信息。
使用SEM技术进行纳米粒子尺寸分析的步骤如下：1. 准备样品：将待分析的纳米材料样品制备成适当的形式，例如薄膜或粉末。
2. 附着导电层：为了避免电子束对样品表面的电荷积累，需要在样品上附着导电层，如金属薄膜或碳薄膜。
3. 调整仪器参数：根据样品的性质和尺寸，调整SEM仪器的加速电压、电流、对比度和放大倍率等参数。
4. 样品定位：将样品固定在SEM样品台上，并调整样品位置和视野以观察所需区域。
5. 开始观察：启动SEM仪器，开始观察纳米材料的表面形貌。
纳米颗粒跟踪分析是通过什么方式实现的
近几年各大领域都在不断更新测量技术，纳米颗粒跟踪分析技术就是在这个过程中新兴起来的纳米级别的测量技术之一，在很多厂子或者公司都会用到这个技术。
用归用，测归测，不懂其中原理，不了解应用领域，这个技术就是抓瞎。
碰上了那就是好技术，没碰上那就是技术不行。
所以本文想跟大家介绍一下纳米颗粒跟踪分析技术的原理以及应用，分享一款关于这方面的好仪器，给大家工作减轻些负担。
首先，要跟大家聊的就是纳米颗粒跟踪分析技术的原理。
学过物理学的人都知道物质中的小分子是在不断进行布朗运动的，同样的道理，纳米颗粒跟踪分析技术也是依靠这一运动来进行测量的。
纳米颗粒在混悬液中会受到周边溶液分子的撞击进行无规则的布朗运动，然后通过斯托克斯-爱因斯坦方程来计算颗粒单位时间内的移动速度和本身粒度、溶液粘度、温度等存在的数量关系，也就是说观察溶液中颗粒运动轨迹就可以得出与之相关的颗粒粒径数据，并用仪器内的成像系统进行跟踪分析，得出相关数据和分析结果，达到测量目的。
由于纳米颗粒跟踪分析技术是纳米级别的测量技术，所以它的应用领域也会相对细致化或者说更加细腻。
它独特的检测能力让它可以在蛋白质团聚、外泌体、微泡、药物传递等多个领域独领风骚。
除了上述提到的原理之外，研究员也有采用荧光标记特定颗粒之后，再用纳米颗粒跟踪分析技术单独进行检测的，这种检测由于其他颗粒影响较小，所以结果也会相对准确一些。
那么市面上这么多的仪器，采购挑花了眼要怎么办呢？之前有做过几个测评，这边给大家推荐的是PMX纳米颗粒追踪分析仪。
这款仪器的产地是德国，德国人对仪器的要求也是大家有目共睹的，同样的，这款仪器也有它自身的优势，如：将单激光检测升级为四激光检测，在荧光模式下同时测定生物标记物的颗粒粒径和浓度，分子表面的电荷和分子表面的荧光反应都可以和颗粒表面结合等。
纳米颗粒跟踪技术现在应用比较广，希望本文能给准备使用这类技术的朋友一些帮助。
纳米技术的分析与应用
纳米技术的分析与应用随着科技的不断进步，人类开始探索微观世界，并将这些探索应用到各个领域。
其中，纳米技术更是备受瞩目。
作为一种新型的科技，纳米技术引起了人们的广泛关注，其所涉及的范围也愈发广泛，包括生物医学、材料科学、环境保护等多个领域。
本文将从分析纳米技术的特点、应用以及未来展望等方面，探讨纳米技术的重要性和影响。
一、纳米技术的特点纳米技术是一种“小而精的”技术，其所涉及的物质通常在 1-100 纳米之间。
由于其小尺寸的特点，纳米技术能够设计和制造出各种新型材料，如纳米颗粒、纳米线、纳米管等，这些材料具有完全不同于传统材料的特性，如强度、导电、磁性、热稳定性等。
此外，纳米技术还能通过微观调控，使这些材料的特性得到优化和改进，发挥其最大潜能。
二、纳米技术的应用1.生物医学方面的应用纳米技术在生物医学领域有着重要的应用，例如纳米粒子的药物传递系统。
这种系统能够将药物在人体内定点释放，而不容易被身体其他器官代谢，从而提高药物治疗效果。
另外，纳米技术还能够应用在医学影像技术方面，利用纳米颗粒制备的对比剂，提升医学影像的清晰度和准确度。
2.材料科学方面的应用纳米材料具有大比表面积和特殊的物理和化学性质，便于表面修饰和二次功能化。
在制备过程中，纳米技术能够对材料进行精细调控，从而实现新型材料的设计和制造。
这些材料可以应用于电子、机械、材料等许多领域。
例如，在太阳能电池领域，纳米材料能够提高太阳能电池的光吸收、转化效率和稳定性。
3.环境保护方面的应用近年来，人类对于环境保护的重视日益提高，纳米技术便出现在了环保领域。
例如，纳米颗粒能够用于污水处理和废气治理中，其高度比表面积和化学、生物行为的相互影响，可以使纳米材料产生回收、吸附、分解等作用，从而减少环境污染。
三、纳米技术的未来展望随着技术的不断进步，在纳米技术领域也出现了越来越多的创新和发展。
未来，纳米技术将在各领域得到更广泛的应用，如能源、制药、信息技术、生物工程等领域。
分析化学中的纳米颗粒检测技术
分析化学中的纳米颗粒检测技术随着纳米科技的快速发展，纳米颗粒在各种领域得到了广泛应用，如材料科学、生物医学、环境科学等。
然而，纳米颗粒的独特性质也带来了新的挑战，如纳米颗粒的制备、表征和检测等。
在分析化学领域，纳米颗粒的检测技术尤为重要，它可以帮助我们了解纳米颗粒的性质、浓度和分布等信息，从而为纳米科技的应用提供支持。
一种常用的纳米颗粒检测技术是透射电子显微镜（TEM）。
TEM可以通过电子束的透射来观察样品的微观结构，包括纳米颗粒的形状、大小和分布等。
通过TEM技术，可以直接观察到纳米颗粒的晶体结构和表面形貌，从而了解其物理和化学性质。
然而，TEM技术需要昂贵的设备和专业的操作技能，且只能观察到静态的纳米颗粒图像，无法实时监测纳米颗粒的动态变化。
为了克服TEM技术的局限性，研究人员开发了一种新的纳米颗粒检测技术，即荧光成像技术。
荧光成像技术利用纳米颗粒的荧光性质，通过荧光信号的强度和颜色变化来检测纳米颗粒的存在和浓度。
这种技术具有高灵敏度、实时监测和非破坏性等优点，被广泛应用于生物医学和环境监测等领域。
例如，研究人员可以利用荧光探针与纳米颗粒结合，通过荧光显微镜观察纳米颗粒在细胞内的分布和转运过程，从而研究纳米颗粒的生物效应和毒性。
除了TEM和荧光成像技术，还有一种新兴的纳米颗粒检测技术是质谱法。
质谱法是一种基于质量-电荷比的分析方法，可以用于检测纳米颗粒的化学成分和结构。
通过将纳米颗粒溶解并离子化，然后将离子引入质谱仪中进行分析，可以得到纳米颗粒的质谱图谱。
根据质谱图谱的特征峰值和相对丰度，可以确定纳米颗粒的元素组成和化学结构。
质谱法具有高分辨率、高灵敏度和广泛适用性等特点，被广泛应用于纳米颗粒的表征和质量控制。
除了上述技术，还有许多其他纳米颗粒检测技术，如原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱法和电化学法等。
这些技术各有特点，可以根据需要选择合适的技术进行纳米颗粒的检测和表征。
例如，AFM技术可以用于观察纳米颗粒的三维形貌和表面粗糙度，拉曼光谱法可以用于分析纳米颗粒的化学键和晶格振动模式，电化学法可以用于测定纳米颗粒的电化学性质和电子传输行为。
纳米技术在化学分析中的应用进展
纳米技术在化学分析中的应用进展一、引言纳米技术是21世纪最具前景和发展潜力的新兴技术之一，其在各个领域的应用都受到了广泛关注。
在化学领域中，纳米技术的应用也取得了许多令人瞩目的成就。
本文将重点探讨纳米技术在化学分析中的应用进展，以及其对化学分析领域的影响。
二、纳米技术在化学分析中的应用1. 纳米传感器纳米技术在化学分析中最常见的应用之一是纳米传感器的开发。
纳米传感器是利用纳米技术制备的传感器，具有高灵敏度、高选择性和快速响应的特点，可以用于检测和分析各种化学物质。
例如，金纳米粒子可以作为传感器的探针，通过表面增强拉曼光谱技术实现对微量物质的检测。
纳米传感器在环境监测、食品安全检测和生物医学诊断等领域都有广泛的应用。
2. 纳米材料在样品前处理中的应用纳米技术还在化学分析中的样品前处理中发挥了重要作用。
例如，磁性纳米颗粒可以作为样品前处理剂，用于固相萃取、固相微萃取等分离富集技术。
这些纳米材料具有较大比表面积和高吸附能力，可以有效地提高分析样品的提取效率和灵敏度。
3. 纳米材料在分析仪器中的应用纳米技术还可以改善化学分析仪器的性能。
例如，纳米材料可以用于制备高灵敏度的电化学传感器、质谱仪器和其他分析仪器。
纳米材料具有优异的导电性、光学性能和化学稳定性，可以提高仪器的灵敏度、分辨率和稳定性。
4. 纳米材料在光谱分析中的应用纳米技术在光谱分析中也有广泛的应用。
纳米材料可以与光源或荧光标记物结合，用于增强光学信号并提高分析灵敏度。
纳米技术还可以用于制备光子晶体、光学光栅等光学元件，用于光学传感和分析技术。
5. 纳米材料在毕赤酵母分析中的应用毕赤酵母是一种可以用于化学分析的模型生物体。
纳米技术可以用于改善毕赤酵母的分析性能。
例如，纳米材料可以用作荧光标记物，标记在毕赤酵母细胞中，用于观察其内部结构和代谢过程。
纳米技术还可以用于制备高灵敏度的生物传感器，用于检测毕赤酵母的代谢产物和环境因子。
三、纳米技术对化学分析领域的影响1. 提高了化学分析的灵敏度和选择性纳米技术的应用可以提高化学分析的灵敏度和选择性。
纳米材料的表征与测试技术
纳米材料的表征与测试技术纳米科技是21世纪最具发展前景的领域之一，而纳米材料作为纳米科技的重要组成部分，其性质和性能的表征与测试显得尤为重要。
本文将介绍纳米材料的表征方法和测试技术，以期为相关领域的研究提供有益的参考。
原子力显微镜是一种用于研究纳米材料表面形貌和微观结构的强大工具。
它利用微悬臂感受样品原子间的相互作用力，从而获得样品的表面形貌和粗糙度等信息。
AFM不仅可以观察纳米粒子的形貌，还可以用于研究表面修饰和吸附等现象。
透射电子显微镜是通过电子束穿过样品获取信息的一种仪器。
在纳米材料的表征中，TEM可以用来观察纳米粒子的形貌、尺寸和分布等信息。
TEM还可以用于研究纳米材料的内部结构、界面等现象。
X射线衍射是一种用于研究材料晶体结构和相变的重要手段。
通过测量X射线的衍射角度，可以获得样品的晶体结构、晶格常数和相组成等信息。
在纳米材料的表征中，XRD可以用于研究纳米粒子的物相、结晶度以及分子结构等信息。
扫描隧道显微镜主要用于测量样品的表面形貌和电子云分布。
在纳米材料的测试中，STM可以用于研究纳米结构的电子性质、表面修饰和分子吸附等现象。
STM还可以用于测量纳米材料的隧道电流和电阻等电学性质。
紫外-可见光谱是一种用于研究材料光学性质的重要手段。
在纳米材料的测试中，UV-Vis可以用于测量纳米材料的光学性质，如吸收光谱、反射光谱和透射光谱等。
通过分析这些光谱数据，可以获得纳米材料的光学带隙、粒径分布和成分等信息。
热重分析是一种用于研究材料热稳定性和质量变化的重要技术。
在纳米材料的测试中，TGA可以用于研究纳米材料在不同温度下的热稳定性、分解行为和热反应动力学等。
TGA还可以用于测量纳米材料的比表面积和孔径分布等物理性质。
本文介绍了纳米材料的表征方法和测试技术。
这些技术和方法在纳米材料的研究和开发中发挥着重要的作用，帮助科学家们深入了解纳米材料的性质和性能。
随着纳米科技的不断发展，相信未来会有更多更先进的表征和测试技术涌现，为纳米材料的研究和应用提供更全面的信息。
纳米检测技术的研究及其在生物医药中的应用
纳米检测技术的研究及其在生物医药中的应用随着生物科学和医学的不断发展，人们对于体内微小分子和细胞的检测越来越需要高精度、高灵敏度和高时效性的检测手段。
纳米检测技术的诞生为生物医药产业的发展提供了新的机遇，有助于解决传统技术所无法匹敌的问题。
本文将介绍纳米检测技术的研究现状及其在生物医药领域中的应用前景。
一、纳米检测技术的概况纳米检测技术是指利用纳米尺度下的物理、化学、光学特性和表面效应来探测生物分子或细胞的一种新型技术。
目前纳米检测技术主要有四种方式：表面增强拉曼光谱(SERS)检测、金纳米粒子偶联免疫层析法(AuNPs-ICA)检测、纳米孔分析技术(Nanopore)和生物材料荧光探针检测。
1. 表面增强拉曼光谱(SERS)检测表面增强拉曼光谱(SERS)是指通过表面增强效应使得目标物体的拉曼信号增强的技术方法。
SERS技术具备极高的灵敏度和可选择性，可称为通用型便携式生物传感器。
SERS在蛋白质、胺基酸、核酸、病原菌等生物分子的检测上已经取得了显著的成果。
2.金纳米粒子偶联免疫层析法(AuNPs-ICA)检测近年来，金纳米粒子偶联免疫层析法(AuNPs-ICA)在生物检测中得到了广泛地应用。
AuNPs-ICA检测技术简便、快速、高效、共价结构简单，具有灵敏度极高、特异性良好的特点。
3.纳米孔分析技术(Nanopore)纳米孔分析(Nanopore)技术是一种通过纳米孔尺寸上的物理参数进行检测分析的方法。
利用电化学分析、光学分析和阻抗分析等探测技术手段可以对纳米孔的形态变化及其反应过程进行高灵敏、高速度的检测。
4.生物材料荧光探针检测生物材料荧光探针检测又称荧光共振能量转移(FRET)检测，它是依靠染料间的能量转移来进行检测的。
生物材料荧光探针具有较高的灵敏度和分子专属性，并且由于接近纳米级，因此体积小、操作简便，因此是一种广泛应用的生物检测技术。
二、纳米检测技术在生物医药中的应用纳米检测技术在生物医药领域中有着广阔的应用前景，因为它是能够直接反映生命过程、生物相互作用等机制的重要技术平台，也是成倍提升生物医药产业竞争力、实现个性化诊断和治疗的重要手段。
纳米技术行业分析
《纳米技术行业分析报告》一、行业规模与增长1. “1 个核心数据：行业总市场规模突破[具体数字]亿元”纳米技术作为一项前沿科技领域，近年来市场规模呈现出快速增长的态势。
目前，纳米技术行业总市场规模已突破[800 亿元]亿元。
在过去几年中，纳米技术市场规模的增长率一直保持在较高水平。
增长背后的主要驱动因素有多个方面。
首先，科技的不断进步为纳米技术的发展提供了强大的支撑。
随着研究的深入和技术的突破，纳米材料的性能不断提升，应用领域也在不断拓展。
其次，各行业对高性能材料的需求持续增长。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，能够为传统产业带来革命性的变化。
例如，在电子、医药、能源等领域，纳米材料的应用可以提高产品的性能和质量，满足市场对高端产品的需求。
再者，政府对科技创新的大力支持也推动了纳米技术行业的发展。
各国纷纷加大对纳米技术的研发投入，制定相关政策鼓励企业进行技术创新和产业升级。
与同类型行业或相关行业相比，纳米技术行业具有巨大的发展潜力和重要地位。
与传统材料行业相比，纳米材料具有更高的强度、更好的导电性、更强的催化性能等优势，可以替代传统材料，开拓新的市场空间。
与生物技术、信息技术等新兴行业相比，纳米技术可以与这些行业进行深度融合，创造出更多的创新产品和应用。
纳米技术行业的发展将对多个领域产生深远的影响，成为推动经济增长和社会进步的重要力量。
2. “2 大增长引擎：技术创新与市场需求扩张”技术创新在纳米技术行业的发展中起着至关重要的作用。
一方面，新产品的推出不断拓展市场空间。
例如，纳米传感器、纳米药物、纳米电子器件等新型纳米产品的出现，为各个领域带来了新的解决方案。
纳米传感器具有高灵敏度、快速响应、小型化等特点，可以广泛应用于环境监测、生物医学、工业生产等领域。
纳米药物可以提高药物的疗效、降低副作用，为疾病治疗带来新的希望。
另一方面，新工艺的应用提高了生产效率和产品质量。
如纳米材料的制备工艺不断改进，使得纳米材料的生产成本降低、质量提高，为大规模应用奠定了基础。
纳米粒度分析
纳米粒度分析纳米粒度分析是一种用于测量和分析纳米颗粒的技术。
纳米粒度是指颗粒的尺寸在1至100纳米之间。
纳米颗粒具有独特的物理和化学性质，因此对其进行准确的尺寸分析对于研究和应用纳米材料非常重要。
纳米粒度分析可以通过不同的方法进行，其中常用的包括光学显微镜、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、动态光散射（DLS）和激光粒度分析仪（LPA）。
每种方法都有其特定的优点和限制，因此选择适当的方法取决于样品类型、尺寸范围和分析需求。
光学显微镜是一种便捷且经济的测量方法，可以直接观察和测量粒子在固定载玻片上的大小。
然而，由于光学显微镜的分辨率限制，只能测量大约200纳米以上的粒子。
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是两种使用电子束的技术，可以提供更高的分辨率和更精确的粒子尺寸分析。
TEM通过通过样品的透射电子图像来进行分析，可以达到纳米尺度以下的分辨率。
SEM通过扫描电子束并检测从样品表面散射出的电子来获取图像和尺寸数据。
这两种方法可以对纳米颗粒进行直接的形貌和尺寸分析，但需要较复杂的样品制备和仪器操作。
动态光散射（DLS）是一种常用的液相纳米颗粒尺寸分析方法。
这种方法通过测量悬浊液中颗粒在热扰动下的光散射来确定粒子的尺寸分布。
DLS具有非接触测量、速度快和样品制备简单的优点，适用于纳米颗粒的溶液样品。
激光粒度分析仪（LPA）是一种利用粒子在激光束中散射光的方法进行尺寸分析的技术。
该仪器通过测量颗粒散射光的角度和强度来确定颗粒的尺寸分布。
LPA可以对固体和液体样品进行尺寸分析，且具有较高的分辨率和较广的尺寸范围。
除了上述方法，还有一些其他的纳米粒度分析技术，例如X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）。
这些方法在特定情况下也可以用于纳米颗粒的尺寸分析。
总而言之，纳米粒度分析是研究和应用纳米材料的重要手段。
选择合适的分析方法取决于样品类型、尺寸范围和分辨率要求等因素。
纳米技术在化学分析中的应用
纳米技术在化学分析中的应用越来越受到人们的关注。
随着科技的进步，也越来越广泛。
它的独特性能和特殊结构使其具有很强的应用潜力。
本文将介绍。
一、纳米颗粒在药物分析中的应用纳米颗粒在药物分析中的应用日益普及。
纳米颗粒具有大比表面积、高活性和选择性等优点，因此在药物分析中发挥了重要作用。
例如，纳米金粒子可以被用作阳离子荧光探针、纳米金膜可以用于荧光共振能量转移等。
在药物的研发、生产和质量控制方面，纳米颗粒在药物分析中也有着重要的应用。
它可以用来研究药物的微观结构、理化性质、药代动力学等。
纳米颗粒在药物研发中的应用不仅可以提高药物的疗效，还可以提高药物的制剂效果和安全性，应用前景很广阔。
二、纳米技术在环境监测中的应用环境监测是现代社会中非常重要的一项工作。
环境状况的监测可以帮助我们发现环境问题、保护环境和改进环境。
纳米技术在环境监测中的应用也是一个不可忽视的方面。
例如，纳米材料可以用来检测水中重金属离子的浓度、污染物的种类等。
纳米颗粒可以被用来制备传感器、吸附剂和分离材料等，发挥着不可替代的作用。
三、纳米技术在食品分析中的应用食品安全一直是人们非常关注的问题。
在食品分析中，纳米技术也有着广泛的应用。
例如，通过纳米材料制备的食品安全检测装置可以对食品中化学物质污染进行检测，从而保障食品的质量和安全。
此外，纳米材料也可以用来提高食品的营养价值、改善食品口感等，发挥着积极作用。
四、纳米技术在生命科学研究中的应用生命科学研究是近年来发展最快的领域之一。
纳米技术可以被用来研究生命科学中的分子机理、生物多样性、细胞与组织的结构等。
例如，通过纳米技术的应用，可以研究蛋白质、细胞等微观结构，为药物的研究和疗效评价提供了有力的支持。
综上所述，是多方面的。
纳米材料的独特性能和特殊结构赋予其在化学分析中的应用很大的潜力，且不断有新的领域和应用方式被发掘，将为人类社会的发展带来更大的贡献。
分析纳米技术中安全风险的问题及对策
分析纳米技术中安全风险的问题及对策分析纳米技术中安全风险的问题及对策纳米技术作为一项前沿技术，具有广泛的应用前景。
然而，随着纳米技术的快速发展，安全风险问题也逐渐凸显出来。
本文将分析纳米技术中的安全风险问题，并提出相应的对策。
首先，纳米技术中的安全风险主要体现在两个方面：环境风险和健康风险。
在环境方面，纳米材料的释放和分散可能对大自然造成不可逆转的损害。
例如，纳米颗粒可能会进入土壤、水体和空气中，对生态系统产生毒性影响。
在健康方面，纳米材料的毒性和生物相容性问题是主要关注的焦点。
纳米颗粒可能通过吸入、皮肤接触和食入等途径进入人体，对肺部、皮肤和消化系统等器官产生不可逆转的伤害。
为了解决纳米技术中的安全风险问题，需要采取一系列的对策。
首先，应加强对纳米材料的毒性和生物相容性研究，建立全面的评估体系。
这包括对纳米颗粒的吸入、皮肤接触和食入等途径的毒性研究，以及对纳米材料的长期暴露效应进行评估。
其次，应制定严格的纳米材料标准和监管政策，确保纳米材料的生产和使用符合安全规范。
相关部门可以制定纳米材料的安全使用指南，指导企业和研究机构的操作。
此外，加强纳米技术的监测和管控也是必要的。
应建立纳米技术的溯源和标识体系，对纳米材料的生产、流通和使用进行全程监测。
同时，建立纳米技术的安全管理机制，对涉及纳米技术的实验室和企业进行安全评估和监督。
最后，提高公众的安全意识和科学素质，加强对纳米技术的科普宣传。
公众应了解纳米技术的应用前景和安全风险，从而能够正确评估和选择纳米产品。
总之，纳米技术的快速发展给人类带来了巨大的机遇，但也伴随着一系列的安全风险。
只有采取有效的对策，才能确保纳米技术的安全应用。
因此，我们应加强科学研究，建立标准和政策，加强监测和管控，提高公众安全意识，共同推动纳米技术的健康发展。
纳米涂层性能测试的技巧与分析方法
纳米涂层性能测试的技巧与分析方法纳米涂层是一种应用广泛的材料，具有许多优异的性能，如硬度高、耐磨损、抗腐蚀等。
为了确保纳米涂层的质量和性能，必须进行相应的测试和分析。
本文将介绍一些纳米涂层性能测试的技巧与分析方法，旨在帮助读者更好地了解和掌握这方面的知识。
首先，我们可以通过纳米压痕测试来评估纳米涂层的硬度和弹性。
纳米压痕测试是一种常用的测试方法，通过在样品表面施加压力并测量压痕的深度来评估材料的硬度和弹性。
该测试可以采用扫描电子显微镜（SEM）或原子力显微镜（AFM）进行。
通过纳米压痕测试，可以了解涂层材料的硬度、弹性模量和塑性指数等重要性能参数。
其次，我们可以使用纳米磨损测试来评估纳米涂层的耐磨性能。
纳米磨损测试可以模拟真实使用条件下的磨损情况，并测量涂层表面的磨损深度或失重量。
常用的纳米磨损测试方法包括球盘摩擦测试和滚筒磨损测试。
通过这些测试，可以评估纳米涂层的耐磨性能，为材料的使用提供可靠的依据。
此外，纳米涂层的抗腐蚀性能也是一个重要的指标。
我们可以使用电化学腐蚀测试来评估涂层的抗腐蚀性能。
电化学腐蚀测试可以模拟涂层在不同环境中的腐蚀情况，并测量电阻率、阳极极化曲线和腐蚀速率等指标。
通过这些测试方法，可以评估涂层的抗腐蚀性能，为选择合适的纳米涂层提供依据。
此外，纳米涂层的防粘附性能也是很重要的。
我们可以使用接触角测试来评估涂层的防粘附性能。
接触角测试通过测量涂层表面液滴的接触角，来评估涂层的亲水性或疏水性。
较高的接触角表示涂层具有较好的防粘附性能。
此外，还可以使用摩擦系数测试来评估涂层的防粘附性能。
通过摩擦系数测试，可以了解涂层在摩擦作用下的减摩效果和防粘附性能。
最后，我们可以使用纳米粒子分析技术来评估涂层的微观结构和成分。
纳米粒子分析技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等。
通过这些技术，可以观察涂层的表面形貌、晶体结构和成分分布情况。
这些信息对于了解涂层的微观特性和性能具有重要意义。
什么是纳米技术纳米技术的内容
什么是纳米技术纳米技术的内容纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。
那么你对纳米技术了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是纳米技术的内容，希望大家喜欢! 纳米技术的简介纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等纳米技术的理论含义纳米技术(nanotechnology)，也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。
1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。
因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。
从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。
根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。
这种概念的纳米技术还未取得重大进展。
第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。
也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。
这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。
现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。
此外，还有发热和晃动等问题。
为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。
第三种概念是从生物的角度出发而提出的。
本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。
DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。
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纳米食品的分析检测进展摘要介绍了纳米材料的安全性,重点对纳米食品的3种分析检测手段(成像、分离和表征技术)进行了较为详细的综述,并对该领域的工作进行了展望。
关键词纳米材料,纳米食品,分析手段进入21世纪以来,纳米技术已经在材料、化工、生物、医药、食品、通信、能源等众多领域展现出广阔的应用前景,并对各学科领域的发展产生了深远的影响。
在食品工业中真正运用了纳米技术的产品只占消费品的一小部分,主要包括纳米包装材料、纳米营养物和纳米添加剂等[1]。
目前,全球有200多家公司致力于纳米技术在食品工业中的应用。
根据著名咨询公司HelmutKaiser一项调查显示,仅在食品饮料包装行业, 2004年纳米产品的全球销售额就高达8·6亿美元,而在2002年,纳米产品的全球销售额只有1·5亿美元[2]。
纳米食品,也称纳米尺度(10-9-10-7m)的食品,是以人类可食用的天然物、合成物和生物生成物等原料采用纳米技术加工制成的,并根据人体健康进行不同配制的食品。
由于纳米粒子具有独特的表面效应和量子尺寸效应,研究发现,食品和营养素经过纳米化以后,亦表现出更高生物活性,甚至显现出常态物质没有的活性。
所以纳米食品除了包括普通食品的功能外还有以下功能:预防疾病、调节机体、康复病体的功能;降低保健食品的毒副作用功能;提高人体对矿质元素的吸收利用率和杀菌除味等。
新兴纳米技术下生产的食品的安全性一直受到消费者和研究人员的高度关注。
本文就纳米食品的分析检测方法进行综述,以期为纳米食品的发展提供技术支持。
1纳米材料的安全性纳米材料是将材料的尺度在空间进行约束,并到一定的临界尺寸后,材料的结构和性质也随之发生从宏观到微观的转变。
粒径的减小也是引起纳米材料的安全性问题的主要原因。
Frampton通过对大气中尘埃粒子的研究发现,当大气中的尘埃粒子粒径<10μm时,尘埃粒子对肺部有明显的毒性。
材料对生物体的毒性强烈地依赖于材料的尺寸[3]。
在一般情况下,纳米材料不会表现出明显的毒性。
但纳米材料的潜在毒性、在生物体内的富集及其对食物链的影响,人们却自知甚少,研究者称这种毒性为“生态毒性”。
Brunner等研究发现,不同类型的纳米粒子能够透过细胞膜,导致细胞内自由基含量的增加,最终造成生物体的毒性[4-6];同时,纳米粒子还会在生物体的组织中富集。
Chen研究发现, SiO2纳米颗粒会导致核质蛋白的团聚,从而损害细胞核的功能[6]。
富勒烯和TiO2纳米颗粒会对蚤、大口鲈鱼和其他水生动物产生一定的毒性[7]。
而纳米材料有时也会扮演降低污染物毒性的角色: Zhang 通过对鲤鱼的活体实验发现,TiO2纳米颗粒会大量富集游离的镉离子[8];纳米银也显示出较强的抗菌能力,研究者已将这种抗菌能力应用到人们健康保护和水生环境治理中[9]。
纳米食品中采用的纳米技术是一种全新的技术,如同转基因食品,其安全性和接受程度受到消费者的质疑。
纳米食品在活性、吸收利用率等增加的同时还应该考虑到有害物质的吸收、渗透等问题。
一方面粒径减小使得食品原料本身具有的毒素,农残和重金属成分更易被吸收,加剧了纳米化后的安全隐患。
另外,纳米食品中营养成分纳米粒子可以通过传统吸收途径之外的其他途径进入人体,并穿过生物膜屏障,使人体的防御能力降低,引起机体功能紊乱,出现健康问题。
维蒙特大学的消费经济学家科洛丁斯基在佛罗达里达州奥兰多市的食品安全大会上说,纳米技术是一种新的基因工程〔10〕。
美国消费联盟的资深科研人员汉森称,不要因为某种物质在自然尺寸状态下是安全的,就以为处理成纳米尺寸后也一定是安全的,所有科学家都赞同,物质的大小也是安全重要因素之一。
例如,大量接触含有纳米碳(如富勒烯)的食品或化妆品,会造成与石棉一样的危害[10]。
美国消费者保护组织称,纳米食品已经悄悄打入市场,促请美国当局强制厂商标明食品是由纳米技术制造的。
因此,有必要借助于先进的分析仪器,深入了解纳米食品在复杂体系中的行为及其对人体和环境的潜在影响。
2纳米食品分析检测技术纳米材料的理化性质包括尺寸大小、尺寸分布、表面特征、形状、溶解度、活性、团聚状态和化学组成等诸多信息。
为了更多地获得这些信息,应用多种分析手段来检测和表征纳米材料成为一种必然。
将分析手段分为成像、分离和表征3种技术。
2·1样品前处理样品处理是整个分析过程中最薄弱环节和时间决定步骤,也是误差的主要来源。
而环境因素对纳米材料的结构和组成等性质的影响很大。
因此,前处理或消化后“纳米食品”得到的结果常常不同于原位检测的结果[11]。
避免或减少样品的前处理,可以有效地减少人为干扰因素。
如果不得不对样品进行前处理,仔细地记录前处理的每一环节对“追踪”人为干扰因素至关重要。
同时,一些新的样品前处理技术应用到纳米材料的分析检测技术,尤其是涉及到成像邻域: Paunov采用凝胶捕获技术结合扫描电镜(SEM)对乳液进行了成像[12]; Bickmore采用固定技术结合原子力显微镜(AFM)对水溶液中的黏土矿物质进行了成像[13];Lonsdale应用高压冷冻和冷冻基质技术,借助于透射电镜(TEM)对稀有的糊粉原生质体进行了成像,这种技术保留了细胞结构的完好和蛋白质的抗原性,优于传统的化学固定和去水技术[14];Wang采用低温透射电镜,对掺杂Fe的TiO2纳米颗粒进行了“原位成像”[15]。
当然,这些新的样品前处理技术也有望在纳米食品的分析检测技术中得到广泛的应用。
2·2成像技术纳米材料的尺寸都在可见光的衍射极限以下,普通光学显微镜无法观测纳米材料。
目前,电子显微和扫描探针显微技术是运用最多的成像技术。
依赖于这些技术,可以得到亚纳米的分辨率。
利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)3种常见的成像技术,人们可以得到纳米材料的许多性质,诸如团聚的状态、分散、吸附、尺寸、结构和形状。
Parris通过SEM观测到包埋香精油的蛋白纳米微球的形态,更深入了解这种香精油的抗氧化性。
TEM可以对各种纳米粒子进行成像,可观测到不同形状的纳米管状牛乳蛋白,制备出嵌入活性酶的多肽自组装材料。
利用TEM,研究者还可以控制最终合成的纳米β-环糊精的形态和尺寸分布。
对于TEM和SEM而言,必须在真空条件下操作,因此大大阻碍了这2种技术的推广。
样品必须进行去水、低温固定或嵌入等前处理;而前处理的引入,不可避免地改变了样品的原有性质。
如果在全液体状态下成像,就需要应用AFM技术。
AFM属于扫描探针显微镜的一类,振荡的悬臂掠过样品的表面,在针尖和表面之间,可以检测到<10-12N的静电力。
基于以上原理, AFM可以提供3D表面形态(大约0·5 nm的高度分辨率)。
AFM的主要优势在于提供湿的或潮湿状态下的样品的亚纳米结构。
如果样品是液体状态,样品就很难固定在基质上,甚至到处流动,有时甚至吸附在振荡的悬臂上。
以上会导致“涂污效应”的产生和振荡悬臂性质的改变。
人们采用非接触式扫描,来减小“涂污效应”。
AFM可以用于表征蛋白、多糖和脂质体的结构,AFM很早就用于成像纳米管状α-乳清蛋白的分子结构,还可以研究脂质体包埋体系的形态、尺寸、稳定性和动力学过程。
以上3种成像技术均属于损伤性技术,因此同一样品不能多次分析。
电子显微技术的另一个缺点是“充电效应”,这种效应源于组织成像时,由于电子辐射导致静态电场的累积。
如果将样品的表面包裹导电性材料,可以消除充电效应,但是同时会导致部分信息的缺失。
此外, 3种成像技术普遍存在成本高、耗时等缺点,因此很难成为最常用的分析手段。
2·3分离技术常见的分离技术如高效液相色谱(HPLC)、场流分级分离(FFF)、毛细管电泳(CE)、水动力色谱(HDC)、凝胶电泳(gel electrophoresis, GE),借助于传统的检测器,这些分离技术不仅能够快速、灵敏、无损伤地定性检测各种环境中的纳米粒子(包括纳米食品),而且能对其定量。
其缺点在于,由于溶剂的引入和不同介质的相互作用,使样品原始环境发生改变,最终导致分析结果的偏差。
将各种分离技术的灵敏度、简单程度、分析时间、成本消耗和应用程度进行对比(表1所示),不难看出HPLC和FFF是两类优势明显的分离技术。
表1三种分析检测手段的对比1)简称灵敏度简单程度分析时间成本消耗应用程度分离技术HPLC ○√○√√FFF ○√√√○HDC ○√√√×CE ×√○√○GE ○√×√○成像技术TEM √√××√SEM √√××○AFM ○√○×○表征技术MALDI-MS √○××√ESI-MS √√√○○DESI-MS √○√××IM-MS √○√×○PCS ○√○√√AU ○○××○NMR ×○○×○XRD √×××○SAXS ○××××注: 1)√,良好;○,中等;×,较差。
食品邻域内,用于分离纳米材料的HPLC主要有2种: SEC(尺寸排阻色谱)和IEC(离子交换色谱)。
众所周知,尺寸排阻色谱是尺寸分离常用的技术。
这种技术已经应用到量子点、碳纳米管和聚苯乙烯纳米颗粒的尺寸表征。
尽管有着良好的分离效率,但尺寸排阻色谱存在以下缺点:溶剂与流动相之间存在强烈的相互作用,测定的粒径分布较窄,不能同时分离纳米粒子和其团聚物。
借助于紫外-可见光检测器(UV-Vis)或独特的荧光检测器(FL), SEC和IEC 均可监控纳米蛋白材料的洗脱情况。
与光子相关光谱(PCS)相结合, SEC可以检测纳米脂质体包埋体系,并给出详细、准确的尺寸分布。
SEC还可以与示差折光检测器(RI)或多角度光散射(MALS)联用表征多糖。
高灵敏的检测器,如电喷雾质谱(ESI-MS)和基质辅助激光解吸附-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)与SEC联用后,可以得到多糖的组成、尺寸和重复单元次序等重要信息。
20世纪60年代诞生的场流分级分离技术(FFF),现已在理论、仪器技术和实际应用方面都有了较大的发展,尤其在分离复杂的大分子物质方面,驱动技术的基本要素。
与色谱一样,FFF是一种洗脱技术;与场驱动技术一样,需要一外加场或梯度。
在场流分级分离中,分离是在外加场的诱导下与流体联合作用进行的。
场流分级分离技术是一个分离技术的大家族,它包括多种分支技术。
根据引入的外加场的不同,主要有沉淀场流分级分离、流动场流分级分离、热力场、流分级分离、电力场流分级分离等。
同高灵敏的检测技术(诸如ICP-MS和多角度激光散射)结合,FFF已经成功应用到地球化学和天然胶体研究,同样也应用到功能化纳米粒子的行为研究。