留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子

刘东旭 夏虹 孙允陆 陈岐岱 董文飞

刘东旭, 夏虹, 孙允陆, 陈岐岱, 董文飞. 飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子[J]. 中国光学, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
引用本文: 刘东旭, 夏虹, 孙允陆, 陈岐岱, 董文飞. 飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子[J]. 中国光学, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
LIU Dong-xu, XIA Hong, SUN Yun-lu, CHEN Qi-dai, DONG Wen-fei. Femtosecond laser direct writing bio-gel template for in situ synthesis of nanoparticles[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
Citation: LIU Dong-xu, XIA Hong, SUN Yun-lu, CHEN Qi-dai, DONG Wen-fei. Femtosecond laser direct writing bio-gel template for in situ synthesis of nanoparticles[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608

飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子

doi: 10.3788/CO.20140704.0608
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.91123029,No.61077066,No.50902128)

详细信息
    作者简介:

    孙允陆(1986-),男,山东青岛人,博士,2009年于吉林大学获得学士学位,主要从事蛋白质微光子学器件制作方面的研究。E-mail:sunyunlu825@163.com

    通讯作者: 董文飞
  • 中图分类号: O644.18

Femtosecond laser direct writing bio-gel template for in situ synthesis of nanoparticles

  • 摘要: 为了制备具有可控复杂形状和特定化学性质的聚合物微结构,提出了一种飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子的方法。首先,采用飞秒激光直写技术加工带有COOH基团的复杂三维结构的生物凝胶模板,用氢氧化钠处理使COOH基团离子化为COO-基团;然后,用金属盐溶液处理,使金属离子与COO-基团螯合,形成纳米粒子结晶核。通过多次循环盐溶液处理步骤,控制模板中纳米粒子的粒径与含量。实验结果表明:所制备的生物凝胶模板具有亚100 nm分辨率和10 m量级尺寸,纳米粒子含量高达9%。该法简单高效,具有很好的应用前景。
  • [1]

    [1] STEBE K J,LEWANDOWSKI E,GHOSH M. Oriented assembly of metamaterials[J]. Science,2009,325(5937):159-160.
    [2] ANTHONY S M,HONG L,KIM M,et al.. Single-particle colloid tracking in four dimensions[J]. Langmuir,2006,22(24):9812-9815.
    [3] DU Y,LO E,ALI S,et al.. Directed assembly of cell-laden microgels for fabrication of 3D tissue constructs[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,2008,105(28):9522-9527.
    [4] PREGIBON D C,TONER M,DOYLE P S. Multifunctional encoded particles for high-throughput biomolecule analysis[J]. Science,2007,315(5817):1393-1396.
    [5] HORCAJADA P,CHALATI T,SERRE C,et al.. Porous metal-organic-framework nanoscale carriers as a potential platform for drug delivery and imaging[J]. Nature Materials,2009,9(2):172-178.
    [6] CHAMPION J A,KATARE Y K,MITRAGOTRI S. Particle shape:a new design parameter for micro-and nanoscale drug delivery carriers[J]. J. Controlled Release,2007,121(1):3-9.
    [7] HAN Y,ALSAYED A M,NOBILI M,et al.. Brownian motion of an ellipsoid[J]. Science,2006,314(5799):626-630.
    [8] MADIVALA B,VANDEBRIL S,FRANSAER J,et al.. Exploiting particle shape in solid stabilized emulsions[J]. Soft Matter,2009,5(8):1717-1727.
    [9] GLOTZER S C,SOLOMON M J. Anisotropy of building blocks and their assembly into complex structures[J]. Nature Materials,2007,6(8):557-562.
    [10] DENDUKURI D,DOYLE P S. The synthesis and assembly of polymeric microparticles using microfluidics[J]. Advanced Materials,2009,21(41):4071-4086.
    [11] JIANG S,CHEN Q,TRIPATHY M,et al.. Janus particle synthesis and assembly[J]. Advanced Materials,2010,22(10):1060-1071.
    [12] CHAMPION J A,KATARE Y K,MITRAGOTRI S. Making polymeric micro-and nanoparticles of complex shapes[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,2007,104(29):11901-11904.
    [13] ROLLAND J P,MAYNOR B W,EULISS L E,et al.. Direct fabrication and harvesting of monodisperse, shape-specific nanobiomaterials[J]. J. American Chemical Society,2005,127(28):10096-10100.
    [14] BROWN A B D,SMITH C G,RENNIE A R. Fabricating colloidal particles with photolithography and their interactions at an air-water interface[J]. Physical Review E,2000,62(1):951.
    [15] JEONG W,KIM J,KIM S,et al.. Hydrodynamic microfabrication via "on the fly" photopolymerization of microscale fibers and tubes[J]. Lab on a Chip,2004,4(6):576-580.
    [16] LAFRATTA C N,FOURKAS J T,BALDACCHINI T,et al.. Multiphoton fabrication[J]. Angewandte Chemie International Edition,2007,46(33):6238-6258.
    [17] GOPPERT-MAYER M. Two-quantum processes[J]. Ann Phys(Leipzig),1931,9:273-294.
    [18] SUN Y L,LIU D X,DONG W F,et al.. Tunable protein harmonic diffractive micro-optical elements[J]. Optics Letters,2012,37(14):2973-2975.
    [19] STEVENS P D,FAN J,GARDIMALLA H M R,et al.. Superparamagnetic nanoparticle-supported catalysis of Suzuki cross-coupling reactions[J]. Organic Letters,2005,7(11):2085-2088.
    [20] TERRIS B D,THOMSON T. Nanofabricated and self-assembled magnetic structures as data storage media[J]. J. Physics D:Appl. Phys.,2005,38(12):R199.
    [21] 孟想,杨蕊竹,刘东旭,等. 紫外固化型聚合物水凝胶的周期图案形成及其调控[J]. 中国光学,2012,5(4):436-443. MENG X,YANG R ZH,LIU D X,et al.. Formation and adjustment of cycle pattern of UV-curable polymeric hydrogel [J]. Chinese Optics,2012,5(4):436-443.(in Chinese)
    [22] 王二伟,鱼卫星,王成,等. 用表面等离子体共振传感器检测纳米间距[J]. 中国光学,2013,6(2):259-266. WANG E W,YU W X,WANG CH,et al.. Nanogap measurement by using surface plasmon resonance sensor [J]. Chinese Optics,2013,6(2):259-266.(in Chinese)
    [23] 任玉,李付锦,董旭,等. 飞秒激光等离子体通道传导能量特性的研究进展 [J]. 中国光学,2012,5(2):134-142. REN Y,LI F J,DONG X,et al.. Research of guiding energy with plasma channel induced by femtosecond laser in air[J]. Chinese Optics,2012,5(2):134-142.(in Chinese)
    [24] 张以亮,汪建斌,黄晓高,等. 聚合物波导型表面等离子体共振传感器的特性研究[J]. 发光学报,2013,34(7):948-951. ZHANG Y L,WANG J B,HUANG X L,et al.. Characteristics of SPR sensor based on polyer waveguide[J]. Chinese J. Luminescence,2013,34(7):948-951.(in Chinese)

  • [1] 樊奕辰, 李中亮, 徐中民, 张琦, 刘运, 王劼.  单色器晶体角度微振动的高精度原位检测技术 . 中国光学, 2020, 13(1): 156-164. doi: 10.3788/CO.20201301.0156
    [2] 高萍萍, 陆敏, 王治乐, 郭继锴, 何晓博.  表面纳米粒子缺陷的偏振散射特性区分 . 中国光学, 2020, 13(5): 975-987. doi: 10.37188/CO.2020-0083
    [3] 明昕宇, 国旗, 薛兆康, 潘学鹏, 陈超, 于永森.  飞秒激光刻写低温度灵敏度的细芯长周期光栅 . 中国光学, 2020, 13(4): 737-744. doi: 10.37188/CO.2020-0015
    [4] 张佳茹, 管迎春.  超快激光制备生物医用材料表面功能微结构的现状及研究进展 . 中国光学, 2019, 12(2): 199-213. doi: 10.3788/CO.20191202.0199
    [5] 李明磊, 吴谨, 白涛, 万磊, 李丹阳.  大随机相位误差下条带模式合成孔径激光雷达成像实验 . 中国光学, 2019, 12(1): 130-137. doi: 10.3788/CO.20191201.0130
    [6] 于海洋, 涂浪平, 张友林, 赵慧颖, 孔祥贵.  溶剂中稀土上转换纳米粒子表面猝灭效应的定量分析 . 中国光学, 2019, 12(6): 1288-1294. doi: 10.3788/CO.20191206.1288
    [7] 许浩, 刘珩.  酞菁化合物合成及光谱性能研究 . 中国光学, 2018, 11(5): 765-772. doi: 10.3788/CO.20181105.0765
    [8] 王晓筠, 李波, 陈力, 李迪, 曲松楠, 李志民.  应用于生物医疗领域的碳纳米点及其复合物 . 中国光学, 2018, 11(3): 401-419. doi: 10.3788/CO.20181103.0401
    [9] 敬世美, 张轩宇, 梁居发, 陈超, 郑钟铭, 于永森.  飞秒激光刻写的超短光纤布拉格光栅及其传感特性 . 中国光学, 2017, 10(4): 449-454. doi: 10.3788/CO.20171004.0449
    [10] 杜江林, 高炳荣, 王海宇, 陈岐岱.  基于TiO2纳米粒子薄膜的低阈值随机激光器的动力学研究 . 中国光学, 2016, 9(2): 249-254. doi: 10.3788/CO.20160902.0249
    [11] 毛小洁.  高功率皮秒紫外激光器新进展 . 中国光学, 2015, 8(2): 182-190. doi: 10.3788/CO.20150802.0182
    [12] 乔自文, 高炳荣, 陈岐岱, 王海宇, 王雷.  飞秒超快光谱技术及其互补使用 . 中国光学, 2014, 7(4): 588-599. doi: 10.3788/CO.20140704.0588
    [13] 刘春旭.  La1.6(MoO4)3:Eu0.43+纳米晶合成及发光特性 . 中国光学, 2014, 7(6): 931-935. doi: 10.3788/CO.20140706.0931
    [14] 苏彦勋, 柯沅锋, 蔡士良, 姚芊瑜, 徐嘉妘, 龚柏谚.  层层自组装金纳米粒子表面等离子体引发光电流应用于等离子体增感太阳能电池 . 中国光学, 2014, 7(2): 267-273. doi: 10.3788/CO.20140702.0267
    [15] 王明, 王挺峰, 邵俊峰.  面阵CCD相机的飞秒激光损伤分析 . 中国光学, 2013, 6(1): 96-102. doi: 10.3788/CO.20130601.0096
    [16] 杜鸿延, 魏志鹏, 孙丽娟, 楚学影, 方铉, 方芳, 李金华, 王晓华, 王菲.  与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质 . 中国光学, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111
    [17] 任玉, 李付锦, 董旭, 林景全.  飞秒激光等离子体通道传导能量特性的研究进展 . 中国光学, 2012, 5(2): 133-142. doi: 10.3788/CO.20120502.0133
    [18] TARASENKO V F, PANCHENKO A N, BULGAKOVA N M, SHULEPOV M A, TEL'MINOV A E, 李殿军, 张来明, 姜可, 谢冀江.  纳秒激光烧蚀下液态金属表面微结构的形成 . 中国光学, 2011, 4(1): 46-52.
    [19] 李国强, 李晓红, 杨宏道, 邱荣, 黄文浩.  采用飞秒激光诱导制备彩色金属 . 中国光学, 2011, 4(1): 72-76.
    [20] 乔彦峰, 刘 坤, 段相永, .  光学合成孔径成像技术及发展现状 . 中国光学, 2009, 2(3): 175-183.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  507
  • HTML全文浏览量:  147
  • PDF下载量:  507
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-21
  • 修回日期:  2014-04-23
  • 刊出日期:  2014-07-25

飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子

doi: 10.3788/CO.20140704.0608
    基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(No.91123029,No.61077066,No.50902128)

    作者简介:

    孙允陆(1986-),男,山东青岛人,博士,2009年于吉林大学获得学士学位,主要从事蛋白质微光子学器件制作方面的研究。E-mail:sunyunlu825@163.com

    通讯作者: 董文飞
  • 中图分类号: O644.18

摘要: 为了制备具有可控复杂形状和特定化学性质的聚合物微结构,提出了一种飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子的方法。首先,采用飞秒激光直写技术加工带有COOH基团的复杂三维结构的生物凝胶模板,用氢氧化钠处理使COOH基团离子化为COO-基团;然后,用金属盐溶液处理,使金属离子与COO-基团螯合,形成纳米粒子结晶核。通过多次循环盐溶液处理步骤,控制模板中纳米粒子的粒径与含量。实验结果表明:所制备的生物凝胶模板具有亚100 nm分辨率和10 m量级尺寸,纳米粒子含量高达9%。该法简单高效,具有很好的应用前景。

English Abstract

刘东旭, 夏虹, 孙允陆, 陈岐岱, 董文飞. 飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子[J]. 中国光学, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
引用本文: 刘东旭, 夏虹, 孙允陆, 陈岐岱, 董文飞. 飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子[J]. 中国光学, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
LIU Dong-xu, XIA Hong, SUN Yun-lu, CHEN Qi-dai, DONG Wen-fei. Femtosecond laser direct writing bio-gel template for in situ synthesis of nanoparticles[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
Citation: LIU Dong-xu, XIA Hong, SUN Yun-lu, CHEN Qi-dai, DONG Wen-fei. Femtosecond laser direct writing bio-gel template for in situ synthesis of nanoparticles[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4): 608-615. doi: 10.3788/CO.20140704.0608
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回