中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs)的合成及其生物相容性

以CaCO_3为模板合成中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs),并通过透射电镜(TEM)和小角X射线粉末衍射(SAXRD)对样品进行表征,通过流式细胞仪检测HMSNs样品对A549的细胞内吞能力及生物相容性.结果表明:CaCO_3-HMSNs是以CaCO_3为核,介孔二氧化硅为壳的纳米粒子;当材料的质量浓度为62.5μg/mL时,细胞的存活率为100%;有92.80%的细胞吸收了样品HMSNs,即HMSNs具有较高的细胞内吞能力及生物相容性.

RGD肽修饰的pH响应型中空介孔二氧化硅纳米粒子的制备与评价

以聚多巴胺(PDA)为反应平台,对中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMSN)进行RGD肽和聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOz)双重修饰,构建了RGD肽和PEOz共同修饰的中空介孔二氧化硅纳米载体(HMSN-PEOz-RGD),以盐酸阿霉素(DOX)为模型药物构建载药体系DOX@HMSN-PEOz-RGD,用红外光谱法(FTIR)对载体进行结构表征,考察载药体系的载药量、包封率及载体的形态、粒径及Zeta电位,通过体外释药实验研究载药体系在不同pH值下的响应性释放,以人乳腺癌细胞MCF-7为模型,考察载体的生物相容性及载药体系的细胞毒性及细胞摄取过程。结果表明,HMSN-PEOz-RGD的平均粒径为(256.1±26.5)nm,粒径分布较均匀;DOX@HMSN-PEOz组和DOX@HMSN-PEOz-RGD组的体外释药都表现出明显的pH依赖性,即酸性(pH值5.0)条件下药物快速释放,而在生理pH值(pH值7.4)条件下药物释放缓慢;生物相容性实验结果显示,各载体在2.5~80μg·mL^(-1)的浓度范围内,与MCF-7细胞共培养24 h后,细胞存活率均在89%以上,表明载体具有良好的生物相容性;体外抗肿瘤活性实验结果表明,相比于其余载药制剂组,DOX@HMSN-PEOz-RGD组细胞的生长明显得到抑制,RGD修饰显著促进了DOX的细胞摄取。本研究所构建的纳米载体能够特异性靶向递送DOX,具有一定的应用前景。

中空介孔二氧化硅纳米粒包载柚皮素的制备及其对A549细胞的抑制作用

目的采用中空介孔二氧化硅纳米粒(HMSN)包载柚皮素,并考察其对人肺癌细胞A549的抑制作用。方法以纳米粒为载体,通过吸附法包载柚皮素,扫描电镜和透射电镜观察载体形态结构,X射线衍射法(XRD)和差示扫描量热法(DSC)进行固体状态表征,体外溶出实验考察柚皮素溶出度,细胞毒性实验和细胞摄取实验考察对A549细胞的作用机制。结果所得HMSN可显著提高柚皮素溶出速率,纳米载药体系可被A549细胞摄取,并对其有显著抑制作用。结论 HMSN具有良好的增溶作用,包载柚皮素后的纳米给药体系可用于治疗人肺癌。

中空介孔二氧化硅纳米粒子负载的鱼藤酮纳米颗粒在黄瓜植株中的吸收和传导特性

【目的】以纳米载体作为农药载体,提高农药利用率。【方法】采用自模板合成法,在合成实心介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)的基础上,以水为刻蚀剂制备中空介孔二氧化硅纳米粒子(Hollow mesoporous silica nanoparticles,HMSNs)。通过溶剂挥发法将植物源农药鱼藤酮(Rot)负载到HMSNs的孔道中,制备得到Rot@HMSNs。测定Rot@HMSNs的缓释性能和杀虫活性。HPLC检测Rot@HMSNs中鱼藤酮在黄瓜植株中的系统分布。【结果】所制备的HMSNs粒径约250 nm,比表面积达999.4 m^(2)/g。Rot@HMSNs粒径均一,载药率达46.7%,具有良好的释放特性,释放模型符合Ritger-Peppas释放模型。HMSNs显著提高了鱼藤酮在黄瓜植株中的吸收和传导能力。【结论】通过纳米载体HMSNs可以提高鱼藤酮的利用率,此研究对于减少农药使用量、降低环境污染具有重要意义。

纳米金颗粒@介孔二氧化硅修饰钛种植体促进高糖条件下的成骨分化

背景:微纳米结构改性是钛种植体表面处理的热点研究领域。糖尿病高血糖环境会影响钛种植体与骨组织形成稳定的结合,探索通过表面微纳结构改性来提高钛种植体在高糖环境下的成骨活性是有必要的。目的:观察钛表面纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层对体外高糖条件下成骨分化的影响。方法:分别制备纳米金颗粒悬浮液与介孔二氧化硅,将二者按一定比例混合在去离子水中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液。取钛片,分3组处理:光滑组经过水砂纸打磨处理,纳米管组经过水砂纸打磨处理后采用阳极氧化技术制备二氧化钛纳米管涂层,实验组制备二氧化钛纳米管涂层后浸泡于纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层,表征3组钛片表面的微观形貌、亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,通过细胞活/死荧光染色及CCK-8实验检测细胞增殖,DAPI/鬼笔环肽染色检测细胞黏附。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,加入高糖成骨诱导培养基培养,通过碱性磷酸酶与茜素红S染色检测成骨分化。结果与结论:(1)扫描电镜下可见光滑组钛片表面均匀平坦,纳米管组钛片表面排列紧密的二氧化钛纳米管阵列,实验组钛片在二氧化钛纳米管表面及内部均负载纳米金颗粒@介孔二氧化硅;纳米管组、实验组钛片亲水性均优于光滑组。(2)细胞活/死荧光染色结果显示,3组钛片表面的细胞活力均高于90%;CCK-8实验结果显示,实验组细胞增殖率高于光滑组、纳米管组;DAPI/鬼笔环肽染色结果显示,二氧化钛纳米管涂层、纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层更有利于细胞黏附。(3)碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,实验组钛片表面细胞碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化程度均高于光滑组、纳米管组。(4)结果表明,纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层可增强钛表面生物活性,促进高糖环境下的成骨分化。

中空介孔二氧化硅负载戊唑醇纳米缓释颗粒的制备及生物活性

本研究以中空介孔纳米二氧化硅(hollow mesoporous nano silica, HMS)为载体负载戊唑醇(tebuconazole, Teb),制备了戊唑醇@中空介孔纳米二氧化硅(Teb@HMS)缓释颗粒。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪(BET)及热重分析仪(TGA)等仪器对其形貌、结构与性能进行了表征。通过高效液相色谱(HPLC)分析研究了戊唑醇在缓释颗粒中的释放行为。通过菌丝生长速率法、盆栽试验和田间防效试验测定了Teb@HMS缓释颗粒对立枯丝核菌的抑制活性及对水稻纹枯病的防治效果。通过水稻种子发芽试验和斑马鱼试验对Teb@HMS的安全性进行了评价。结果表明:所制备的纳米二氧化硅载药粒子呈规整的中空介孔结构,对戊唑醇的载药率为52.02%,缓释时间长达400 h;Teb@HMS缓释颗粒降低了戊唑醇对非靶标生物水稻种子及斑马鱼的毒性,抑菌活性明显优于戊唑醇原药;盆栽和田间试验结果显示,施药后第18天Teb@HMS针对水稻纹枯病的保护作用防效分别达61.79%和70.42%。该研究可为中空介孔纳米二氧化硅缓释颗粒在农药减量化和植物病害绿色可持续防控方面提供技术支撑和理论指导。

温敏聚合物修饰中空介孔二氧化硅纳米粒子及其复合纳米纤维的构建与释药性能

传统的载药纳米纤维存在药物负载不稳定、释放过快等问题。基于此,本文利用温敏聚合物包覆中空介孔二氧化硅纳米颗粒(HMSN),将其作为药物载体与聚己内酯(PCL)纳米纤维复合,探究了复合纳米纤维膜的释药及抗菌性能。采用自由基聚合方法在HMSN表面接枝异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺的共聚物(P(NIPAM-co-AM)),将疏水性药物环丙沙星(CIP)负载到共聚物改性纳米粒子(PHMSN)中,利用SEM、TEM、TG、比表面积分析(BET)、FTIR及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段表征了HMSN和PHMSN的微观结构和温度响应性能等。将PCL与载药PHMSN共混后利用静电纺丝技术制备了复合纤维膜(CIP@PHMSN-PCL)。CIP@PHMSN-PCL具有温度刺激响应的药物控释功能,在45℃和25℃下,72 h时CIP的累计释放率分别达到90.78%和72.67%。Korsmeyer-Peppas模型较好地描述了药物释放动力学,表明扩散是复合纤维膜释药的主要机制。45℃条件下,载药纤维膜对大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌率均达到100%;而在25℃下,膜对两种菌的抑菌率仅为92.34%和95.83%,证明了不同温度下CIP@PHMSN-PCL膜释药性能的差异。总之,载药PHMSN复合纳米纤维膜具有环境温度调控的释药功能及优异的抗菌活性,在生物医学领域具有潜在的应用价值。

树枝状介孔二氧化硅负载纳米银用于太阳能驱动的清洁水生产

合成了树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(Dendritic Mesoporous Silica Nanoparticles,DMSNs),随后通过化学还原法在其孔道中装载纳米银(Ag),最终得到Ag@DMSNs复合物。由于纳米银被固定在DMSNs孔道中,因此不易发生团聚,且纳米银的等离激元耦合效应使Ag@DMSNs在太阳辐射范围内具有强的广谱吸收。更重要的是,等离激元弛豫过程中的热效应可以将太阳能高效转化成热,例如,Ag@DMSNs在一个模拟太阳光照射下5 min内(1 k W·m^(-2),420~2500 nm)即可使其表面温度从26℃升温至70℃。将Ag@DMSNs负载于多孔的聚氨酯泡沫材料上,其在一个太阳辐照下的水蒸发速率可达到1.10 kg·m^(-2)·h^(-1),且在模拟海水中也能保持较好的稳定性能。此外,在Ag@DMSNs复合物中纳米银等离激元的弛豫过程中产生的热电子可以有效去除水中污染物,如降解亚甲基蓝。这些结果表明,合理构筑等离激元耦合模式,并利用等离激元弛豫过程中的热效应和热电子效应是实现太阳能驱动的清洁水生产的有效途径,这将为解决日益严峻的淡水稀缺问题提供新思路和新材料。

合成方法对Co基介孔二氧化硅纳米球丙烷脱氢性能的影响

以树枝状介孔二氧化硅纳米球为载体、Co为活性组分,分别采用等体积浸渍法、嫁接法和掺杂法制备了含Co介孔二氧化硅纳米球催化剂,利用XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附、XPS等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的丙烷脱氢制丙烯的催化活性。实验结果表明,在嫁接法和掺杂法制备的催化剂中,活性组分Co的分散性更好,主要以Co^(2+)形式存在并与载体产生较强的相互作用;掺杂法合成过程简单,催化剂中树枝状介孔二氧化硅纳米球载体的结构保持更完整,催化剂表现出良好的丙烷脱氢活性和稳定性。

中空介孔二氧化硅微球提高茶多酚稳定性

目的:提高茶多酚(TP)的稳定性。方法:利用乳液模板法制备中空介孔二氧化硅(HMSN),通过有机溶剂浸渍将TP载入HMSN中,得到HMSN@TP复合物。对HMSN@TP在光照、温度、酸碱以及气体等因素作用下的稳定性进行研究,并对TP自由基清除能力和抗菌性能进行检测。结果:制备的HMSN@TP复合物中TP质量分数为10.85%,HMSN的包封有效改善TP的水分散性;与自由TP相比,HMSN@TP贮藏7 d后TP保留率提升17%;在不同光照、温度、酸碱及气体环境下,HMSN的包裹能够显著降低TP的降解速率,同时提高TP的抗氧化性;大肠杆菌的抑菌试验结果表明HMSN的包裹没有影响TP的抗菌性。结论:HMSN@TP有效提高TP的稳定性,使其活性在不同环境下能够得到更好的保持。因此,HMSN可以作为TP的候选载体,以提高TP在不同加工过程中的稳定性。

基于介孔二氧化硅纳米粒子的农药可控释放研究进展

鉴于介孔二氧化硅纳米粒子(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)具有比表面积大、孔径可调节、孔道均匀、内外表面易于修饰和生物相容性好等优点,其在药物控释方面的应用已成为当前国内外研究的热点。本文综述了介孔二氧化硅纳米粒子的制备方法(软模板法、硬模板法和自模板法),表征技术[扫描电镜分析(SEM)、透射电镜分析(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、物理吸附分析、热重和差热分析(TGA-DTA)和傅里叶红外光谱分析(FT-IR)]及其在农药领域的研究应用状况,探讨了以介孔二氧化硅纳米粒子作为农药载体时存在的问题,并对其应用前景进行了展望。

中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂,在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合,并将其氰基偕胺肟化,用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料——中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及N_2吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征.结果表明,制备的中空微球直径约为400 nm,其壁上孔径约为11.0 nm,比表面积约为431 m^2/g,锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm,比表面积降低为347 m^2/g.HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g,吸附过程中伴随化学反应,符合伪二级动力学模型,可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.

透明质酸修饰的介孔二氧化硅包覆金纳米棒的制备及在肿瘤化疗-热疗联合治疗中的应用

通过在包覆了金纳米棒的介孔硅表面修饰生物相容性的透明质酸,得到了具有肿瘤靶向性的多功能药物载体.实验结果表明,透明质酸可以通过酰胺键修饰在介孔硅表面,所得药物载体可在透明质酸酶作用下实现选择性释放.该体系在近红外区域具有较高的吸收,可以在近红外光照射下实现光热转换.细胞实验结果表明,该多功能药物载体可以有效靶向CD44过量表达的乳腺癌细胞,通过CD44介导的内吞富集在肿瘤内部,结合化学药物治疗和光热治疗,显示出更高的肿瘤细胞凋亡效率.

介孔二氧化硅纳米粒在农业中的应用

介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)具有高容量介孔空间、比表面积大、稳定性强、内外表面易于修饰和生物相容性好等优点,其在农业上的应用已成为当前国内外研究的热点。综述近年来国内外MSNs在农业生产上的应用进展,详细阐述MSNs作为载运系统在农业投入品和转基因方面的优势,讨论MSNs在环境污染治理、农产品贮藏保鲜、探测传感器等方面应用的特点,解析植物吸收、运输和积累MSNs的过程以及其与植物互作的原理,综合评估MSNs的生物安全性。最后,针对目前存在的问题和发展前景进行展望,以期为更有效地利用MSNs解决农业生产中的实际问题提供参考与理论支撑。

pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及可控释放

选择带负电荷且溶解度和分子结构对pH值非常敏感的聚丙烯酸作为封堵分子,采用静电吸附的修饰方法,制备了pH响应的MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒.利用高倍透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及比表面积分析等手段表征了介孔二氧化硅纳米颗粒的物理化学性质.以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子,研究了pH调控下的模式客体分子在介孔二氧化硅纳米颗粒中的包裹及释放行为.结果表明,该介孔二氧化硅纳米颗粒对pH具有很好的响应性;在近中性条件下,带正电的二氧化硅纳米颗粒通过静电吸附作用吸附带负电的聚丙烯酸,导致介孔封堵,使包载的染料分子几乎无释放;客体分子的释放率随着pH值的降低而升高,当pH≤5时,染料分子显著释放,pH=1时客体分子的释放率高达98%,可以实现对包载客体分子的控制释放.该pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒载体具有制备简便、价格低廉和包载量大等优点,有望应用于药物的控制释放.

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。

溶液中稳定分散的介孔二氧化硅纳米球的制备及其生物毒性研究

目的介孔纳米材料有望成为一种新型的药物载体应用于药物领域，文中制备在溶液中能稳定分散的介孔二氧化硅纳米球（MesoporousSilicaNanospheres，MSNs）并探讨其生物毒性。方法以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，采用溶胶凝胶法制备MSNs，利用透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸附-脱附仪检测MSNs的物理化学性质；检测MSNs对293T细胞（人胚肾细胞）增殖的影响；观察BALB／c小鼠尾静脉注射20mg／kg和40ms／kg剂量MSNs后肝、脾、肾、心、脑和肺的病理学变化。结果制备的MSNs在溶液中可稳定分散，平均粒径为100nm，具有高度有序的二维六方结构。体外实验结果：50～400μg／ml范围内，MSNs对293T细胞成活率没有影响（P〉0．05）；体内实验结果：40mg／kgMSNs导致BALB／c小鼠肝和肺出现病理变化。结论在溶液中稳定分散的MSNs对293T细胞没有毒性；长时间尾静脉注射高剂量MSNs对小鼠肝和肺有一定程度的损伤，通过控制MSNs的使用剂量与使用周期可以避免对动物组织器官的毒副作用。

荷载紫杉醇介孔二氧化硅纳米粒的制备及体外性能

介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticle,MSN)作为药物载体已成为纳米给药系统研究的热点。以无序孔道的MSN为载体,以溶剂吸附法负载化疗药物紫杉醇(PTX),从而制备得到PTX@MSN。考察了PTX@MSN的理化性质、药物体外释放行为和体外抗肿瘤活性等特性。研究结果表明,PTX@MSN载药量为(23.76±1.14)%,在水性介质中分散良好,粒径约为250 nm,电位为-(8.01±1.81)mV。PTX@MSN具有药物缓释特性,24h后PTX累积释放率为(23.62±2.15)%。细胞毒性结果显示,空白MSN生物安全性良好,而PTX@MSN组对人肝癌HepG2细胞的杀伤作用较市售Taxol组强。本研究为MSN递送抗肿瘤药物提供一定的理论与应用基础。

纳米镍/介孔二氧化硅复合材料的组装及结构和性质Ⅰ:纳米镍/介孔二氧化硅复合材料的制备及结构表征

利用介孔组装,可以进行纳米复合材料结构和功能设计.通过溶胶-凝胶方法,采用混合、浸泡和氢热还原工艺,获得纳米镍/介孔二氧化硅复合材料.运用DSC、XRD、XPS、TEM等手段对纳米镍/介孔二氧化硅复合材料进行表征.结果表明,纳米金属Ni颗粒的尺寸由介孔SiO2的结构和孔径分布决定,受还原温度和成分等影响,在8～20 nm范围变化,浸泡法更容易获得纳米金属颗粒均匀分布的复合材料.由于SiO2介孔结构连通,纳米Ni表面存在氧化,纳米颗粒存在于介孔中形成壳结构.介孔二氧化硅基体中添加稀土元素Ce,有利于增强介孔基体骨架强度,限制纳米颗粒聚集长大.

卡维地洛-中空介孔二氧化硅固体分散体的制备与表征

制备中空介孔二氧化硅纳米粒子,并考察其载药性能以及对药物溶出度的影响。以难溶性药物卡维地洛为模型药物,以中空介孔二氧化硅为载体,无水乙醇为溶剂,采用溶剂浸渍挥干法制备卡维地洛固体分散体,通过透射电镜、扫描电镜、N2吸附-脱附、红外光谱、差示扫描量热法和X线粉末衍射法等表征其物相特征,并对其溶出行为和稳定性进行考察。结果显示,药物以无定型形式高度分散于中空介孔二氧化硅的内部和孔道中;当药物与载体的质量比为1∶5时,药物60 min累积溶出可达95%;经过3个月稳定性加速试验后,固体分散体中药物的溶出和含量未发生明显变化。以中空介孔二氧化硅作为难溶性药物固体分散体载体能显著改善药物的溶出,具有实际应用价值。