介孔钛纳米复合团簇应用于光热-光动力疗法

在本文,采用水热法合成了一种新型的介孔二氧化钛/碳/亚甲蓝复合纳米团簇(TiO₂@C-MB),并应用于肿瘤细胞的光动力(PDT)和光热治疗(PTT)。系统中介孔二氧化钛作为有效的光敏剂,MB作为重要的光敏添加剂以改善二氧化钛纳米晶的光化学效应,并将其光响应区域拓宽至光动力学疗法的理想治疗窗(650~900 nm)。柠檬酸在水热条件下被还原成碳并裹覆在二氧化钛表面。碳层表现出良好的光热效果,也充当多功能的电子受体以加速生成单线态氧。该纳米团簇不仅可以保持肿瘤细胞内部高浓度的MB和二氧化钛以产生大量的单线态氧杀死肿瘤细胞,而且可以避免MB退化失活。     

调控供电子策略简易制备近红外二区有机小分子光学诊疗试剂

有机小分子凭借着明确的化学结构、出色的生物相容性、优异的可重复性等诸多优势被广泛应用于光学诊疗领域. 然而, 目前报道的有机小分子存在合成步骤复杂、成像波长位于近红外一区(NIR-I)、光热转换效率及单线态氧产率低等缺陷, 严重限制了其诊疗效果. 基于此, 本工作以吡咯并吡咯二酮作为缺电子单元、分别以苯、苯胺、邻苯二胺作为供电子单元, 通过一步偶联反应简易制备得到三种有机小分子DPP-0、DPP-2、DPP-4, 进一步利用纳米沉淀法制备得到对应的水溶性纳米粒子DPP-0 NPs、DPP-2 NPs和DPP-4 NPs. 研究发现, 随着氨基数量的增加, 纳米粒子吸收/发射均发生了红移, 其中DPP-4 NPs具有良好的NIR-I吸收能力且其最大荧光发射达到了近红外二区(NIR-II)区域, 表明可以通过改变供电子单元策略实现光学性能的调控. 在单一激光照射下, DPP-4 NPs可以同时产生NIR-II荧光信号、过高热及单线态氧, 其光热转换效率和单线态氧产率分别高达40.2%及34.3%, 可成功应用于肿瘤深层次NIR-II荧光成像诊断及高效光热/光动力联合治疗.     

铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺纳米球的制备及在光热/光动力/化学动力学肿瘤治疗中的应用

肿瘤微环境(TME)的复杂性,使得单一治疗方式很难实现完全治愈。 为此,构建了一种负载吲哚菁绿(ICG)的铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺多功能纳米球Fe-PNPD-ICG(FPIs),用于光热(PTT)/光动力(PDT)/化学动力学(CDT)的联合治疗。 在808 nm激光器照射下,ICG作为光敏剂可以产生单线态氧,铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺纳米球作为光热剂具有36.65%的光热转换效率。 FPIs一旦内化到肿瘤内,由Fe³⁺/Fe²⁺转化引发Fenton反应产生·OH实现化学动力学治疗,反应过程中可以清除TME中过表达的谷胱甘肽(GSH),从而降低肿瘤中的抗氧化能力。 同时,产生的氧气可以改善TME中乏氧情况,增强PDT的治疗效果。 因此,FPIs是PTT/PDT/CDT联合治疗的一种理想材料,在肿瘤治疗中具有潜在的应用前景。     

聚吡咯包裹WO3-x纳米粒子的制备及光动力光热和杀菌性能

利用氯化钨和吡咯等原料通过溶剂热法和原位还原制备了聚吡咯包裹的WO_3-x纳米粒子。用扫描电镜和红外光谱表征了复合材料,通过单线态氧生成能力、光热测试和体外杀菌实验,对比了聚吡咯包裹前后WO_3-x纳米粒子的光动力光热和杀菌性能。结果表明,得到的聚吡咯包裹的WO_3-x纳米粒子复合材料在808 nm照射下具有较好的单线态氧生成能力及光热性能。体外杀菌实验证明了其对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有优秀的杀菌性能,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为99.89%和99.71%。     

卟啉-石墨炔衍生物的光热/光动力联合治疗

在本研究中,我们设计合成了两种卟啉修饰的新型石墨炔衍生物GDYO-TPP和GDY-TPP,它们在有机溶剂和水中具有良好的分散性及优异的生物相容性.研究发现GDYO-TPP和GDY-TPP不仅具有优异的光热转换性能,还具有优异的产生单线态氧能力,并可用于肿瘤的光热/光动力联合治疗,在动物体内表现出优异的肿瘤细胞生长抑制作...     

一种阿霉素/NO供体光敏纳米复合物的合成与性质研究

以硫化铜纳米晶(CuS-NCs)为核心,聚N-异丙基丙烯酰胺接枝壳聚糖(PNIPAM-g-CS)微粒为壳合成一种新型光敏纳米复合材料.在温度的调节下,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)包覆CuS纳米晶,并接枝壳聚糖(CS),合成CuS杂PNIPAM-g-CS纳米复合材料.CuS在近红外光(980 nm)照射下具有光热效应,导致纳米复合物中PNIPAM-g-CS微粒受热体积收缩.负载阿霉素,这种纳米复合物就可作为光热诱导释放阿霉素的多功能纳米载体.再负载NO光敏供体(RBS),就可制备出阿霉素/RBS双负载的CuS杂PNIPAM-g-CS纳米载体.在可见光(365 nm)照射下,RBS光解释放NO.近红外光和可见光分别触发纳米载体释放阿霉素和NO,加上CuS纳米晶的光热效应,这种纳米载体可实现光触发双药物释放协同光热化疗杀伤肿瘤细胞.     

水相氧化钛团簇的合成、性质和应用

氧化钛团簇是一类具有明确结构的分子型化合物,可以视为二氧化钛纳米颗粒的分子类似物,不仅具有新奇的分子结构,而且具有优异的光响应性质.近10年来,氧化钛团簇的合成、性质和应用研究取得了快速发展.水相合成的氧化钛团簇是多金属氧团簇(广义多酸、多金属氧酸盐)的一个分支.本文综述了水相氧化钛团簇的合成思路、合成体系和典型案例,氧化钛团簇的水溶性和稳定性,以及氧化钛团簇的已有应用案例,最后探讨了未来的发展方向.     

介孔SBA-15棒负载的Pd3Cl催化剂催化Sonogashira偶联反应（英文）

通过静电吸引策略将具有高度分散性的原子精确纳米团簇[Pd3Cl(PPh2)2(PPh3)3]+(Pd3Cl)负载在介孔SBA-15棒上。结构明确的Pd3Cl/SBA-15催化剂在以水作为溶剂以及温和的反应条件下对催化Sonogashira碳-碳偶联反应展现了较好的催化性能以及循环性。在此基础上,我们研究了Pd3Cl团簇结构与性能之间的关系,并证实内核的Pdδ+(0<δ<2)与配体之间的协同效应是催化反应的关键。     

一步法合成D-青霉胺稳定的铜纳米团簇 用于ClO-的检测

以D-青霉胺为还原剂和保护剂通过化学还原一步法合成铜纳米团簇(Cu NCs)。采用TEM和XPS对铜纳米团簇的结构进行表征,通过荧光光谱对铜纳米团簇的光学特性进行分析。该铜纳米团簇具有很好的稳定性。在探究该铜纳米团簇的应用方面,实验结果表明:ClO~-能够有效地猝灭铜纳米团簇的荧光。在ClO~-浓度范围1-9 mM时,荧光强度(F_0-F)/F_0与ClO~-的浓度呈线性关系,检出限为2 mM。因此,该铜纳米团簇可以高选择性、高灵敏度地识别并检测ClO~-。该方法用于实际水样中ClO~-的检测,精密度、重现性和准确性均较好,可作为测定水中ClO~-含量的快速检测方法。     

银镍合金团簇Ag4Ni2(SPhMe2)8 (SPhMe2 = 2, 4-二甲基苯硫酚)的合成及其结构表征

具有精确结构的纳米团簇因其有利于分析团簇结构与性质之间的关系而被广为研究。之前的研究结果表明金属银和金属镍在亚纳米尺寸可以形成团簇(Ag₄Ni₂(DMSA)₄ (DMSA =二巯基丁二酸),但其晶体结构并没有得到具体表征。在本工作中,我们合成了硫醇配体保护的银镍合金纳米团簇：Ag₄Ni₂(SPhMe₂)₈ (SPhMe₂ = 2, 4-二甲基苯硫酚),并通过X射线单晶衍射、X射线光电子能谱、质谱和热失重等分析手段对结构进行了表征和确认。该工作拓展了合金团簇的基础研究。     

SiO2/TiO2-xCx/C的制备、表征及其吸附和可见光催化性能

以SiO2为成核中心,钛酸四丁酯为钛源,分别以多羟基化合物乙二醇、丙三醇、葡萄糖和聚乙烯醇为联接剂,采用水解沉淀法制备了碳掺杂和包覆的多孔SiO2/TiO2-xCx/C可见光响应型光催化剂。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换-红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱对样品进行表征。对不同结构样品的形成机理进行了分析。以次甲基蓝(MB)溶液为模拟废水,对样品的吸附性能和可见光催化性能进行了评价。结果表明,多羟基化合物对材料的结构和性能有重要影响。碳的掺杂和包覆使材料的吸收光谱包含了整个可见光区,而多孔结构使材料的吸附性能得到提高。以聚乙烯醇为原料所得样品吸附性能最好,30 min内吸附率达到70%;而以丙三醇为原料所得样品具有最好的可见光催化性能,40 min内次甲基蓝的降解率达到95%。     

Compositing Amorphous TiO2 with N‐Doped Carbon as High‐Rate Anode Materials for Lithium‐Ion Batteries

Compositing amorphous TiO₂ with nitrogen‐doped carbon through Ti? N bonding to form an amorphous TiO₂/N‐doped carbon hybrid (denoted a‐TiO₂/C? N) has been achieved by a two‐step hydrothermal–calcining method with hydrazine hydrate as an inhibitor and nitrogen source. The resultant a‐TiO₂/C? N hybrid has a surface area as high as 108 m² g^?1 and, when used as an anode material, exhibits a capacity as high as 290.0 mA h g^?1 at a current rate of 1 C and a reversible capacity over 156 mA h g^?1 at a current rate of 10 C after 100 cycles; these results are better than those found in most reports on crystalline TiO₂. This superior electrochemical performance could be ascribed to a combined effect of several factors, including the amorphous nature, porous structure, high surface area, and N‐doped carbon.     

Methylene Blue/Carbon Dots Composite with Photothermal and Photodynamic Properties: Synthesis,Characterization, and Antibacterial Application

Photodynamic therapy and photothermal therapy provide new ways to combat antibiotic resistance. In this research, methylene blue (MB) as an effective photosensitizer was conjugated with carbon quantum dots (CQDs), the composite product not only possessed good antibacterial properties against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) due to excellent singlet oxygen (¹O₂) production rate and light heat transfer performance, but also showed good biocompatibility. Combined with 808 nm and 660 nm laser irradiation, the minimum bactericidal concentration of CQDs-MB towards S. aureus and E. coli was 5 μm . Therefore, this study provides a potential candidate material based on CQDs for clinical applications.     

Enhancing photocatalytic activity of titanium dioxide through incorporation of MIL‐53(Fe) toward degradation of organic dye

Photocatalytic activity of titanium(IV) oxide (TiO₂) can be enhanced through modification of its surface‐active sites. Here, iron(III) carboxylate [MIL‐53[Fe]]‐incorporated TiO₂ (as MIL‐53(Fe)/TiO₂) was prepared using a hydrothermal method. This material was then calcined at 500°C to obtain a MIL‐53(Fe)‐derived γ‐Fe₂O₃/TiO₂ photocatalyst. A photocatalytic study of MIL‐53(Fe)/TiO₂ and MIL‐53(Fe)‐derived γ‐Fe₂O₃/TiO₂ toward cationic methylene blue (MB) and anionic methyl orange (MO) showed that MIL‐53(Fe)/TiO₂ (0.25 wt%) and MIL‐53(Fe)‐derived γ‐Fe₂O₃/TiO₂ (0.75 wt%) resulted the best degree of dye degradation. The MIL‐53(Fe)‐derived γ‐Fe₂O₃/TiO₂ (0.75 wt%) composite for instance is capable of degrading almost 100% of 20‐ppm MB and MO, respectively, within 6 hr. Photocatalytic degradation of MB and MO was well fitted to the Langmuir‐Hinshelwood pseudo‐first order kinetics model, which indicates physisorption as the key partway that facilitates dye decomposition on the surface of a photocatalyst under UV‐A irradiation. This study provides new insights into the exploration of MILs/TiO₂ materials for the environmental remediation and pollution control.     

原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能

在H₂O₂-HF 的乙醇-水混合溶液中, 通过水热处理碳氮化钛(TiCN)制备了碳、氮共掺杂TiO₂ 空心球(CNTH). 用X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品. 在可见光(λ≥400 nm)照射下, 通过降解甲基蓝检测了碳、氮共掺杂TiO₂空心球的光催化活性. 结果表明, 源于TiCN中的部分碳和氮原子原位掺入了TiO₂的晶格中, 部分碳掺入TiO₂点阵的间隙中. 该材料在整个可见光区展示了增强的可见光吸收, 其带边明显红移. 光催化研究表明在强可见光吸收和独特的空心球结构的协同作用下, 碳、氮共掺杂TiO₂空心球展示了比P25更高的可见光光催化活性.     

Electrochemical DNA Biosensor Based on Graphene and TiO2 Nanorods Composite Film for the Detection of Transgenic Soybean Gene Sequence of MON89788

Based on graphene (GR), TiO₂ nanorods, and chitosan (CTS) nanocomposite modified carbon ionic liquid electrode (CILE) as substrate electrode, a new electrochemical DNA biosensor was effectively fabricated for the detection of the transgenic soybean sequence of MON89788. By using methylene blue (MB) as hybridization indicator for monitoring the hybridization with different ssDNA sequences, the differential pulse voltammetric response of MB on DNA modified electrodes were recorded and compared. Due to the synergistic effects of TiO₂ nanorods and GR on the electrode surface, the electrochemical responses of MB were greatly increased. Under optimal conditions the differential pulse voltammetric response of the target ssDNA sequence could be detected in the range from 1.0×10^?12 to 1.0×10^?6 mol/L with a detection limit of 7.21×10^?13 mol/L (3σ). This electrochemical DNA biosensor was further applied to the polymerase chain reaction (PCR) product of transgenic soybeans with satisfactory results.     

Covalently Assembled Dipeptide Nanospheres as Intrinsic Photosensitizers for Efficient Photodynamic Therapy in Vitro

Monodispersed diphenylalanine‐based nanospheres with excellent biocompatibility are fabricated through a facile covalent reaction‐induced assembly. Interestingly, the nanospheres exhibit red autofluorescence. Most importantly, such assembled dipeptide nanospheres can serve as intrinsic photosensitizer to convert O₂ to singlet oxygen (¹O₂). Thus, photodynamic therapy in vitro can be achieved effectively. The versatile strategy could be extended to other biomolecules containing a primary amine group for the fabrication of potential intrinsic photosensitizers.     

基于静电喷射法活性多孔磁性炭球的制备及其对亚甲基蓝的吸附

在利用静电喷射一步法获得壳聚糖(CS)磁性微球(Fe₃O4/CS)的基础上,对Fe₃O4/CS进行高温炭化和碱活化处理获得活性磁性多孔炭球(A-Fe₃O4/C),并对A-Fe₃O4/C吸附水中亚甲基蓝(MB)分子的性能进行了研究。在利用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪、比表面分析仪对制备微球的形貌和结构进行分析的基础上,深入研究溶液pH、吸附时间、温度以及活化剂种类等因素对A-Fe₃O4/C吸附性能的影响。研究结果表明,A-Fe₃O4/C对MB的吸附量随着pH值的增加而增大,且经KOH活化后的A-Fe₃O4/C对MB表现出较优的吸附性能。A-Fe₃O4/C对MB的吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温线模型,理论最大吸附容量可达300.6 mg·g^-1。此外,A-Fe₃O4/C表现出良好的重复利用性能,6次循环后对MB的去除率没有明显下降。     

基于静电喷射法活性多孔磁性炭球的制备及其对亚甲基蓝的吸附

在利用静电喷射一步法获得壳聚糖(CS)磁性微球(Fe₃O₄/CS)的基础上,对Fe₃O₄/CS进行高温炭化和碱活化处理获得活性磁性多孔炭球(A-Fe₃O₄/C),并对A-Fe₃O₄/C吸附水中亚甲基蓝(MB)分子的性能进行了研究。在利用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪、比表面分析仪对制备微球的形貌和结构进行分析的基础上,深入研究溶液pH、吸附时间、温度以及活化剂种类等因素对A-Fe₃O₄/C吸附性能的影响。研究结果表明,A-Fe₃O₄/C对MB的吸附量随着pH值的增加而增大,且经KOH活化后的A-Fe₃O₄/C对MB表现出较优的吸附性能。A-Fe₃O₄/C对MB的吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温线模型,理论最大吸附容量可达300.6 mg·g^-1。此外,A-Fe₃O₄/C表现出良好的重复利用性能,6次循环后对MB的去除率没有明显下降。