活细胞合成无机纳米材料

纳米材料由于优异的光学、电学、磁学等性质,而被广泛应用于生物检测、示踪、光电转换及光热治疗等研究中.通过调节纳米材料的组成、结构、尺寸及形貌等,可以有效地调控纳米材料的性能,已发展的化学合成方法在实现纳米材料性能的调控方面取得了很大进展.随着化学、材料学及生物学等多学科的交叉,人们开始探索在纳米材料的合成中利用生物体系的调控网络来进行合成控制,以期更精确地控制纳米材料的结构及其性质,从而出现了纳米材料的活细胞合成方法.由于活细胞内的反应均受到精确调控,如果能被科学地利用,将可望实现纳米材料组成、结构、尺寸、形貌和性质的控制.     

纳米材料的毒理学研究进展

在过去的几十年时间里,纳米材料已经被广泛运用到美容、食品、工程、医疗等领域.伴随着纳米材料的普及,这些材料对人体、环境展现出的毒理特征也逐渐引起了人们的关注.本文就纳米材料进入人体的传播途径(皮肤传递、呼吸和消化系统)、纳米材料对机体的毒性、纳米材料的理化性质(尺寸、形状、表面修饰、表面电荷)对纳米材料毒理性的影响以及现有的纳米毒理学研究方法进行概括与总结.该论述可为国内纳米材料研究工作者提供参考与借鉴.     

纳米材料在蛋白质分离中的应用

蛋白质的分离技术不仅在药物检测和制药工程中具有重要意义,而且还是生化工程和蛋白质分析的一个研究热点.纳米材料具有许多与众不同的特性,广泛应用于化工、生物、医药、航天等多个领域,被认为是21世纪最有前途的材料.本文作者从非金属氧化物纳米材料、非金属单质纳米材料、金属氧化物纳米材料、金属单质纳米材料、纳米聚合物、纳米复合材料等方面综述了纳米材料在蛋白质分离方面的应用现状,总结了其在蛋白质分离中的优缺点,并就其在蛋白质固定和分离领域的应用前景进行了展望.     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用

纳米材料因其具有独特的性质,被广泛应用于研制和发展具有超高灵敏度、超高选择性的电化学生物传感器.本文总结了纳米材料在电化学生物传感系统中的主要功能,介绍了近年来国内外基于纳米材料构建的电化学生物传感器的研究进展,并对该领域的发展前景做出了展望.     

基于纳米材料的细胞释放生物信号分子电化学传感器的研究进展

电化学传感器已被证实是一种检测细胞释放信号分子的有效方法.纳米材料如碳纳米材料、金属纳米颗粒,以及纳米复合材料等因其独特性质在电化学分析技术方面应用广泛.本文综述了近年来基于纳米材料的电化学传感器用于检测细胞中释放的信号分子的研究进展,并展望了其发展方向.     

碳纳米材料在修饰电极领域的应用

碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能等特点,被人们广泛研究,特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点,在电化学领域显示出独特的优势.采用碳纳米材料修饰的电极具有高灵敏度、高选择性及优良的媒介作用.主要阐述了碳纳米材料在修饰电极领域中的应用,从功能及应用上重点探讨了近年来碳纳米管、石墨烯、富勒烯、纳米金刚石等碳纳米材料在修饰电极领域的研究进展.     

超声化学在纳米材料制备中的应用

纳米材料的稳定性、物理化学性能及粒子的大小与制备方法密切相关.近年来,超声技术已被用于纳米材料的制备,并初步显示了其优越性.本文介绍了超声沉淀法、超声热解法、超声还原法、超声电化学法、超声体相扩散法等制备纳米材料方法的进展,对这些方法有关的作用机理、影响纳米产物的因素、各种方法具备的优势进行了讨论.     

稀土纳米材料与植物相互作用研究进展

稀土纳米材料被广泛使用,目前已大量进入环境,并可能对环境产生负面影响。植物是生态系统的基本组成部分,它与稀土纳米材料的相互作用应受到更为广泛的关注。稀土纳米材料被认为可进入植物体内,但途径尚存在争议;这类材料被认为具有植物毒性,但致毒机制尚不明确。稀土纳米材料还能产生代际效应、食物链传递过程等,关系着食品安全。就近年来植物吸收、迁移、转化稀土纳米材料进行了综述,同时评述了稀土纳米材料的植物毒性效应、代际效应及食物链传递机制。     

纤维素模板可控制备功能纳米材料的研究进展

作为自然界中最丰富的天然高分子材料,纤维素具备无毒无害、可再生、价格低廉和多层次空间结构等优点,被广泛应用在纺织、化学、可降解材料等领域。其中,纤维素特有的分子排列和多层次的空间结构,使其被广泛用作生物模板,进行可控制备功能纳米材料,纳米材料可以实现最大程度地复制出纤维素模板的纳米结构。本文综述了应用纤维素为模板,可控制备多种功能纳米材料(氧化物纳米材料、金属纳米材料、无机非金属复合纳米材料和其他无机纳米材料等)的最新进展,并展望了以纤维素模板可控制备功能纳米材料的未来研究方向。     

基于功能纳米材料的灵敏生物传感策略

21世纪的第一个十年被称为＂传感的十载＂.功能纳米材料为灵敏的生物传感器件（包括光学和电生物传感）的制备提供了优秀的平台.这方面的大多数工作主要聚焦于不同纳米材料的生物功能化,例如金属纳米粒子、半导体纳米粒子和碳纳米粒子,功能化方式包括物理吸附、静电结合、特异性识别或共价键合.这些生物功能化纳米材料可以用作催化剂、电导体、光发射剂、载体或示踪剂,以获取被放大的检测信号、稳定的识别探针或生物传感界面.设计的信号放大策略已经极大地促进了不同领域中稳定、特异、具有选择性和灵敏的生物传感器的发展.本文介绍了基于功能纳米材料的一些生物传感新原理和检测新策略,也讨论了纳米材料的生物功能化方法和生物传感在蛋白质的免疫分析、DNA检测、糖分析和细胞传感中的应用.     

贵金属杂化纳米材料的合成及性能研究进展

近年来,杂化纳米材料的出现极大地拓展了纳米材料的应用范围,其特殊的结构、性能、尺寸和形貌使其不仅保持了各组分材料的特性及功能,更涌现了不同于各组分材料所不具备的新颖的、多样化的特殊性能和应用潜能,因此其制备方法和性能应用已经成为了研究热点.运用纳米技术将贵金属纳米粒子与其他性能优异的物质结合形成的贵金属杂化纳米材料被广泛运用到电化学、光催化、免疫传感、生物催化和医药化学等领域.本文综述了贵金属杂化纳米材料的制备方法、结构组成、性能特点、应用前景以及最新的发展趋势,重点介绍了贵金属杂化纳米材料的合成及应用.     

纳米等离子体生物传感及成像

贵金属纳米材料具有显著的局域表面等离子体共振（LSPR）效应,可有效地将共振光子限域在金属表面.随着多种形貌贵金属纳米材料的可控合成及其功能化表面化学技术的日臻成熟,贵金属纳米材料已被广泛应用于生物标记、传感成像、分析分离及生物医学领域.从贵金属纳米等离子体材料的性质出发,综述局域表面等离子体共振材料在传感及细胞成像中的最新进展,并对基于局域表面等离子体共振材料的纳米光子学传感器未来发展前景做出展望.     

复杂一维纳米材料的构筑及储钠性能

一维纳米材料因其独特的结构和物化性质而被广泛应用于能源存储与转换等领域. 钠离子电池由于钠资源储量丰富和成本低廉等特点而有望用于大规模能源存储. 随着能源需求的不断增长和研究的日益深入,一维纳米材料也经历着结构从简单到复杂、性能从一般到优异的演变. 因此,构筑结构复杂独特、储钠性能优异的一维纳米材料已成为储能领域的热点之一. 结合当前的研究热点和本课题组的研究进展,本文重点阐述了有机酸辅助干燥法、水热法和静电纺丝法制备复杂一维纳米材料的详细机理及其储钠性能,材料包括束状纳米线、介孔纳米管、豌豆状纳米管和离子预嵌入纳米带等,并对它们的结构与储钠性能相关性进行了详细分析. 这为一维纳米材料后续的研究和应用提供了一定的指导和帮助.     

基于纳米材料的固相萃取在痕量元素及其形态分析中的应用

作为新型材料的典型代表,纳米材料具有粒径小、比表面积大、表面原子活性高等优点,已成为一类极具潜力的固相萃取材料,在痕量元素及其形态分析领域得到了广泛的应用.本文对不同类型纳米材料与原子光/质谱相结合在痕量元素及其形态分析中的应用现状进行了评述,包括零维纳米材料(如纳米球、富勒烯、量子点等)、一维纳米材料(如碳纳米管、纳米棒、纳米线等)、二维纳米材料(如纳米纤维、石墨烯/氧化石墨烯、层状双氢氧化物等)及三维纳米材料(如三维碳材料、纳米海绵、树枝状大分子等).为了改善其选择性、拓宽其在不同实际样品中的应用潜力、或进一步提高其吸附容量,一些新型的纳米材料包括离子印迹材料、限制性进入材料、金属有机框架材料等也被用于环境及生物样品中痕量元素及其形态的分析,推动了其在该研究领域的进一步发展.     

一维钴纳米材料的简单制备及其磁性和电磁性能研究（英文）

在常压下采用简单的液相还原法制备了一维钴纳米材料,并对比了一维纳米材料在研磨前后的形貌变化。结果表明,外加磁场的存在更利于钴纳米晶体的取向生长,得到的一维钴纳米材料在被充分研磨后仍然保持有较大的长径比,并且具有更好的电磁吸波性能.     

有机纳米材料的应用及分析方法研究进展

有机纳米材料是指基于脂质、蛋白、多糖及有机高分子聚合物的新型纳米材料。近年来,随着纳米科技的发展,有机纳米材料已被广泛应用于食品、农业、生物医药等行业中。虽然有机纳米材料独特的性质使其具有很大的应用潜力,但同时也存在潜在的健康风险。一些难降解的有机纳米粒子能够通过人类活动被排入环境中,并在生物体中不断累积。因此,有机纳米材料的安全性研究日益受到重视,对其分析表征方法也提出了新的要求。目前对有机纳米材料的分析主要包括样品处理、分离、表征、检测等步骤,其中主要涉及过滤、离心、电镜、色谱、光谱、质谱等技术。该文综述了目前有机纳米材料的应用及其分析方法的研究进展,并对未来研究趋势进行了展望。     

纳米材料诱导内质网应激途径的研究进展

随着纳米技术的蓬勃发展,纳米材料已被广泛用于化妆品、医药卫生、国防科技等领域.由于纳米材料的特殊物理化学性质,在其生产、加工、运输以及应用的过程中增加了人类的暴露风险及潜在的健康危害.研究显示,纳米材料能够在动物、细胞、分子及基因水平对生物体造成毒性损害,而活性氧的生成和氧化应激的产生则是这种毒性损害的重要机制.内质网作为细胞内蛋白质合成、加工及储存Ca~(2+)的重要场所,对细胞内稳态的变化十分敏感,细胞的氧化应激损伤及细胞内Ca~(2+)平衡的紊乱都会诱发内质网应激,继而通过内质网应激途径导致细胞凋亡.本文对纳米材料与内质网应激及相关细胞功能的影响进行了综述.     

体内多肽自组装纳米材料在非肿瘤相关疾病诊疗中的研究进展

基于"活体自组装"策略发展的体内多肽自组装纳米探针和纳米药物,具有高的特异性和生物利用度,被广泛应用于肿瘤的诊断和治疗方面.基于体内多肽自组装纳米材料的独特优势,目前也已经被用于肿瘤诊断与治疗之外的其他生物医学领域,如对细菌感染的精准检测、组织修复和神经性退行疾病的治疗.本文主要对体内多肽自组装纳米材料在非肿瘤诊疗之外的其他重大疾病诊疗中的应用进行了综述.     

管状AgNO_3-Tu配合物的制备

微纳米材料是当今材料研究领域中最富有活力的研究对象之一.空心微纳米材料,如纳米空心球、纳米笼、纳米管等,由于具有特殊的结构和物理化学性能,引起了人们极大的兴趣[1,2].特别是,自从1991年日本NEC公司的Iijmia教授等发现纳米碳管以来,以碳纳米管为代表的管状结构微纳米材料以其独特的中空结构,被应用于药物缓释、流体传输、微反应器、生物催化及分析检测等方面[3,4].     

体内自组装多肽纳米材料及其在肿瘤诊疗中的研究进展

多肽纳米药物由于具有易于设计改造、良好的靶向性、生物相容性和较长的血液循环时间等优势,在生物医学与肿瘤诊疗中具有巨大的潜力.近年来,利用肿瘤微环境原位构建多肽纳米材料的策略已被广泛研究,本文综述了多肽纳米材料通过不同的刺激响应(pH、酶和氧化还原等)实现体内自组装,从而对肿瘤的诊断与治疗产生的积极效果.重点阐述了不同的刺激响应型自组装多肽纳米材料的设计合成及其在肿瘤诊疗中的应用,如对于药物递送系统中的药物富集、渗透和内吞等过程的增强作用,同时简单介绍了其在生物成像上的应用,最后对体内自组装多肽纳米材料的未来发展进行了展望.