摘要：分子通信是利用分子等纳米粒子作为信息载体,经发射、编码、传输和解码步骤来实现通信的一种通信范式.磁性纳米粒子具有良好的生物兼容性,将其作为信息载体,在未来能够更好地构建体域纳米网络,以及解决纳米机器人间的通信协作问题.目前分子通信的相关研究主要集中在理论部分,对于分子通信平台的研究及相关实验相对较少.本文设计了一个基于磁性纳米粒子的分子通信平台,进行了一系列实验来研究不同调制方式和不同外界环境下分子通信的通信情况,最后总结展望了分子通信研究的未来方向.

摘要：磁性纳米粒子表面修饰后,可以与核酸、蛋白质、重金属离子等物质结合,通过检测磁粒子的磁响应信号,可以得到待测物的含量。基于电磁学理论与隧道磁阻效应,设计了一种用于检测不同质量磁性纳米粒子磁信号的测试平台。利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件优化了磁场产生装置,改进后的线圈在通入直流电流不变的情况下,能将磁场的均匀区域扩大1.5倍,数值提高2 Gs。新型三匝线圈的实验结果与仿真结果相比最大误差为6.25%。选择了适合常规样品的磁场检测装置,分析了各类传感器的最优测量方向,测得了磁粒子质量与输出信号的关系曲线。实验结果表明:随着悬浮液中磁粒子含量的增加,隧道磁阻(TMR)传感器的输出信号也呈上升趋势,两者为线性正比关系。

摘要：利用自行设计组装的以白色发光二极管为光源的表面等离子体子共振传感器实验装置,检测了不同材质包裹的磁性纳米粒子连接靶向DNA与生物素化DNA探针的结合程度.结果表明,与聚苯乙烯磁性微球连接的靶向DNA相比,Fe3O4@SiO2核壳式纳米微球连接的靶向DNA与生物素化的DNA探针结合速率较快,且其相对标准偏差较小.

摘要：酶是高效的生物催化剂,在生物技术领域有广泛的应用。然而,不可再生催化的高成本和酶的有效成分分离回收,是实现大规模工业化应用需要解决的关键问题。磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)具有优异的磁回收性质。通过设计和制备功能化MNPs作为固定化酶的多功能载体,是解决这一问题的有效途径之一,可为酶的工业化大规模应用提供条件。近年来,功能化磁性纳米粒子在酶的固定化领域基于载体性质、固定化方法和应用有广泛研究。文中重点介绍了近年来各种功能化磁性纳米载体,特别是Fe3O4纳米粒子,在固定化酶中的应用。根据功能化试剂的差异分类,实例讨论了不同功能化修饰的磁性纳米载体对酶的固定化,包括硅烷修饰的磁性纳米载体、有机聚合物修饰的磁性纳米载体、介孔材料修饰的磁性纳米载体以及金属-有机骨架材料(metal-organic framework,MOF)修饰的磁性纳米载体。同时,结合可持续工业催化的发展要求,对磁性复合载体固定化酶的发展前景进行了展望。

摘要：功能化的环糊精衍生物与磁性纳米粒子的复合将对药物的吸收与稳定性、用药途径和控制释放系统带来深远的影响。以无毒、可反应性的马来酸酐为原料,首先制备了环糊精接枝聚马来酸酐,再通过聚马来酸酐与Fe3O4纳米粒子间的酯化反应,制备了表面带有多个环糊精单元的磁性纳米粒子,其结构与形貌用-1H-RNMR、FT-IR、TEM等表征;重点研究所得环糊精磁性纳米粒子（CD-RPMAH MNP）对布洛芬的包合性,表明CD-RPMAH MNP对布洛芬具有较大的包合量。

摘要：建立适合食源性沙门氏菌的RT-PCR检测体系。根据沙门氏菌的转录起始因子rpoD设计引物Salmrpod2/5,以rpoD基因的mRNA为检测对象,在样品制备时采用新型的磁性纳米粒子分离mRNA技术,建立快速检测食品中沙门氏菌的逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的方法。结果表明,Salmrpod2/5引物能有效地将沙门氏菌与其他亲缘关系较近的肠杆菌科细菌区分开来。样品中沙门氏菌添加实验表明,该方法对沙门氏菌的检测下限为10CFU/25ml,检测时间少于18h。该方法具有灵敏、特异、快速的特点,适宜于在食品卫生行业中进行推广及应用。

摘要：利用合成的Fe3O4纳米粒子修饰功能化石墨烯和碳纳米管得到一种吸附性能较好的三维多孔结构磁性纳米复合材料,将该磁性纳米复合材料应用到蔬菜及水果中有机磷农药残留检测的样品前处理过程。通过气相色谱法测定蔬菜及水果中22种有机磷农药的含量,并探讨磁性纳米复合材料在有机磷农药残留检测过程中净化时间,吸附剂用量及pH值的影响。试验结果表明,该磁性纳米复合材料具有净化效果好、能够消除基质干扰、操作简单、有机试剂用量小等优势,在研究不同浓度甲基异柳磷在该磁性纳米复合材料中的净化效果时,得到的关系曲线线性良好,最低检出限为0.0065μg/mL。最佳吸附时间为1.5 min,吸附剂最大用量为10 mg,稳定性好。净化后的样液颜色清澈,对仪器损耗小,基质干扰小。

摘要：中科院化学所分子动态与稳态结构实验室姚立研究员等利用超低场磁成像综合研究平台，在磁性多功能自组装体的结构设计与构筑、性能调控与应用方面的研究发表于《美国化学会志》。磁性纳米粒子在现代科学的众多领域具有广泛的应用，

摘要：磁粒子成像是基于功能和断层影像技术检测磁性纳米粒子空间分布的示踪方法,具有正向的对比信号、较低的组织背景、无限的组织穿透深度、非侵入性成像以及无电离辐射等优点,是近年来一种很有前途的生物医学成像技术.磁粒子成像信号是通过在无场点切换磁性纳米粒子的磁自旋矢量来产生的.磁粒子成像的灵敏度和空间分辨率都高度依赖于作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子本身的磁性能,因此目前的研究主要集中在磁性纳米粒子的设计和合成上.本文重点介绍了磁粒子成像示踪剂的最新研究进展,总结了可作为磁粒子成像示踪剂的磁性纳米粒子的种类、合成方法、性能以及生物医学应用,以期为磁粒子成像的未来研究提供参考.

摘要：感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法,为降低激励源幅值、增大磁声信号的信噪比,该文提出一种加入相同极性永磁体的MACT-MI新思路。根据Langevin顺磁理论,研究加入相同极性的永磁体后MACT-MI的电磁学与声学特性,进而对磁体系统进行设计,同时构建浓度渐变模型,采用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行求解,得到磁通密度、磁力和声压的二维分布及其对应的一维曲线。研究结果表明,加入相同极性永磁体后,MNPs受到的磁力更强,从而激发信噪比更大的磁声信号,有利于声信号的获取,在所设计的磁体系统激励下,MNPs产生的声压呈上下对称分布且方向相反,浓度均匀模型中声压的峰值出现在浓度边界处,浓度渐变模型声压的峰值出现在渐变中心处。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验乃至临床应用提供研究基础。