MOF-5衍生In-ZnO纳米颗粒的丙酮气敏性能研究

将溶剂热法制备的MOF-5粉体按照In/Zn摩尔比为0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25和0.30置于硝酸铟水溶液中,经干燥煅烧得到一系列In-ZnO纳米颗粒。X射线衍射仪(XRD)显示In-ZnO保持了ZnO的六角晶体结构,较大的In^(3+)离子替换Zn^(2+)导致了ZnO晶格的膨胀和应力的增加。SEM表明:In-ZnO纳米颗粒保持了纯ZnO的球形和立方介孔结构。气敏性能测试表明:In掺杂降低了ZnO元件的电阻值,提高了其对丙酮的气体响应,并降低了其最佳工作温度,其中In/Zn摩尔比为0.05的In-ZnO纳米颗粒由于较强的多孔性对应较大的比表面积,有利于氧和待测气体分子的吸附,表现出最佳的气敏性能,在200℃的最佳工作温度下对100×10^(-6)丙酮的气体响应值为18.19,响应/恢复时间为2 s/8 s,同时具有很好的选择性和稳定性。

米糠蛋白水解物及其二元纳米颗粒的制备及结构表征

为改善米糠蛋白(rice bran protein,RBP)及其水解物的溶解性、稳定性和生物活性,提高其作为生物载体的利用率,本研究利用蛋白质与多糖间的相互作用,制备RBP水解物与阿拉伯胶(gum arabic,GA)二元纳米颗粒。采用酶解法制备RBP胰蛋白酶水解物(R-t)和RBP碱性蛋白酶水解物(R-a),对其理化性质和结构性质进行测定,进而将两种水解物分别与GA复配制备二元纳米颗粒,运用多种表征手段如分子间相互作用力分析、透射电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱对其性质和结构进行表征。结果表明,R-t和R-a的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率分别为(72.82±1.95)%、(66.83±2.34)%,远高于RBP。当pH 1.4、R-t与GA质量比1∶1、聚合物质量浓度4 mg/mL时,RBP胰蛋白酶水解物-GA二元纳米颗粒(R-t-G)较为稳定;当pH 1.4、R-a与GA质量比1∶2.5、聚合物质量浓度4 mg/mL时,RBP碱性蛋白酶水解物-GA二元纳米颗粒(R-a-G)较为稳定。静电相互作用力在R-t、R-a与GA的结合过程中起主要作用,有助于稳定纳米颗粒的结构,且R-t-G具有比R-a-G更稳定的体系,更好的分散性、热稳定性以及更强的晶体结构。

近红外光响应性纳米颗粒h-PCuNF介导多模态疗法治疗恶性肿瘤

背景:基于多功能纳米材料的精准治疗是恶性肿瘤的新型治疗模式,多功能纳米材料可以将多种成像和治疗模式整合到一个纳米级平台中,实现可视化联合治疗。目的:制备载碱式磷酸铜纳米颗粒和荷叶碱的新型纳米颗粒h-PCuNF,探讨其介导光热/光动力/化学动力/化疗联合治疗肿瘤的能力。方法:采用双乳化法将碱式磷酸铜纳米颗粒和荷叶碱搭载到中空聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米载体的壳层中,制备出新型纳米颗粒h-PCuNF,表征该纳米颗粒的形态、结构、粒径、Zeta电位等。在去离子水中,检测该纳米颗粒的MRI成像、光热转换及介导光催化和类芬顿反应产生活性氧的能力。在肝脏恶性肿瘤细胞系HepG2中,采用荧光成像和MTT法检测纳米颗粒h-PCuNF介导光热/光动力/化学动力/化疗联合治疗肿瘤的能力。结果与结论:①纳米颗粒h-PCuNF呈中空球形结构,壳层中搭载有碱式磷酸铜纳米颗粒(载药率和包封率分别为26.3%和63.2%)和荷叶碱(载药率和包封率分别为11.0%和52.6%),平均粒径为(309.2±10.0)nm,Zeta电位为(-12.5±0.9)mV,在生理环境中具有良好的悬浮稳定性。②在去离子水中,纳米颗粒h-PCuNF可以显著增强T1加权MRI成像;在近红外激光照射下,纳米颗粒h-PCuNF具有良好的光热转换和光催化活性氧生成的能力;此外,纳米颗粒h-PCuNF可以消耗谷胱甘肽并介导类芬顿反应产生•OH。③纳米颗粒h-PCuNF可被肿瘤细胞HepG2摄取,并且主要分布在细胞质中;纳米颗粒h-PCuNF被近红外激光照射激活后,碱式磷酸铜纳米颗粒介导的光热/光动力/化学动力治疗可与荷叶碱介导的化疗协同治疗恶性肿瘤。

粉末冶金纳米颗粒增强钛基复合材料研究进展

钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究。

纳米颗粒粒径、形貌及大体积分数颗粒粒径测量

【目的】准确、快速测量纳米颗粒的粒径、形貌,同时避免颗粒体积分数过高对测量结果的影响。【方法】采用3种新的纳米颗粒测量方法图像动态光散射法、偏振图像动态光散射法、大体积分数纳米颗粒180°光纤后向动态光散射法,分别快速测量纳米颗粒的粒径及分布、形貌及分布、大体积分数纳米颗粒的粒径;利用基于不同测量方法研制的3种仪器测量多种纳米颗粒,包括球形、非球形和工业纳米颗粒样品。【结果】图像动态光散射法可以快速准确地测量纳米颗粒的粒径,光纤后向动态光散射法可以测量体积分数高达20%的纳米颗粒粒径;对于非球形纳米颗粒,采用光学球体度表征颗粒形貌,偏振图像动态光散射法可以快速测出颗粒的光学球体度和光学球体度分布,用于表征被测颗粒偏离球体的程度,以及非球形纳米颗粒形貌的一致性;非球形颗粒形状偏离球体越远,光学球体度值越小,光学球体度分布越窄,表明非球形纳米颗粒的形貌越均匀。【结论】使用这3种纳米颗粒测量仪器可以实现纳米颗粒粒径的实时测量、纳米颗粒的形貌测量以及高体积分数纳米颗粒的在线测量,可以应用于药物生产的实时监测、化学样品的工艺分析、磨料颗粒的性能评估等方面。

基于羧甲基纤维素包裹铜纳米颗粒复合材料电化学传感器检测牛奶中诺氟沙星

以羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)包覆的铜纳米颗粒(copper nanoparticles,Cu NPs)和碳黑(carbon black,CB)为原料,制备CMC@Cu/CB复合材料,构建检测诺氟沙星(norfloxacin,NFX)的高灵敏度电化学传感器。基于扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射等手段对CMC@Cu/CB结构和形貌进行表征,在玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)表面滴铸复合材料悬浮液,制备CMC@Cu/CB/GCE传感器。结果表明:CMC@Cu/CB/GCE呈均匀分散球状,传感器对NFX具有良好的电流响应,线性范围为0.4~100.0μmol/L,检出限为0.24μmol/L(R_(SN)=3),此外,该修饰电极对实际样品中NFX的测定具有良好的灵敏度和稳定性,对牛奶提取物中NFX的加标回收率为98.8%~112.5%。同时,由于实验过程中原材料价格低廉,传感器的制备成本极低,在实际检测中具有良好的应用前景。

Janus微/纳米颗粒在生物医学中的应用

背景:Janus微/纳米颗粒因具有形状、结构、功能各向异性被广泛应用于组织工程、药物递送、癌症治疗、生物影像和传感等医学领域。目的:阐述Janus微/纳米颗粒在生物医学的前沿应用。方法:通过计算机检索中国知网、万方、PubMed、Web of Science数据库中2010-2024年发表的相关文献,分别以“Janus纳米颗粒,Janus颗粒,双面神颗粒,药物递送,癌症治疗,生物影像,生物传感,组织工程”和“Janus nanoparticle,Janus particle,Drug delivery,Cancer therapy,Biosensing,Bioimaging,Tissue engineering”为中、英文检索词,进行筛选、整理、归纳、总结,最终纳入69篇文献进行综述。结果与结论:Janus微/纳米颗粒可根据基础材料性质分为有机、无机、有机-无机复合三大类,其合成策略有遮蔽、自组装、相分离、微流控和成核生长等。Janus微/纳米颗粒可通过高负载率、门控释放、自主运动等特性进行高效率药物递送。Janus微/纳米颗粒除了增强传统癌症治疗措施(放化疗)的治疗效果外,还可以应用于细胞免疫、蛋白药物、细胞铁死亡等新兴癌症治疗方法;可应用于增强生物影像(CT、MRI、超声)的增敏剂,实现高质量成像,用于指导诊断和治疗;可通过运载生长因子、增强生物支架机械性能和抗菌效果,应用于组织工程。综合目前的研究,研究者们通过集合不同有机聚合物、无机材料的物化特性以不同的合成策略合成功能定制的Janus微/纳米颗粒,应用于复杂的生物医学领域。目前Janus微/纳米颗粒应用于组织再生领域、大规模生产和人体临床试验的报道较少,因此该类材料的开发、合成策略、临床安全评估和转化仍需投入更大的研究力度。

MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(X)与光热效应促进糖尿病小鼠创面愈合

背景:MXene纳米颗粒具备出色的亲水性、生物相容性和抗菌特性,被广泛应用于创面、肿瘤、神经修复和心血管等治疗领域,目前尚不清楚MXene纳米颗粒对糖尿病创面愈合的作用。目的:考察MXene纳米颗粒Ti_(3)C_(2)T_(x)的体外抗氧化、抗炎和光热抗菌活性,以及对糖尿病小鼠创面的修复效果。方法:①体外实验:采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠成纤维细胞(NIH-3T3)的毒性作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,采用MTT法检测不同质量浓度Ti_(3)C_(2)T_(x)对NIH-3T3细胞的保护作用。将NIH-3T3细胞暴露在H_(2)O_(2)中,分析光照(或不光照)处理下Ti_(3)C_(2)T_(x)(20μg/mL)对NIH-3T3细胞活性氧生成的影响。将RAW264.7巨噬细胞分3组处理:对照组、脂多糖组与脂多糖+Ti_(3)C_(2)T_(x)组,采用实时定量PCR法检测细胞中特定基因(CD86、白细胞介素6、CD206、精氨酸酶1)的表达。将大肠杆菌(或金黄色葡萄球菌)分3组处理:对照组、Ti_(3)C_(2)T_(x)组、Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组,利用平板菌落计数法计算细菌存活率。②体内实验:通过腹腔注射链脲佐菌素的方法构建ICR小鼠糖尿病模型,造模成功后在小鼠背部建立全层皮肤缺损创面,随机分3组干预:对照组(n=6)、Ti_(3)C_(2)T_(x)组(n=6)和Ti_(3)C_(2)T_(x)光照组(n=6),观察创面愈合情况,干预后第7天进行创面组织CD31、CD206免疫组化染色,干预后第7,14天进行创面组织苏木精-伊红与Masson染色。将Ti_(3)C_(2)T_(x)溶液注射至ICR小鼠皮下,在光照(或非光照)后,通过血生化检测分析Ti_(3)C_(2)T_(x)对小鼠的毒性作用。结果与结论:①体外实验:Ti_(3)C_(2)T_(x)质量浓度在5-160μg/mL范围内对NIH-3T3细胞无毒性作用,在质量浓度20μg/mL时可增加NIH-3T3细胞存活率。10-80μg/mL的Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著提升H_(2)O_(2)干预下的NIH-3T3细胞存活率。Ti_(3)C_(2)T_(x)可显著抑制H_(2)O_(2)干预下NIH-3T3细胞活性氧的生成,光照处理可进一步提升Ti_(3)C_(2)T_(x)抑制活性氧生成的作用。Ti_(3)C_(2)T_(x)能够有效抑制由脂多糖诱导的巨噬细胞炎症,促进细胞向具有抗炎特性的M2型巨噬细胞转化。Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可显著抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的抑制效果更显著。②体内实验:创面大体与组织学分析显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可促进糖尿病小鼠创面的愈合,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的促进作用更显著。免疫组化染色结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与Ti_(3)C_(2)T_(x)光照均可抑制糖尿病创面的炎症反应并促进血管的生成,并且Ti_(3)C_(2)T_(x)光照的作用更显著。血生化检测结果显示,Ti_(3)C_(2)T_(x)与光照对小鼠无明显毒性作用。③结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)借助独特的光热效应能够高效地展现抗氧化、抗炎和抗菌特性,促进糖尿病小鼠创面的愈合。

Nb纳米颗粒对Sn58Bi/Cu接头组织及性能的影响

【目的】旨在探究Nb纳米颗粒含量对Sn58Bi/Cu接头时效过程中组织及性能的影响,改善接头组织及性能。【方法】利用扫描电镜、能谱分析、XRD分析等分析方法,观察Nb纳米颗粒含量对Sn58Bi/Cu接头微观组织的影响规律;采用万能力学试验机测试分析Nb纳米颗粒含量对Sn58Bi/Cu接头抗剪强度的影响。【结果】研究结果表明,Nb纳米颗粒可促使Sn58Bi/Cu焊缝内生成细小Nb_(3)Sn化合物,恒温时效过程中可减缓焊缝组织粗化,降低接头界面金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)层生长速率,抑制界面Bi相偏析,减少界面气孔、裂纹等缺陷,提高接头服役性能;恒温时效温度120℃时,当Nb纳米颗粒添加量(质量分数,%)为0.9%时,Sn58Bi-0.9Nb/Cu接头界面IMC层生长速率为0.13μm^(2)/h,较相同时效条件下Sn58Bi/Cu接头降低45%;时效15 d后,Sn58Bi-0.9Nb/Cu接头抗剪强度为9.3 MPa,较相同时效条件下Sn58Bi/Cu接头提升84%。【结论】经研究,Sn58Bi-0.9Nb/Cu接头抗剪强度较高。

纳米颗粒气溶胶喷印参数的正交实验研究

为解决以导电油墨为主的气溶胶喷印技术中存在的油墨存储条件苛刻、过喷及卫星滴液等问题,提出一种纳米颗粒气溶胶喷印技术。该技术以纳米银粉为喷印材料,借助气体动能将纳米颗粒均匀、精准地喷印沉积在基底上。通过物理模型分析载气流量、喷印速度、鞘气流量、喷印层数等实验因素对导电银线形貌的影响。设计正交实验探究不同实验因素对喷印过程的影响,验证不同实验因素对喷印导电银线形貌的影响规律,并对导电银线进行烧结处理,分析其烧结前后电阻值、电阻率的变化。实验结果表明:载气流量、喷印层数对导电银线形貌的影响程度较大,喷印速度、鞘气流量影响程度较小。烧结过后,导电银线的电阻值大幅减小,电阻率显著降低,喷印所得导电银线最小电阻率为10.47μΩ·cm,约为银电阻率的6.62倍。

硒及硒纳米颗粒生物学机制与口腔常见疾病的关系

背景:硒作为人体所需的微量非金属元素具有抗炎、抗氧化、抗菌、免疫调节和抗肿瘤等生物活性,已经在生物医学领域得到广泛应用。目的:总结硒及其纳米颗粒在抗炎、抗氧化、抗菌、免疫调节和抗肿瘤方面的功能和作用机制,以及在口腔医学领域的研究进展。方法:以“selenium,selenium nanoparticles,oral neoplasms,caries,dental pupal disease,periapical disease,dental implant”为英文检索词,以“硒,硒纳米颗粒,口腔癌,龋病,牙髓病,根尖周病,口腔种植”为中文检索词,分别在PubMed、中国知网、万方数据库进行文献检索,检索文献时限为2000年1月至2024年2月。经过对文献的深入分析和仔细阅读,最后选择74篇文献进行全面综述。结果与结论:(1)硒的生物学特性主要是通过合成硒蛋白,以抗氧化机制为核心,调节各种细胞因子和介导与之相关的信号通路,进而产生抗菌、免疫调节、抗肿瘤等作用;(2)硒除了在口腔癌、龋病、牙髓根尖周病等方面可用于早期诊断、治疗和预后判断外,更多的是可作为新型口腔材料在口腔领域应用,例如:用于开发新型牙科封闭剂或根管系统消毒剂,又或在优化口腔种植材料性能等方面有所应用;(3)生物安全性是影响硒在生物医药领域应用的最重要因素之一,选择合适的剂量和形式才能使其发挥出良好作用。硒在口腔材料学方面展现出了巨大的应用潜力和广阔的发展空间。

蓝莓来源的外泌体样纳米颗粒在MNNG诱导人正常胃黏膜上皮细胞恶性转化中的干预效应

目的:提取蓝莓来源的外泌体样纳米颗粒(blueberry derived exosome-like nanoparticles,BELNs)并进行鉴定,探讨BELNs在1-甲基-3-硝基-1-亚硝基胍(N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguallidine,MNNG)诱导人正常胃黏膜上皮细胞恶性转化中的干预效应。方法:采用超速离心法提取BELNs,纳米颗粒跟踪分析仪和透射电镜分别从粒径、Zeta电位、形态对获取的BELNs进行鉴定;激光共聚焦显微镜观察BELNs能否被MNNG诱导的人正常胃黏膜上皮细胞,即胃黏膜上皮细胞转化细胞(transformed gastric mucosal epithelial cells,TGES-1)内吞;用200、400μg/mL的BELNs处理TGES-1细胞72 h后,蛋白质印迹法分析干性基因、上皮细胞间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)及增殖相关蛋白表达的变化。结果:纳米颗粒跟踪分析仪和透射电镜等结果显示BELNs符合外泌体样纳米颗粒的特征,表明成功提取BELNs;激光共聚焦显微镜结果提示BELNs可被TGES-1细胞内吞;蛋白印迹结果表明,400μg/mL的BELNs抑制TGES-1细胞中N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、同源框蛋白(Nanog)和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)的表达,增强E-钙黏蛋白(E-cadherin)的表达。结论:BELNs在MNNG诱导人正常胃黏膜上皮细胞恶性转化中具有明显的干预效应。

纳米塑料颗粒的形成及对环境效应的研究进展

【目的】探讨粒径小于1μm的纳米塑料颗粒在环境中引发的环境效应。【研究现状】对纳米塑料颗粒与污染物的联合毒性效应及毒性机制进行系统概述;总结纳米塑料颗粒的来源、形成途径,对动、植物等造成的危害,与微生物之间的相互作用影响。【结论与展望】对纳米塑料颗粒的行为效应研究主要聚焦于海洋,而对淡水、土壤和大气等生态系统的纳米塑料颗粒污染研究较少;纳米塑料颗粒在自然环境中难降解,应加强对纳米塑料颗粒的精准识别,尤其是对老化产物的分析与精准检测及与其他污染物之间的作用关系。

介孔碳负载纳米金颗粒物复合材料的合成及应用进展

具有结构化孔道的介孔碳材料是纳米颗粒物良好的载体,可以有效抑制纳米颗粒物的聚集。在介孔碳上负载纳米金颗粒物(AuNPs)合成的复合材料具备大比表面积、优异的热稳定性、可调控的孔径和孔道结构、良好的分散性以及可再生性等多重优势。综述了介孔碳负载AuNPs复合材料的合成方法,如浸渍法、离子交换法、沉积沉淀法和溶胶-凝胶法等,以及复合材料在化学传感器、能源储存和分离吸附等领域的应用,介绍了透射电子显微镜、X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱等表征技术在揭示复合材料组成、结构和界面特性中的作用,指出复合材料与其他活性材料结合或将人工智能应用于复合材料的设计和优化是未来的研究方向。

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。

磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

载β-谷甾醇介孔硅纳米颗粒抑制大鼠增生性瘢痕

背景:近期研究表明β-谷甾醇对增生性瘢痕成纤维细胞具有良好的抑制作用,但其临床应用受到水溶性差、理化性质不稳定的限制。目的:制备具有药物缓释功能的载β-谷甾醇纳米颗粒,分析该纳米颗粒对大鼠增生性瘢痕的治疗效果。方法:制备介孔硅纳米颗粒与介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒,表征两种纳米颗粒的理化性质。利用自制牵引装置在48只SD大鼠尾部创面(深达骨膜)持续施加牵引力,构建尾部增生性瘢痕模型。持续牵引第21天,采用随机数字表法将造模成功的36只大鼠随机分4组干预,每组9只:对照组瘢痕组织内注射生理盐水,介孔硅组、β-谷甾醇组和介孔硅@β-谷甾醇组瘢痕组织内分别注射介孔硅纳米颗粒溶液、β-谷甾醇悬液和介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒溶液,每周注射1次,连续注射6周。注射前及注射后14,42 d,记录各组瘢痕面积和临床瘢痕评分;末次注射后1周,苏木精-伊红染色、Masson染色评估真皮厚度和胶原纤维沉积、排列情况,免疫组化染色评估瘢痕中Ⅰ型胶原和α-平滑肌肌动蛋白的表达,Western blot检测瘢痕中自噬标志物LC3-Ⅱ和凋亡标志物Cleaved Caspase-3的蛋白表达。结果与结论:①透射电镜下可见两种纳米颗粒均呈空心球形,其中介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒的介孔结构较模糊、平均粒径略大;红外光谱检测显示β-谷甾醇被成功包封于介孔硅纳米颗粒中;介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒的药物包封率为88.34%、载药率为39.77%,溶解性强于游离β-谷甾醇,并且体外可缓慢释放β-谷甾醇长达6 d以上。②动物实验结果显示,介孔硅@β-谷甾醇组注射后42 d的瘢痕面积小于其他3组(P<0.05),注射后14,42 d的临床瘢痕评分低于对照组、介孔硅组(P<0.05)。苏木精-伊红和Masson染色结果显示,相比对照组、介孔硅组、β-谷甾醇组,介孔硅@β-谷甾醇组瘢痕真皮厚度降低(P<0.05),胶原排列相对整齐且方向规则。免疫组化染色结果显示,介孔硅@β-谷甾醇组Ⅰ型胶原和α-平滑肌肌动蛋白的表达均低于其他3组(P<0.05)。Western blot检测结果显示,介孔硅@β-谷甾组LC3-Ⅱ蛋白表达低于其他3组(P<0.05),Cleaved Caspase-3蛋白表达高于其他3组(P<0.05)。③结果表明,介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒有效改善了β-谷甾醇的水溶性和水分散性,并具有优异的药物控释性能,可通过抑制病灶内成纤维细胞自噬并诱导其发生凋亡,进而抑制胶原蛋白沉积,促进增生期瘢痕消褪并重塑。

多枝金纳米颗粒催化氢化物还原反应的无标记SERS监测

表面增强拉曼散射(SERS)技术,作为一种极具潜力的分子光谱手段,正引领着贵金属纳米粒子在催化化学反应领域的深入研究。其中,金纳米颗粒(AuNP)作为催化剂,在催化氢化物参与的化学反应中展现出卓越的催化性能。通过化学吸附将4-硝基硫酚分子(4-NTP)覆盖于AuNP纳米探针表面,通过在纳米探针表面修饰三种不同分枝的多枝金纳米颗粒(短枝纳米星、长枝纳米星和纳米树莓),用于4-硝基硫酚向4-氨基硫酚(4-NTP)的高效催化转化。利用SERS技术监测反应过程,捕捉金属纳米星与溶液界面处分子结构的变化,研究AuNP界面反应的动力学过程。研究结果表明,AuNP的催化活性与其尖端的尖锐程度和分枝的数量密切相关。研究结果为从分子层面理解并优化催化机制提供了借鉴。

高分辨透射电镜培训教学实践——以观察金纳米颗粒的晶格条纹为例

高分辨透射电镜可在纳米甚至原子尺度上研究样品的形貌,是目前科研中重要的表征设备之一。然而,高分辨透射电镜数量有限,在一定程度上制约了科研的进展。为了促进高分辨透射电镜的开放共享,进一步提高设备利用率,开展了高分辨透射电镜的培训教学工作,旨在培养一批专业技术强、能够独立操作高分辨透射电镜的学生。通过培训教学实践,不仅提高了学生的动手能力,增强其科研兴趣;而且促进了大型仪器设备的开放共享,为优化资源配置、开展校际合作提供技术保障。

玉米醇溶蛋白-果胶复合纳米颗粒的制备及其在稳定Pickering乳液中的应用

基于玉米醇溶蛋白与果胶之间的相互作用,利用抗性溶剂沉淀法制备不同甲氧基果胶与玉米醇溶蛋白的复合纳米颗粒,并对其乳化性质进行研究。结果表明,相比于纯玉米醇溶蛋白颗粒,复合纳米颗粒具有纳米尺度、均一的颗粒结构、优良的乳化能力,作为乳化剂颗粒可以形成稳定的Pickering乳液。研究结果表明,果胶的酯化度对于复合纳米颗粒乳化能力具有重要影响,可以对玉米醇溶蛋白表面疏水性进行较好的调控,所形成的复合纳米颗粒三相接触角接近90°。高甲氧基果胶与玉米醇溶蛋白所形成的复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液具有更小的乳液粒径,在乳液液滴表面分布更均匀,且对于外界环境pH值的变化具有更好抗性。综上,玉米醇溶蛋白与果胶所形成的复合纳米颗粒可以作为生物基Pickeirng乳液乳化剂颗粒,其中高甲氧基果胶为更好的选择。