磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

红外上转换β-NaYF_4纳米颗粒的制备方法研究进展

红外上转换β-NaYF4纳米颗粒作为一种高效的上转换基质材料,在生物医用领域展现出巨大的应用潜力,因而受到关注。介绍了β-NaYF4纳米颗粒的主要制备方法,将其归类为高温热分解法、水热法和离子液体法3种策略,评述了这3种策略的优缺点,提出了当前研究工作中需要解决的问题,并对今后的研究发展方向进行了展望。

石墨烯负载的超微Ru纳米颗粒催化NaBH_(4)水解制氢

氢能被认为是绿色、清洁的新型能源形式,在未来的“碳中和碳达峰”战略中扮演重要的作用。相比于液化储氢方式,固态储氢具有运输和储存安全,使用条件温和等优势。其中NaBH_(4)是目前固态储放氢中研究最为广泛和深入的一种。采用改进的液相沉积-气相还原法可控制备了平均粒径为1.1 nm的超微Ru/rGO催化剂,采用透射电子显微镜对其形貌和物相进行了表征。考察了催化剂的量、NaOH浓度、NaBH_(4)浓度和反应温度对NaBH_(4)水解产氢活性的影响。同时研究了催化剂的循环稳定性以及循环后Ru/rGO的形貌和Ru尺寸分布,该工作将其超微Ru催化剂催化NaBH_(4)水解制氢提供一定的理论和实践参考。

Fe_(3)O_(4)@C纳米颗粒制备及其吸附性能实验设计

实验实践能力的培养是应用型本科教学的重要组成部分,而实验安全是实验进行的基础。利用高压反应釜采用溶剂热法制备了核壳结构的Fe_(3)O_(4)@C纳米颗粒并对其物相结构、形貌等进行了表征,并研究了其对六价铬离子的吸附性能和吸附机理。通过采用高压反应釜制备材料可以加强学生对实验室安全意识的进一步加深及实验操作规范性的训练。通过对材料的表征与分析以及性能研究一系列的综合实验教学,可以进一步加强学生对材料学科的理解与学习,培养学生的科研能力和综合分析能力,促进学生的实践能力和环境保护意识。

Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的共沉淀法制备及其性能研究

目的:开发高效、清洁、经济的磁性纳米颗粒,进一步推动磁絮凝法在污水处理中的应用。方法:采用共沉淀法制备了四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))纳米颗粒,研究了n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比及反应温度对颗粒形貌、粒径、结构、表面官能团、Zeta电位等的影响,并测试了样品的磁性能。结果:n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比为1.75∶1,反应温度为50℃时,共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)纳米颗粒粒径为10~80 nm,晶型稳定,表面基团-OH较多,Zeta电位绝对值小;其饱和磁化强度为67.18 emu·g^(-1),矫顽力为3242.00 A·m^(-1),剩余磁化强度为4.47 emu·g^(-1)。结论:采用共沉淀法制备获得Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,可作为优良的磁絮凝材料促进水中的絮凝反应。

基于“种子-生长”的液相法制备的CoFe_(2)O_(4)纳米颗粒及磁性能

依据不同的应用需求,实现纳米材料颗粒尺寸和形状的可控制备一直是材料制备领域研究的重点。为了研究CoFe_(2)O_(4)纳米颗粒尺寸和形状对于磁性能的影响,本文分别通过传统的液相法和基于“种子-生长”的液相法制备出了不同颗粒尺寸和形状的CoFe_(2)O_(4)纳米颗粒并研究其磁性能。结果表明:CoFe_(2)O_(4)颗粒的尺寸和形状变化会影响纳米颗粒的分散性和矫顽力。其中,通过“种子-生长”的液相法制备的六边形CoFe_(2)O_(4)纳米颗粒的矫顽力在室温下可达383Oe,80K时高达13105Oe。

磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒强化微藻废水处理及产油效果的研究

针对微藻规模化废水处理过程中污染物去除效果不稳定、采收困难及藻细胞油脂提取率低等问题,以磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒作为强化剂和絮凝剂,考察其对微藻废水处理效果、藻细胞生物量和油脂含率及后续微藻采收的提升作用。结果表明,在20 mg/L浓度的Fe_(3)O_(4)NPs作用下,斜生栅藻对污水中COD、NH_(4)^(+)-N和TP的去除率分别达到98.82%、93.25%和78.22%,小球藻生物量增加49.91%,总脂产量增加66.92%;投加30 mg/L浓度的Fe_(3)O_(4)NPs可以在10 min内获得94%的小球藻收获率;当投加浓度增加到100 mg/L时,小球藻细胞的油脂含率由23.27%提升至38.66%,总脂产量增加68.38%。为制定集促进微藻净水效率提高、藻细胞生物量和油脂含率提升及藻细胞快速采收等多种功能于一体的Fe_(3)O_(4)NPs投加策略提供技术参考。

银纳米立方颗粒表面等离子激元增强β-NaYF_4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换的研究

分别采用化学还原法和共沉淀法合成银纳米立方颗粒和β-Na YF4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换纳米发光材料。银纳米立方颗粒的表面等离子共振吸收宽带位于370~750 nm。在油酸溶液体系中,实现了银纳米立方颗粒对上转换纳米材料荧光的表面等离子激元增强,研究了银纳米立方颗粒的掺杂浓度对上转换红光和绿光发射的影响。当银纳米立方颗粒掺杂浓度为2.0%时,对β-Na YF4∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光增强达到最大。红光和绿光上转换发射对应的最大增强因子分别为1.97和1.79。

Fe_3O_4纳米颗粒的制备及其净化含油污水的研究

采用沉淀法在碱性条件下不使用任何表面活性剂直接制备出Fe3O4纳米颗粒。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、XRD粉末衍射仪、振动样品磁强计及激光粒度分析仪对制备的纳米颗粒性质进行了表征。结果显示所制得的Fe3O4颗粒单颗平均粒径约为9 nm,具有超顺磁性,晶型单一,比饱和磁化强度为53.279 emu/g,在水中分散后粒度集中分布在10—26 nm和114—150 nm这2个区域。将其应用于油田污水处理,并与粒度分布在0.5—1.0μm的市售Fe3O4粉末以及活性炭粉末的除油效果进行了对比,研究了3种粉末不同质量分数与净化效果的关系以及磁性纳米颗粒净化油田污水的机理。

导电聚苯胺与Fe_3O_4磁性纳米颗粒复合物的合成与表征

对十二烷基苯磺酸 (DBSA)掺杂的导电聚苯胺 (PAn-DBSA)的氯仿溶液 ,在 p H为中性的条件下 ,采用“修饰 -再掺杂 (Modification-re-doped)法”合成了含有 Fe3O4 磁性纳米颗粒的导电聚苯胺复合物的有机溶液 .用 FTIR,XRD,TEM,UV-Vis和 SQUID等对所得复合物进行了表征 ,结果表明 ,该复合物呈现超顺磁性和半导体的导电性 。

热处理温度对β-NaYF_4:Yb^(3+)、Er^(3+)纳/微米颗粒上转换发光性能的影响

采用溶剂热法和热分解法分别制备纳/微米的β-NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+晶体.根据两种不同粒径颗粒的TG-DTA测试分析,对其进行不同温度的热处理。通过XRD、SEM、FT-IR以及PL等手段研究不同热处理温度对两种粒径的颗粒的尺寸、形貌以及上转换发光性能的影响.研究结果表明,随着热处理温度的升高,纳/微米颗粒的发光性能主要呈现出先升高后下降的趋势。与未作热处理样品对比发现,适当的热处理(580℃)可以提高纳米颗粒的发光强度,却不利于改善微米颗粒发光性能。分析认为,结晶质量的提高、缺陷浓度的降低以及有机配体的去除,导致了纳/微米颗粒的发光性能的逐步提高。而过高处理温度(>580℃)引起的相转变(β→α)和表面Na2CO3的生成又大大降低了稀土离子的发光效率。热处理过程中颗粒之间的不同团聚程度是造成纳/微米颗粒发光性能差异变化的主要原因。

携载阿霉素磁性纳米Fe_3O_4颗粒的制备及逆转多药耐药的实验研究

为了建立一种磁性纳米Fe3O4颗粒携载聚合阿霉素的制备方法,探讨载药纳米颗粒对K562及其耐药株K562/A02的作用,用机械吸附聚合法在4℃、37℃下以不同药球比聚合24、48小时合成载药纳米颗粒,用噻唑蓝比色法检测细胞与载药纳米颗粒悬液孵育48小时后的生存率,并计算细胞抑制率。结果表明:随着磁性纳米Fe3O4颗粒浓度增加,两种细胞抑制率均提高,聚合在4℃、48小时时的细胞抑制率分别高于37℃、24小时的细胞抑制率。结论:磁性纳米Fe3O4颗粒可通过机械吸附法携载阿霉素,聚合具有温度、时间依赖特性;载药纳米颗粒有逆转多药耐药作用。

纳米Fe_3O_4磁性颗粒的制备及应用现状

介绍了纳米Fe3O4磁性颗粒的制备工艺,如机械球磨法、水热法、微乳液法、超声沉淀法、水解法等,归纳了各种制备方法的特点。对Fe3O4颗粒当前的应用热点进行了概述,并对纳米Fe3O4的研究前景进行了展望。

磁性纳米颗粒Fe_3O_4固定化纤维素酶的光谱学研究

以氨水作沉淀剂,用共沉淀法制备了磁性纳米颗粒Fe3O4,并以此为载体,通过碳化二亚胺的活化作用将纤维素酶固定化,通过傅里叶红外和重复多次催化实验证实纤维素酶在磁性纳米颗粒上的固定,透射电镜表征了固定化酶微粒的形貌.用DNS分光光度法测定固定化纤维素酶的活性,研究表明磁性固定化酶的催化作用的最适温度为60℃和pH值为3.94～5.50.结果表明,磁性固定化纤维素酶具有比自由酶更好的热稳定性,贮存稳定性和更广泛的pH值适用范围,为纤维素的转化和利用效率的提高提供了理论基础.

改进多元醇法合成超小超顺磁性Fe_3O_4纳米颗粒

利用改进多元醇法,以无水FeCl3为铁源,3-氨基丙醇为碱性水解剂,聚丙烯酸为稳定剂,成功制备了水分散稳定的超小超顺磁性Fe3O4纳米颗粒。高分辨率透射电镜、X-射线粉末衍射和拉曼光谱分析证实合成的纳米粒子为Fe3O4,Zeta电位、热重和红外光谱分析证实表面包覆的有机物为聚丙烯酸。通过改变多元醇的链长,初步实现了纳米颗粒粒径在1~3 nm之间调控。

锐钛矿型TiO_2/MnFe_2O_4核壳结构复合纳米颗粒的制备及其光催化特性

采用柠檬酸盐前驱体技术，合成了粒径约为20～70nm的尖晶石结构MnFe2O4纳米颗粒，用聚乙烯亚胺（PEI）对MnFe2O4纳米颗粒进行表面处理后，以异丙醇钛为前驱物，采用sol—gel法在纳米MnFe2O4表面包覆锐钛矿型TiO2纳米层形成核壳结构。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计等测试手段对样品的结构、形貌、粒径以及磁学性能等进行了表征。采用罗丹明B的光催化降解反应对所制催化剂的活性进行了评价。结果表明，核壳结构TiO2／MnFe2O4复合纳米颗粒的光催化活性随着壳层厚度的增加而增强，当达到一定厚度以后，其催化活性不随壳层厚度的增加而改变。复合颗粒中TiO2含量达到30wt％，反应时间4h时，TiO2／MnFe2O4磁性光催化剂对罗丹明B的光降解率达到100％，与纯TiO2纳米粉体的催化活性相当，且光催化活性稳定，是一种便于回收、可重复使用的高效光催化剂。

由聚碳硅烷生成纳米SiC颗粒增强B_4C基复相陶瓷的结构与性能

制备了由聚碳硅烷（PCS）为先驱体裂解形成的纳米SiC增强的B4C基复合材料,并与直接球磨混合法制备的纳米SiC增强的B4C基复合材料进行了对比研究.实验结果表明,先驱体法制备的复合材料形成一种复杂的晶内/晶间结构;B4C内部的纳米SiC和Al2O3内部的少量纳米SiC、晶界处的层片状Sic、B4C晶粒内部的SiC亚晶界结构.材料的断裂方式以穿晶断裂为主,形成晶内裂纹扩展路径,增强了材料的韧性.采用PCS为先驱体工艺制备高性能的纳米复相陶瓷,其组织均匀性、致密度和力学性能均优于直接机械混合制备的纳米复合材料.

Fe_3O_4/Ni复合纳米颗粒的制备及其微波吸收特性

采用电爆炸技术,合成了粒径约为70 nm的Ni纳米颗粒,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(MPTS)对Ni颗粒进行表面改性,利用共沉淀法对改性Ni颗粒进行包覆得到核-壳结构的复合纳米颗粒。将获得的复合纳米颗粒作为微波吸收剂,并以不同比例分散到热固性酚醛树脂中,涂刷在200 mm×200 mm的金属板上,用RAM反射率远场RCS测量法研究了微波吸收特性。研究表明,核-壳结构Fe3O4/Ni复合颗粒作为微波吸收剂,在相同质量比条件下,其微波吸收性能明显优于纯Ni纳米颗粒或Fe3O4纳米颗粒的情况,并且在Fe3O4/Ni核-壳结构复合纳米颗粒中随着镍含量的提高,微波吸收增强,而随着Fe3O4含量的增加,微波吸收频段向高频段移动。

Fe_3O_4纳米颗粒的溶剂热法制备及电磁特性研究

采用溶剂热方法分别在聚乙二醇、三乙二醇溶液中热分解乙酰丙酮铁,得到分散性能良好、尺寸均匀、形貌一致的Fe3O4纳米颗粒,颗粒尺寸为7～8nm。通过X射线衍射及透射电镜研究发现,两种溶液中制备样品均为面心立方结构,且在三乙二醇溶液中制备颗粒分散性更好。分别对两种样品进行磁测量,发现室温时均表现出超顺磁性,398kA/m时的磁化强度分别为50、40A·m2/kg。微波吸收测试显示,颗粒的分散性有利于改善样品的反射损耗。

Fe_3O_4纳米颗粒在含油污水处理中的应用

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米颗粒,并对其组成和形貌进行了表征。结果表明:Fe_3O_4颗粒近似球形,粒径20 nm,呈立方晶型。在磁场作用下,200 mg/L的Fe_3O_4与150 mg/L的阳离子破乳剂LY复配使用,使模拟含油污水中的油由413.4 mg/L降至27.4 mg/L,除油率达到93.3%。Zeta电位测试表明,Fe_3O_4与LY复配可中和油滴表面电荷。Fe_3O_4用乙醇、去离子水超声水洗再生,重复使用3次,其除油率仍在60%以上。