不同粒径金属基纳米颗粒的性质与其环境行为和生物效应的关系

随着纳米技术的高速发展,金属基纳米颗粒(MNPs)物理化学性质的变化与其环境行为、生物效应之间的关系受到广泛关注.由于独特的物理化学性质,MNPs被应用于农业、化工、航天等各个领域,其不可避免地释放到环境中,对环境生物及人类健康造成威胁.随着粒径的减小,MNPs展现出较大的比表面积、较高的表面电荷密度和表面能等独特的属性,这些性质在很大程度上影响着MNPs的界面反应及生物效应.本文综述了不同粒径MNPs的比表面积、表面官能团、表面能及表面电荷密度变化与其吸附、聚集、溶解等环境行为的关系,深入剖析了不同粒径的MNPs在不同环境条件(如溶解性有机质(DOM)、光照、pH值、离子强度)下的生物效应及个中机理,就现有研究中存在的问题提出了改进意见与建议.     

纳米颗粒材料的毒性研究与安全性展望

人类接触纳米材料一般通过下面3条途径:呼吸系统;皮肤接触;其他方式,如食用、注射之类.纳米材料通过上述途径进入人体,可能与体内细胞起反应,引起发炎、病变等,因此目前多针对以上接触方式进行纳米颗粒材料的毒性研究.从不同的接触方式介绍了纳米颗粒生物毒性的一些研究情况,对产生生物毒性的原理进行了探索,并对纳米颗粒材料安全性和降低危险性的方法进行了展望.     

邻苯二甲酸酯环境行为和毒理性研究

邻苯二甲酸酯(phthalate esters,PAEs)是目前应用范围较广的一类增塑剂,用以增加高聚物的可塑性。PAEs通过范德华力同高聚物结合,易逸出基体,其具有致畸和致突变性,故属于环境内分泌干扰物。PAEs污染已引起公众特别关注,多种关于PAEs环境行为和毒理性研究为控制其污染提供重要的理论依据。     

梭形纳米二氧化钛溶胶的制备及其抗菌性能和细胞毒性

采用水热合成法制备了纳米二氧化钛溶胶,通过XRD、TEM和FT-Raman对所得溶胶中纳米粒子的晶形、大小及形貌进行了表征,并探讨了该溶胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗抑性能以及对原代培养的小鼠腹腔巨噬细胞的毒性效应。结果表明,所得溶胶中纳米二氧化钛粒子均为梭形锐钛型纳米二氧化钛,宽平均为20nm,长平均为100nm。溶胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率在作用4h后均达到90%以上,抑菌率达到90%以上的溶胶质量浓度为1000mg/L。溶胶加入细胞培养液中后能明显影响巨噬细胞的生长形态,24h后巨噬细胞都呈现出不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,巨噬细胞内颗粒物随纳米TiO2颗粒浓度的升高而增多,细胞折光性下降;在24h内对巨噬细胞的生长具有一定的增殖作用,在48h内都呈现一定的抑制作用,且存在剂量-效应关系,随着纳米TiO2浓度的升高,其对巨噬细胞的生长抑制越显著。     

纳米颗粒材料研究的新进展

以应用需求为导向评述了纳米颗粒材料研究的新进展和发展趋势,主要包括可控制备技术、纳米颗粒的性能调控和优化、增强纳米效应的途径以及纳米颗粒材料对环境污染物的痕量探测治理领域的应用.重点报道了纳米颗粒材料在药物输送、肿瘤探测和治疗以及下一代高密度存储器件研究所取得的新成果.     

纳米富勒烯颗粒水悬液的制备与生物学效应

富勒烯以其独特的物理化学性质吸引了众多研究者的关注.但富勒烯在水中的溶解度十分有限,成为其应用在生物系统中的瓶颈.最近发现,将富勒烯制备成纳米颗粒水悬液是一种能有效改善富勒烯水溶性的方法.介绍了目前采用的4种制备方法,即四氢呋喃-丙酮法、甲苯超声法、四氢呋喃法、直接搅拌法,同时还介绍了水中纳米富勒烯颗粒可能形成的机制以及纳米富勒烯颗粒的细胞毒性和抗菌活性等方面的研究进展.     

磷酸钙纳米粒子的潜在毒性:物理化学性质的影响、评价方法和可能的毒性机制

磷酸钙是骨和牙的主要无机成分,具有良好的生物活性和生物相容性。研究表明,当磷酸钙粒子尺寸降到纳米尺度时具有一些独特的理化性能,如小尺寸效应和表面效应等,有望拓展其在生物医学领域中的应用,如作为治疗肿瘤的靶向药物载体和疾病诊断的基因载体等。但上述应用均需与机体直接接触,因此,评价磷酸钙纳米粒子潜在的毒性风险非常必要。有研究发现磷酸钙纳米粒子的理化性能,包括尺寸、形貌、表面性能和结晶度等均会影响纳米粒子与机体及细胞的相互作用,可能导致纳米粒子产生一定毒性。总结了磷酸钙纳米粒子的物理化学性能对其潜在毒性的影响及可能机制,综述了材料毒性评价的主要方法,希望能为磷酸钙纳米材料的设计及生物相容性评价标准的制定提供一定的理论依据。     

纳米金溶胶细胞毒性的研究

文章主要研究纳米金溶胶的细胞毒性。通过[3H]-TdR掺入法,研究粒径在15—20nm的纳米金溶胶,溶胶中含有的柠檬酸钠溶液以及溶胶中含有的柠檬酸钠与PVP混合溶液对正常细胞（人体表皮细胞、人体皮肤成纤维细胞）和癌细胞（HeLa细胞、K562细胞）活性的影响,实验结果表明,纳米金溶胶中含有的柠檬酸钠与PVP对这四种细胞的活性基本没有影响,可以在一定浓度范围内促进人体正常皮肤细胞的增殖,并具有剂量（以50μmol／L浓度为临界点）和时间依赖性;对于癌细胞则需高于一定浓度（50μmol／L）才有显著的抑制作用。     

囊型宫内节育器避孕材料的细胞毒性研究

目的:对囊型宫内节育器避孕材料的细胞毒性的潜在性作出评价。方法:采用研制的硅橡胶材料与高密度聚乙烯材料作为对照,根据GBT 16886.5―2003医疗器械生物学评价第5部分标准,设立空白对照组、阴性对照(高密度聚乙烯)浸提液组、阳性对照液(含6.3%苯酚的RPMI1640完全培养液)组、100%、50%和25%材料(硅橡胶)浸提液组共6个组;用RPMI 1640完全培养液培养L-929细胞,每组加入100μL的空白对照液、阴性对照浸提液和25%、50%、100%的材料浸提液及阳性对照液,观察细胞形态和增值率。结果:空白对照组、阴性对照浸提液组、阳性对照组、100%、50%和25%浓度材料浸提液组的细胞毒性级别分别为:0级、1级、4级、2级、2级、1级。100%、50%和25%材料浸提液组培养72 h后细胞增值率分别是(66.2±4.3)%、(72.4±6.1)%、(81.1±4.2)%;阴性对照浸提液组、100%、50%、25%材料浸提液组和阳性对照浸提液组OD(optical density)值与空白对照组比较差异有统计学意义(P0.05);空白对照组、100%、50%材料浸提液和阳性对照液组OD值与阴性对照浸提液组差异有统计学意义(P0.05);25%材料浸提液OD值和与阴性对照浸提液组差异无统计学意义(P0.05)。结论:根据GBT 16886.5―2003医疗器械生物学评价第11部分标准,所测硅橡胶材料细胞毒性评价符合要求。     

基于半导体颗粒和碳纳米管的新型杂化材料开发成功

据报道,西班牙马德里纳米科学高级研究中心与德国汉堡大学的研究人员日前共同开发了一种基于半导体颗粒和碳纳米管的新型杂化材料。半导体纳米晶体(也称作量子点)有着宽广的吸收谱线、较窄的     

纯镁的细胞毒性和溶血率试验研究

介绍了处理前后的纯镁细胞毒性和溶血率试验的结果.试验结果表明,小鼠骨髓细胞与纯镁试样直接接触的细胞毒性实验中,纯镁没有对小鼠骨髓细胞的增殖产生明显的毒副作用;但未经处理的纯镁试样出现了较为严重的溶血现象.经过表面改性后,纯镁试样的溶血率在生物材料允许的＜5%的范围之内.本阶段试验提示,经表面改性后的纯镁可能用作生物材料.     

纳米铁颗粒及其复合材料的界面设计及环境修复应用

近年来,纳米铁颗粒(纳米零价铁)因其优异的催化/还原性能,并且价廉、环境友好,已成为主要的环境修复材料之一。目前,纳米铁颗粒主要用于水体修复,如:重金属离子去除、有机物污染物降解和无机阴离子催化还原等。纳米铁颗粒易团聚和结构单一等问题会导致其活性低、稳定性差和去除种类单一。为了克服上述问题,迫切需要研究纳米铁颗粒的界面设计。本文重点阐述纳米铁颗粒及其复合材料的可控制备、界面设计、在重金属去除和硝酸根去除转化中的应用以及在环境修复中的未来发展方向。     

仿细胞外层膜结构壳聚糖纳米颗粒的制备及其控释性能研究

采用模板聚合法以甲基丙烯酸(MA)、甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)为单体,以过硫酸钾为引发剂和壳聚糖进行聚合,制备具有仿细胞外层膜结构壳聚糖纳米颗粒。用动态光散射仪(DLS)、透射电镜(TEM)和zeta电位对纳米颗粒的粒径、zeta电位进行表征,并通过体外阿霉素控释实验对该纳米颗粒的控释性能进行研究。该仿细胞外层膜结构壳聚糖纳米颗粒将在基因治疗、药物控释等领域具有巨大的应用前景。该研究对于探索仿细胞外层膜结构纳米颗粒的控释性能具有重要的学术意义。     

纳米颗粒与铒共掺光放大用材料的研究进展

掺铒材料由于在光放大领域的重要应用引起人们极大的研究兴趣,在掺铒材料中再掺入纳米颗粒能有效增强Er3+的发光强度.综述了各种纳米颗粒对Er3+发光光谱的敏化作用,阐述了纳米颗粒与Er3+之间的能量传递机理,展望了光放大材料的最新发展趋势.     

氧化铝粉料的颗粒级配对成型行为和烧结行为的影响

研究了颗粒级配对超细氧化铝粉体成型行为和烧结行为的影响．发现两种颗粒直径之比约为2的氧化铝粉体,一定比例混合后可获得比同样条件下单独的粉体高得多的成型密度.在细颗粒体积百分数约为33％时,应用压滤成型工艺（45MPa）获得的素坯相对密度高达72％．研究了压滤和干压成型方法对成型素坯密度及其烧结的影响．压滤成型的素坯,由于成型密度高、气孔分布窄、孔径小而有利于烧结,在较低的温度下可以达到理论密度,烧结体晶粒细小均匀,无明显缺陷;这一条件下于压成型（300MPa）得到的素坯由于有较宽的气孔尺寸分布,影响烧结,并且烧结体中有较大的气孔,不能完全致密．应用新的烧结理论对此进行了解释．     

碳纤维和SiO2纳米颗粒增强环氧树脂复合材料的压缩性能

纤维增强聚合物复合材料的压缩性能与聚合物基体力学性质密切相关。本文利用连续碳纤维（CF）和含有均匀分散的SiO₂纳米颗粒改性的环氧树脂基体,制备了CF-nano SiO₂/Epoxy微纳米多相复合材料单向层合板,并对其轴向压缩性能进行了系统的研究。试验表明,将纳米颗粒引入基体能够有效提高纤维增强聚合物基复合材料的压缩强度,占nano SiO₂/Epoxy体积为8.7%的纳米颗粒可将复合材料的压缩强度提升约62.7%。基于单向层合板的弹塑性微屈曲模型对纳米颗粒的增强效应进行了理论分析。根据含纳米颗粒的环氧树脂在压缩过程中的损伤行为,提出了一套基于加卸载试验建立纳米复合材料基体压缩本构关系的方法。将模型获得的基体本构关系与经典复合材料弹塑性微屈曲模型耦合,能够较为准确地预测本研究制备的微纳米多相复合材料的压缩强度。经试验检验,预测结果与实测数值达到很好的一致性。      

聚芴类微纳颗粒材料的制备与应用研究进展EI北大核心CSCD

聚芴类微纳颗粒材料具有高的荧光量子效率、良好的光稳定性以及特殊的微纳尺寸效应,在化学、医学、新材料以及新能源等领域显示出极为重要的科学研究价值与广阔的应用前景。文中综述了近年来聚芴类微纳颗粒材料制备研究的新进展,对比分析了单体聚合法、微乳液法、再沉淀法、自组装法以及微流控法的优点与不足;对聚芴类微纳颗粒材料在生化传感器、细胞成像等领域的应用研究进行了重点阐述。同时,对聚芴类微纳颗粒材料研究工作中存在的焦点问题亦进行了客观分析与评价,并探讨了未来研究重点。     

稳定剂对水相制备CdTe量子点的荧光性能和细胞毒性影响研究

用巯基乙酸(TGA)、半胱氨酸(L-Cys)和谷胱甘肽(GSH)这三种巯基稳定剂在水相中制备了CdTe量子点(QDs).红外光谱(FTIR)分析结果表明,三种稳定剂都成功地利用Cd2+与巯基之间的配位与QDs相结合并起到保护及稳定的作用.利用荧光光谱对不同QDs的荧光性能进行了研究,结果表明当采用GSH作为稳定剂时,QDs的生长速率较快,且最大发射波长能够达到约680nm;L-Cys-CdTe的生长速率次之,也能生成具有较大发射波长的QDs;TGA-CdTe的生长速率最慢,且最大发射波长只能达到约620nm,但是其荧光强度较高,适于制备对荧光强度要求较高的QDs.通过MTT(噻唑蓝)比色法对细胞存活率进行测定,同时利用显微镜对细胞形貌进行观察,结果表明各量子点都具有一定的细胞毒性,但TGA-QDs对细胞的伤害作用更大,以20μg/mL的浓度对细胞培养24h后,细胞存活率只有52.6%.     

γ-硅酸二钙陶瓷的生物活性和细胞毒性研究

对溶胶-凝胶法合成的硅酸二钙粉体通过冷等静压成型,在1450℃下无压烧结,制备出高纯度的,γ-硅酸二钙(γ-Ca₂SiO₄)陶瓷,并对γ-Ca₂SiO₄陶瓷的体外(in vitro)生物活性和细胞毒性进行了研究.实验结果表明,该陶瓷具有优良的生物活性,在模拟体液(SBF)中浸泡72h后陶瓷表面沉积类骨碳酸羟基磷灰石层(CHA);材料溶解释放的钙、硅离子对成纤维细胞无毒副作用,在适当浓度下还能促进细胞增殖;该陶瓷还能支持骨髓间质干细胞(BMSCs) 的贴壁、黏附和铺展.因此,γ-Ca₂SiO₄陶瓷是一种生物活性优良和无细胞毒性的新型生物活性陶瓷材料.     

高精细水凝胶微图案的快速制备及其对细胞行为的诱导

为探索不同尺寸的水凝胶微图案对细胞的诱导调控作用,本文采用飞秒激光无掩模投影光刻技术,将水凝胶前驱体溶液制备成所设计的图案,同时结合大面积拼接,获得了具有大面积、不同尺寸的多边形和多角星微结构.详细研究了微结构的最佳加工条件及其浸润性.带有微结构的基底与成纤维细胞共培养的实验结果表明,微结构的空间限位作用会改变细胞形貌...