帽状金属纳米结构的制备、性质及应用

从制备、性质及应用3个方面介绍了帽状金属纳米结构的研究与进展,讨论了帽状金属纳米结构在表面增强拉曼、生物和化学传感方面的应用,并提出了研究展望.     

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.     

石墨烯-贵金属纳米复合材料在小分子电分析及电催化中的应用

综述了近年来利用石墨烯和贵金属纳米复合材料对一些常见小分子的电分析及电催化应用的主要研究进展.包括利用石墨烯-贵金属纳米复合材料构建电化学生物传感器对葡萄糖、过氧化氢等生物小分子的电分析应用,以及利用石墨烯-贵金属纳米复合材料对甲醇、乙醇和甲酸等燃料小分子的电催化应用.最后展望了该类纳米复合材料在电分析和电催化领域的应用前景和研究方向.     

纳米金的生殖毒理研究进展和展望

纳米金具有易合成、易被修饰、光热转换、能包载药物和良好的生物相溶性等特性,被广泛地研究和应用.同时,纳米金是不能被生物体降解的物质,从而引起了研究者对纳米金毒性的研究.本文从纳米金对生殖细胞、雌雄生殖系统和后代的毒理方面,讨论了纳米金生殖毒理研究的进展和展望.     

水溶性荧光金银纳米簇的生物效应研究进展

荧光金属纳米簇是一种具有独特物理化学特性的新型纳米材料,在生物医学的许多应用中显示出巨大的潜力.阐明它们在复杂的生物环境中的行为对于设计基于金属纳米簇的高效、安全的纳米医药至为关键.在这篇综述中,概述了水溶性的金属纳米簇与生物体系相互作用的最新研究进展,讨论了影响这些生物相互作用过程中的关键参数,并对未来金属纳米簇的生物效应的研究做了展望.     

无机纳米载体在靶向药物输送中的应用研究进展

纳米材料在生物领域的渗透形成了纳米生物材料,而纳米药物载体的研究是纳米生物材料的前沿和热点之一.常见的无机纳米药物载体包括磁性纳米粒子、介孔二氧化硅、纳米碳材料、量子点等,这些无机纳米药物载体在实现靶向性给药、控释和缓释药物以及癌症靶向治疗等方面表现出良好的应用前景.而且,集成像、靶向给药和癌症治疗功能于一身的多功能纳米药物载体比常规化疗药物载体具有明显优势.文中综述了近年来上述无机纳米材料尤其是多功能无机纳米载体在靶向药物输送中的应用及其载药释药行为的研究进展.     

壳聚糖/纳米TiO2复合材料及其应用

壳聚糖/纳米TiO2复合材料兼具了壳聚糖的抗菌性、成膜性、生物相容性以及纳米TiO2的抗菌性、光催化作用等特性.本文介绍了壳聚糖/纳米TiO2复合材料的制备方法,从应用的角度,综述了其在去除污染物、果蔬保鲜、纺织材料整理、智能传感器、医疗领域等方面的研究现状.     

纳米二氧化钛在组织工程应用中的研究进展

作为种子细胞的干细胞及作为支架材料的纳米二氧化钛是组织工程中的两个关键要素.近年来对纳米二氧化钛的结构研究充分证明其具有良好的生物相容性,并且其对干细胞增殖、分化有着重要的影响.因此纳米二氧化钛在组织工程上有着巨大的应用价值和前景.本文将从纳米二氧化钛的制作方法、特点及其在组织工程方面的应用进行综述.     

荧光碳量子点的合成与生物成像应用及生物安全性研究进展

荧光探针在生命科学领域被广泛应用于生物成像领域.随着纳米技术的迅速发展,一些新类型的纳米荧光探针应运而生.荧光碳量子点(carbon dots)以其良好的生物相容性、优异的的抗光漂白能力、长荧光寿命和宽荧光光谱区域,在生物成像方面有广泛的应用前景.重点关注近年来碳量子点在合成、生物成像以及生物安全性方面的进展,对开发成更安全和更灵敏的碳量子点探针进行了探讨.     

纳米稀土金属有机框架材料的合成及其生物医学应用研究进展

近年来,纳米稀土金属有机框架(MOF)材料的合成及其在生物医学,特别是在肿瘤诊断和治疗方面的应用研究引起了科学家们广泛的关注.一方面,纳米稀土MOF具有独特的光学和磁学性质,可用于生物成像(如荧光成像和磁共振成像等);另一方面,纳米稀土MOF的组成和结构多样,且具有高的比表面和大的孔容,是具有潜力的药物控释载体.这种集多种功能于一身的纳米稀土MOF为开发新型的诊疗一体化试剂提供了一个新的平台.介绍了近年来纳米稀土MOF的合成及其在生物医学方面的应用的研究进展.     

Chaperonin-mediated stabilization and ATP-triggered release of semiconductor nanoparticles

Various properties of semiconductor nanoparticles, including photoluminescence and catalytic activity, make these materials attractive for a range of applications. As nanoparticles readily coagulate and so lose their size-dependent properties, shape-persistent three-dimensional stabilizers that enfold nanoparticles have been exploited. However, such wrapping approaches also make the nanoparticles insensitive to external stimuli, and so may limit their application. The chaperonin proteins GroEL (from Escherichia coli) and T.th ('T.th cpn', from Thermus thermophilus HB8) encapsulate denatured proteins inside a cylindrical cavity; after refolding, the encapsulated proteins are released by the action of ATP inducing a conformational change of the cavity. Here we report that GroEL and T.th cpn can also enfold CdS semiconductor nanoparticles, giving them high thermal and chemical stability in aqueous media. Analogous to the biological function of the chaperonins, the nanoparticles can be readily released from the protein cavities by the action of ATP. We expect that integration of such biological mechanisms into materials science will open a door to conceptually new bioresponsive devices.     

水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长影响的研究

水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒由于其良好的生物相容性、超顺磁性等特征,在生物领域常被用来作为磁性载体材料,其广泛的生产和应用增加了它们在环境中释放的可能性,需对其环境生物安全性进行评价.首先合成了水溶性磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子,并用透射电子显微镜和马尔文粒度分析仪对其进行形貌分析和表征.然后在不同的浓度下(0、0.72、1.44、3.6 mg/mL)研究了水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长的影响,结果显示随着浓度的增加,磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子对小麦生长的抑制越明显,造成生长抑制和根结构损伤.结果证明了水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒对小麦植物存在一定的生物毒性,其环境排放应该严格限制.     

CdTe量子点的制备与应用

在微波样品处理器中, 合成了量子产率为65%的CdTe量子点, 发射波长为510~670 nm. 该方法合成的量子点半峰宽较窄, 发光强度较高. 为了提高光稳定性, 在制备的CdTe量子点表面包覆了硅层, 得到尺寸分布较均匀的纳米粒子, 并对其进行毒性检验.     

磁性荧光Fe3O4@APTES-RB复合材料的合成及性能表征

磁性-荧光双功能复合纳米材料同时具有磁性和发光特性,因其在生物医学领域具有潜在的广泛应用,引起了人们的广泛关注.采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子表面进行修饰,获得氨基化的磁性纳米粒子,然后通过共价法将罗丹明B(RB)结合到其表面,获得分散性和荧光信号均得到改善的磁性/荧光复合纳米粒子.利用荧光光谱仪、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对合成的粒子进行了表征.结果表明,氨基化的Fe3O4纳米粒子和Fe3O4-荧光纳米复合材料粒径基本相同,粒径为6～10 nm;Fe3O4-荧光纳米复合材料的饱和磁化强度为38.1 A.m2/kg,室温下呈现超顺磁性,具有较强的荧光信号.这种新型的磁性荧光纳米复合材料将会在生物医学领域具有广阔的应用前景.     

In vitro biological effects of magnetic nanoparticles

Magnetic nanoparticles (MNPs) have great potential for a wide use in various biomedical applications due to their unusual properties. It is critical for many applications that the biological effects of nanoparticles are studied in depth. To date, many disparate results can be found in the literature regarding nanoparticle-biological factors interactions. This review highlights recent developments in this field with particular focuses on in vitro MNPs-cell interactions. The effect of MNPs properties on cellular uptake and cytotoxicity evaluation of MNPs were discussed. Some employed methods are also included. Moreover, nanoparticle-cell interactions are mediated by the presence of proteins absorbed from biological fluids on the nanoparticle. Many questions remain on the effect of nanoparticle surface (in addition to nanoparticle size) on protein adsorption. We review papers related to this point too.     

A novel fluorescent label based on biological fluorescent nanoparticles and its application in cell recognition

Uniform-sized fluorescent nanoparticles have been prepared by employing silica as the shell and a highly luminescent dye complex of ruthenium ion and bipyridyl, tris(2,2’-bipyridyl) dichlororuthenium(II) hexahydrate as the core of the nanoparticles. A novel fluorescent label method is proposed, which is based on the biological fluorescent nanoparticles on the foundation of nanotechnology, biotechnology and fluorescent label technology. In comparison with the conventional fluorophores as fluorescent labels such as fluorescein isothiocyanate (FITC) label, this new label shows more superiority in photochemical stability, detection sensitivity and application scope for the biomedicine research. SmIgG⁺ B lymphocytes isolated from the circulating blood of human beings can be easily recognized by using this new fluorescent label.     

Multifunctional artificial nacre via biomimetic matrix-directed mineralization

Natural nacre, one of the most studied biological structural materials with delicate hierarchical structures and extraordinary performance, has inspired the design and fabrication of artificial structural ceramics with high fracture toughness. However, to meet the diverse requirements of different applications, future structural materials must be multifunctional with superior mechanical properties, such as strength, hardness, and toughness. Herein, based on the matrix-directed mineralization method for producing biomimetic structural materials, we introduce nanoparticles with different inherent functions into the platelets of artificial nacre via the co-mineralization of aragonite and the nanoparticles. Besides their enhanced mechanical properties, the obtained artificial nacre materials also exhibit different functions depending on the type of the nanoparticles. To extend the versatility of this strategy, the effects of nanoparticles of different sizes and zeta potentials on mineralization are also analyzed. This universal strategy can be applied to the fabrication of other types of functionalized biomimetic structural ceramics that have potential applications in various fields, such as biomedical science.     

镧系发光材料用于生物成像的研究进展

镧系元素因其特殊的4f电子层结构而具有优异的光谱特性,如尖锐的线状谱带和相对较长的激发态寿命,这大大提高了其光学成像性能,是一类新型的成像元素.但其电子跃迁几率低,表现出较差的发光强度及较低的吸光效率,这对镧系发光材料作为生物成像探针的发展有一定的阻碍.近些年,研究者们通过设计镧系材料组成与结构,对其发光性能进行调控,使其成像性能得到了极大的提升.该文分别综述了镧系配合物、镧系纳米粒子作为成像探针的发光原理、材料类型及生物应用.     

氧化铈纳米粒子的制备及其生物应用进展

由于铈离子可以在Ce~(3+)和Ce~(4+)之间可逆转换,以及氧空位的存在,氧化铈(CeO_(2-x),x=0～0.5)纳米粒子具有优异的催化特性,作为一种用途广泛的稀土氧化物得到了广泛的关注.Ce原子能够快速而大幅度地调整其电子结构(如产生氧空位或缺陷),以最佳的结构适应其周围环境,具有多种酶类活性(包括超氧化物氧化酶、过氧化氢酶和氧化酶等),可以清除体内产生的各种毒性活性氧.氧化铈在生物分析、生物医学、药物传递和生物支架等生物领域展现出了良好的应用前景.综述了氧化铈的制备方法及其在生物领域的应用进展.     

局域表面等离子体研究进展

阐述了局域表面等离子体特性,金属纳米粒子的常用制备方法,以及不同形状、尺寸等因素对局域表面等离子体光谱和灵敏度的影响,分析了表面增强拉曼散射的增强因子与金属纳米粒子的等离子共振波长和拉曼激发波长之间的关系,介绍了局域表面等离子体在生物传感方面的应用.