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寻找纳米晶体合成的时空耦合点——学科交叉取

  寻找合成纳米晶体的时空耦合点 - 交叉获得纳米生物合成的新进展

  \\ u0026武汉大学化学与分子科学学院庞代文教授课题组与学校生命科学学院教授谢志雄研究小组的胡斌教授和北京理工大学副教授谢海燕特遣部队在纳米中采用了一种新颖的策略,一个令人惊讶的发现是在生物合成领域进行:使用活酵母细胞作为反应器,用于在非常温和的条件下成功合成具有可控尺寸和闪光的CdSe量子点。该成果已发表在国际知名期刊“先进功能材料”(DOI:10.1002 / adfm.200801492)。这次大胆的尝试突破了平常的思维模式。通常采用生物学方法合成纳米材料,主要利用某种生物模板或生物体本身的某种代谢途径,利用生物学方法和系统在解决化学问题方面取得了突破性进展。 “我们的想法是物理和时间耦合两个不参与细胞的生物化学反应路径,然后让它们在正确的时间和正确的地方发生,我们期待化学反应,最终得到更满意的结果。”最近庞戴文在接受“科学时报”记者采访时解释说。为什么酵母作为“反应堆”?庞黛文博士生崔然给“科学时报”答复:“生物体,主要是细菌,真菌和藻类,能够在室温下在细胞某些区域合成不同类型和形态的纳米颗粒酵母,一种是理想的生物合成模式生物,具有明确的研究背景,能够快速准确地对周围环境变化作出反应,Na 2 SeO 3的代谢和CdCl 2的解毒是酵母细胞固有的生化反应途径,否则无关的生理过程提供了合成CdSe量子点所需的正确价态材料,而当它们被迫同时遇到同一个点时,就有可能获得我们所期望的产品。 >量子点(量子点,量子点)是零维半导体纳米晶体的三维无机限量。与传统的有机荧光染料和荧光蛋白相比,量子点的发光颜色由其粒径和/或组成决定,具有激发光谱宽,发射光谱窄而对称,荧光量子产率高,光稳定性好等优点。帮助研究人员直观地将合成中间体及其合成过程进行可视化和可视化,从而研究人员选择量子点作为目标产物,以展示其新合成策略的可行性,根据研究人员提出的时空耦合策略,这种荧光是由酵母细胞中产生的CdSe量子点产生的,而且在单分散性,粒径控制和荧光性质方面,它具有传统生物合成方法获得的材料的无与伦比的性能。 “过去,生物合成的方法发光纳米材料不允许将其产品的性能与现有的化学合成方法进行比较,并且我们已经成功地克服了这一挑战,不仅将繁琐和危险的化学操作演变为“喂食”,而且细胞可以获得闪烁的CdSe纳米晶体,并且容易并可控地获得不同发光颜色如绿色,黄色,红色等的CdSe量子点。“庞代文说。预计将开辟一个新的方向
近年来,作为CdSe量子点的代表,由于其优异的发光性能,荧光标签与前沿,激光,发光二极管,太阳能电池等等非常广泛的应用。 CdSe量子点的合成一直是纳米科学和技术研究的热点。过去十年来,科学家们对CdSe的合成进行了大量的研究,并报道了十多种合成路线。然而,在目前广泛使用的CdSe合成路线中,所使用的原材料毒性大,价格昂贵,因此有必要探索和开发一种“绿色”,价格便宜的新途径,可以大量合成CdSe量子点,迫切需要工业应用。新方法与趋势一致 - “绿色”技术,整个反应在30℃下进行,避免了所有易燃,易爆,有毒的有机试剂,而CdSe是活酵母细胞,这表明这方法对细胞毒性相对较小,生物相容性较好。除了“绿色”外,还要实现合成产品的性能。与以前的生物合成方法相比,研究组还更清楚地研究了合成过程中涉及的关键中间体。他们对这种新方法充满信心。目前,他们正在从不同的角度进一步完善原则,积极寻求突破,在生物,化学,仿生三个方面寻找共同点开辟了一个新的方向。三者之间架起一座桥梁。
“我想让你谈谈活酵母细胞的大小和荧光发射波长来合成可控的CdSe量子点,这听起来非同寻常,难以想象,我想很多人都会喜欢我。 “日本京都大学的教授Kusumi在发表这个消息之前,在1月底邀请Pondelenko去他的实验室演讲。在听完庞大文的演讲之后,倪铭明更感兴趣,并在几天内做出了决定,2月7日,另一封电子邮件被派往庞代文实验室工作。也许尼姆看明弘有着丰富的知识和敏锐的视野,意识到这个时空加上内在无关的生化反应思想和策略具有重要意义。跨学科和集体智慧结晶
“我们经常说”跨学科“,不过化学,生物本身到底怎么样,怎么交叉呢?我们可以说,我们现在找到一个跨学科,切入点,还是一个小小的入口,“庞戴文说。本研究成果得到国家自然科学基金委创新研究人口项目“新型生物医学探针技术基础与应用”的支持和国家“973”项目的支持,充分显示了跨学科和团队合作的优势。 >科学基金创新研究小组是国家自然科学基金重大项目资助项目人员,为了稳定支持基础科学前沿性研究,培养和造就创新型人才和群体,国家自然科学基金委于2000年开始试点建立创新研究群体科研基金。该基金由国内学术带头人和杰出科学家,青年科学家为研究组的骨干,围绕国家基础研究的重要研究方向并应用基础研究。“我们的新战略的成功当然不是偶然的,我们一直在化学和生物十字路口已有十七年的历史,最重要的是我们长期以来一直致力于多个工作队,例如微生物遗传学专家遗传学教授谢志雄教授等研究小组专业从事元素形态学研究的胡斌教授和谢海燕副教授是量子点专家。所以我们最初的成功就是学科之间存在差距,群体是力量和智慧的结晶。 “庞戴文说

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