氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响

目的探索氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响。方法将玉米分成3份,经过不同浓度氧化锌纳米颗粒悬浮液的处理,以不添加氧化锌纳米颗粒作为对照,置于30℃下模拟储藏35 d,对不同处理组的玉米霉菌区系和储藏品质变化进行监测与分析。结果储藏35 d后,处理组霉菌量为4.0×10^(4)CFU/mL,而对照组霉菌量为1.4×10^(6)CFU/mL,表明氧化锌纳米颗粒有效抑制了玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖。玉米在整个储藏过程中优势霉菌主要为黄曲霉、黑曲霉、温特曲霉、桔青霉和查氏青霉等青霉属和曲霉属。随着储藏时间的增加,玉米中脂肪酸值、电导率、丙二醛显著上升,过氧化物酶活力显著下降,水分也呈下降趋势。揭示了低浓度氧化锌纳米颗粒对细胞膜有一定的保护作用,而高浓度氧化锌纳米颗粒会对细胞膜系统造成破坏。结论氧化锌纳米颗粒可以显著抑制玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖,同时低浓度添加更有利于玉米的储藏。

生物合成氧化锌纳米颗粒材料及其抗菌应用

随着环境污染加剧与抗生素的广泛使用,各种威胁人类健康的疾病逐渐爆发,病原菌对抗生素的耐药性问题也愈发严重。这促使许多研究都集中在对绿色环保、抗菌活性强、不易产生耐药性的新型抗菌剂的探索上,并且纳米技术已被证明可作为对抗病原菌的有效手段。氧化锌纳米颗粒材料具有优异的抗菌抑菌性能,有望作为新型金属离子抗菌材料而被广泛应用。与传统物理化学方法相比,氧化锌纳米颗粒的生物方法具有操作简单、安全性高、对环境污染小等优势,已成为纳米合成技术发展的新趋势。本文首先综述了利用植物、藻类、微生物等提取物进行氧化锌纳米颗粒的生物合成方法与合成机理,总结了氧化锌纳米颗粒的抗菌机制,讨论了氧化锌纳米材料在医药行业、纺织工业、食品行业、农业等相关领域的抗菌应用,最后进一步展望了含有氧化锌的创新型多金属复合型纳米颗粒的相关研究与应用前景,为氧化锌纳米技术发展提供了新思路。

氧化锌纳米颗粒对生菜养分吸收及光合作用的影响

为评价氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)对植物的毒性效应,以生菜为材料,以Zn^(2+)和ZnO微米颗粒作为对比,采用水培方法,研究不同质量浓度ZnO NPs(0、5、50、250 mg/L)对生菜养分吸收及光合作用的影响。结果表明:ZnO NPs抑制生菜的生长,随着ZnO NPs质量浓度的升高,生菜生物量明显降低。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜地上部镁、铁、锰、铜含量分别减少18.0%~33.3%、19.0%~28.6%、17.2%~28.3%、17.4%~33.8%。50、250 mg/L ZnO NPs处理显著降低了生菜的叶绿素含量及叶绿体活性。在5~250 mg/L ZnO NPs处理下,生菜净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))分别下降33.7%~75.0%、21.3%~36.7%、11.2%~29.0%、30.7%~83.4%,最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学猝灭系数(qP)、实际光化学量子产量(Φ_(PSⅡ))、电子传递效率等叶绿素荧光参数分别下降6.3%~18.8%、7.0%~14.0%、5.0%~20.0%、5.8%~20.7%。250 mg/L ZnO NPs对生菜光合作用的抑制远大于对应的Zn^(2+)释放量及相同质量浓度的ZnO微米颗粒。这些研究结果表明,ZnO NPs可以通过影响生菜矿质养分的吸收、阻碍叶绿素的合成和降低光系统Ⅱ的活性来抑制生菜的光合作用。

氧化锌纳米颗粒在体内和体外对角膜的毒性评估

目的:通过构建体内和体外染毒模型,观察氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对角膜的毒性影响。方法:体外培养原代人角膜上皮细胞(HCEpiC),暴露于0.5、5、12.5、25、50、100、250μg/mL氧化锌纳米颗粒24h,设不含纳米溶液的细胞培养液为空白对照组。采用MTT比色法评估细胞的活性。三种不同浓度(25、50和100μg/mL)的氧化锌纳米颗粒分散液暴露于麻醉后小鼠结膜囊内,磷酸盐平衡缓冲液(PBS)点眼为PBS对照组,每天3次,连续7d,第1、3、5、7d观察角膜形态,第8d取出眼球,观察角膜病理改变和炎症因子(TNF-α,IL-6)表达水平情况。结果:不同浓度的氧化锌纳米颗粒处理原代人角膜上皮细胞24h后,MTT结果显示,与空白对照组相比,氧化锌纳米颗粒在0.5μg/mL即对细胞有损伤作用,细胞存活率约80%(P<0.05),5μg/mL剂量时可致半数细胞死亡,在5~250μg/mL浓度范围对细胞的损伤作用具有浓度依赖性(P<0.0001)。不同浓度的氧化锌纳米颗粒暴露小鼠结膜囊,点眼7d后,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组可见部分角膜上荧光素的点状着染,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜见局部圆形荧光素着染区。HE染色结果显示,25μg/mL和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组的角膜上皮层、基质层厚度、基质层免疫细胞数目无明显改变(均P>0.05),而100μg/mL氧化锌纳米颗粒组角膜上皮层变薄、角膜基质层变厚、基质层免疫细胞明显增多(均P<0.05)。免疫组织化学染色结果显示,100μg/mL氧化锌纳米颗粒组产生TNF-α、IL-6的角膜基质免疫细胞数及TNF-α、IL-6的平均光密度(IOD)值均明显高于PBS对照组(P<0.05),且炎症反应程度具有浓度依赖性,25μg/mL氧化锌纳米颗粒和50μg/mL氧化锌纳米颗粒组免疫细胞数和IOD值与PBS对照组相比均无明显增高(P>0.05)。结论:氧化锌纳米颗粒在体外和体内均对角膜具有毒性损伤作用,为氧化锌纳米颗粒眼部安全性评价提供了一定的理论依据。

氧化锌纳米颗粒缺陷能级发光特性研究

报道了在室温下用荧光光谱仪和飞秒脉冲激光激发诱导光致发光,获得氧化锌纳米颗粒(平均直径约为10nm)缺陷发光光谱的实验,验证了氧化锌纳米颗粒缺陷能级的位置。锌填隙缺陷在距离导带底0.4eV处产生浅施主能级,锌空位缺陷在价带顶0.3eV处产生浅受主能级,氧锌替位缺陷在价带顶1.08eV处产生深受主能级,在导带底1.56eV处有氧空位缺陷引起的深杂质能级产生,氧填隙缺陷在价带顶1.35eV处产生深受主能级。

氧化锌纳米颗粒对污泥厌氧消化过程的影响研究

建立了污泥厌氧消化反应器,以氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)为研究对象,研究了不同浓度ZnO-NPs(0,2,30,60,90,120,150mg/g-VSS)对污泥厌氧消化过程的影响,分析了可能存在的剂量-效应关系.低浓度(2mg/g-VSS)ZnO-NPs对污泥厌氧消化过程影响较小;较高浓度下,ZnO-NPs对污泥厌氧消化产气效率、有机物降解效率和污泥减量效果等具有显著影响,而对挥发酸产量及其组成无显著影响.ZnO-NPs暴露浓度为30,60,90,120mg/g-VSS时,平均日产气量直线下降,在120mg/g-VSS浓度后平均日产气量为对照组的10%左右.ZnO-NPs对有机物降解效和污泥减量存在明显抑制作用,且随着ZnO-NPs浓度的升高,SCOD去除率、TCOD去除率和R_(VSS/TSS)值降低.ZnO-NPs浓度升高到120mg/g-VSS时,SCOD去除率、TCOD去除率和R_(VSS/TSS)值分别减少到对照组的3%、36.5%和74%.此外,当ZnO-NPs暴露浓度从2mg/g-VSS升高到150mg/g-VSS时,污泥减量率从23%左右下降至4.8%左右.

氧化锌纳米颗粒抗菌活性在医学中的应用及研究进展

氧化锌纳米颗粒(Zinc oxide nanoparticles,Zn O-NPS)是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100 nm。由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,具有高透明度、高分散性等特点。近年来随着对Zn O-NPS抗菌作用的深入研究,其在医学领域的应用逐渐增加,该文针对Zn O-NPS的抗菌作用在医学中的应用作一综述与展望。

氧化锌纳米颗粒对膜-生物反应器运行性能的影响

考察了城市污水中典型浓度的氧化锌(ZnO)纳米颗粒对膜-生物反应器(MBR)运行、活性污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,ZnO纳米颗粒不利于微生物对有机物的去除,但是不会影响微生物对氨氮的去除.由于微滤膜的截留作用,ZnO纳米颗粒对MBR的出水没有影响.ZnO纳米颗粒的投加导致溶解性微生物产物(SMP)浓度从17.9mg/gVSS上升到35.0mg/gVSS左右,污泥粒径由162.9μm下降到105.2μm,引起了外部阻力的上升,造成了膜污染的加剧.ZnO纳米颗粒会抑制微生物活性和改变活性污泥中微生物的种群结构,这主要与ZnO纳米颗粒释放的Zn2+有关.

基于氧化锌纳米颗粒-石墨烯异质结构的高性能紫外光探测器

报道了一种基于水热反应制备无表面活性剂的氧化锌纳米颗粒-还原石墨烯异质结构的新方法．研究表明异质结构中氧化锌纳米晶体颗粒的平均直径为5nm，这些颗粒均匀分布在还原石墨烯表面，其密度可以通过反应物的浓度进行有效调节．并进一步构建了基于这种异质结构的光电探测器．该探测器对紫外光的响应很快，光电流响应变化可达四个量级．这些结果表明该异质结构特别适合作为替代材料用于设计和构建高性能的紫外光探测器件．

氧化锌纳米颗粒诱导促死亡自噬杀伤肾癌细胞的实验研究

目的探讨氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)对肾透明细胞癌细胞Caki-1的杀伤效应及其与自噬的相关性。方法于96孔板内制备Caki-1单层细胞(2×10^3/孔),用不同浓度(1、5、10、15、20、25μg/ml)的ZnO NPs处理后或用15μg/ml ZnO NPs处理不同时间(6、12、24 h)后,噻唑兰(MTT)法检测ZnO NPs对Caki-1细胞的生长抑制作用。随后,用Western blot法检测不同处理组细胞自噬效应的变化,最后再次利用MTT法及Hoechst33342/PI染色法测定ZnO NPs与自噬抑制剂或增强剂共处理后细胞活力的改变。结果ZnO NPs对Caki-1细胞具有剂量及时间依赖性的杀伤效应。且ZnO NPs亦可诱导剂量及时间依赖性的自噬效应。将ZnO NPs与自噬抑制剂渥曼青霉素(Wort)共处理后,微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ型(LC3-Ⅱ)蛋白的积累减少。ZnO NPs与自噬诱导剂海藻糖(Trehalose)共处理后,LC3-Ⅱ蛋白的积累增多。同时,将ZnO NPs与Wort或氯喹共处理后,细胞活力相较于ZnO NPs单独处理组有所回升;而将ZnO NPs与Trehalose联合处理细胞后,细胞活力进一步降低。结论ZnO NPs对Caki-1细胞具有剂量及时间依赖性的杀伤效应;在Caki-1细胞中可诱导促死亡自噬效应,抑制自噬可降低ZnO NPs对细胞的杀伤作用,增强自噬可促进ZnO NPs对细胞的杀伤作用;ZnO NPs可促进自噬体的形成,而非抑制自噬底物的降解。

氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中微生物的抑制作用

玉米作为我国粮食储备的主要粮种之一,因其水分含量高、营养物质丰富、带菌量大等特点极易发生霉变、真菌毒素超标。本实验采用水热法优化制备了一种氧化锌纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles,ZnO-NPs),以水为溶剂,n(Zn^(2+))∶n(OH^(-))为1∶8、水热温度120℃、恒温6 h条件下,制备的纳米颗粒为球形,采用动态光散射法测得ZnO-NPs的平均粒径为93 nm,多分散系数为0.024。X射线能谱分析、X射线衍射分析、傅里叶变换红外光谱分析等结果显示,所制备的纳米颗粒只含Zn和O两种元素,具有ZnO所特有的晶体结构和化学键特征。抑菌实验结果显示,所制备的ZnO-NPs对细菌和真菌有显著的抑制效果,玉米中添加ZnO-NPs后经过30 d的储藏,与对照组相比其菌落总数明显降低,且减缓了玉米品质劣变。研究结果表明,ZnO-NPs有助于抑制玉米储藏过程中的微生物繁殖,可为实现玉米长期安全储备过程中开发新的微生物抑制剂提供数据支撑。

氧化锌纳米颗粒对小麦储藏过程中微生物生长的影响研究

小麦作为我国的主要储备粮种之一,也是世界上的主要运输交易粮种之一,因其营养丰富、带菌量大、易发生虫害等因素,在小麦的长期储藏及运输过程中较容易的发生腐败、霉变、真菌毒素超标等问题。本文以前期制备的无机纳米抑菌材料氧化锌纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles,ZnO-NPs)为基础,探索了将氧化锌纳米颗粒作为微生物抑制剂,添加到小麦的储藏过程中。在7周的模拟储藏试验中,与对照组相比,添加了ZnO-NPs后,小麦表面细菌和霉菌的生长繁殖均得到了显著抑制,同时小麦的主要品质指标面筋吸水率和降落数值并没有明显的劣变。研究结果表明,ZnO-NPs有助于抑制小麦表面微生物的生长繁殖,同时不会加快小麦的品质劣变,能够为确保小麦安全储藏开发新的微生物抑制剂提供数据支撑。

制革工业中含氧化锌纳米颗粒的抗菌加脂剂的制备

抗菌性的氧化锌纳米颗粒,与不同链长的石蜡发生乳化反应,可用作加脂剂.以铬鞣家具革为研究对象,制备了不同配比的纳米氧化锌与石蜡的乳化液.使用Keyence VHX-1000型数字显微镜,对制备好的乳液进行研究,测量了乳液的平均粒径.皮革经乳化处理后,按家具革生产工序进行加工,乳液用于加脂过程中.根据ASTM标准E 2149-01对成品革的抗菌性能进行了评价,结果显示处理过的皮革上细菌数量明显下降.使用ATLASXENOTEST ALPHA+测试仪,检验了本研究中使用的加脂剂对皮革耐光性能的影响,结果表明,纳米氧化锌颗粒提高了皮革胶原纤维的紫外吸收性能.

氧化锌纳米颗粒的微生物合成及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用:综述(二)

(上接第8期)能力。此外,此外,作者通过观察NPs来证实他们的结果TEM分析记录了10-15nm范围内较小尺寸的NPs。这一发现与Ma等[99]报道的结果一致,后者记录了银NPs的吸收峰随pH值的增加而增加。在pH6时用尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)合成的银纳米颗粒最小,而在较高pH时,产生最大的颗粒大,这表明参与NP合成的酶的催化活性在碱性条件下似乎失活,从而导致NP的大小增加[29]。

氧化锌纳米颗粒的微生物合成及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用:综述(一)

近年来,由于其独特的性能,氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)受到了极大的关注。值得注意的是,研究表明锌是生物体中的重要营养素。因此,通过使用微生物细胞或酶、蛋白质和其他生物分子化合物以细胞内或细胞外途径,利用原核生物和真核生物(包括细菌,真菌和酵母)可以合成ZnO NPs。ZnO NPs表现出抗菌性能,但是,纳米颗粒(NPs)的性能取决于它们的大小和形状,这使其对于各种应用具有特异性。然而,可以通过控制微生物的反应条件,通过微生物介导的合成的优化过程来获得所需的NPs的大小和形状。应当指出,ZnO NPs是通过各种化学和物理方法合成的。然而,这些方法昂贵且不环保。因此,微生物介导的ZnO NPs的合成已迅速发展,其中微生物更清洁、环保、无毒且具有生物相容性,可以替代化学和物理方法。此外,NPs形式的锌比其形式的锌更有效,因此,已针对许多潜在应用进行了探索,包括在畜牧业中。值得注意的是,随着多药耐药菌株的出现,ZnO NPs已经成为潜在的抗菌剂。这主要是由于它们在广谱抗菌方面的优越性能。而且,锌被认为是动物体内大多数生物学功能的必需微量元素。因此,据报道,使用ZnO NPs可以显著增强家畜的健康和生产水平。因此,本文综述了微生物对ZnO NPs的生物合成、生物合成的机理、优化过程的参数及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用以及它们对动物的毒理危害。

氧化锌纳米颗粒让种粮“可持续”

日前，发表在《农业和食物化学》杂志的研究发现一种减少磷肥使用量、取而代之以氧化锌纳米颗粒来提高农作物产量的方式。该研究团队发现在绿豆上使用这种锌纳米微粒时，植物对磷的吸收率增加近11％，三种酶的吸收从84％增加到108％，

上海交大研究发现氧化锌纳米颗粒杀菌分子机理

最近，美国微生物学会的重要期刊Appliedand Enviromnental Microbiology（AEM）发表了上海交大农业与生物学院史贤明教授研究团队同美国农业部东部研究中心（Eastern Regional Research Center，USDA）合作完成的一篇论文，题目为《ZnO纳米颗粒对空肠弯曲杆菌的抗菌活性及抗菌机制研究》（Antibacterial Activity and Mechanism of Action of Zinc Oxide NanOparticles against Campylobacter jejuni），第一作者是史贤明教授的博士研究生谢艳萍。

氧化锌纳米颗粒对SBR中活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响

在SBR中添加氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs),研究ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能及硝化细菌丰度的影响。结果表明,低浓度(1 mg·L^(-1))ZnO-NPs对活性污泥脱氮性能无影响,高浓度(10、50 mg·L^(-1))ZnO-NPs可抑制活性污泥硝化性能,且对硝化菌活性抑制作用小于亚硝化菌。ZnO-NPs浓度梯度增加至50 mg·L^(-1)较直接投加50 mg·L^(-1)ZnO-NPs对污泥活性抑制作用小。高浓度ZnO-NPs改变活性污泥微生物胞外聚合物(EPS)产量和性质。SBR运行结束时,高浓度ZnONPs的添加导致亚硝化菌相对丰度大幅度减小,而对硝化菌相对丰度影响较小。

纳米氧化锌绿色合成及其体外抗PRRSV效果

本研究评估了水花生植物提取物绿色合成纳米氧化锌的可行性并评价了其对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的体外抗病毒效果。采用紫外-可见光谱、扫描电镜观察以及能谱扫描仪分析等多种方法交互验证纳米氧化锌颗粒的形成,并采用MTT比色法在预防、阻断、直接灭活三种药物作用方式下对其体外抗PRRSV的活性进行评估。结果表明纳米氧化锌颗粒在反应液中呈胶体状态,最大吸收峰在波长260 nm处;晶体颗粒呈六棱柱形,其粒径为34.8~314.2 nm,平均尺寸为43.8 nm。纳米氧化锌药物细胞安全质量浓度为0.125 mg/mL。纳米氧化锌针对PRRSV在预防、阻断以及直接杀灭三种作用方式下对细胞的最高平均保护率分别为35.1%、63.7%、73.9%。结果提示,纳米氧化锌在开发作为抗PRRSV的消毒剂以及阻断剂方面很有应用前景。该研究说明利用水花生植物提取液可以合成纳米氧化锌颗粒,而且显示了良好的体外抗病毒效果,这也为今后新兽药研发以及入侵植物资源化利用提供了借鉴。

氧化锌纳米颗粒毒作用机制及抗癌相关研究进展

随着纳米技术迅速发展,纳米形式的金属氧化物被广泛应用于疾病诊断、药物递呈及生物成像等领域。氧化锌纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles, ZnO NPs)是一种具备特殊理化性质(例如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等),应用前景广泛的多功能无机纳米材料[1]。与其他金属(Au、Ag等)或金属氧化物(TiO2、CuO和FeO)纳米粒子相比,ZnO NPs具有低成本、容易获得,可进行大量工业生产。