金纳米棒自组装的研究进展

金纳米棒具有独特的光电性能,其自组装形成的功能组装体能够展现出更加优异的整体协同性能,在纳米材料科学和生物医学领域中有广泛而重要的应用前景.本文从诱导自组装各种驱动作用力的角度,综述了金纳米棒自组装的最新研究进展,具体内容包括:表面张力引发的自组装、化学作用驱动如静电作用或氢键作用等引发的自组装以及生物分子识别作用引发的自组装.     

金纳米粒子与单链DNA的相互作用

研究了金纳米粒子与单链DNA在不同pH值时的相互作用以及金纳米粒子与不同碱基序列单链DNA的相互作用. 结果表明, 在pH为12.6的强碱性条件下, 单链DNA能使金纳米粒子稳定分散在溶液中; 在pH为1.4的强酸性条件下, 单链DNA能保护金纳米粒子不发生融合, 而只发生团聚, 且团聚现象具有可逆性. 不同寡核苷酸对金纳米粒子的亲和力按poly dA>poly dC>poly dT的顺序依次减弱. 单链DNA对纳米金的保护作用强度与单链DNA的长度成正比.     

多壁碳纳米管诱导A549细胞氧化应激与去极化线粒体膜电位

以人肺上皮细胞系A549为模型细胞, 探讨多壁碳纳米管的细胞毒性效应及其机制. A549细胞暴露于不同浓度(0~300 μg/mL)的多壁碳纳米管后, 用MTT比色法检测细胞活力和Hoechst 33342染色法观察细胞形态; 用活性氧(ROS)敏感探针2',7'-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)结合流式细胞仪检测细胞内ROS水平; 用荧光探针JC-1结合激光共聚焦显微镜检测细胞线粒体膜电位ΔΨm的变化; 用免疫荧光和蛋白印迹法检测细胞氧化应激敏感蛋白血红素氧合酶-1(HO-1)的表达水平. 结果表明, 多壁碳纳米管可引起A549细胞活性降低、细胞内活性氧ROS过量产生以及谷胱甘肽GSH含量下降, 诱导细胞氧化应激效应; 抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)抑制多壁碳纳米管诱导的A549细胞内ROS的产生. 多壁碳纳米管处理A549细胞2 h后, 诱发细胞线粒体膜电位下降; 多壁碳纳米管诱导细胞氧化应激的同时伴有适应性应激蛋白HO-1的上调表达. 结果表明, 细胞氧化应激和线粒体膜电位去极化可能是多壁碳纳米管诱导A549细胞毒性效应的重要机制.     

PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

采用无皂乳液聚合法制备了单分散、直径为170 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球, 然后利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对PMMA纳米球进行表面改性, 在其表面包覆一层均匀的巯基, 通过巯基与银离子之间的相互作用, 使银在PMMA纳米球表面成核长大, 从而合成PMMA/Ag纳米球壳粒子. 通过扫描电子显微镜、投射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱测试技术对产物性能进行了表征, 研究结果表明, 制备的PMMA/Ag纳米球壳粒子的分散性好、包覆均匀.     

叶酸靶向乙酰普鲁兰纳米粒的制备及其靶向作用

以普鲁兰多糖为主链, 通过乙酰化反应合成了疏水性的乙酰普鲁兰(PA), 然后以N,N′-二环己基碳二亚胺(DCC)为偶联剂, 4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂, 将叶酸与PA偶联(FPA); 采用¹H NMR和X射线晶体衍射(XRD)等方法对产物结构进行了表征. 采用溶剂扩散法制备包载表阿霉素的PA和FPA纳米粒, 载药纳米粒形态为球形, 动态光散射粒径分析显示载药纳米粒粒径随载药量增加而增大. 透析法测定纳米粒中表阿霉素的体外释放表明, FPA纳米粒中药物释放速度快于PA纳米粒; 采用激光共聚焦显微镜观察PA/EPI及FPA/EPI纳米粒在KB细胞的摄取情况, 结果表明, FPA/EPI纳米粒进入细胞主要通过叶酸受体途径, 而PA/EPI纳米粒进入细胞与叶酸受体无关, 提示FPA将成为具有一定肿瘤靶向作用的新型载体.     

Amino acids functionalized graphene oxide for enhanced hydrophilicity and antifouling property of poly(vinylidene fluoride) membranes

Herein, functionalized graphene oxide (GO) was prepared by the covalent functionalization with amino acids (lysine, glycine, glutamic acid and tyrosine) in this study. Zeta potential results demonstrated that covalent functionalization of GO with amino acids was favourable for their homogeneous dispersion in water and organic solvents. Based on the higher absolute value of zeta potential and the better dipersion stability of GO-lysine, the PVDF/GO-lysine hybrid membranes were then prepared via the phase inversion induced by immersion precipitation technique. SEM images showed a better pore diameter and porosity distribution on the PVDF/GO-lysine membrane surface. The zeta potential absolute value of the PVDF/GO-lysine membrane surface was higher than that of the virgin PVDF membrane. Furthermore, the PVDF/GO-lysine membranes surface exhibited good hydrophilicity. The water flux of PVDF/GO-lysine membranes can reach to two times of that of the virgin PVDF membrane. And the BSA adsorbed amount on PVDF/GO-lysine surface was decreased to 0.82 mg/cm² for PVDF/GO-lysine-8% membrane. Filtration experiment results indicated that the fouling resistance was significantly improved for the PVDF/GO-lysine membranes. As a result, lysine functionalized GO will provide a promising method to fabricate graphene oxide based hybrid membranes with effective antifouling property and hydrophilicity.     

圆二色谱研究胶原模拟多肽三螺旋结构及其热稳定性

胶原是广泛研究和应用的生物材料,具有独特的三螺旋结构,此结构与其生物学性能密切相关。以胶原模拟多肽(collagen mimetic peptide, CMP) 作为胶原的模型分子,通过圆二色谱研究了CMP的三螺旋结构、热稳定性等随序列或长度的改变所发生的规律性变化。根据形成胶原三螺旋结构的重复序列(POG)_n及胶原上α₂β₁整合素识别位点序列GFOGER设计五种不同序列或长度的CMP,采用圆二色谱表征了CMP的三螺旋结构,并通过检测CMP的程序升温变性和程序降温复性过程中圆二色谱的变化,研究了CMP三螺旋结构的热变性过程、解链温度以及复性过程。实验结果显示,五种CMP室温下均以三螺旋结构的形式存在,CMP三螺旋结构的热稳定性随POG的个数增加而增强;不同于胶原,CMP三螺旋结构的热变性是可逆的,升温过程中三螺旋解聚(变性),降温过程又可重新组装(复性),复性过程有明显的“磁滞”现象。研究结果可为进一步研究胶原与CMP分子特征性的三螺旋结构形成规律以及基于CMP的人工类胶原生物材料的研究提供依据。     

Excellent hydrophilic and anti-bacterial fouling PVDF membrane based on ag nanoparticle self-assembled PCBMA polymer brush

A silver nanoparticles-poly(carboxybetaine methacrylate)(AgNPs-PCBMA) nanocomposite was prepared on poly(vinylidene fluoride)(PVDF) membrane surface to improve its hydrophilicity and antifouling properties. Firstly, the PVDF membranes were grafted by PCBMA via physisorbed free radical grafting technique. Then Ag+ coordinated to the carbonyl group on PCBMA andsubsequently was reduced to silver nanoparticles. The hydrophilicity of the PVDF-gPCBMA/Ag membrane wasenhanced with the increasing fixed degree(FD) of AgNPs, and the original water contact angle of membrane was reduced to 33.97°. Additionally, water flux recovery ratio(FRR) andbovine serum albumin(BSA) rejection ratio of PVDF-g-PCBMA/AgNPs membrane wereimproved from 52% to 93.32% and 28.12% to 91.12%, respectively. Further, the PVDF-g-PCBMA/AgNPs membranes exhibited the more pronounced inhibition zone. The study demonstrated that compared with pure AgNPs or the PCBMA polymer brush, the synergistic effect of PCBMA and AgNPs made PVDF membranes havebetter hydrophilicity and anti-bacterialperformances.     

新型壳聚糖基自组装纳米胶束紫杉醇药物释放载体

以N-胆甾醇琥珀酰基-O-羧甲基壳聚糖(CCMC, 胆甾醇基取代度6.9%)为原料, 在水溶液中通过探头超声处理制备其自组装凝胶纳米胶束, 采用稳态荧光探针法考察临界胶束浓度, 并通过透射电镜和动态激光散射仪检测胶束的形态大小. 以紫杉醇为模型药物, 采用透析法制备载药CCMC纳米胶束, 并通过高效液相色谱法(HPLC)考察其在纳米胶束中的包载及释放情况. 结果显示, CCMC为两亲性高分子, 在水溶液中能形成粒径为198.4 nm的规则球状胶束, 临界胶束浓度为0.018 mg/mL. 紫杉醇顺利包载于CCMC-纳米胶束内, 载药量高达34.9%; 随着载药量的增加, 胶束粒径呈增大的趋势. 体外释放实验结果显示, CCMC纳米胶束能延缓紫杉醇的释放, 释药速度和释放介质pH值密切相关.     

多壁碳纳米管活化A549细胞核转录子-κB的机制

探讨多壁碳纳米管对人肺上皮细胞A549核转录因子-κB(NF-κB)活性的影响及其活化机制.不同浓度的多壁碳纳米管作用于A549细胞后,用活性氧(ROS)敏感探针2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯结合流式细胞仪检测细胞内氧化应激状态;用凝胶电泳迁移率改变这一分析技术检测A549细胞NF-κB DNA结合活性;用蛋白印迹检测A549细胞NF-κB p65蛋白和IκBα蛋白表达;用免疫荧光结合共聚焦显微镜观察A549细胞NF-κB p65蛋白的核转位情况.结果表明,多壁碳纳米管诱导A549细胞内ROS过量产生和NF-κB DNA结合活性;同时伴有p65蛋白核移位和IκBα蛋白胞浆降解.抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)可抑制多壁碳纳米管诱导的A549细胞内ROS产生、NF-κB DNA结合活性、p65蛋白核移位以及IκBα蛋白降解.结果表明,多壁碳纳米管可以通过诱导A549细胞氧化应激机制从而活化核转录因子NF-κB活性.