金纳米颗粒制备及应用研究进展

金纳米颗粒是近年研究的一种热门材料。介绍了金纳米颗粒主要的制备方法,包括化学还原法,两相法,晶种生长法以及模板法,并总结了金纳米粒子在生物医学、传感器、催化剂、电化学等领域的应用进展。     

纳米超粒子的水相制备及生物医学应用

纳米超粒子(Supraparticles, SPs)是指由一种或多种纳米颗粒组装单元,在内、外部驱动力的作用下,自组装形成的具有一定形貌、尺寸和分级结构的纳米实体.由于具有复杂的拓扑结构、丰富的表面可修饰性、可调的集合性质和协同效应, SPs在生物医学等领域具有较大的应用潜力.本文总结了近几年来水相制备SPs的研究进展,包括组装单元之间作用力调制、 SPs的物理、化学性质及其在生物成像、疾病诊疗等方面的应用,最后讨论了SPs结构和性能的精准调控、生物医学应用中存在的主要问题以及未来SPs的发展方向.     

MRI诊疗一体化纳米探针的设计及应用

对疾病的传统诊断与治疗相对独立,虽然能基本满足临床需要,但这种医疗模式会因为治疗的滞后性而影响某些疾病的治愈效果.诊疗一体化的出现有望显著消除这一弊端.随着纳米技术的快速发展,诊疗一体化纳米探针的设计制备将加速这一新型医疗模式的应用.磁共振成像(MRI)因其无创性及高软组织分辨率而成为临床中常用的检测与监测技术,特别是对比剂的引入可进一步增强其灵敏度,对微小的病灶具有更高的诊断率.基于MRI诊疗一体化纳米探针备受关注.以不同纳米载体(脂质体、介孔二氧化硅、二氧化锰、氧化石墨烯、二硫化钼等)为基础构建的MRI诊疗一体化纳米探针,集早期诊断,药物输送和靶向治疗于一体.本文将就目前常用的磁共振成像对比剂以及国内外先进的诊疗一体化纳米探针的设计原理和应用前景进行介绍,同时也对其在生物医学领域的广阔开发潜力作了探讨.     

中科院长春应化所:发现多功能诊疗纳米颗粒

正中国科学院长春应用化学研究所研究员田华雨和陈学思报道了一种多功能诊疗纳米颗粒,其可同时实现"增强渗透滞留"(EPR)效应和体内快速清除功能。该成果近期发表在《美国化学学会—纳米》上。具有诊疗功能的纳米颗粒在临床转化中面临许多挑战。其中,具有适宜尺寸的纳米颗粒可以具有较好的EPR效应,从而在肿瘤内蓄积,但可能引起潜在的体内毒性。较小纳米颗粒虽能实现快速肾清     

基于金纳米棒的生物检测、细胞成像和癌症的光热治疗

由于金纳米棒颗粒独特的可调的表面等离子共振特性,使得金纳米棒颗粒在纳米复合材料和功能化纳米器件的构建、纳米生物技术、生物医学等领域具有广泛而重要的应用前景。本文综述了金纳米棒颗粒的生物检测、细胞成像和癌症的光热治疗方面的最新研究进展,并介绍了金纳米棒颗粒的光学性质和金纳米棒颗粒和几种主要的表面修饰方法,对金纳米棒颗粒在生物应用过程中存在的主要问题进行了讨论。     

生物酶驱动的微纳米马达在生物医学领域的应用

生物酶驱动微纳米马达是指利用天然酶催化分解过氧化氢、葡萄糖、尿素和甘油酯等燃料来提供动力的一种新型微纳米机器。生物酶驱动的微纳米马达具有良好的生物相容性,能够在原位利用生物燃料实现自主靶向运动,无需外加原料,这使得生物酶驱动的微纳米马达在生物医学领域展现出巨大的发展潜力与前景。目前,生物酶驱动的微纳米马达在生物医学领域的应用得到众多科学家的关注,但是时至今日,还没有一篇及时、全面、着重地讨论生物酶驱动微纳米马达在生物医学领域应用的综述文章。基于本课题组的研究经验以及目前该领域的发展情况,本文着重讨论不同种类生物酶驱动微纳米马达在疾病诊疗等生物医学领域应用的最新进展,包括生物标志物的检测与诊断、成像显像剂、癌症和其他疾病的治疗等。最后,本文对该领域的发展与未来研究方向提出展望,为实现以“面向世界科技前沿、面向人民生命健康”为目标的“人类卫生健康共同体”提供新的思路和方向。     

单分散磁性纳米颗粒的制备及生物高分子在其上的组装

磁性纳米颗粒因其潜在的生物医学应用价值而成为纳米生物材料领域研究的前沿。本文综述了单分散磁性纳米颗粒的制备方法以及生物高分子在磁性纳米颗粒上的组装的研究进展。     

单个纳米颗粒的光散射检测技术进展

纳米颗粒因其在生物医学和生物分析领域具有重要的应用前景而备受关注.单个纳米颗粒的光散射检测技术是一种简单、有效地对纳米颗粒的尺寸、尺寸分布及浓度等进行表征的分析方法,尤其在揭露纳米颗粒的内在异质性方面具有独特优势.然而瑞利散射强度随粒径减小呈六次方衰减,使得小尺寸单个纳米颗粒的检测非常具有挑战性.本文对近年发展起来的多种单个纳米颗粒的光散射检测技术进行综述.     

金属介电核壳结构复合材料的制备、性质及应用

金属介电核壳结构复合纳米颗粒因其独特的结构而具有许多奇异的性质,尤其表现在表面等离子体共振特性上。通过改变金属纳米颗粒的大小和核壳的相对尺寸,可实现光学共振在很宽波段内的可调特性。这一特性不仅在光子学,而且在生物光子学、生物医学等领域都有广泛的应用前景。本文介绍了几种金属介电核壳结构纳米颗粒的制备、性质及其应用。     

可激活磁共振成像纳米探针的制备及生物医学应用

在生物医学领域,磁共振成像是一种非常重要的疾病诊疗技术.近50%的磁共振检查已经涉及造影剂的应用.可激活磁共振成像纳米探针以优化信噪比为原则,借助特异性的生物分子识别作用或分子交互作用增强磁共振信号,提高了磁共振诊断的敏感性与特异性,推动着磁共振成像在生物医学领域的广泛应用.本文就目前国内外热门研究的可激活磁共振纳米探针的种类、原理等方面进行阐述,详细介绍了可激活磁共振纳米探针在生物医学上的应用,在前景方面也进行了展望.     

硅纳米晶的制备及其在太阳电池中的应用研究

硅纳米晶由于量子限域效应的作用而产生了多种不同于体硅材料的新特性,如荧光效应显著、光学带隙可调等,因而在微电子、光伏、生物医学等领域受到极大的重视。本文介绍了分立的硅纳米晶颗粒和硅纳米晶薄膜的制备方法,并对比了不同方法制备硅纳米晶体的优缺点。着重介绍了硅纳米晶体在太阳电池中应用的几种方式,包括利用纯硅纳米晶薄膜制备太阳电池、硅纳米晶体与有机薄膜基质结合形成复合结构太阳电池、含有硅纳米晶颗粒的硅墨水在太阳电池中的应用等。     

四种无机纳米颗粒对塑料抗紫外性能的研究进展

无机纳米颗粒在塑料抗紫外的研究中一直备受关注,主要介绍了四种(TiO₂、ZnO、SiO₂、CeO₂)典型的无机纳米颗粒在该领域的应用。首先归纳了其既能吸收又能反射或散射紫外线的抗紫外机理;其次,分别论述了不同无机纳米颗粒适用的紫外光波长范围,以在塑料中的添加方法和应用特点为主线,重点介绍了国内外四种无机纳米颗粒在塑料抗紫外性能中的研究现状和进展;最后,将四种无机纳米颗粒在塑料抗紫外性能中的应用特点进行了对比,提出了应用过程中存在的分散和相容性差等问题,以期为无机纳米颗粒的深入应用和发展提供一定的参考。     

纳米颗粒-蛋白相互作用及其生物效应研究

纳米颗粒和蛋白分子的相互作用及其生物学效应是当今纳米生物领域的研究热点之一,对于正确评估纳米安全性,指导纳米颗粒的生物学应用具有重要意义.本文首先介绍了纳米颗粒和蛋白分子之间的相互作用,在总结国内外相关文献和课题组工作的基础上,重点阐述了纳米颗粒-蛋白冠对蛋白分子的结构和功能、纳米颗粒的生物相容性及细胞摄取等的影响,指出在进一步的工作中,应注重研究纳米颗粒-蛋白冠对某一具体生物学过程的影响,为设计具有不同生物学应用的纳米颗粒-蛋白冠提供基础.     

掺杂比例和光敏剂对上转换纳米材料性能的影响

以NaYF_4材料为基质的上转换纳米颗粒(UCNPs)是最早报道的、应用范围最广的上转换材料之一。掺杂了稀土离子的颗粒不但可以在不同激发条件下发射出不同波长和强度的荧光,而且可以与多种光敏分子搭配使用,通过荧光共振能量转移产生单线态氧,实现生物医学成像或诊疗方面的应用。但是其形貌和荧光性能均受制备方法和工艺条件的影响较大。本文通过水热法合成了两类掺杂不同稀土离子的十种NaYF_4 UCNPs,在保持掺杂离子的终浓度不变的条件下,探究离子类型与比例对纳米材料的结构和上转换发光性能的影响。在此基础上,探索了多种卟啉类光敏剂分子与NaYF_4 UCNPs发生能量转换及单线态氧的产生能力。本工作可为基于NaYF_4材料的上转换颗粒的规模化制备和工艺升级提供数据支撑和理论参考。     

用于构建纳米生物探针的"clickable"金纳米粒子

近年来,纳米技术的在生命科学领域得到了广泛的应用,尤其是纳米粒子,如量子点、金纳米粒子、磁性纳米颗粒等,为生物医学分析提供了新的思路和强有力的工具.     

新型有机荧光染料嵌合的核壳荧光纳米材料的研制

采用油包水的反相微乳液方法,首次以羊抗人免疫球蛋白(IgG)标记的异硫氰酸荧光素(FITC)为核材料,成功地制备了FITC的核壳荧光纳米颗粒,克服了采用传统方法制备核壳荧光纳米颗粒中存在的荧光染料泄露的问题.制备的这种核壳荧光纳米颗粒比细胞小很多,且具有生物亲和性,可为纳米生物传感器件提供新型材料.基于该核壳荧光纳米颗粒的标记方法也为生物医学提供了一种新型的非同位素分析方法.     

LDHs生物医学复合材料的制备及其在药物输送和诊疗方面的应用

生命科学是关乎人类健康的重要研究领域.基于无机纳米材料为载体的生物无机材料推动了生命科学的发展.水滑石(LDHs)作为一种二维无机纳米材料,具有层板金属离子种类和比例可调控以及层间可插层的特性,近年来在生物医学领域受到广泛关注.本文重点介绍了水滑石纳米复合材料的物理化学结构、作为基因/药物载体的应用,以及在新型诊疗一体化复合材料领域的应用和优势.此外,通过细胞和活体实验,进一步探讨了水滑石纳米复合材料的细胞输运机制、诊断成像以及肿瘤治疗效果,并展望了水滑石纳米复合材料在生物医学领域的发展前景.     

新型二维材料MXene在生物医学的应用

MXene是一类新型的二维过渡金属碳化物和氮化物的总称,通式为M_{n + 1}X_nT_x(n = 1~3),其中M为前过渡金属元素,X为碳或氮元素,T指键合在该材料表面的氟基、羟基或氧基等活性官能团。该类材料具有超薄的结构和出色的物理化学(电子、光学、磁性等)特性,从而吸引了各领域研究人员的广泛兴趣。目前,MXene在生物医学领域的应用逐渐拓展。这主要是由于其大的表面积和在近红外区域的强吸收,加之其可以通过容易的表面修饰与多种分子或者纳米颗粒结合。在这篇综述中,我们总结了MXene在生物医学应用中的最新进展。文章首先介绍MXene的相关制备方法和表面改性手段;之后重点围绕其独特的理化性质,依次介绍该材料在抗菌材料、生物成像、肿瘤诊断治疗和生物传感等生物医学领域中的应用进展;文章最后总结讨论了MXene在生物医学应用方面面临的挑战和新机遇。预期超薄MXene及精巧设计的纳米复合物将成为多种生物医学应用的最有吸引力的生物相容性无机纳米平台之一。     

金属纳米材料中的晶格应变及其在催化中的应用

纳米结构中的晶格应变作为基础研究课题的势头日益增强。可以设计纳米颗粒的表面晶格以产生应变或者其他结构变化,使其原子位置偏离正常的晶格点,进而影响纳米颗粒的电子结构和催化性能。本文首先介绍了金属纳米粒子的不同应变源,重点介绍了不同应变基本结构的合成。讨论了晶格应变的表征手段及其在催化领域应用的研究进展。最后介绍了应变金属纳米颗粒合成和催化应用所面临的挑战,并对未来的研究方向进行了展望。     

无机半导体纳米晶光学性质的设计、调控及其生物医学应用

半导体纳米晶由于其丰富的能带结构和光学性质,在光电器件和生物医学应用等领域展现出了广阔的应用前景,且在过去的几十年中得到了广泛关注.因此,对其光学性质进行理性设计和精确调控具有重要的研究意义.本文简要综述了本研究组近年来在不同能带隙的无机半导体纳米晶的可控制备技术以及利用DNA纳米技术和蛋白质自组装手段构建具有特异光学性质的纳米结构等方面的相关研究工作,最后对这些纳米晶和纳米结构的独特光学性质及其在生物医学领域的应用研究进行了总结.