原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜的纳米摩擦学行为

利用分子沉积技术在石英和玻璃基底上制备了含有Cu²⁺的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)/聚丙烯酸(PAA)分子沉积膜, 然后将不同层数的分子沉积膜浸入到刚刚配制的硫化钠水溶液中. CuS纳米颗粒在分子沉积膜中原位生成, 从而制备原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜. 利用紫外-可见光谱、XPS及原子力显微镜(AFM)对原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜进行表征, 并利用AFM研究了膜的纳米摩擦学性能. 结果表明原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜具有较小的摩擦力和较高的耐磨寿命.     

细胞分泌的分子机制研究进展

分泌活动是生物信息传递的关键环节,近年来由于分泌测量技术的发展和分子生物学技术的应用,该领域的研究进展很快。神经递质和激素的分泌是一个由多种蛋白质分子介导的复杂过程。并在多个环节受到精确调控,结合最新研究成果,概述分泌的过程、涉及的蛋白质相互作用以及分泌的调控。     

纳米颗粒抑制肿瘤转移的研究进展

肿瘤转移已经成为癌症治愈的最大难题.由于传统手术难以完全清除原发灶,而且传统化疗给药效率低,使得未被完全清除的肿瘤通过上述两个阶段在远端形成转移灶.利用纳米颗粒则有望攻克这一难题.因为它能够在肿瘤部位有效富集、联合如光热治疗等其他疗法,有效抑制原发灶的增殖转移;同时它还能够捕获循环肿瘤细胞、富集于特定转移灶器官或淋巴结、抑制肿瘤(如:脑胶质瘤)的转移和复发.本文以功能性纳米颗粒为对象,总结了功能性纳米颗粒在不同肿瘤组织的富集策略,分析了功能性纳米颗粒清除原发灶的机制和方法,探讨了功能性纳米颗粒对抑制转移灶生长、扩散、复发的影响,最后从临床应用的角度对纳米颗粒的研究现状、未来前景以及面临的挑战进行了分析和展望.     

人造纳米颗粒呼吸系统毒性及生物效应的研究进展

随着纳米技术在全球的迅猛发展,人造纳米颗粒已经广泛应用于生物医学领域,其生物安全性成为研究者的关注热点.由于呼吸道是人造纳米颗粒进入机体的主要途径之一,纳米颗粒对机体呼吸系统的毒性和生物效应的相关研究越来越多.本文介绍了人造纳米颗粒和纳米药物在治疗呼吸系统疾病中的应用,重点归纳了几种常见人造纳米颗粒对机体呼吸系统的毒性效应和可能的毒性作用机制,阐述了影响纳米颗粒毒性的几点因素,为今后人造纳米颗粒的研究和应用提供有价值的参考.     

不同尺寸二氧化硅纳米颗粒体内分布与代谢研究

基于二氧化硅荧光纳米颗粒(FSiNP)的荧光信号同步指示功能, 通过实时、原位活体荧光成像技术, 并结合离体器官成像、组织切片成像以及尿液荧光成像等方法, 系统地研究了不同尺寸二氧化硅荧光纳米颗粒在裸鼠活体内的分布与代谢. 活体成像结果表明纳米颗粒尺寸越小, 血液循环时间越长, 全身分布情况越明显, 随着时间的延长纳米颗粒逐渐聚集到肝脏、膀胱等部位; 通过离体器官成像和组织切片成像进一步证实了活体成像所观察到的结果. 同时, 肾脏组织切片以及尿液成像结果显示, 颗粒越小越容易通过泌尿系统排出体外. 研究结果为今后开展不同尺寸纳米颗粒材料在活体内的应用研究打下基础.     

阿尔茨海默病发病的分子机制研究进展

阿尔茨海默病是一种中枢神经系统退行性病变的疾病,其病因不清。ＡＤ最显著的神经病理组织学特征是老年斑和神经原纤维缠结。现已发现,β－淀粉样蛋白在老年斑的形成过程中起十分重要的作用;Ｔａｕ蛋白的异常磷酸化是神经原纤维缠结的主要原因;载脂蛋白Ｅ与ＡＤ发病相关。此外,ＡＤ病变的第３种病理现象ＡＭＹ斑块可能代表一种新的病因。早老蛋白及蛋白质样传染颗粒亦与ＡＤ有一定联系。现就ＡＤ发病的分子机制的研究进展作一综     

自组装DNA/纳米颗粒分子逻辑计算模型

将AuNP 自组装聚合色变与DNA 计算相结合, 构建了纳米分子逻辑计算模型. 使用了DNA 自组装、DNA/AuNP 结合和AuNP 聚合色变等关键技术方法. 利用DNA 自组装结构变化,通过DNA/AuNP 聚合色变反应, 实现了简单逻辑运算功能. 在此基础上, 构建了求解简单集合运算的DNA/AuNP 计算模型, 对多重输入的简单集合运算进行了逻辑运算. 最后, 进一步拓展该分子逻辑运算模型的应用, 结合分子检测技术, 对H1N1 病毒基因进行检测.     

磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性研究进展

磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性是其应用于临床研究的前提之一. 生物相容性一般是指材料与宿主之间的相容性, 包括组织相容性和血液相容性. 目前认为, 对生物材料的生物相容性研究与评价应从整体、细胞和分子这3 个水平全方位进行. 本文主要将近期通过细胞、分子和整体水平相关试验进行的磁性氧化铁纳米颗粒生物相容性评价工作的进展及其研究中存在的问题作一综述.     

纳米探针在分子影像领域的研究进展

随着人们对医学诊断要求的提高, 现有的影像诊断技术已经不能满足疾病高效超前诊断的需求. 而分子影像诊断技术从分子水平对疾病的异常结构和功能进行生理、生化水平显像, 能为疾病的诊治提供更为精确的信息. 分子影像学的发展除了需要先进的成像设备外, 最关键的是要发展新型而高效的成像探针. 目前常规的造影剂和分子探针因为信噪比较低、不具备靶向性等缺点而无法满足成像要求, 而在各种纳米材料基础上发展起来的纳米影像探针显示出较好的显像效果. 本文主要综述光学成像(optical imaging)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, RI)、正电子发射断层成像(positron emission tomography, PET)、电子计算机X线断层扫描(computed tomography, CT)、单光子衍射成像技术(single-photonemission computed tomography, SPECT)、光声成像(photoacoustic imaging, PA)、多模态成像(multi-modality imaging)等各类分子影像中纳米探针的种类、应用及发展前景.     

纳米颗粒对大型蚤毒性效应的研究进展

随着纳米颗粒的广泛生产和使用,其生物毒性效应已成为环境研究领域的一个热点和前沿.大型蚤作为一种模式生物,广泛应用于纳米颗粒的毒性检测.本文综述了典型纳米颗粒对大型蚤毒性的研究进展,包括急性毒性、慢性毒性和生物累积,分析了主要致毒机理,并展望了需进一步加强的研究方向.     

夹心二氧化硅纳米颗粒的急性毒性和氧化损伤机制

具有中空介孔的纳米材料有望成为一种新型的药物载体应用于药物缓控释领域.为了系统研究这一类具有精细结构的载体,选取具有代表性的材料夹心二氧化硅纳米颗粒(silicananorattle,SN),系统研究其经尾静脉注射后对小鼠的急性毒性作用,并从氧化应激的角度初步探讨其对机体损伤的机制.选取40只雌性ICR小鼠,随机分为4组:分别为尾静脉注射40,80及240mg/kgSN的实验组和注射等体积5%葡萄糖溶液的对照组.检测其体重、采食量、血常规、血生化、组织形态学和肝脏氧化应激指标.结果发现,与对照组相比,240mg/kg实验组小鼠的ALT,AST有显著升高趋势(P<0.05),而BUN和CREA的含量无明显变化.同时发现,所有实验组均引起肝脏超氧化物歧化酶(SOD)的活性显著下降(P<0.05).综上所述,夹心二氧化硅纳米颗粒经静脉注射途径暴露后,肝脏为主要的靶器官,损伤表现为转氨酶升高和炎症反应,SOD活性的降低可能在SN引起肝脏急性损伤中发挥了重要作用.     

铁过载及铁死亡在心脏疾病中的研究进展

铁作为生命必需的营养元素,在机体组织中的代谢平衡对维持正常的生理功能至关重要.人群流行病学研究和动物实验表明,铁过载在心脏疾病的发生发展过程中发挥重要作用,祛铁可有效缓解心脏疾病进展,但机制尚不清楚.近年来,心脏铁稳态代谢及其分子调控机制获得系列重大进展;铁依赖的新型细胞死亡方式——铁死亡(ferroptosis)概念的提出,为深入理解铁过载与心脏疾病间的关联带来了重要契机.近期,作者团队在国际上率先揭示靶向铁死亡是防控心脏疾病有效措施.本综述系统总结了国内外铁过载与铁死亡对心脏疾病发病的影响及作用机制的最新研究进展,并对未来研究方向进行展望与讨论,旨在为心脏疾病预防和治疗提供新思路与新策略.     

潮滩生物-物理互馈机制与系统稳态效应研究进展

潮滩是海岸湿地系统的重要组成部分,在维持海岸生态系统健康、抵御海岸自然灾害、蓝碳固存等方面发挥着重要作用.潮滩为多种生物提供适宜生长环境的同时,不同类型生物也通过改变水、沙过程影响潮滩地貌演化与系统稳态.本文归纳了盐沼植被、底栖微藻对潮滩水动力、泥沙运动过程的生物-物理效应,提出了描述潮滩生物与泥沙在时间、空间尺度上反馈过程的概化动力学模型,分析了生物-物理互馈时间累积驱动下潮滩系统双稳态及稳态突变理论特性,总结了潮滩生物与周围物理条件空间自组织作用下的地貌形态形成机制,探讨了潮滩系统层面的连续性现场观测、生物种间作用对生物-物理互馈过程的调节,以及外界扰动下潮滩生物地貌系统稳态突变阈值定量模拟等方面仍面临的科学问题.     

生长素代谢与信号转导及其调控种子休眠与萌发的分子机制

种子萌发是一个由遗传和环境因子共同调控的复杂过程,其中植物激素调节可能是种子植物萌发过程中的一种高度保守的机制.生长素是植物中的一种最重要的信号分子,调控植物生长发育的各个方面,包括形态发生和对环境变化的响应等.生长素通过多条平行的途径被生物合成和失活,也通过典型和非典型途径被感受和转导.生长素在种子休眠和萌发中的作用主要受其生物合成与分解代谢以及信号转导途径的调控.本文主要综述了生长素的生物合成与代谢、生长素的信号转导以及它们对种子休眠与萌发的调控的研究进展.此外,我们也提出了在本领域需要进一步研究的科学问题,试图为解释生长素调控种子休眠与萌发的分子机理提供参考.     

纳米限域及能源分子的催化转化

催化作为关键和核心技术,在能源、环境、农业以及人类健康等领域将会发挥越来越重要的作用.借助纳米科学和技术的发展和进步,以纳米体系的电子调制为理论基础,通过在纳米层次对催化剂的组成、结构和形貌,以及电子态的调控,实现高效催化剂的理性设计和精准制备,以及真实催化反应条件下对催化剂和催化作用的高分辨和动态表征是未来催化研究发展的重要方向.本文系统介绍了纳米限域体系中催化剂活性中心结构、电子特性和催化性能的控制规律.基于本研究组提出的"纳米限域催化"概念,将具有高催化活性的单中心低价铁原子通过2个碳原子和1个硅原子镶嵌在氧化硅或碳化硅晶格中,形成高温稳定的"晶格限域"催化剂,实现甲烷在无氧条件下直接催化转化,一步生成低碳烯烃和芳烃等高值化学品;在合成气催化转化研究中,通过将控制反应活性和产物选择性的两类催化活性中心有效分离,使在氧化物表面生成的碳氢中间体在分子筛孔道的限域环境内发生受限偶联反应,实现了煤基合成气一步高效生产烯烃,低碳烯烃的单程选择性超过80%.这些突破性技术摒弃了延续九十多年的F-T路线,从原理上开辟了一系列天然气、煤和生物质等高效制备烯烃等高值化学品的新途径,被誉为烯烃合成领域"里程碑式新进展".进一步地,这些研究成果正在与国内外企业合作,积极探索这类新过程的工业应用.     

ZnO纳米颗粒的自组装及多孔纳米固体的研制

利用溶剂热压方法, 以ZnO纳米颗粒和不同种类的溶剂为原料, 制备了介于纳米粉体和纳米陶瓷体之间的过渡态——体块ZnO多孔纳米固体, 并研究了水热热压条件下ZnO纳米颗粒的自组装行为. 实验结果表明: 当水在ZnO纳米颗粒间分布不均匀时, 在水较多的区域, ZnO纳米颗粒会溶解到高温高压下的水中. 温度升高水汽化并从固体中逸出时, ZnO纳米颗粒经历自组装过程而形成一些“纳米花朵”(nanoflowers), 并且这种自组装行为对于样品的光致发光性质有很大影响; 相反, 如果水在纳米颗粒之间均匀分布, 则可以得到ZnO多孔纳米固体, 而且其孔径比较均匀. 另外, 实验结果还表明, 通过改变溶剂的种类、热压温度和压力, 可以在一定程度上控制ZnO多孔纳米固体的孔径及孔容. 热分析结果显示, 这样制备的ZnO多孔纳米固体具有较高的热稳定性.     

铁基高温超导体的研究进展及展望

自从2008年2月末F掺杂的LaFeAsO被报道有26 K的超导电性后, 基于此体系材料的超导转变温度在短短几个月中被迅速地提高到55 K, 很多新超导体被发现, 同时人们对具有更高临界转变温度的新超导材料充满希望. 本文简要地回顾了这种体系中材料的探索、制备以及设计, 另外在理论和实验上对其超导机理的认识也给予了介绍和总结. 最后基于目前的实验数据, 对铁基超导体和铜氧化物高温超导体的重要物理参数进行了比较, 同时展望了这种新超导体的应用前景.     

纳米酶的催化机制及应用

近年来,随着纳米材料的发展,一些纳米材料逐渐被发现具有与天然酶相似的高效催化活性,且克服了天然酶易失活、产量低等缺点,被定义为纳米酶其催化活性受纳米材料尺寸、结构、表面修饰等因素调节.这些纳米酶分为金属氧化物纳米酶、贵金属纳米酶和碳基纳米酶.本文将针对不同纳米酶的催化机制进行分类,归纳不同纳米酶的催化机制,并且整理纳米酶在体外疾病检测、体内肿瘤治疗等领域的应用.     

DNA纳米自组装的研究进展及应用

DNA纳米技术是一种自下而上的分子自组装模式,由分子构造为起点基于核酸分子的物理和化学性质自发地形成稳定结构,遵循严格的核酸碱基配对原则,使得DNA被用作构建结构的材料基元而不是在活细胞中那样作为遗传信息的载体.通过合理地设计碱基链来达成精密控制的纳米级复杂结构的目的,研究人员在这个领域已经建立起诸多二维、三维的复杂纳米结构以及各种具有不同功能的分子机器,比如DNA计算机.本文总结了近年来DNA纳米自组装方面取得的最新进展,同时介绍DNA纳米自组装的几种不同组装方法,并对其相关应用进行了展望.