纳米颗粒改变碳酸盐岩凝析气藏储层润湿性评价

为了改变凝析气藏近井储层润湿性,有效解除凝析气反凝析伤害,采用X射线衍射、低温N 2吸附和扫描电子显微镜观测等方法,对氟化SiO 2纳米颗粒结构特征进行了研究,评价了不同矿物含量碳酸盐岩岩心对氟化SiO 2纳米颗粒的吸附程度;通过开展接触角测定、自发渗吸、岩心驱替单相和两相渗流实验,研究了纳米颗粒吸附前后岩石润湿性、自发渗吸效率、单相渗流压差、油气两相相对渗透率曲线以及凝析油采收率的变化。结果显示:氟化SiO 2纳米颗粒形状近似均匀球体,平均颗粒粒径为30.34 nm,平均孔径为20.00 nm;氟化SiO 2纳米颗粒在碳酸盐岩表面的吸附量随孔隙度的增大而增加,但在低渗透岩心中,吸附量和润湿接触角的变化幅度还随方解石含量的增加而增大;纳米颗粒吸附后岩石的油气两相共渗区变宽,等渗点向左上方移动,最大油气相对渗透率均大幅增加,束缚水饱和度和残余油饱和度明显降低;氟化SiO 2纳米颗粒能在约10 min内吸附在岩石表面,将强亲油、强亲水的液体润湿型岩石转变为中间(气体)润湿型,降低孔隙中毛管压力和凝析油渗流阻力,提高气、油两相的相对渗透率,达到解堵提产增效的效果。该研究结果具有极大的现场应用推广价值。

包裹有CTA1-DD蛋白的OCS-DS纳米颗粒的制备及佐剂活性

重组CTA1-DD蛋白具有与完整CT分子相当的全身性和黏膜佐剂功能,但在复杂的生理环境中易被酶或酸降解。本研究以同样具有佐剂活性的O-羧甲基壳聚糖(OCS)和硫酸葡聚糖(DS)为载体,通过离子交联形成纳米颗粒,将CTA1-DD蛋白嵌入其中,使其得到稳定保护。包裹有CTA1-DD蛋白的OCS-DS纳米颗粒的粒径为50~150 nm,Zeta电位约-50 mV,质量浓度1.0 mg/ml的CTA1-DD蛋白投入制备的包裹有CTA1-DD蛋白的OCS-DS纳米颗粒载药率25.33%,包封率86.56%。体外模拟释放试验结果显示CTA1-DD蛋白可在7 d内缓慢释放。将CTA1-DD蛋白与PRV灭活抗原混合后,接种至小鼠鼻腔,结果表明,包裹有CTA1-DD蛋白的OCS-DS纳米颗粒能够同时诱导更高的血清IgG抗体和黏膜IgA抗体表达,证明了其作为黏膜佐剂的高效性。

新型反应器在纳米颗粒制备中的应用研究进展

总结了应用于液相的高速旋转式反应器、微通道反应器和应用于气相的气相流动反应器,阐述了旋转盘式反应器、旋转填充床反应器、高剪切搅拌反应器和管套管旋转环隙反应器4种高速旋转式反应器和液滴型微通道反应器及激光气化流动反应器、气溶胶反应器和连续流非热等离子体反应器3种连续气相反应器的设计原理、流场分布及在氧化物、核壳结构等诸多无机纳米颗粒及金属纳米棒等制备中的研究现状并分析了其优缺点。这些反应器均能制备粒径更为均一、结构独特的纳米颗粒;但在设备加工工艺、通道堵塞和放大等方面面临挑战。后续需充分利用其各自的特点开发出新的纳米材料和进行反应器放大规律研究,还要开发新型反应器来满足科技对纳米材料的要求。

麦秆基纳米纤维素过滤膜的制备及对微纳米颗粒的过滤性能

以麦秆为原料,采用对甲基苯磺酸(p-TsOH)结合酶辅助超声处理制备木质纤维素纳米纤丝(LCNFs),通过真空抽滤制备LCNFs过滤膜(LCNF-FM)。研究LCNF-FM的微观形貌、纯水通量、润湿性及对微纳米粒子的过滤性能。结果表明,LCNF-FM由相互交联的纳米纤维网络组成,平均孔径为30.2nm。该过滤膜对细菌及纳米TiO_(2)颗粒均具有良好的截留作用。初步应用于红葡萄酒过滤除菌,其对红葡萄酒中有效成分的保留率均在84%以上,对葡萄酒品质影响不大。该LCNFs及其过滤膜的制备方法绿色环保,在农业废弃物的资源化利用及水处理、食品饮料的净化等方面具有广泛的应用前景。

基于SiO_(2)纳米颗粒的无标记化学发光氯霉素适体传感器

经由食物链长期摄入氯霉素残留物会给人体带来各种危害和疾病。因此,建立快速、准确且高灵敏的食品中氯霉素检测方法具有重要意义。采用溶胶-凝胶法制备了表面氨基化的SiO_(2)纳米颗粒,并用X射线衍射、透射电镜和红外光谱对其进行了表征。然后,利用酰胺键和碱基互补配对作用在SiO_(2)纳米颗粒表面依次组装互补DNA链和氯霉素适配体,成功构建了无标记化学发光氯霉素适配体传感器。该传感器制备简便,其中的氯霉素适配体既可作为生物识别元件,又可与苯甲酰甲醛反应产生化学发光信号,无需标记信号分子。该传感器的氯霉素检出限为3.26×10^(-9) mol·L^(-1),且选择性较好。将该传感器应用于实际样品中进行加标,回收率在94.67%~103.00%之间,表明该适体传感器可用于食品中氯霉素的检测。

大豆分离蛋白对大豆肽纳米颗粒Pickering乳液性能的影响

为提高大豆肽纳米颗粒(SPN)Pickering乳液稳定性,以大豆肽聚集体为原料,采用超声法制备SPN,对超声时间进行了优化;在SPN体系中引入大豆分离蛋白(SPI)构建复合乳化剂,研究不同乳化剂质量浓度下SPI对SPN界面活性和乳化稳定性的影响。结果表明:选取超声时间10 min制备SPN;随着乳化剂质量浓度的增大,乳液粒径逐渐减小,当乳化剂质量浓度较低(5 mg/mL)时,乳液出现桥联,乳化剂质量浓度过高(30 mg/mL)时则出现絮凝;界面蛋白吸附率随着乳化剂质量浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。在相同乳化剂质量浓度下,添加SPI的SPN乳液(SPI-SPN乳液)的粒径分布峰左移,其粒径、界面蛋白吸附率显著小于SPN乳液的;在储存过程中,SPN乳液粒径逐渐增大,SPI-SPN乳液粒径没有显著变化;SPI-SPN乳液的乳析指数小于相同乳化剂质量浓度的SPN乳液,当乳化剂质量浓度为30 mg/mL时,储存15 d SPI-SPN乳液未出现分层现象。综上,SPI可以提高SPN的界面活性和SPN乳液储存过程中的絮凝稳定性和分层稳定性。

基于电子平均自由程的金属纳米颗粒临界尺寸估算

基于金属价电子占据k空间体积与布里渊区体积之间的关系,求出费米球半径,导出电子平均自由程的计算公式。以Ag和Cu为例计算出电子平均自由程,与其他方法计算结果一致。当金属材料的几何尺度与电子平均自由程相当时,与之相关的物理性能会发生显著变化,从这个角度出发,用电子平均自由程尺度估算Ag和Cu的纳米尺寸临界值分别为52 nm和39 nm。这种计算思路同样适用于其他金属纳米材料。

纳米颗粒对十四烷相变材料热物理性质的影响

以十四烷作为基液,纳米颗粒Al_(2)O_(3)、CuO、MgO和多壁碳纳米管(MWCNT)为添加剂,分别制备质量分数为1%、2%、3%、4%和5%的十四烷纳米复合相变材料,并对其进行形貌结构表征和热物理性质研究。结果表明:纳米颗粒的加入使相变温度变化不大,潜热值降低了0.66%~14.43%;热导率明显提升,并且随着纳米颗粒质量分数的增加而增加;纳米复合相变材料在50℃以上才会出现分解,高于应用范围;与纯十四烷相比,纳米复合相变材料的相变时间明显缩短。最佳纳米颗粒为MWCNT,最佳质量分数3%,热导率0.1897 W/(m·K),潜热值199.7 J/g,可作为一种潜在的相变蓄冷材料。

微纳米颗粒三相泡沫体系构筑及特性

为进一步提高聚驱后采收率,结合聚驱后油藏特征,构筑具有自适应堵调驱功能的微纳米颗粒三相泡沫体系,通过黏度、界面、泡沫和堵调驱性能试验,研究微纳米颗粒三相泡沫体系特性,应用归一化和权重系数方法,分析三相泡沫体系溶液特性与驱油效果的相关性。结果表明:软体微米颗粒三相泡沫体系的特性参数较好,具有超低界面张力,剖面改善率超过82%,聚驱后可提高采收率超过14%;硬质纳米颗粒三相泡沫体系的特性参数相对较差,但聚驱后仍可提高采收率超过10%;三相泡沫体系泡沫综合指数和运动黏度是驱油效果的主要影响因素,而剪切黏度和界面张力是次要影响因素。

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

石墨烯纳米颗粒润滑性能分子动力学分析

文中为了研究基础油液蓖麻油中加入石墨烯纳米颗粒后蓖麻油的润滑性能改变情况,运用分子动力学知识和LAMMPS仿真软件进行了粒子数密度、粒子径向分布势函数及热导率分析,同时探究了混合石墨烯的蓖麻油对切削加工后材料表面的形貌影响。仿真和试验结果表明:石墨烯纳米颗粒具有亲油性,蓖麻油分子在石墨烯周围呈层状分布,形成润滑油膜,此油膜具有良好的导热性和抗压性,以及良好的润滑效果,石墨烯的加入改善了蓖麻油的润滑性能。

AlCuFe纳米颗粒对钕铁硼磁性及抗腐蚀性的影响

为了提升烧结NdFeB的磁性能和耐腐蚀性,采用晶界掺杂Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)纳米颗粒方法制备了高性能烧结NdFeB磁体,利用电化学工作站研究了掺杂磁体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)纳米颗粒的掺杂可在磁体中形成低熔点相,提高晶界与主相的润湿性,抑制硬磁相之间的磁耦合,增强磁体的磁性能。当Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)纳米颗粒的质量分数为0.4%时,磁体的磁性最大,矫顽力为978.1 kA/m,最大磁能积为270.3 kJ/m^(3),剩磁为1.208 T。与未掺杂磁体相比,掺杂0.4%Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)纳米颗粒后磁体的腐蚀电位从-0.8816 V增至-0.7040 V,腐蚀电流密度从78.2929μA/cm^(2)减至33.2229μA/cm^(2),且高频容抗弧半径远大于未掺杂磁体,因而磁体的耐腐蚀性得到有效提升。

小粒径Fe_(3)O_(4)-DMSA-PEI磁性纳米颗粒的制备及其基因负载能力研究

四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))磁性纳米颗粒因其制备简单,在外加磁场作用下具有靶向性,并且表面易接枝等特性,可作为被动靶向载体应用于基因治疗领域。本研究采用溶剂热法制备纳米颗粒,并调控堆积生长时间,制得粒径在4~9 nm范围内可控的油相Fe_(3)O_(4)纳米颗粒;使用内消旋-2,3-二巯基丁二酸(DMSA)二次取代其表面的油酸分子,使其具备良好的水相分散性;通过酰胺化反应在其表面接枝支链型聚乙烯亚胺(PEI),最终得到Fe_(3)O_(4)-DMSA-PEI磁性纳米颗粒。研究发现,Fe_(3)O_(4)-DMSA-PEI磁性纳米颗粒的表面Zeta电位高达(52.50±1.94)mV,具有一定的超顺磁性(14.48 emu/g,1 emu/g=1 A·m^(2)/kg)。磁性纳米颗粒与质粒DNA的质量比为15:1时可完全阻滞DNA在凝胶上的电泳,装载量高达6.67%。本研究制备的Fe_(3)O_(4)-DMSA-PEI磁性纳米颗粒具有一定的基因负载能力,有望作为基因载体应用于基因转染领域。

普鲁士蓝纳米颗粒促进糖尿病皮肤创面愈合

背景:炎症、氧化应激及细菌感染是糖尿病创面难愈合的主要原因,近年来各种无机纳米材料以其抗菌活性被广泛应用于皮肤创面愈合的治疗,但抗氧化和抗炎方面的作用有限。目的:考察普鲁士蓝纳米颗粒在抗氧化、抗炎和光热抗菌多方面的糖尿病创伤修复的效果。方法:制备普鲁士蓝纳米颗粒并进行表征。(1)体外实验:采用MTT法检测不同浓度普鲁士蓝纳米颗粒的生物相容性;在过氧化氢条件下,检测普鲁士蓝纳米颗粒的细胞保护作用及活性氧荧光表达;检测普鲁士蓝纳米颗粒分解过氧化氢和超氧阴离子自由基的能力;考察普鲁士蓝纳米颗粒抑制脂多糖诱导巨噬细胞炎症的作用;采用平板菌落计数法检测普鲁士蓝纳米颗粒的光热抗菌能力。(2)体内实验:腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病ICR小鼠模型,使用打孔器在背部建立直径6 mm全厚皮肤创面,分对照组(未给予治疗)、普鲁士蓝组及普鲁士蓝光照组干预,观察创面愈合与组织形态学变化。结果与结论:(1)体外实验:普鲁士蓝纳米颗粒在25-200μg/mL质量浓度下对细胞无毒性;普鲁士蓝纳米颗粒具有极强的抗氧化能力,能够抑制氧化应激条件下过度活性氧的产生及对细胞的杀伤,对过氧化氢有降解活性且具有很强的清除超氧阴离子自由基的能力;普鲁士蓝纳米颗粒还显示出显著的抗炎活性,并且在光照后显示出极强的抗菌能力。(2)体内实验:造模14 d后,普鲁士蓝组、普鲁士蓝光照组创面明显缩小,其中普鲁士蓝光照组创面愈合速度最快。苏木精-伊红和Masson染色显示,普鲁士蓝组、普鲁士蓝光照组创面可见大量的肉芽组织形成及胶原沉积,其中以普鲁士蓝光照组最多;免疫荧光染色显示,与对照组比较,普鲁士蓝组和普鲁士蓝光照组α-SMA和CD31表达明显增多(P<0.05),F4/80表达明显减少(P<0.05),其中以普鲁士蓝光照组改善更明显。(3)结果表明,普鲁士蓝纳米颗粒通过发挥抗炎、抗氧化及抗菌作用促进糖尿病小鼠模型皮肤创面的愈合。

纳米颗粒在配子及胚胎生物技术中的应用研究进展

辅助生殖技术(ART)在不孕不育诊治、濒危物种保存、良种家畜快速高效扩繁中具有重要应用价值。ART已常规开展并在世界范围内应用,但该技术面临着效率低下等挑战。非生理状态下的培养和保存可致配子和胚胎处于氧化应激状态,越来越多的研究表明氧化应激是影响精子获能、损伤卵母细胞及胚胎发育能力的主要因素。近年来,创新性使用纳米颗粒(NPs)的相关技术和方案有效降低了配子氧化应激水平,提高了胚胎生物技术的效率。本文系统分析了NPs进入细胞的方式、分布及影响因素,深入探讨了NPs的作用机理,归纳NPs在配子、体外胚胎生产、低温保存中的应用,以期为ART总体效率的提高提供新方法和理论依据。

刺激响应型玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备及其应用研究进展

玉米醇溶蛋白是玉米淀粉加工的主要副产物,价格低廉且容易获取。基于其独特的自组装特性,玉米醇溶蛋白可通过多种方式构建成纳米颗粒,进而对生物活性物质进行荷载和输送。纳米颗粒的制备方法包括反溶剂沉淀、pH循环、电喷雾和微流控等。这些制备方法都可合成响应各种环境刺激且性质稳定的玉米醇溶蛋白基纳米颗粒。本文综述了刺激响应型玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备方法、响应类型和应用最新进展。这些纳米载体可对内源性(pH、酶和氧化还原)和外源性环境刺激(磁和光)做出响应,已被用于食品智能包装、纳米农药和纳米医学中生物活性物质的包封递送。然而,仅依靠单一刺激响应很难实现活性物质的作用最大化,多重刺激(双重刺激、三重刺激等)响应的纳米颗粒已成为递送领域的新发展趋势。未来,更多的研究应该投入到多刺激响应纳米颗粒的研发,以及如何将纳米颗粒的多重响应特性和纳米颗粒的靶向递送结合还有待进一步探索。

紫苏籽壳提取物纳米银颗粒的制备及性能表征

为进一步提高紫苏资源的利用价值,本研究以紫苏籽壳提取物(PSHE)为原料,通过单因素实验,分别考察硝酸银浓度、提取液浓度、超声波功率、超声温度和超声时间对紫苏籽壳提取物纳米银(PSHE@AgNPs)银离子还原率的影响,并在单因素实验基础上,采用响应面法对超声波辅助制备PSHE@AgNPs的工艺进行优化,并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析及透射电子显微镜对PSHE@AgNPs的结构及性能进行表征。结果表明,PSHE@AgNPs制备最佳工艺为:硝酸银浓度15 mmol/L,提取液浓度0.4 g/mL,超声波功率480 W,超声温度80℃,超声时间7 h,在此工艺条件下制备的PSHE@AgNPs银离子还原率达92.37%。X射线衍射分析表明PSHE@AgNPs具有面心立方结构;傅里叶变换红外光谱表明PSHE@AgNPs表面存在植物化学物质,酚类化合物参与纳米银的合成;热重分析显示了PSHE@AgNPs的热稳定性,在276.7~420.3℃范围内存在主要的质量损失,质量减少46.74%;透射电子显微镜显示PSHE@AgNPs是粒径均值为27.97 nm的近球形分散颗粒。研究结果可为超声波辅助绿色合成粒径小、分散性高、具有热稳定性的面心立方结构的PSHE@AgNPs提供理论指导,并推动其在生物材料和医学领域的应用。

自组装纳米颗粒肿瘤疫苗OVA257-264-mi3的构建及其保护效果评价

目的构建SpyCatcher-mi3纳米颗粒疫苗递送载体,评价其在增强卵清蛋白CD8+T细胞表位肽OVA 257-264免疫原性和在小鼠荷瘤模型中免疫保护效果。方法SpyCatcher-mi3蛋白由大肠杆菌表达,依次经亲和层析、阴离子交换层析纯化得到;合成OVA 257-264-SpyTag多肽,通过SpyTag/SpyCatcher蛋白质连接系统构建纳米颗粒OVA 257-264-mi3;通过细胞溶血实验和细胞毒性实验评价OVA 257-264-mi3体外安全性,记录小鼠体重变化和镜检脏器组织切片HE染色评价OVA 257-264-mi3体内安全性;将6~8周龄,18~20 g,SPF级,雌性C57BL/6小鼠按随机数字表法分为OVA 257-264-mi3组、OVA 257-264组和Control组,每组14只,分别于第0、14、28天免疫小鼠,末次免疫后第14天通过ELISpot检测其脾脏淋巴细胞中IFN-γ分泌细胞数量评价其免疫原性;在小鼠荷瘤模型上通过核磁共振成像等手段评价纳米颗粒疫苗OVA 257-264-mi3的保护效果。结果SpyCatcher-mi3和OVA 257-264-mi3均自组装形成均一稳定的纳米颗粒,平均粒径约为43.8 nm和91.3 nm;OVA 257-264-mi3在体内外均具有良好的安全性;OVA 257-264-mi3组小鼠每1×106个脾脏淋巴细胞中IFN-γ分泌细胞数量达253,显著高于OVA 257-264组(P<0.05);OVA 257-264-mi3组小鼠第22天荷瘤体积约151.1 mm 3,显著小于OVA 257-264组(P<0.05),且观察期内生存率达60%,显著高于OVA 257-264组(P<0.05)。结论成功构建了纳米颗粒疫苗OVA 257-264-mi3,其增强肿瘤抗原表位肽OVA 257-264免疫原性,在小鼠荷瘤模型中保护效果良好,为肿瘤新抗原疫苗的研究提供了理论基础。

茶树花黄酮-玉米醇溶蛋白-果胶纳米颗粒制备及其抗氧化活性研究

玉米醇溶蛋白-果胶构造的包埋体系可提高生物活性物质的稳定性,延长其抗氧化活性。该研究以茶树花黄酮为原料,通过反溶剂法结合静电沉积法制备茶树花黄酮-玉米醇溶蛋白-果胶纳米颗粒(tea flower flavonoids zein-pectin nanoparticles,FZP-NPs),通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法等技术对纳米颗粒的表观形貌、理化特性、结构进行分析,利用DPPH法和ABTS法对纳米颗粒的抗氧化活性进行评估。结果表明,FZP-NPs包埋率大于96%,粒径为(238±4.55)nm,形状为球形;氢键、疏水相互作用是玉米醇溶蛋白与茶树花黄酮形成纳米颗粒的主要作用力。包埋增强了茶树花黄酮的稳定性,并延长了其抗氧化活性,该研究为茶树花黄酮的综合利用提供了理论参考。

甲维盐@海藻酸纳米颗粒制备及缓控释性能研究

为了减少甲维盐的用量及其对环境的影响,利用溶剂扩散法制备甲维盐纳米颗粒,并通过静电作用在颗粒表面包覆海藻酸得到纳米缓释剂,利用傅里叶变换红外光谱、动态光散射和透射电镜分析工艺条件下甲维盐@海藻酸纳米颗粒的结构对甲维盐释放特征的影响。结果表明:甲维盐@海藻酸纳米颗粒的粒径D_(h)和ζ电位负值随着海藻酸用量的增加而增大,但是Ca^(2+)的交联作用将导致D_(h)和ζ电位负值减小。甲维盐负载与海藻酸、CaCl_(2)浓度有关,增大海藻酸、CaCl_(2)的浓度有利于提高甲维盐的包封率P EE,但减小了甲维盐在纳米颗粒中的载药率P LE。海藻酸包覆延缓了甲维盐的释放,其释放速率主要受到活性分子与基材的相互作用的影响。Ca^(2+)与海藻酸羧基的静电结合削弱了甲维盐与海藻酸的相互作用,加快了甲维盐的扩散释放,而碱性介质中海藻酸分子与甲维盐之间的相互作用因羧基解离度的增大而增强,具有较好的缓释性能。