N-卤胺聚合物表面修饰金纳米粒子的抗菌性能

由致病菌引发的各类疾病对人类生命健康造成持续威胁.致病菌的耐药性逐渐增强,导致抗生素效力逐步减弱.然而,目前多数纳米材料主要以单一组分抗菌为主,其单一性和片面性阻碍了对微生物污染的全面预防和高效控制.为了预防和遏制细菌耐药性的滋生与蔓延,本文提出了一种有效复合多种抗菌材料构建多元抗菌体系的方法,以实现多组分协同杀菌效果.将高效杀菌的N-卤胺聚合物与具备光热效应(PTT)的金纳米粒子(AuNP)相结合,开发出一种新型的AuNP@pAMPS-Cl-b-PEG纳米抗菌材料.该材料可充分发挥光热与化学抗菌机制的协同作用,更有效地抑制细菌,降低了抗生素耐药性的发生.该方法为联合抗菌治疗提供了新的策略.

纳米粒子在骨组织工程化基因修饰治疗中的应用

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳米粒子在组织工程成骨基因治疗研究中取得的新技术、新方法以及面临的挑战等进行综述,旨在为纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗研究提供参考。方法:第一作者在Pub Med、Web of Science和中国知网数据库上进行文献检索,并以“Bone defect repair,Bone tissue engineering,Gene delivery,Nanoparticles,Non-viral gene vector,Sustained release technology,Sequential release,Targeted delivery”作为英文检索词,以“骨缺损修复,骨组织工程,基因递送,纳米粒子,非病毒基因载体,缓释技术,序贯释放,靶向递送”作为中文检索词,最终纳入84篇文献进行总结。结果与结论:(1)在骨缺损愈合的各个生理阶段进行针对性的基因递送可以显著增强骨修复效果。在早期炎症阶段,通过纳米粒子递送抗炎基因来调节炎症反应,可以为后续骨愈合奠定基础;在血管新生期,向局部递送促血管化基因有助于形成高度组织化、可灌注的血管系统,加快骨愈合速度;随着血管化的进行,骨骼的神经再支配也开始发生,此时递送促神经再生的功能性基因有利于促进神经化骨再生;在成骨阶段,通过构建纳米粒子-成骨基因复合物,可以直接提升支架及体内新骨形成的效率。(2)各种有机、无机纳米颗粒、金属有机框架和外泌体等非病毒纳米载体,在骨组织工程基因治疗中具有巨大的潜力,这些纳米基因载体各有其独特的优势和不足,因此在实际应用时,需要根据基因转染效率、生物安全性和成骨特性等因素选择最合适的类型。(3)为了全面提升递送基因的效果,目前主要通过对纳米载体进行各种功能设计来增强基因转染效率,包括增强缓释性和多基因递送序贯性等时间调控能力、增强对骨组织和成骨相关细胞的空间靶向能力、增强跨膜运输效率和细胞核靶向能力等全过程调控手段。(4)未来要进一步推动纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗在临床上的应用,还需要克服诸多技术挑战,包括提高有机纳米基因载体的基因转染效率、降低无机纳米载体的生物安全性风险、优化新型纳米载体的生产工艺以及促进其它生理过程与成骨交互作用等,这些问题也是未来骨组织工程基因治疗的研究热点和潮流。

稀土上转换纳米粒子掺杂口腔复合树脂材料的近红外光固化

为了提高现有复合树脂材料在近红外光下的固化效果和生物相容性,合成了一种无细胞毒性的稀土上转换纳米粒子(REUCNPs)掺杂的口腔复合树脂材料.荧光光谱分析结果表明,该REUCNPs在808nm近红外光激发下发射出450~475nm的可见光,可被光引发剂樟脑醌(CQ)有效吸收.研究结果表明,将该REUCNPs掺入树脂基质中,可增强树脂单体的固化性能、机械性能和单体转化率,并具备良好的生物相容性.当该口腔复合树脂材料中含有1%(质量分数)樟脑醌/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(CQ/DMAEMA)和4%(质量分数)REUCNPs时,在808nm近红外光的照射下实现了最佳的固化效果,并可掺杂质量分数为40%的改性SiO_(2)无机填料以获得较好的机械强度.REUCNPs掺杂的口腔复合树脂材料在近红外光照射下具有较好的固化效果和生物相容性,为龋病治疗提供了一个有前途的替代方案.

普鲁士蓝纳米粒子抗氧化恢复退变髓核细胞线粒体功能

背景:恢复髓核细胞的正常活性氧水平和线粒体功能、抑制髓核细胞凋亡是延缓椎间盘退变的关键靶点。普鲁士蓝纳米粒子具有类过氧化物酶活性,能够有效清除病理微环境中的活性氧,保护髓核细胞免受氧化应激损伤。目的:探讨普鲁士蓝纳米粒子延缓大鼠髓核退变的生物学功能和机制。方法:采用水热法制备普鲁士蓝纳米粒子,表征其微观形貌与粒径大小。采用不同质量浓度(20,40,60,80,100μg/mL)的普鲁士蓝纳米粒子干预第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,24 h后通过CCK-8实验检测细胞增殖;采用60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子干预第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,1,3 d后通过活死染色观察髓核细胞活力。取第2代SD大鼠尾椎髓核细胞,观察细胞贴壁后分3组干预:对照组不进行任何干预,脂多糖组加入脂多糖,脂多糖+普鲁士蓝纳米粒子组加入脂多糖与60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子,干预24后分别进行活性氧、线粒体超氧化物、线粒体膜电位检测,干预48 h后分别进行RT-qPCR检测与阿尔新蓝染色。结果与结论:(1)透射电镜下可见普鲁士蓝纳米粒子为均匀的纳米立方体,平均粒径为130 nm;(2)CCK-8检测结果显示20-60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子无明显的细胞毒性,后续实验选择60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子进行细胞干预;活死染色结果显示60μg/mL普鲁士蓝纳米粒子不影响髓核细胞活力;(3)与对照组比较,脂多糖组髓核细胞内活性氧、线粒体超氧化物水平升高(P<0.01),线粒体膜电位降低(P<0.01),Ⅱ型胶原、聚集蛋白多糖mRNA表达降低(P<0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达升高(P<0.01),阿尔新蓝染色阳性区域减少(P<0.01);与脂多糖组比较,脂多糖+普鲁士蓝纳米粒子组髓核细胞内活性氧、线粒体超氧化物水平降低(P<0.01),线粒体膜电位升高(P<0.01),Ⅱ型胶原、聚集蛋白多糖mRNA表达升高(P<0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达降低(P<0.01),阿尔新蓝染色阳性区域增加(P<0.01)。结果表明,普鲁士蓝纳米粒子通过减轻髓核细胞氧化应激、恢复线粒体功能并维持细胞外基质合成和分解代谢平衡延缓大鼠髓核退变。

PLGA/赖氨酸接枝氧化石墨烯纳米粒子复合支架对MC3T3细胞成骨分化的影响

背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合支架对成骨分化及新骨形成的影响。方法:将PLGA溶于二氯甲烷中,利用溶剂挥发法制备PLGA支架;将氧化石墨烯均匀分散于PLGA溶液中制备PLGA/GO复合支架;利用化学接枝法制备LGA-g-GO纳米粒子,将LGA-g-GO纳米粒子按不同的质量比(1%,2%,3%)与PLGA共混构建出PLGA/LGA-g-GO复合支架。表征5组支架的微观形貌、亲水性、蛋白吸附能力。将MC3T3细胞分别接种于5组支架表面,检测细胞增殖与成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下可见PLGA支架表面光滑平坦,其余4组支架表面粗糙,并且随着LGA-g-GO纳米粒子加入量的增加,复合支架的表面粗糙程度加重;PLGA/LGA-g-GO(3%)复合支架的水接触角低于其他4组支架(P<0.05);PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)复合支架的蛋白吸附能力强于PLGA、PLGA/GO支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)复合支架可促进MC3T3细胞的增殖;碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)组细胞碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05),PLGA/GO组、PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)组钙沉积多于PLGA组(P<0.05);③结果表明,PLGA/LGA-g-GO复合支架能够促进成骨细胞的增殖和成骨分化,有利于骨损伤后的骨再生和骨重建。

基于磷脂双层的纳米粒子微传感分析系统

大气污染日益严重,悬浮纳米粒子和病毒颗粒通过肺泡进入体内,给人体带来未知的健康危害。本文通过将磷脂双层集成在场效应晶体管延长栅极表面体外模拟局部肺泡膜,设计并搭建了肺泡膜-纳米粒子相互作用实时监测系统。通过对粒子作用下源漏电流尖峰信号的检测与分析,该系统可以获取纳米粒子/病毒颗粒与肺泡膜相互作用行为的精确定量数据。测试结果表明,所提出微传感系统表面磷脂膜具有良好的完整性和生物活性,集成磷脂双层的延长栅极性能稳定、响应快、灵敏度高,可以准确、及时捕获带电离子跨膜转移信号,有望成为膜-粒相互作用行为有效的体外研究平台,推广用于广泛评估纳米粒子对人体健康的影响。

基于普鲁士蓝纳米粒子的免疫层析法检测小麦中的呕吐毒素

该研究采用普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue nanoparticles,PBNPs)作为信号标签,通过制备PBNPs和聚多巴胺包裹普鲁士蓝纳米粒子(polydopamine coated Prussian blue nanoparticles,PB@PDA),优化测试参数、测试试纸条灵敏度和特异性等,研究PBNPs和PB@PDA对呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)的检测性能。结果表明,在最优实验条件下,所构建的基于PBNPs和PB@PDA的免疫层析试纸条对DON标准溶液视觉检出限分别为1.0 ng/mL和0.2 ng/mL,在0.1~0.5 ng/mL保持良好的线性关系,PB@PDA比PBNPs-LFIA检测灵敏度提高5倍,2种试纸条均显示良好的特异性。将PBNPs和PB@PDA两种试纸条应用于小麦样品检测,显示试纸条能排除小麦基质干扰,其检测限分别为20 ng/g和5 ng/g,且PB@PDA检测灵敏度高于商品化胶体金试纸条(10 ng/g)。可见,PB@PDA试纸条表现高灵敏性和抗干扰性,可满足呕吐毒素国家安全标准的限量检测要求,为现场快速筛查小麦中呕吐毒素污染提供一种新方法。

基于磁性纳米粒子的比色适配体传感器检测赭曲霉毒素A

基于磁性纳米粒子(Fe_(3)O_(4)@Au)和纳米银(Ag NPs),通过DNA碱基互补配对,构建了一种新颖的比率比色传感器用于赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)的检测。OTA适配体(aptamer)偶联的Fe_(3)O_(4)@Au作为参比信号,互补DNA(cDNA)偶联的Ag NPs作为响应信号,通过调控两者的比例以及DNA碱基互补,制备了具有两个紫外吸收峰的比率纳米探针(Fe_(3)O_(4)@Au-Ag)。没有OTA存在时,比率比色传感器的吸光度比值(A400/A580)保持恒定。对检测条件(时间、pH和温度)进行了优化,在优化条件下,该传感器对OTA检测呈现良好的线性关系,线性范围为0.01~1000 ng·mL^(-1),检出限为0.033 ng·mL^(-1)。该传感器具有良好的选择性、重现性和高灵敏度,并被成功应用于豌豆粉中OTA的检测,回收率为93.9%~96.0%。

金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜电化学免疫传感器的构建及其对鲜肉中马波沙星的检测

该文构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器,用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜,然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯,固载抗体。采用循环伏安法对电极的修饰过程进行表征。用差分脉冲伏安法优化传感器的电化学检测条件。在最优条件下,对马波沙星进行定量检测。响应峰值电流变化量与马波沙星在0.5~400 ng/mL浓度范围内呈线性关系,检测限为0.05 ng/mL。传感器对猪肉、鸡肉和牛肉样品的检测限分别为0.09、0.10、0.09μg/kg,添加回收率为82.81%~101.99%,检测结果与超高效液相色谱-串联质谱法基本一致。结果表明,所建立的电化学免疫传感器可用于实际样品中马波沙星残留的检测。

磁传感器检测磁性纳米粒子方法研究

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。

羟肟酸纳米粒子捕收剂浮选白钨矿试验

为实现微细粒白钨矿的有效回收,使用含有羟肟酸基团的羟肟酸纳米粒子(SAC)作为白钨矿捕收剂,通过浮选试验对比了SAC与水杨羟肟酸(SHA)对白钨矿及脉石矿物的浮选性能。试验结果表明:SAC对白钨矿的浮选回收率较SHA对白钨矿的浮选回收率高5.7个百分点,对方解石的浮选回收率较SHA对方解石的浮选回收率低4.0个百分点,对石英均无捕收作用。通过接触角和Zeta电位分析表明,SAC在白钨矿表面发生吸附,形成纳米级粗糙结构,与SAC的疏水性共同作用,提高了白钨矿表面的接触角,改善了白钨矿的疏水性。

改性磁性纳米粒子稳定的稠油O/W型乳状液的流变性影响因素及管输压降预测模型

旨在探讨改性磁性纳米粒子质量分数、溶液酸碱度(pH)、油水比、NaCl浓度、搅拌速度以及乳化温度对稠油O/W型乳状液流变特性的影响规律,并结合Zeta电位、界面张力和油滴分布揭示了其作用机制。为了更深入且精确地分析以上因素对乳状液流动特性的影响,开展了六因素三水平的正交流变实验,采用幂律流体压降公式计算了各组条件下单位管长压降,并应用SPSS软件进行了方差分析和非线性回归分析,构建了一个适用于O/W型乳状液的管输压降预测模型。最后,使用Matlab软件对压降进行了最优解的求解。研究结果显示,油水比对乳状液流变特性影响最为显著,且改性磁性纳米粒子可以成功制备出油水比为8∶2的稠油O/W型乳状液。当改性磁性纳米粒子质量分数控制在0.07%,含油率维持在50.38%,NaCl浓度为0.12 mol/L,搅拌速度设置为664.10 r/min,且乳化温度保持在16.92℃时,该稠油O/W型乳状液的单位长度管输压降能达到最小值,即66.93Pa/m,该最优方案表明较低质量分数的改性磁性纳米粒子能在低温条件下实现稠油大幅度减阻输送。此外,通过实证研究,所构建的模型在严格的正交实验条件下展现出较好的管输压降预测能力,从而提供了一种可靠的方法来评估和优化稠油O/W型乳状液的输送性能。

一锅法合成银纳米粒子/有机蒙脱土复合材料

以硝酸银为银源,硼氢化钠为还原剂,阳离子型表面活性剂为柱撑剂和吸附剂,钠基蒙脱土为分散剂和载体,利用液相还原法的一锅法成功制备银纳米颗粒。分别应用X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对制备产物进行了表征,证明有机蒙脱土负载了银纳米粒子。银纳米粒子大多附着在有机蒙脱土的表面,少量插入层间。同时考察了表面活性剂、反应物的物质的量之比对产物粒径的影响。

高饱和磁化强度聚苯乙烯纳米粒子的合成与表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为乳化剂,苯乙烯和油酸改性的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒(NPs)作为油相,采用细乳液聚合方法合成了高饱和磁化强度(Ms)的磁性聚苯乙烯(MPS)纳米粒子(NPs)。采用透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对样品进行了表征。TEM显示,MPS NPs呈规则球形,Fe_(3)O_(4)NPs接近球的边缘;VSM结果显示,MPS NPs的Ms高达49.04emu·g^(-1);AFM图像显示,MPS NPs表面聚集体的高度为64nm;IR图谱证实了以PVP为乳化剂成功合成了MPS NPs。

纳米粒子稳定的Pickering乳液及其液滴聚并动力学研究进展

乳液是一种良好的分散体系,可用于医药、食品、材料等领域。纳米粒子可以有效提高乳液的稳定性,因此,纳米粒子稳定乳液及液滴聚并动力学研究对于稳定乳液的制备及应用具有重要意义。纳米粒子润湿性、尺寸、形状、浓度、携带电荷类型等均会对颗粒与液滴间的相互作用产生影响,进而影响液滴间的聚并行为。对纳米粒子与液滴间的作用机制进行了介绍,并对液滴的聚并动力学研究进展进行了综述,同时对未来的研究方向进行了展望。

TiO_(2)纳米粒子表面修饰对变压器油冲击击穿性能的影响

采用液相法制备了乙酸、己酸和油酸修饰的TiO_(2)纳米粒子及其改性变压器油,利用透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)测试表征了纳米粒子的形貌和表面修饰状态,通过测试变压器油改性前后的正冲击击穿电压和流注发展形态,研究了纳米粒子表面修饰对变压器油击穿性能的影响规律。结果表明:表面修饰纳米粒子极大地提高了变压器油的正冲击击穿电压,并显著延长了击穿时间。其中,乙酸修饰纳米粒子的改性效果最佳,将冲击击穿电压从纯油的84.73 kV提高到116.42 kV,提高了37.4%,击穿时间延长至纯油的1.68倍。纳米粒子表面修饰增大了油中浅陷阱的密度,改变了油中流注的发展形态,显著抑制了流注的发展速度,从而提高了变压器油的冲击击穿性能。

离子液体中Pd和Pt纳米粒子的合成及应用进展

由于离子液体的静电和空间立体特性,使其成为一种优异的纳米粒子稳定剂。而离子液体中金属纳米粒子的制备和研究对不同学科的发展都产生了重大的影响,其中主要包括催化、能源研究、纳米技术和材料科学等。本文主要综述了在离子液体中以化学合成法、电化学法等制备Pd和Pt金属纳米粒子的情况。并且对制备得到的纳米粒子在不同反应中的催化效率进行了综述。从本文综述的文献可以看出,在控制纳米粒子的形状和大小方面已经取得了很大进展,特别是在纳米粒子的电化学合成过程中。许多不同形状的纳米粒子可以稳定的制备,这些不同形状的纳米粒子通常表现出良好的催化活性。

关于纳米粒子载雷帕霉素药物涂层球囊制备的研究进展

心血管疾病是全球最常见的死因之一,其治疗方法是医学研究的重要范畴。文章通过聚乳酸-聚乙醇酸将载有雷帕霉素的中空介孔二氧化硅纳米粒子混入包覆在球囊表面,形成类似于传统药物球囊的微粒涂层。简化了球囊亲水预处理、亲水涂层、药物风干、喷涂的过程,又使药物承载量增大,均匀,同时在血管内输送损耗小。在动脉硬化血管部位扩张球囊,将负载有雷帕霉素的中空介孔二氧化硅纳米粒子释放在血管内皮上,通过纳米粒子的渗透性、缓释性,提高雷帕霉素的抗动脉硬化、抗动脉再狭窄作用。

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶,通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜,在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜.用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌,并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS).结果表明,金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响.制备过程中,可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.

基于金属纳米粒子的活性包装复合膜在生鲜食品保鲜领域的研究进展

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米粒子与聚合物复合制得的复合膜能够抑制细菌的生长和代谢,减缓食品氧化过程,减少贮藏微环境中的有害成分,提高食品的安全性并延长保质期。金属纳米粒子/聚合物复合膜现已成为食品保鲜领域的研究热点。基于此,本文首先归纳总结了金属纳米粒子/聚合物复合膜的制备方法及特点;随后,从抗菌、抗氧化、清除乙烯、高阻隔性等方面综合分析了复合膜的保鲜机制,探讨了复合膜的传感功能及其生物安全性;最后,阐述了复合膜应用当前面临的挑战,并展望了未来发展的机遇,以期推动复合膜在生鲜食品包装领域的研究和应用。