纳米硅粒子的表面氧化及其光致发光特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅粒子,并对其溶液发光的稳态和瞬态特性进行了研究。稳态光致发光结果显示,新制备的纳米硅粉体表现为峰值位于440 nm附近的蓝色发光,经长时间氧化后,该波段发光强度显著增强,并且出现另一峰值位于750 nm附近的红色发光带。不同波长激发和时间分辨光致发光谱的分析表明,纳米硅粒子蓝色发光归因于粒子内部载流子的带-带跃迁过程,衰减时间在纳秒量级,氧化造成该波段发光衰减时间常数增加。氧化后出现的红色发光来源于载流子经由表面缺陷态的辐射复合,该发光衰减寿命微秒量级。

硅基纳米色素粒子的制备及在纺织品印花中的应用

通过硅烷偶联剂KH550将活性染料反应到二氧化硅(SiO_(2))微球表面,制备了纳米色素粒子。研究了硅烷偶联剂用量、染料用量、反应温度和反应时间对染料吸附率的影响。采用红外光谱、透射电镜和Zeta电位对纳米色素粒子进行表征,并将纳米色素粒子应用于纺织品印花。结果表明,硅基纳米色素粒子较优的制备工艺为:KH550与SiO_(2)质量比为10%,活性黄145与SiO_(2)质量比为12.5%,反应温度为60℃,反应时间为140 min。吸附染料后的纳米色素粒子粒径由113.4 nm增加到135.1 nm,染料吸附率可达95.71%。印花织物的耐干摩擦色牢度均为4~5级,耐湿摩擦色牢度为3~4级,耐皂洗变色牢度为4~5级,耐日晒色牢度为4级。

基于荧光硅纳米粒子的乙醇检测应用研究

在常温常压下,以N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷作为硅源,以2,4-二氨基苯酚盐酸盐作为还原剂,在一定条件下,通过一锅合成法,成功制备了具有荧光性质同时对乙醇响应的硅纳米粒子。这一制备方法克服了激光等离子体辅助合成法、电化学刻蚀法、微波辅助合成法等制备方法操作复杂,设备要求高等缺点,该方法不仅操作简便,而且能够通过优化实验条件,进一步优化硅纳米粒子的荧光性能。制备的硅纳米粒子不仅具有优异的光学性能,并且对乙醇具有灵敏的响应能力,在较大的浓度范围内,硅纳米粒子的荧光强度与乙醇的浓度之间呈现良好的线性关系,为其在乙醇的检测领域的应用提供了可能性,并拓展了硅纳米粒子在更多领域的应用前景。

SiN_x薄膜中硅纳米粒子的制备及表征

通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)法,以氨气和硅烷为反应气体,P型单晶硅和石英为衬底,低温下(200℃)制备了含硅纳米粒子的非化学计量比氮化硅(SiNx)薄膜.经高温(范围500～950℃)退火处理优化了薄膜结构.室温下测试了不同温度退火后含硅纳米粒子SiNx薄膜的拉曼(Raman)光谱、光致发光(PL)光谱及傅立叶变换红外吸收(FTIR)光谱,对薄膜材料的结构特性、发光特性及其键合特性进行了分析.Raman光谱表明.SiNx薄膜内的硅纳米粒子为非晶结构.PL光谱显示两条与硅纳米粒子相关的光谱带,随退火温度的升高此两光谱带峰位移动方向相同.当退火温度低于800℃时,PL光谱峰位随退火温度的升高而蓝移.当退火温度高于800℃时,PL光谱峰位随退火温度的升高而红移.通过SiNx薄膜的三种光谱分析发现薄膜的光致发光源于硅纳米粒子的量子限制效应.这些结果对硅纳米粒子制备工艺优化和硅纳米粒子光电器件的应用有重要意义.

新型铕配合物二氧化硅荧光纳米粒子DPPDA-Eu^(3+)/SiO_2的制备与表征

本文首先合成配位体4,7-二苯基-1,10-菲罗啉-2,9-二羧酸(DPPDA,C_(26)H_(16)N_2O_4)及铕配合物DPPDA-Eu^(3+)((C_(26)H_(16)N_2O_4)_2Eu·15H_2O),然后采用反相微乳液法,通过正硅酸乙酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷的共水解、聚合作用成功制备出表面带氨基的二氧化硅包裹铕配合物DPPDA-Eu^(3+)的核壳型荧光纳米颗粒DPPDA-Eu^(3+)/SiO_2。利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性、荧光泄露与氨基测定等实验,结果表明所制备的纳米粒子呈规则球状,大小均匀,粒径为80±8nm,具有良好的单分散性和光稳定性,不易发生荧光分子从二氧化硅壳层中泄露,纳米粒子表面带有氨基,可不需要进行表面修饰而直接与生物分子反应。该纳米粒子可望作为一种新型的稀土荧光探针应用于时间分辨荧光免疫分析、生物芯片及生物传感器等。

硅纳米粒子吸附交联固定化蔗糖异构酶的制备及其酶学性能研究

利用蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)异构催化蔗糖是目前生产异麦芽酮糖最常用的方法。以硅纳米粒子(silica nanoparticle,SNP)为载体、戊二醛(glutaraldehyde,GA)为交联剂,采用吸附法和吸附-交联法对蔗糖异构酶进行固定化,分别得到S-CLEAs和S-CLEAs-GA两种固定化酶。实验结果表明,固定化的最优条件是:硅纳米粒子6.25 mg/mL,酶加量8.6 U/mL,吸附时间为5 h,戊二醛的质量分数为0.08%,交联时间为2 h,此时S-CLEAs和S-CLEAs-GA的酶活力回收率分别为51.2%和44.9%。与游离酶相比,2种固定化酶在较宽的pH和温度范围内始终保持较高的生物催化活性。另外,S-CLEAs和S-CLEAs-GA重复使用15次后,酶活力回收率分别为55.1%和77.9%。表明SIase经此方法固定化后,固定化酶具有优异的热稳定性、pH耐受性和操作稳定性,其中S-CLEAs-GA的表现更好,有良好的工业应用前景。

硅纳米粒子的功能化及生物分析应用

硅纳米粒子作为一类新兴的荧光纳米材料在生物传感研究方面有许多优势。近年来,开展功能化硅纳米粒子修饰在生物传感器、生化分析、荧光探针等方面受到科研工作者的广泛关注。本综述对硅纳米粒子的功能化修饰技术,及其在荧光检测、生物传感、成像分析等领域的研究进展进行了总结和评述,并对硅纳米粒子的功能化发展前景及应用进行了展望。

介孔硅纳米粒子孔径的调变及其在药物传递系统中的应用进展

介孔硅纳米粒子(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)具有比表面积大、生物相容性好、孔隙率高、介孔结构可调、表面易修饰等特点,是一种极具潜力的药物载体,在生物医学领域具有广阔的应用前景。介绍了MSNs的制备方法、调孔方法,综述了大孔MSNs在药物传递系统中的应用。

近红外光镊技术结合脂质体膜相变用于硅-金核壳纳米粒子热效应的研究

通过测定近红外光镊捕获的单个硅-金核壳纳米粒子对荧光标记的脂质体膜加热产生的相变,建立了一种对纳米粒子的激光热效应的三维稳态测定方法。考察了介质温度和激光功率等因素对纳米粒子热效应的影响,并对硅-金核壳纳米粒子和纳米金的光热转换效率进行了比较,结果表明硅-金核壳纳米粒子的光热转换效率最高,其表面温度和光镊激光功率呈正相关(激光功率为0.6 W时,其表面温度达200℃以上)。最后对这类核壳纳米粒子具有良好热效应的原因进行了理论分析。本文建立的方法和获得的结果有助于深入了解硅-金核壳纳米材料的热效应,并展示了这类材料在癌症光热治疗等方面的应用前景。

载银锌介孔钙硅纳米粒子根管密封性能的研究

目的评价载银锌介孔钙硅纳米粒子(silver and zinc incorporated mesoporous calcium-silicate nanoparticles, Ag-Zn-MCSNs)作为根管封闭剂的理化性能及根管密封性能。方法测定MCSNs、Ag-MCSNs、Zn-MCSNs、Ag-Zn-MCSNs(Ag∶Zn=1∶1,物质的量比)、AH-Plus糊剂的pH值、溶解度及流动性。单根恒牙根管预备后,以MCSNs、Ag-MCSNs、Zn-MCSNs、Ag-Zn-MCSNs、AH-Plus作为根管封闭剂,热牙胶技术充填根管。利用粪肠球菌(Enterococcus faecalis,E.faecalis)(ATCC 29212)渗漏法评估根管密封性能,Micro-CT扫描评估根管充填的空隙率。结果 4种纳米材料糊剂均为强碱性,溶解度小,具有良好的流动性(P<0.05);Ag-MCSNs组的渗漏样本最少(25%),其次是Ag-Zn-MCSNs和AH-Plus组(35%),MCSNs组最多(50%)(P>0.05);实验组的平均空隙率为2.09%,根尖段空隙率最高,其次是根中段和根上段(P<0.05)。结论 MCSNs糊剂具有良好的流动性,Ag-MCSNs和Ag-Zn-MCSNs显著减少E.faecalis渗漏,根管密封性能良好。

溶液中一步合成辛烯功能化的硅纳米粒子

本文以氢化铝锂为还原剂在溶液中还原四氯化硅和辛烯三氯硅烷体系,一步合成出辛烯封端硅纳米粒子,采用透射电子显微镜(TEM)表征硅纳米粒子的形貌和尺寸分布,采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征硅纳米粒子的光学性能,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征硅纳米粒子表面基团的化学结构。TEM表明硅纳米粒子的平均粒径为5.07±0.80nm,光学性能表征证明辛烯封端硅纳米粒子具有强烈的光致发光现象,1H NMR和FTIR证明辛烯基团以Si-C键连接在硅纳米粒子表面,为进一步制备核壳型硅纳米粒子和高分子复合型荧光生物材料打下了良好基础。

介孔硅纳米粒子在生物医学领域应用的研究进展

介孔硅纳米粒子是一类具备特殊结构和优秀性能(如大比表面积、大孔径结构、良好的生物相容性及生物可降解性等)的纳米材料。这类纳米粒子表面有许多直径为2~50 nm的孔径,通过负载疏水性药物或抗肿瘤药物,构建药物传输系统,提高药物治疗效率;通过搭载成像介质,在生物成像及光动力疗法中发挥作用,改善成像性能及光动力疗效;还可以搭载骨组织再生材料,促进成骨分化,用于组织工程学的研究等。本文就介孔硅纳米粒子的生物安全性能及其在生物医学相关领域(如药物传输、生物成像、光动力疗法、生物传感以及组织工程等)的应用作一综述,对介孔硅纳米粒子在科研及临床研究中的应用价值进行阐述。

基于氨基硅烷磁性纳米粒子修饰的H_2O_2传感器的研究

以Fe3O4为核,利用硅烷化的方法合成了氨基硅烷磁性纳米粒子（A-SMNPs）,并将氨基硅烷磁性纳米粒子（A-SMNPs）与碳糊按一定比例混合,组成氨基硅烷磁性纳米粒子（A-SMNPs）修饰的碳糊电极（A-SMNPs/CPEs）。实验通过电化学阻抗（EIS）,循环伏安和安培检测等方法研究过氧化氢（H2O2）在该传感器上的电化学行为。在优化的实验条件下,H2O2的线性检测范围为：8.0×10-5~14×10-3mol.L-1,检测限为：4.3×10-5mol.L-1,此外,该传感器具有响应快、稳定性好和选择性良好的特点。

载银锌介孔钙硅纳米粒子与聚己内酯复合材料的体外生物活性研究

目的评价载银(Ag)或锌(Zn)的介孔钙硅纳米粒子(mesoporous calcium-silicate nanoparticles,MCSNs)和聚己内酯(poly-ε-caprolactone,PCL)的复合材料的理化性能、体外生物活性及促进成骨能力。方法通过加热熔融法制备PCL-MCSNs、PCL-Zn-MCSNs、PCL-Ag-MCSNs和PCL-Ag-Zn-MCSNs(Ag与Zn物质的量比为1∶1),表征其表面形貌、机械性能和体外降解性能。复合材料与根尖乳头干细胞(stem cell from the apical papilla,SCAP)共培养,观察其表面的细胞附着和羟磷灰石晶体(hydroxyapatite,HA)形成情况。通过CCK-8法、碱性磷酸酶(ALP)活性测定和茜素红染色,评价材料的细胞毒性和促进体外成骨效果。结果所有复合材料的表面平整均匀,PCL-MCSNs的压缩强度最高,为3.05 MPa。PCL-Zn-MCSNs的表面HA形成最多、降解最快、表面附着的细胞密度最高,细胞粘附性最好。除PCL-Ag-MCSNs和PCL-Ag-Zn-MCSNs外,其他实验组都能促进细胞增殖,ALP活性升高,产生的钙化结节含量均高于PCL,其中PCL-Zn-MCSNs显著高于其他组(P<0.05)。结论PCL和载银或锌的MCSNs的复合材料具有良好的机械性能和降解性能,但细胞粘附性、细胞增殖性、ALP活性和钙化结节形成能力随Zn含量增加而增强,提示含Zn的该类型复合材料的体外生物活性良好,在促成牙/成骨方面有着优越的潜能,有望成为新型的口腔颌面骨缺损的修复材料。

加拿大化学家新发现!硅纳米粒子可使锂电池蓄电能力提高10倍

据科技部网站消息,硅材料因储量丰富,且能比锂电池中使用的石墨吸收更多的锂离子,被认为具有制造大容量电池的前景。但硅颗粒在吸收和释放锂离子时会膨胀和收缩,在多次充放电循环后容易破裂加拿大阿尔伯塔大学化学家布里亚克(Jillian Buriak)团队发现将硅塑造成纳米级的颗粒有助于防止它破裂。

加拿大化学家发现硅纳米粒子可使锂电池蓄电能力提高10倍

硅材料因储量丰富,且能比锂电池中使用的石墨吸收更多的锂离子,被认为具有制造大容量电池的前景。但硅颗粒在吸收和释放锂离子时会膨胀和收缩,在多次充放电循环后容易破裂。加拿大阿尔伯塔大学化学家布里亚克(Jillian Buriak)团队发现将硅塑造成纳米级的颗粒有助于防止它破裂。

基于壳聚糖修饰介孔硅纳米载体负载抗肿瘤药物的控释

目的构建一种具有氧化还原刺激响应的核壳纳米载体(MSN-SS-CS/DOX),以增强抗肿瘤药物对细胞的抑制效果。方法壳聚糖(chitosan,CS)通过二硫键偶联到介孔硅纳米粒子表面,以阿霉素(adriamycin,DOX)为模型药物,构建负载抗肿瘤药物的具有氧化还原刺激响应的核壳纳米载体,表征其粒径、电位、微观形态和体外、胞内释放行为,并以细胞凋亡率和细胞活性评价其抗肿瘤细胞效果。结果纳米载体平均粒径在110 nm左右,具有明显的核壳结,并且内部介孔硅纳米粒子(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)介孔结构有序;在肿瘤细胞内高浓度谷胱甘肽(glutathione,GSH)还原作用下,壳聚糖膜脱离纳米粒子表面,药物快速释放。MSN-SS-CS使胞内DOX累积浓度显著提高,细胞凋亡率上升了总数量的38.6%。结论所设计的纳米载体具有良好的生物安全性和氧化还原刺激响应性,有效控制抗肿瘤药物在肿瘤细胞内的靶向释放,抗肿瘤效果显著增强。

槲皮素包裹修饰硅包银纳米颗粒作为荧光传感器对铜离子的识别作用（英文）

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器(Ag@SiO_2@Qc),对铜离子具有好的选择性和灵敏性。Ag@SiO_2@Qc与Cu^(2+)离子结合后,荧光发射强度发生猝灭,并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线:y=-32.864x+587.59(R^2=0.998),其线性范围分别为:3×10^(-7)~4.8×10^(-6 )mol·L^(-1),最低检测限为1.0×10^(-7 )mol·L^(-1)。并且将Ag@SiO_2@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好,精密度高,而且更加环保、方便、快捷,具有很大发展潜力与应用价值。

二氧化硅纳米基因载体的制备与性能研究

通过溶胶—凝胶化学方法成功地制备了一种约为500nm的SiO2纳米粒子,并以多聚赖氨酸(PLL)对其进行表面修饰,修饰后的纳米粒子能够有效地与DNA结合,同时可以控制DNA的结合数量,而且能够保护DNA免受DNaseⅠ的降解作用。此二氧化硅纳米基因载体有望代替金粒子通过基因枪转化法实现外源基因在植物细胞中的遗传转化。

控制合成变化粒径的SiO_x纳米粒子

文章采用聚丙烯酰胺水凝胶为模板，以Na2 siO3作为SiOx的硅源，通过控制聚丙烯酰胺水凝胶模板中Na2 SiO3溶液的浓度，合成了可变粒径的SiOx晚粒子，其粒径范围分别为220～250nm、160～190nm和10-20nm；并通过场发射扫描电镜（FSEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）及红外光谱（IR）等对所制备的SiOx纳米粒子的形貌和成分进行表征。