纳米金属有机骨架颗粒Hf-TCPP NMOFs用于肝癌CT成像的研究

目的:探索纳米金属有机骨架颗粒Hf-TCPP NMOFs用于肝癌CT成像的可行性。方法:应用微波辅助溶剂热技术制备纳米金属有机骨架颗粒Hf-TCPP NMOFs。通过人源HepG2细胞噻唑蓝(MTT)实验及BALB/c小鼠体内毒性试验验证Hf-TCPP NMOFs生物安全性。应用鼠源肝癌细胞Walk 256建立SD大鼠原位肝癌模型,通过原位肝癌CT成像探讨纳米金属有机骨架药物Hf-TCPP NMOFs用于肝癌CT造影剂的可行性及成像效果。组间比较采用t检验。结果:Hf-TCPP NMOFs粒径约120 nm,呈单分散的球形。细胞MTT试验表示超过80%HepG2细胞存活。通过注射3个不同药物浓度(10、20、40 mg/kg、对照组)药物后,检测小鼠不同时间点的血液生化指标。即使在最高浓度40 mg/kg时,第7天实验组与对照组比较,差异无统计学意义(WBC:8.14±0.23比8.17±0.26,t=-0.335,P>0.05;RBC:8.95±0.63比8.75±0.26,t=0.734,P>0.05;PLT:8.13±0.58比8.28±0.46,t=-0.617,P>0.05;LYM:2.21±0.28比2.24±0.15,t=-0.426,P>0.05;ALT:43.71±3.54比44.17±4.14,t=-0.531,P>0.05;AST:193.41±7.21比199.59±8.24,t=-1.032,P>0.05;CRE:35.13±2.72比36.86±3.19,t=-0.933,P>0.05;TBILI:0.97±0.15比0.99±0.16,t=-0.275,P>0.05;BUN:7.59±0.71比7.67±0.34,t=-0.251,P>0.05);第14天以下指标实验组与对照组比较差异无统计学意义(WBC:8.22±0.26比8.17±0.26,t=1.894,P>0.05;RBC:8.63±0.24比8.75±0.26,t=-0.517,P>0.05;PLT:8.14±0.48比8.28±0.46,t=-0.739,P>0.05;LYM:2.31±0.21比2.24±0.15,t=-0.926,P>0.05;ALT:44.54±6.65比44.17±4.14,t=0.236,P>0.05;TBILI:1.02±0.10比0.99±0.16,t=0.234,P>0.05;BUN:7.57±0.21比7.67±0.34,t=-0.317,P>0.05)。体重变化曲线显示注射不同浓度的小鼠体重随时间体重变化与对照组比较,虽然有所波动,但总体变化不大。重要器官(心、肝、脾、肺、肾)的组织病理学显示未见药物对脏器的损伤。SD大鼠原位肝癌模型体内CT成像效果表明Hf-TCPP NMOFs除了除具备较长的体内循环时间外,其在肝癌组织中表现出更佳的靶向聚集以及成像清晰度。结论:纳米金属有机骨架颗粒Hf-TCPP NMOFs对肝癌具有良好的CT成像效果。

金属有机框架衍生镍纳米颗粒在宽电位窗口内高效电催化二氧化碳还原

电催化二氧化碳(CO_(2))还原被认为是将CO_(2)转化为可再生能源产品的一种有前途的方法。开发性能优异的电催化剂高效完成这一重要反应是关键。镍基催化剂广泛应用于电催化CO_(2)还原研究,但是,镍纳米颗粒经常表现较差的催化性能。在本文中,通过在氮气气氛中高温热解镍基金属有机骨架(MOF)、尿素和炭黑混合物,获得了镍纳米颗粒负载于多孔碳氮中的催化材料(NiNPs-NC)。有趣的是,NiNPs-NC在H型和流动相电池中都表现出优异的CO_(2)电还原性能。在H型电解池和-0.67–-1.07 V vs.RHE(可逆氢电极)电位窗口内,NiNPs-NC催化CO_(2)还原为CO的法拉第效率大于90%,其中,在-0.87 V vs.RHE时,CO的法拉第效率约为100%。在流动相电解池和-0.50–-0.70 V vs.RHE电位窗口内,NiNPs-NC催化CO_(2)还原为CO的选择性大于95%。电化学阻抗谱图和塔菲尔斜率表征显示,NiNPs-NC的高催化活性归因于其在催化过程中的快速电荷转移。本文提供了一种制备高效CO_(2)电还原催化剂的方法。

金属有机骨架材料MIL-53(Al)负载纳米Pd颗粒:一种CO氧化的活性催化剂(英文)

通过等体积浸渍法制备了金属有机骨架材料MIL-53(Al)(MIL:Materials of Institut Lavoisier)负载纳米Pd催化剂.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构进行了表征.催化剂在反应前后XRD衍射峰保持不变,说明载体MIL-53(Al)具有良好的稳定性.采用TEM对催化剂进行表征,结果表明,MIL-53(Al)的多孔晶体结构有助于形成高度分散的纳米Pd颗粒,样品2.7%(w)Pd/MIL-53中Pd颗粒的平均粒径为2.21 nm.该催化剂在CO氧化反应中表现出较高的催化活性,115°C达到完全转化.同时催化剂可循环使用,多次反应后催化活性和催化剂结构都保持稳定.

化学接枝氨基化碳纳米管桥接金属有机骨架储存二氧化碳研究

通过化学方法在多壁碳纳米管(CNT)表面引入氨基,并利用超支化聚乙烯亚胺(PEI)将其桥接到金属有机骨架(MOFs),合成一种具有吸附CO_(2)能力的新型复合材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、CO_(2)吸附-脱附等方法对制备的新型复合材料的吸附性能、热稳定性及形貌等进行表征。结果显示,通过添加超支化PEI制备的复合材料,具有优异的CO_(2)吸附性能,其表面丰富的多氨基位点促进了CO_(2)的存储。氨基化后的CNT与MOFs的协同作用,进一步改善了复合材料的CO_(2)储存能力,吸附量达到462.33cm^(3)/g,同时增强了材料的热稳定性能。

基于铂纳米颗粒@金属有机骨架纳米模拟酶的无标记电化学赭曲霉毒素适体传感器的构建

以具有类过氧化物酶性质的Pt NPs@Mn-MOF纳米复合材料作为电极基底,采用丝网印刷电极构建了一种无标记型电化学适体传感器,用于赭曲霉毒素(OTA)的检测.利用Pt NPs@Mn-MOF的模拟酶特性,将其作为电极基底用于捕获OTA适体链,同时催化H2O_(2)还原产生电流响应信号.OTA的引入会减少纳米酶的催化活性位点,从而导致电流信号降低.在0.01~300 ng/mL范围内,随着OTA浓度的增加,电流响应值逐渐降低;采用计时电流法检测电流响应信号,从而间接实现了对OTA的定量检测.此外,该生物传感器通过U盘式小型工作站进行检测,不仅可与电脑连接进行检测,还可与手机连接进而实现实时检测,并且其检测灵敏度高、重现性好,检出限低至3.33 pg/mL(S/N=3).该传感器可用于真实玉米样品中OTA的检测,在真菌毒素现场检测中展现出潜在的应用价值.

天然有机质存在条件下的纳米颗粒与重金属协同行为研究

纳米颗粒与重金属元素相结合发生反应,可能产生一系列相互作用关系。这些作用过程是取决于多个环境条件共同作用的复杂过程,尤其是在土壤这种复杂的典型非均质环境介质中。这些作用关系可分为协同促进和拮抗抑制两大类关系。对于土壤中的重金属离子而言,纳米态粒子对其环境有效性究竟是协同促进还是拮抗抑制作用,关键取决于纳米粒子的表面修饰特性、二者间的界面反应以及反应后重金属元素的最终赋存状态这三个方面。协同促进或拮抗抑制作用与否则最终决定了这些污染重金属离子的生物可利用性和生态毒性响应。本文对近年来纳米颗粒-重金属共环境行为的国内外研究现状进行综述讨论。纳米-重金属界面吸附解吸和土壤中迁移持留过程研究涉及多个热力学、动力学解析方法,科学家结合静态批实验和动态迁移实验等实验室模拟手段,对纳米颗粒、重金属离子、有机质三因子在土壤介质中的相互作用影响和共行为方式展开深入探讨。在重金属离子-纳米颗粒表面吸附机制、赋存形态以及重金属纳米吸附态土壤迁移固定机制研究中,多种定性表征方法的综合应用,如透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线吸收近边结构光谱/扩展X射线吸收精细结构光谱(XANES/EXAFS)等方法相结合,被公认是揭示这一系列过程机制的重要技术手段。针对不同土壤环境中有机质存在条件,正确评价纳米态物质对重金属的迁移性及生物可利用性的影响作用,将为纳米环境效应评估和纳米修复技术等相关应用提供重要的数据支持和机理依据。

利用金属纳米颗粒改善有机光电器件性能

有机发光和有机光伏器件为代表的有机光电器件在显示、照明、能源等领域有着广阔的应用前景。有机发光器件具有发光效率高、发光颜色丰富、响应速度快等优点,而有机光伏器件具有质轻、成本低、可实现柔性器件等优点。金属纳米颗粒的表面等离子体共振耦合效应可以提高有机发光器件的效率和有机光伏器件的光电转换效率,因而得到了研究人员的广泛关注。本文综述了金属纳米颗粒改善有机发光/光伏器件性能方面的研究进展,并对其今后的应用趋势进行了讨论。

原位溶剂热聚合法制备金属有机骨架/碳化氮纳米片涂覆的固相微萃取纤维用于红茶中农药残留的高灵敏检测

有机氯(OCPs)和拟除虫菊酯(PYs)是两类广泛使用的农药,对自然环境和人类健康具有极大危害。在本研究中,通过原位溶剂热聚合法制备了金属有机骨架/碳化氮纳米片(UiO-66/HOCN)复合材料涂覆的固相微萃取(SPME)纤维,该纤维拥有良好的稳定性,并对OCPs和PYs具有高效的萃取性能。将其与气相色谱-质谱(GC-MS)相结合,建立了用于OCPs和PYs检测的高灵敏分析方法。该方法对9种农药目标物表现出了令人满意的回收率和重现性,具有检出限低(0.03~0.30 ng/L)、线性范围宽(0.1~800.0 ng/L)和线性相关系数良好(≥0.997 8)等优点。将所建立的方法用于实际红茶样品中农药残留的检测,成功地在实际样品中检测出了艾试剂(6.6 ng/L)、α-硫丹(54.7 ng/L)和联苯菊酯(185.8 ng/L)。实验结果表明,所建立的分析方法适用于复杂基质中农药残留的分析和监测。

金属有机骨架@纳米纤维素复合材料的制备及应用研究进展

金属有机骨架(MOF)材料和纳米纤维素(NC)是近年来受到广泛关注的两类新型功能材料,它们均在很多领域中展现出了潜在的应用价值和诱人的发展前景.MOF@NC复合材料将NC与MOF复合在一起,既有MOF材料的优点又兼具NC的优点,赋予了MOF材料更高的机械强度、更高的比表面积和更优异的性能,极大地扩展了MOF材料的应用范围.本文首先阐述MOF材料的制备方法,进而重点阐述MOF@NC复合材料的制备方法,归纳总结了MOF@NC复合材料在水净化、电极材料、生物医药等领域的应用,最后对MOF@NC复合材料的未来发展前景进行展望.

有机金属先驱体分解制备铟和氧化铟纳米颗粒

介绍了有机金属先驱体In(η5-C5H5)分解制备铟(In)和氧化铟(In2O3)纳米颗粒的实验方法,并利用透射电子显微镜(TEM)观察制备的In和In2O3纳米颗粒的微观结构。

溶解性有机质作用下金属纳米颗粒的聚集和溶解

金属基纳米颗粒(MNPs)因其出色的催化、延展、介电、生物医学等诸多性能,在抗菌涂料、燃料电池、水电解、空气和水净化、化妆品、纺织品、农药和化肥等众多领域都有着广泛的应用.MNPs的大量生产和使用使其不可避免地进入到环境当中,对生态系统和人类健康产生潜在威胁.自然环境中存在的大量溶解性有机质(DOM)能够通过络合、吸附等一系列反应,影响MNPs的聚集与溶解过程,从而改变其生物有效性及毒性作用.为准确评估MNPs的环境行为和风险,全面地理解DOM作用下MNPs的聚集和溶解过程显得尤为重要.因此,本文介绍了现有DOM和MNPs的来源、种类及性质,综述了DOM对MNPs的聚集和溶解过程的影响,提出了尤其是在水环境中研究MNPs行为所存在的问题.

基于金属有机骨架前驱体制备纳米磷化镍催化剂（英文）

采用镍基金属有机骨架化合物(Ni-MOF)为前驱体,通过低温碳化获得Ni@C,并通过磷化成功地制备了不同结构的磷化镍纳米颗粒。将所得材料应用于析氢反应(HER)催化剂,在Ni@C与红磷质量比为1∶1及热解温度为500 ℃时获得的Ni1P1-500表现出优异的电催化性能,在酸性介质中,电流密度为10 mA·cm^-2时,过电位为178 mV,并展现了良好的循环性能。较小的Tafel斜率(62 mV·dec^-1)揭示了析氢反应的机理为Desorption-Heyrovsky机制。优异的电催化性能可归因于磷化镍催化剂表面存在的质子受体(P位点)和氢化物受体(Ni位点)活性中心。

海洋酸化与重金属、有机污染物和人工纳米颗粒的联合毒性效应研究进展

由于大量人类活动的影响,大气CO2浓度持续增加,其中约1/3被海洋吸收,导致表层海水pH值降低和碳酸盐平衡体系波动,即“海洋酸化”现象。污染物的海洋环境效应一直是全球环境科学领域研究的热点。在实际环境中,海洋酸化往往与污染物共同存在并作用于海洋生态系统,且海洋酸化极有可能改变污染物的海洋环境行为从而影响其毒性效应。但现有研究大多针对海洋酸化或者污染物单独作用下的毒性效应展开,对海洋酸化与污染物的联合毒性效应的研究不足、亟待加强。为此,综述了近年来海洋酸化与典型污染物(重金属、有机污染物)及新型污染物(人工纳米颗粒)的相关文献,重点阐述了海洋酸化对污染物环境行为的影响和海洋酸化与污染物对海洋生物的联合毒性效应,指出当前的研究不足,并对未来的研究方向进行了展望。

纳米金属有机骨架ZIF-90的制备及载药性能研究

金属有机骨架材料是由金属离子与有机配体通过自组装过程杂化生成的一类具有周期性多维网状结构的多孔材料,在催化、传感、气体储存和载药等方面均表现出了优异的性能。采用一种新的实验方法(超声-搅拌法)并通过优化反应条件制备了粒径在300nm以下的ZIF-90纳米材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、粉末X射线衍射(XRD)确定了金属有机骨架的结构,利用扫描电子显微镜(SEM)确定了材料的形貌和粒径。ZIF-90纳米药物载体装载和释放抗癌药物5-氟尿嘧啶的实验结果表明,该材料装载药物的能力最高可达1.245g/g,药物缓释时长达15h,释放率达到95%以上。该药物载体在不同pH值下的稳定性实验结果表明,该药物载体可在接近肿瘤细胞的酸性条件下通过骨架坍塌的方式快速释放药物,具有肿瘤靶向传递药物的能力。

纳米金属有机骨架化合物(NMOFs)的合成及其生物应用

纳米金属有机骨架化合物是在生物医药方面具有广泛潜在应用价值的配位聚合物.从纳米金属有机骨架化合物的合成方法、药物负载、表面修饰以及生物应用等方面介绍了国内外在这一领域的最新进展,并提出了今后需要关注的几个方面,具有一定的参考价值.

金属有机骨架/聚酰胺薄层纳米复合膜的研究进展

相较于传统聚酰胺薄层复合(TFC)膜,金属有机骨架/聚酰胺薄层纳米复合(TFN)膜得益于MOFs材料的高比表面积、有序可控的孔隙结构、良好的聚合物相容性和可定制的化学功能,展现出更高的渗透选择性,在工业应用中显示出巨大的分子和离子分离潜力。本文首先简述了MOFs聚酰胺复合膜的研究背景,然后从MOFs材料的特性和MOFs聚酰胺复合膜的制备策略两个方面出发,总结了MOFs聚酰胺膜研究的最新进展。讨论了MOFs的物化特征在TFN膜的微观结构和分离性能中起的作用;介绍了MOFs聚酰胺复合膜的制备策略,重点对MOFs负载方法及效率进行了分析。最后简述了MOFs聚酰胺复合膜在气、液体系分离中的应用;对MOFs聚酰胺膜在应用过程中的稳定性问题进行了分析,并对未来MOFs聚酰胺复合膜优化MOFs负载和功能性设计的研究进行了展望。

碳纳米管/环糊精金属有机骨架协同强化混合基质膜的CO_(2)分离

为了实现混合基质膜中CO_(2)的高效分离,设计了羧基化多壁碳纳米管(CNT)和氨基化β-环糊精金属有机骨架(β-CD MOF)双填料(CM),并将其引入磺化聚醚醚酮(SPEEK)基质中,在膜内同时构建CO_(2)扩散通道和亲和位点,增强了混合基质膜的分离性能。采用FTIR和BET表征了CM的化学结构和孔结构,借助膜的SEM、FTIR和力学性能表征了填料-聚合物界面相互作用。研究了CM的合成比例、含量、压力、温度和混合气等因素对混合基质膜分离性能的影响。结果表明:CM与SPEEK之间具有良好的相容性并为气体分子提供了快速的传递通道。在改性CNT与MOF的质量比为5∶5、添加量为7%(质量)以及0.1 MPa和25℃的条件下,混合基质膜的分离性能最优,CO_(2)渗透性为844 Barrer,CO_(2)/N_(2)选择性为84,与纯SPEEK膜相比,分别提升了178%和163%,超过2019年上限。羧基化CNT的直孔通道缩短了CO_(2)的扩散路径,同时改性β-CD MOF表面的氨基载体提升了CO_(2)的溶解性,两者协同提高了混合基质膜的分离性能。此外,负载双填料的膜比单独负载相同含量的羧基化CNT或氨基化MOF的膜具有更好的分离性能。在360 h的测试过程中,混合基质膜保持较好的分离稳定性。

金属有机骨架材料作为纳米酶在食品安全快速检测中的应用

酶因其催化效率高、与底物特异性强等优势在保障食品安全中起着不可替代的作用,但天然酶也面临着对环境敏感、提纯难度大、价格相对高昂等问题。基于此,模拟酶应运而生。模拟酶在保持天然酶的生物活性的同时,又能克服其稳定性不高等不足。将纳米技术和模拟酶结合发展的纳米酶融合两者优势,在食品安全快速检测中展现出较强的潜在应用价值,在大规模样品筛查和半定量检测方面发挥着重要作用。金属有机骨架材料(metal-organic framework,MOFs)作为纳米酶常用材料之一,近年来逐渐成为研究热点,并在农兽药残留、重金属离子、食源性病原菌真菌毒素等食品的快速检测方面得到应用。本文简要介绍纳米酶和金属有机骨架材料的组成并简要介绍其在快速检测中的原理,重点综述金属有机骨架材料作为纳米酶在食品安全检测中的应用并对其进行展望,以期对相关工作者提供借鉴。

硼酸官能化金属-有机骨架磁性纳米复合材料的制备及其在茶叶农药残留检测中的应用

在茶叶的农药残留检测中,茶多酚及色素具有很强的基质效应,严重影响了色谱检测结果。该文将Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子与硼酸官能化金属有机骨架(BA-MOF)材料相结合,制备出一种对茶多酚等基质具有高效捕获能力的吸附材料Fe_(3)O_(4)@BA-MOF。结合气相色谱-质谱联用技术,建立了一种茶叶样品中农药残留的有效分析方法。通过在金属有机骨架结构中引入硼酸配体,将其作为顺式二醇的识别位点,实现对茶多酚的高效捕获。这种新型材料具有快速磁分离,比表面积高,功能位点丰富等优点。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜以及X射线粉末衍射仪对制备材料进行了表征。同时对吸附剂的固相吸附条件(溶液pH、吸附剂用量、吸附时间)进行了优化,结果显示,50 mg Fe_(3)O_(4)@BA-MOF吸附材料可在5 min内去除74.58%茶多酚,溶液pH在7.0时效果最佳。利用硼亲和与茶多酚之间的可逆化学反应,通过调节溶液pH,可使Fe_(3)O_(4)@BA-MOF具有循环利用性,经过4次循环使用后仍具有优异的吸附性能。引入Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子,使其在样品前处理过程中表现出快速磁响应特性,提高前处理效率。在茶叶农药残留检测的实际应用中,经过Fe_(3)O_(4)@BA-MOF前处理后,10种农药的平均加标回收率为75.8%~138.6%,RSD为0.5%~18.7%(n=3)。研究结果表明,所制备的Fe_(3)O_(4)@BA-MOF纳米复合材料可以特异性吸附茶多酚基质,在茶叶的农药残留检测中具有净化基质,提高检测效率的功能,适用于茶叶中农药的检测分析。

贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物的制备与应用进展

贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物因其在催化、传感、气体吸附与存储等诸多领域的应用前景而受到广泛关注。综述了贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物的制备方法及应用进展。对这类复合物的制备方法进行了归纳,并分析了其特点;总结了其在储氢、多相催化等领域的应用,以便更好地了解其应用前景。