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。

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。

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。

手性介孔二氧化硅纳米粒的合成及在载药递药中的应用

背景:近些年来,手性介孔二氧化硅纳米粒逐渐成为了一种热门的药物载体,其是凭借哪些性能具有独特递送药物优势呢?目的:探讨手性介孔二氧化硅纳米粒在药物递送系统中发挥优势作用的关键因素。方法:从手性介孔二氧化硅纳米粒的合成、成型机制、手性性质、载药释药性能及生物安全性研究等方面入手,利用PubMed和中国知网数据库检索1990-2022年的有关文献,根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留相关性较高的49篇文章进行综述。结果与结论:除了模板是合成手性介孔二氧化硅纳米粒的重要条件外,表面活性剂及反应温度、酸碱度、搅拌速度、表面活性剂链长、阴阳离子等因素对合成材料的结构也有所影响。在作为药物载体的应用中,手性介孔二氧化硅纳米粒的扭曲孔道使其在载药和递药方面更具优势,如手性介孔二氧化硅纳米粒的高孔隙网络结构特性可以增加药物的负载量。一般情况下,手性介孔二氧化硅纳米粒的比表面积和孔容越大,载药量越高。手性介孔二氧化硅纳米粒的孔径对药物的晶体结构有抑制作用,可有效改变药物晶型为无定形,从而显著提高药物的生物利用度。如何根据药物应用需求精确设计具有手性形貌或手性结构亦或分子级手性的手性介孔二氧化硅纳米粒是实现该种载体应用价值的关键问题,有待更多的研究。

介孔二氧化硅纳米粒在药物输送领域中的应用

介孔二氧化硅纳米粒具有有序的介孔结构、比表面积大、表面易于修饰及较高的胶体稳定性,在药物靶向治疗和控缓释领域受到越来越多的关注。作为药物载体,未经修饰的介孔二氧化硅具有比较明显的“突释”作用,通过在其表面修饰有机小分子、无机纳米粒子及环状分子等可有效提高药物释放效率,有利于改善体系稳定性和生物相容性,促进介孔二氧化硅纳米粒在药物输送领域的进一步应用。

纳米二氧化硅强化再生骨料混凝土微观结构研究

利用纳米二氧化硅增强的再生骨料(RAs)制备再生骨料混凝土(RAC)并研究其微观结构。试验中选取5种浓度(0%、1.0%、1.5%、2%、2.5%)的纳米二氧化硅溶液,分别在两种不同条件下(常压和1bar的真空加压)浸泡RAs。测试了纳米二氧化硅增强RAs和RAC的化学组分、孔隙率和孔隙结构并表征了其微观形貌。结果表明,单独使用真空加压条件时,2%为二氧化硅溶液的最佳浓度。该处理条件使CH含量降低了40%以上,总孔隙率下降,平均孔径缩小,以及少害孔(小于50nm)的体积分数降低。该结果经环境扫描电镜(ESEM)验证,归因于二次水化使水化产物增多和纳米颗粒的填充作用。微观层面的研究解释了纳米二氧化硅对再生骨料混凝土的强化作用,为建筑与拆除废弃物的高质利用奠定了理论基础。

Chelator-Free法标记介孔二氧化硅纳米颗粒用于乳腺癌靶向PET成像

目的 使用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs),制备新型正电子发射计算机断层显像(PET)分子探针,并检测其表征、生物安全性、放射性化学性能、体内生物分布及评估其体内乳腺癌靶向PET成像性能。方法 用模板法合成MSNs,对其进行纳米表征及生物安全性分析,明确其良好的生物安全性。并用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记,制备出新型纳米PET分子探针^(68)Ga-MSNs,对其进行放射性化学分析,评估其在KM小鼠体内生物分布和对乳腺癌荷瘤小鼠的靶向PET成像性能。结果 MSNs平均粒径为85.03 nm,分散均匀,形貌优良。生物安全性分析显示MSNs在100μg/ml浓度下对细胞增殖无明显影响,显示出良好的生物安全性。^(68)Ga-MSNs的标记率大于95%,放射性化学分析显示,经纯化后^(68)Ga-MSNs放射性化学纯度大于98%,体外标记稳定性优良。KM小鼠体内生物分布显示^(68)Ga-MSNs主要分布于肝脏、脾脏和肺脏。乳腺癌MCF-7荷瘤小鼠模型PET成像表明,^(68)Ga-MSNs在肿瘤部位摄取明显,显示出良好的体内靶向PET成像性能。结论 本研究成功应用Chelator-Free标记法构建的^(68)Ga-MSNs分子探针具有良好的表征、生物安全性及放射性化学性能,具有活体乳腺癌靶向PET成像性能,该研究为乳腺癌的靶向诊疗提供新的药物平台。

金合欢素磷脂复合物介孔二氧化硅纳米粒制备及其体内药动学研究

目的制备金合欢素磷脂复合物介孔二氧化硅纳米粒,并考察其体内药动学。方法以大豆磷脂用量、水浴温度、搅拌时间为影响因素,复合率为评价指标,Box-Behnken响应面法优化磷脂复合物处方,X射线粉末衍射进行晶型分析,测定油水分配系数。溶剂挥发法制备介孔二氧化硅纳米粒,测定体外释药、包封率、载药量、粒径、PDI、Zeta电位,在扫描电镜下观察微观结构。18只大鼠随机为3组,分别灌胃给予金合欢素、磷脂复合物、介孔二氧化硅纳米粒的0.5%CMC-Na混悬液(30 mg/kg),于0、0.17、0.5、1、1.5、2、3、4、6、8、10、12 h采血,UPLC-MS/MS法测定金合欢素血药浓度,计算主要药动学参数。结果最优处方为大豆磷脂用量140 mg,水浴温度46℃,搅拌时间4 h,复合率接近100%。原料药以无定形状态存在于磷脂复合物中,油水分配系数明显升高。介孔二氧化硅纳米粒呈球形,平均包封率为87.48%,载药量为5.67%,粒径为168.27 nm,PDI为0.073,Zeta电位为0.043 mV,240 min内累积释放度约为90%。与原料药、磷脂复合物比较,介孔二氧化硅纳米粒t_(max)缩短(P<0.01),C_(max)、AUC_(0~t)、AUC_(0~∞)升高(P<0.01),相对生物利用度增加至7.90倍。结论磷脂复合物介孔二氧化硅纳米粒可促进金合欢素口服吸收。

负载甲维盐介孔二氧化硅纳米球的制备及其对松材线虫的毒力性能

为了制备一种对松材线虫具有高毒力的负载甲维盐介孔二氧化硅纳米球(EB@MSN),采用一锅溶胶-凝胶法制备EB@MSN,利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和氮气吸附-脱附等温线等方法对载药纳米球的结构及形貌进行表征;并通过分光光度法、热重分析(TGA)和模拟释放实验等方法研究EB@MSN的载药量以及释药性能;最后通过浸虫法研究EB@MSN对松材线虫的毒力,并结合荧光探针技术探究EB@MSN对松材线虫的作用机理。EB@MSN为规则的介孔结构纳米球,比表面积为99.567 m^(2)/g,总孔容为0.3999 cm^(3)/g,平均粒径约为55 nm,EB@MSN的最大载药率为44.16%,模拟释放实验表明,EB@MSN存在一定药物缓释功能,对松材线虫的毒力效果提升至EB的2.5倍,LC 50为17.570 mg/L,荧光探针显示其主要通过提升药物在水中的分散性和线虫体表富集提升对松材线虫的毒力效果。纳米载体MSN通过小尺寸与大比表面效应扩大与靶标的接触面积,明显提高EB对松材线虫的毒力效果,本研究成果为开发高效杀线甲维盐制剂、减少农药使用量和提高农药利用率提供重要基础。

树枝状介孔二氧化硅基纳米材料催化转化二氧化碳的研究进展

近年来,树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(DMSNs)成为催化界的研究热点,因其具有大的开孔结构、高比表面积、优异的溶剂分散性、良好的生物相容性等,上述优点使得DMSNs在实现CO_(2)的捕获和催化转化中取得了良好的发展。结合国内外研究进展,总结了近年树枝状介孔二氧化硅基纳米功能材料在CO_(2)催化转化方面的应用和反应机制,并与传统二氧化硅介孔材料(如SBA-15或MCM-41)的催化转化性能进行比较。最后对该材料在CO_(2)催化转化方面的应用进行了展望。

可再生磁共振造影剂介孔二氧化硅纳米粒的制备与表征

制备一种可再生含钆介孔二氧化硅纳米粒(rMSN-Gd),对其进行表征,探究其应用于核磁共振成像(MRI)的可行性。以稻壳为硅源,掺杂金属钆,制备具有靶向显影功能的rMSN-Gd。透射电镜与扫描电镜观察该纳米材料特征,BET法与X射线衍射表征材料比表面积与介孔状态;能谱分析(EDS)及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)检测纳米粒子元素含量;溶血实验表征其生物相容性;磁共振成像系统观察其在体外和BALB/c裸鼠体内Hela移植瘤的显像特征。制备的rMSN-Gd呈圆球形,分散性良好,表面具有规则的介孔结构,平均粒径为150 nm,钆含量(质量分数)为0.47%。材料具有良好生物相容性;体外MRI成像呈浓度梯度性;将该材料静脉注射裸鼠后约30 min,Hela裸鼠移植瘤信号强度明显增高。本研究成功制备了可再生含钆纳米介孔硅rMSN-Gd,其具肿瘤靶向聚集性,可作为新型磁共振造影剂使用。

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。

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.

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。

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。

介孔二氧化硅纳米粒对黄酮类化合物载药性能及药物释放的影响

目的制备介孔二氧化硅纳米粒,并研究其对黄酮类化合物（芹菜素、槲皮素、橙皮素）载药性能及药物释放的影响。方法制备负载黄酮类化合物的介孔二氧化硅纳米粒,扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射、氮气吸附-脱附解析对其进行表征,高效液相色谱仪测定纳米粒的载药量。结果所得纳米粒形状大小均一,平均粒径230-250 nm,比表面积为1045 cm^2/g,孔径2.8 nm。橙皮素、槲皮素和芹菜素的载药量分别为27%、23%和18%,40 min时的释放量分别为84%、80%和76%。结论介孔二氧化硅纳米粒可实现黄酮类化合物的高负载,并显著提高其在水溶液中的溶出度。

载阿霉素介孔二氧化硅纳米粒的细胞毒性及细胞摄取

目的制备载阿霉素的介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles,MSN),对其理化性质及细胞摄取行为进行初步研究。方法通过聚合法制备MSN,透射电镜表征纳米粒的形态,动态光散射粒径测定仪测定粒子的平均粒径及分布。紫外分光光度计测定阿霉素的负载行为,MTT比色分析法研究粒子的细胞毒性,激光共聚焦显微镜观察其人乳腺癌MCF-7细胞对载药粒子的摄取。结果纳米粒分布均一,平均粒径约70 nm(PDI<0.1),载药量质量分数达到20%。MCF-7细胞对载药粒子的摄取较快,空白纳米粒具有较低的细胞毒性。结论介孔二氧化硅纳米粒具有较高的药物载药量和良好的生物相容性,能较快地被对人乳腺癌MCF-7细胞摄取,有望成为一种新型的药物化疗载体。

介孔二氧化硅纳米粒子药物递送系统研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)是一种新型的无机纳米粒子,近年来将其作为药物递送系统的研究受到广泛关注。本文对MSNs的制备、安全性、载药行为、在药物递送领域的应用等方面的研究进展加以综述。