二氧化硅包覆的荧光贵金属纳米团簇复合材料的形貌调控

超小金属纳米团簇已发展成为一类新型的功能纳米材料,但是其稳定性不足极大地限制了它们在应用领域的深入发展。基于此,通过改进Stöber方法开发了一种制备不同形貌的二氧化硅(SiO_(2))包覆的金属纳米团簇复合材料的简单策略。该策略通过调节SiO_(2)前驱体的水解速率,可制备表面粗糙且尺寸较小的Ag NCs@SiO_(2)实心球(Ag NCs指银纳米团簇)和表面光滑但尺寸较大的Ag NCs@SiO_(2)实心球,而通过调节溶剂极性可制备较大尺寸的Ag NCs@SiO_(2)空心球。本工作研究了3种Ag NCs@SiO_(2)纳米复合材料的形貌调控机制,并对Ag NCs@SiO_(2)空心球的形成过程进行了监测。研究结果表明,经SiO_(2)包覆后,Ag NCs的稳定性显著提高。另外,该策略被证实是一种通用的合成策略,可用于制造其他SiO_(2)包覆的金属纳米团簇复合材料。本研究为其它金属纳米材料/SiO_(2)纳米复合材料的设计和形貌调控提供了思路,并为金属团簇基复合纳米材料的应用奠定了道路。

荧光介孔二氧化硅负载丙硫菌唑纳米颗粒的制备及性能研究

近年来,丙硫菌唑作为一种新颖的广谱杀菌剂备受关注,但由于其代谢产物对操作人员存在健康风险,导致其在中国的使用和登记受到限制。将丙硫菌唑制备为具有缓慢释放、可提高农药稳定性等特点的缓释制剂可有效改善其带来的健康风险问题。本研究采用纳米荧光介孔二氧化硅制备了丙硫菌唑缓释纳米颗粒,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、热重分析(TGA)、荧光光谱以及高效液相色谱仪等手段对其结构与特性进行表征。采用透析袋法探讨了丙硫菌唑在释放介质中的释放行为;利用菌丝生长速率法测定了该载药颗粒对小麦赤霉病原菌的杀菌活性;通过激光共聚焦研究了荧光二氧化硅在小麦赤霉病菌菌丝体以及小麦中的传输情况。结果表明:所制备的载药纳米颗粒外观形貌较为规整,平均粒径为139 nm,其最大载药量可达27.14%;该纳米载药颗粒具有缓释性能,释放曲线符合Ritger-Peppas方程;载药颗粒与丙硫菌唑原药相比具有相同的毒力效果。此外,激光共聚焦结果表明,该荧光二氧化硅纳米颗粒可以在菌丝体以及小麦植株根部吸收和传导。

可控蚀刻荧光二氧化硅纳米颗粒及其载药性质的研究

首先采用反相微乳液法制备具有荧光性质的二氧化硅纳米颗粒,在表面覆盖一层聚乙烯吡咯烷酮(PVP)起到保护作用,用NaOH溶液对其进行蚀刻。通过控制蚀刻的时间或改变NaOH溶液的浓度,控制荧光介孔二氧化硅纳米颗粒(FMSN)孔径的大小。利用透射电子显微镜,紫外可见光谱仪,荧光显微镜对FMSN进行表征。结果表明:随着NaOH溶液浓度的增加,蚀刻程度增加;随着蚀刻时间的变长,蚀刻的程度变大。将此结构应用于装载抗癌药物阿霉素(Dox),且对释放进行了研究。

纳米银掺杂二氧化硅复合颗粒的制备及表征

A novel method was developed to fabricate monodispersed nanocomposite SiO2 sphere (200￣400 nm) containing homogeneously dispersed Ag nanoparticles (2￣6 nm). The morphology of inclusion was controlled through the N-[3-(Trimethoxysilyl)Propyl]ethylene diamine. TEM images showed that the silver nanoparticles were doped uniformly in silica spheres. UV-Vis showed that the doped silver nanoparticles have a plasmon resonance absorption band at 433 nm. Also SEM, EDX, XRD analyses were conducted to characterize thus-prepared sam- ples.

基于BHHCT-Eu^(3+)@SiO_2荧光稀土二氧化硅纳米颗粒的免疫层析试纸条检测卡那霉素

采用微波辅助合成的荧光稀土二氧化硅纳米颗粒(BHHCT-Eu^(3+)@SiO_2)为标记物,建立了快速定量检测卡那霉素(Kana)残留的荧光免疫层析方法。实验结果表明,微波辅助合成的BHHCT-Eu^(3+)@SiO_2纳米颗粒呈球形,粒径约36 nm,具有良好的荧光发射性能,最大吸收波长和最大发射波长分别为343和615 nm。将BHHCT-Eu^(3+)@SiO_2与卡那霉素抗体(Kana-ab)通过醛基化葡聚糖交联,合成了荧光标记抗体Eu^(3+)-Kana-ab,结合定量侧向层析读数仪,建立了牛奶中Kana残留的快速定量检测方法,对Kana的检出限(IC_(10))为0.85 ng/mL,半数抑制浓度(IC_(50))为12.76 ng/mL,检测范围(IC_(20)-IC_(80))为3.0~76.0 ng/mL,牛奶中的Kana的加标回收率范围为93.7%~97.4%,RSD为3.1%~4.6%,与Kana类似物的交叉反应均<1%。牛奶中Kana残留的测定结果与ELISA方法相关性良好。

基于二氧化硅荧光纳米颗粒与核酸染料SYBR Green Ⅰ的双色显微成像技术用于E.coli O157∶H7的检测

将免疫荧光纳米标记技术与激光共聚焦显微成像方法相结合,发展了一种基于二氧化硅荧光纳米颗粒和核酸染料SYBR Green Ⅰ的双色显微成像技术用于大肠杆菌O157∶H7的检测.采用联吡啶钌(RuBpy)二氧化硅荧光纳米颗粒对羊抗大肠杆菌O157∶H7抗体进行修饰,基于抗体-抗原相互作用实现了其对目标大肠杆菌O157∶H7的特异性标记;同时以核酸染料SYBR GreenⅠ对细菌进行染色,将细菌和纳米颗粒团聚体区分开,实现了对大肠杆菌O157∶H7的双色标记,并通过激光共聚焦显微镜进行免分离的荧光成像检测.结果表明,该方法可用于缓冲溶液体系和混合细菌样品中目标大肠杆菌O157∶H7的特异性检测,在仅含5%目标菌的混合样品中仍能观察到具有明显黄色荧光的大肠杆菌O157∶H7,且整个检测步骤包括样品预处理可在3 h内完成.该方法则具有较好的灵敏度,可检出2.6×103 Cell/mL的目标细菌样品.若采用针对其它病原菌细胞壁抗原的特异性抗体,则有望发展成为一种通用技术用于多种病原菌的快速和灵敏检测.

纳米二氧化硅为核的树枝状分子中荧光素激基缔合物和基态复合物的形成

在以二氧化硅为核的聚酰胺(PAMAM)树枝状聚合物的外端,通过表面化学修饰引入了具有发射荧光能力的荧光素分子.通过稳态荧光方法研究其固体和在水和丙酮的悬浮液中的光物理行为.试验结果表明,固体样品中,在零代树枝状分子(G0F)中,荧光发射主要是激基缔合物的发射,在第一(G1F)和第二代(G2F)中只有基态复合物的发射.在不同的悬浮液中不同的光物理行为表明,树枝状分子中树枝链间的氢键作用的大小决定荧光素基团间是形成激基缔合物还是形成基态复合物.这为设计和开发新型“壳-核”型纳米二氧化硅荧光传感器提供了有用的实验依据.

二氧化硅纳米颗粒增强炭纤维/环氧树脂界面性能

纤维与基体间的界面性能是决定纤维增强树脂基复合材料力学性能的关键因素。采用单纤维断裂实验方法研究二氧化硅纳米颗粒对炭纤维/环氧树脂复合材料界面的增强作用。实验结果表明,涂覆在炭纤维表面和均匀分散在环氧树脂基体中的二氧化硅纳米颗粒含量分别为4.9g/m2和25%(质量分数)时,复合材料界面性能均得到改善,界面抗剪强度相比纯树脂体系分别提高了10.0%和15.0%。通过对纤维断点处双折射光斑和样品断面形貌等信息分析,可知纳米颗粒均匀分散并镶嵌到炭纤维表面沟槽中形成的锁扣结构是界面性能提高的重要原因。

一种基于表面能量转移的二氧化硅包覆金纳米颗粒荧光探针用于巯基化合物检测

金纳米粒子因为其具有特异的光学性质，良好的生物相容性，简单易得，在生物标记、传输、传感等生物学研究中有着广泛的应用。其中在光学传感器设计中，金纳米粒子作为高效的能量受体能够显著地猝灭接近其表面的荧光团的荧光发射。近年来，金属纳米粒子的表面能量转移（NSET）理论用于解释金纳米粒子对荧光团的猝灭机理。

PVDF中空纤维膜元件用室温固化型纳米二氧化硅/环氧树脂复合灌封胶材料

制备了中空纤维聚偏氟乙烯(PVDF)膜元件用室温固化型纳米二氧化硅颗粒(NanoSiO2)/环氧树脂复合灌封胶材料,对其内部残留应力、拉伸强度、粘度等参数进行了表征与测定,探讨了Nano-SiO2/环氧树脂复合材料用作水处理中空纤维PVDF膜元件灌封胶材料的可能性。结果表明,该种复合罐封材料反应固化条件温和、Nano-SiO2添加质量分数约为3%时,Nano-SiO2环氧树脂复合材料的拉伸强度提升1.5倍,内部残留应力有大幅度减小。另外对其浇铸剂粘度、流动渗透性影响也较小。

二氧化硅荧光纳米颗粒的性质及应用

二氧化硅壳核型荧光纳米颗粒有良好的水溶性,易于制备、分离和表面修饰,具有无法比拟的特性,己经在生物分析的很多领域得到了广泛的应用,具有广泛的应用前景。

纳米二氧化硅对镍电沉积影响及在复合镀层中的化学键合状态

用线性扫描伏安法和电位阶跃法研究了n-SiO2／Ni复合电刷镀体系的电化学响应，探讨了纳米颗粒的影响；用X射线光电子谱研究了复合镀层中n-SiO2／Ni颗粒表面与基质金属间的相互作用，结果表明纳米颗粒使金属沉积过电位显著降低，电流效率、金属成核率及晶体生长速度增加，纳米颗粒对金属镍电结晶有明显的催化效应；n-SiO2／Ni表面氧的不饱和化学键与表面扩散过程中吸附态金属Ni原子键合形成Ni—O键，纳米颗粒与基质镍以化学键方式结合。

包裹RuBpy二氧化硅荧光纳米探针的制备及其用于肝癌细胞的识别

制备了两种不同官能团修饰的偶联亲和素的包裹钌联吡啶(RuBpy)二氧化硅荧光纳米探针A和探针B,并分别用于肝癌细胞的识别。通过反相微乳液法制备得到表面修饰不同官能团的纳米颗粒,然后通过亲和素与羧基化包裹RuBpy二氧化硅纳米颗粒相互连接而制备得到探针A;通过亲和素与PEG修饰的荧光二氧化硅纳米颗粒相互作用而制备得到探针B。与探针A不同的是,探针B通过一个长链PEG分子将亲和素与荧光二氧化硅纳米颗粒偶联在一起。利用免疫荧光成像法将这两种探针分别用于人肝癌细胞的识别,结果表明,含有长链PEG分子的探针B更能够有效地识别肝癌细胞表面肿瘤标志物癌胚抗原(CEA)。

碳-二氧化硅纳米复合颗粒促进小鼠骨髓来源巨噬细胞极化的研究

目的研究碳-二氧化硅纳米复合颗粒(carbon-silica nanocomposite,CSN)对M2型小鼠骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophage,BMDM)极化的影响。方法将介孔二氧化硅纳米复合颗粒(mesoporous silica nanoparticle,MSN)包覆葡萄糖,再经碳化制备得到CSN。利用红外光谱、能量色散X射线谱、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对CSN进行表征;CCK-8实验检测CSN对小鼠BMDM的细胞活性的影响;将小鼠BMDM铺于6孔板,设置M0、M1、M2和M2+CSN组,用实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测M1巨噬细胞中CD86、白介素6(interleukin-6,IL-6)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,iNOS)及M2型巨噬细胞中CD206、精氨酸酶1(arginase 1,Arg1)的mRNA表达水平;Western blot检测iNOS和Arg1的蛋白表达水平;流式细胞术检测巨噬细胞分子标志物CD80和CD206的表达情况。结果CSN由碳、氧和硅元素组成,元素比例分别为36.6%、35.5%和27.9%,呈均匀分散的球形纳米结构,直径分布为80~90nm。CSN在0、3.125、6.25、12.5、25、50μg/ml浓度下对小鼠BMDM的细胞活性影响无明显差异(P>0.05),与M0组比较,M1组CD86、IL-6和iNOS mRNA表达水平均升高(均P<0.01),iNOS蛋白表达升高(P<0.05),CD80表达升高(P<0.05);M2组CD206和Arg1 mRNA表达水平均升高(P<0.001,P<0.01),Arg1蛋白表达升高(P<0.01),CD206表达升高(P<0.001)。与M2组比较,M2+CSN组CD86、IL-6和iNOS mRNA表达水平均升高(均P<0.001),iNOS蛋白表达升高(P<0.05),CD80表达升高(P<0.05);CD206和Arg1 mRNA表达水平均降低(P<0.05,P<0.001),Arg1蛋白表达降低(P<0.05),CD206表达降低(P<0.05)。结论CSN能促进M2型巨噬细胞向M1型转化,调节肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)中M1/M2比例。

基于亚甲基蓝二氧化硅纳米颗粒的细胞与活体成像

采用反相微乳液法,制备了以亚甲基蓝为内核材料的亚甲基蓝二氧化硅纳米颗粒,通过优化亚甲基蓝的包裹浓度获得荧光信号较强的纳米颗粒,并初步考察了其用于He-la细胞标记与体内示踪的可行性.通过MTT实验考察了颗粒对细胞的毒性影响以及较为适宜的标记细胞的浓度,结果表明:当颗粒浓度为1mg/mL时,细胞的存活率仍有80%左右.利用激光共聚焦显微镜考察了Hela细胞对颗粒的吞噬情况以及颗粒在细胞内的分布情况,结果表明,该颗粒能被Hela细胞吞噬且主要分布在溶酶体内.活体荧光成像结果显示,尾静脉注射该颗粒后,裸鼠全身都发射出近红外荧光信号,随着血液的循环,颗粒慢慢聚集在肝脏等器官中.以上结果表明,包裹亚甲基蓝的二氧化硅纳米颗粒可以用于细胞的标记和体内示踪成像.

不同形貌的纳米二氧化硅制备方法及其对高分子复合材料力学性能的影响综述

纳米SiO 2以其巨大的应用潜力被各领域学者所关注。由于纳米SiO 2性能优越、价格低廉以及制备简便,被广泛运用到各个领域。为获得其掺杂复合材料最良好的力学性能,近年来学者们针对纳米SiO 2的颗粒粒径及形貌的制备方法及其在不同掺杂条件下对复合材料力学性能的影响进行了详细的研究。本实验对不同形貌、尺寸的纳米SiO 2的制备方法进行了总结,同时对不同掺杂条件的纳米SiO 2对高分子复合材料力学性能的影响进行了阐述,并对未来工业化生产等方向进行了展望。

纳米二氧化硅的制备及应用

以NazSiO3·9H2O为原料，浓H2sO4为酸试剂，采用化学沉淀法制备纳米二氧化硅，讨论Na2SiO3浓度、搅拌速度、pH值、分散剂Na2S04和表面活性剂聚乙二醇等因素对产物特性的影响，并用红外光谱、透射电镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段对二氧化硅纳米颗粒进行结构和形貌表征。利用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯一纳米二氧化硅复合材料，研究纳米二氧化硅颗粒对聚甲基丙烯酸甲酯材料力学性能的增强作用以及透光度的影响。结果表明：二氧化硅纳米粒子呈球形，粒径在50～100nm范围内、分布均匀、呈无定形；填充纳米二氧化硅的复合材料的冲击强度和弯曲强度明显提高。

纳米木质素/二氧化硅基微胶囊的制备及在自愈合涂层中的应用

利用磷酸化改性木质素/二氧化硅复合纳米颗粒(PAL/SiO2)作为壁材包埋活性组分异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备微胶囊(PAL/SiO2-IPDI).通过加入少量反应活性更高的聚合多甲基多二异氰酸酯(PMDI),与水反应形成聚脲,以增加微胶囊的壁厚.采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析仪(DLS)研究了PAL/SiO2复合纳米粒子掺杂量,水油比和剪切速率对微胶囊表面形貌、粒径和壁厚的影响.结果表明,所制备的微胶囊呈现规整球形,壁厚为2.36~3.50μm,平均粒径为40.3~201.5μm.IPDI作为芯材包埋在微胶囊中,芯材含量约为82.8%.将制备的PAL/SiO2-IPDI微胶囊添加到环氧树脂中得到自愈合环氧树脂涂层.其在高盐浓度溶液中的抗侵蚀测试结果显示,添加质量分数4%的PAL/SiO2-IPDI微胶囊的环氧树脂涂层在划破后能够快速愈合,显著降低基底的腐蚀电流和腐蚀速率.纳米压痕实验表明,环氧涂层的硬度为249.99MPa,而添加PAL/SiO2-IPDI微胶囊后硬度增加到302.98MPa,弹性模量也有提高.

磺酸基与羧基修饰纳米二氧化硅:两种阴离子型纳米指纹显现材料的制备与应用

通过反相微乳液法制备包埋[Ru(bpy)_(3)]^(2+)的纳米SiO_(2),赋予指纹显现试剂高效光致发光性能和绿色环保优势;尝试使用氨基前驱体和氨解反应两步法,制得羧基表面修饰的纳米SiO_(2);通过巯基前驱体和氧化反应两步法,制得磺酸基表面修饰的纳米SiO_(2),并综合比较了羧基修饰和磺酸基修饰两种表面修饰路径的效果。实验结果表明,染料和包埋产物的紫外可见区吸收峰值分别在452.43 nm和476.06 nm,羧基修饰和磺酸基修饰纳米SiO_(2)的平均粒径约为40 nm,DLS粒径分别为122.4 nm和110.1 nm,Zeta电位分布峰值分别为-33.16 mV和-34.99 mV,两种体系对于悬浮液酸碱度的敏感程度存在差异,正交试验考察两种材料显现潜在指纹的最佳条件分别为稀释比例1∶3、pH值2.9、浸显时间5 min,稀释比例1∶5、pH值3.5、浸显时间5 min。此复合材料具有良好的显现效率和安全性。