金纳米粒子的表面修饰及生物应用进展

近年来纳米材料被广泛应用于生物医学、航空航天和精细化工等领域。构成纳米材料的纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等性质。其中金纳米粒子由于其独特的荧光特性、良好的生物相容性和表面等离子共振等性质,被广大科研人员进行深入研究。例如,在生物医学领域,科研人员构建了一系列新型的金纳米比色传感器、光学探针及各类载药体系等。然而,目前金纳米粒子仍存在水分散性差、肾清除效率低和量子发射产率低等问题,限制了其广泛应用。因此,研究人员对金纳米粒子表面进行多样化修饰,从而能有效克服上述缺点。本文就目前主流配体表面修饰金纳米粒子的研究进展进行了详细总结,着重介绍了功能化金纳米粒子在生物成像、生物检测、生物治疗三方面的应用,最后对金纳米粒子的临床治疗机制的探索以及商业化的应用进行了展望,希望能为相关领域的研究者们提供新思路。     

稀土掺杂上转换纳米粒子的表面功能化修饰及其生物应用

稀土掺杂上转换纳米粒子(RED-UCNPs)作为一种新型高效的上转换发光纳米材料,具有反斯托克斯位移大,发射光谱窄、发光寿命长、材料毒性低等优点,已成为荧光标记、光动力学治疗、生物成像和构建生物传感器等领域的研究热点。然而,目前广泛使用的溶剂热法合成的RED-UCNPs生物相容性和亲水性差,而且不具备与生物分子之间相偶联的活性基团,因此对RED-UCNPs进行表面功能化修饰就显得格外重要。本文重点综述了RED-UCNPs的表面功能化修饰的类型及其应用现状,为RED-UCNPs的进一步研究开发和应用提供思路和参考依据。     

纳米氧化锌表面修饰的研究进展

综述了纳米ZnO表面修饰的最新进展,介绍了几种表面修饰方法,对各种方法的特点、修饰机理进行了归纳,并对修饰后的纳米氧化锌的表征进行简要介绍。     

表面修饰的二氧化锡纳米粒子的制备及微结构表征

采用胶体化学制得表面包覆有ＤＢＳ的二氧化锡纳米粒子，并运用一系列手段对其微结构进行了表征。     

表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用

介绍了纳米二氧化硅(SiO_2)表面功能化的方法,系统阐述了纳米SiO_2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂以及制革染料中的应用,展望了纳米SiO_2在制革中良好的应用前景.     

硅烷偶联剂表面修饰纳米氧化铝

硅烷偶联剂KH570在乙醇溶剂中以酸水溶液为催化剂进行水解后对纳米氧化铝进行湿法表面修饰改性。用灼烧法测定了粉体表面偶联包覆率,以此为指标研究了KH570的水解条件及其对偶联效果的影响。结果表明,酸种类等水解条件对偶联效果有很大影响;适宜的偶联剂水解条件为:草酸作催化剂,调pH值为3~4,室温下水解1h。适宜的纳米氧化铝表面修饰条件为:偶联剂质量分数4.5%,在45℃偶联5.5h。经红外光谱(IR)分析,氧化铝的偶联修饰机理为:硅烷偶联剂与纳米氧化铝表面的羟基发生化学键合,从而实现纳米氧化铝的表面修饰改性。改性纳米氧化铝在有机相中的分散性和稳定性均得到了改善。     

胃蛋白酶对CdTe纳米粒子的表面修饰及分析应用

以巯基乙酸为稳定剂和表面修饰剂, 在有机相中合成了平均粒径为3 nm左右的CdTe纳米粒子, 用胃蛋白酶改变纳米粒子的表面修饰状态并研究其系列特性. CdTe纳米粒子在320 nm处有强的紫外吸收, 在524.8 nm处有荧光发射. 经胃蛋白酶对其表面修饰后, 紫外吸收峰位不变, 但吸光强度升高, 荧光峰位蓝移至467.2 nm, 荧光强度降低. 温度、pH值及离子强度均对表面修饰产生影响. 在最佳实验条件下, 胃蛋白酶质量浓度在4—40 mg/L范围内与荧光降低值之间呈线性关系, 检测限(3σ)为0.28 mg/L(n=10), 该方法已被用于人体胃液胃蛋白酶的测定.     

表面修饰LaF_3纳米微粒的制备及表征

在水醇混合介质中采用同阳离子共沉淀表面修饰法制备了有机化合物表面修饰的LaF3纳米微粒 ,研究了它的摩擦学特性。采用多种分析手段表征了表面修饰LaF3纳米微粒的结构 ,并在四球摩擦试验机上考察其润滑性能。结果表明 ,表面修饰LaF3纳米微粒不仅在有机溶剂中具有良好的分散性 ,同时也显示出良好的减摩、抗磨和承载性能。     

表面修饰MnS纳米微粒的结构表征

采用表面修饰的方法 ,以双十八烷基二硫代磷酸盐 (PyDDP)为表面修饰剂 ,制备了双十八烷氧基二硫代磷酸 (DDP)表面修饰的MnS纳米微粒。采用TEM ,DSC ,XRD和FTIR对表面修饰MnS纳米微粒进行结构分析。结果表明 :表面修饰MnS纳米微粒是由DDP表面修饰层和MnS纳米核心所构成 ,微粒尺寸在 5～ 10nm之间 ,无机MnS纳米晶核具有 γ MnS的晶型结构。DDP表面修饰MnS纳米微粒在氯仿、苯和甲苯等有机溶剂中都具有良好的分散性。     

生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究进展

综述了国内外应用生物多糖进行医用高分子材料表面修饰的研究状况,其中重点介绍了葡聚糖、肝素及类肝素类物质、壳聚糖等多糖在高分子材料表面修饰的研究近况.多糖是自然界中含量最为丰富的生物大分子,几乎存在于所有的生命体中,具有很好的生物相容性,而且某些生物多糖还具有特殊的生物活性,因此用生物多糖进行医用高分子材料的表面修饰受到了国内外研究学者的关注.大量研究表明,经过生物多糖表面修饰的高分子材料可获得良好的生物相容性和某些优良的医学应用性能.     

表面光接枝原理,方法及应用前景

介绍了表面光接枝的原理,方法和应用前景,表面光接枝主要是用芳酮引发有机材料产生表面自由基,从而引发单体聚合生成表面接枝链。实施方法有气相法,液相法和连续液相法。表面光接枝应用领域广泛,可用于聚合材料的表面改性以及表面功能化。     

半导体光催化剂的表面修饰

从半导体光催化剂表面修饰的类型、机理及效果出发,对其研究进展作了综合评述.     

聚苯胺的表面修饰及防腐性能

用八甲基环四硅氧烷(D₄)对聚苯胺(PANI)进行表面修饰, 通过对产物的循环伏安(CV)、 极化曲线(Tafel)以及接枝率的表征分析, 考察了反应温度、 反应时间、 单体用量和pH值对产物的接枝效果、 分散性和腐蚀电位的影响. 同时, 通过循环伏安(CV)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)、 红外光谱(FTIR)、 X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA), 对PANI表面修饰前后的结构和性能进行了比较. 结果表明, 通过D₄对PANI颗粒表面进行修饰, PANI的分散性、 分散稳定性和和防腐能力得到显著提高.     

熔融碳酸盐燃料电池阳极材料表面改性

选择铌作为合金化元素，通过氟化物熔盐电化学表面合金化的方法对熔融碳酸盐燃料电池阳极材料镍进行表面改性，改性后的阳极材料的耐蚀性能与电催化性能均得到明显的改善。     

聚合物的表面光接枝改性

本文总结了利用紫外光接枝改性聚合物表面的研究进展，对接枝方法，接枝证明。接枝结构、实验条件对接枝的影响以及其广泛的应用几个方面进行了介绍。     

臭氧化法在高分子生物材料表面改性中的应用

综述了臭氧化法在高分子生物材料表面改性中的应用及研究，介绍了臭氧化法的特点，过氧化物浓度的测定及臭氧化反应和过氧化物引发接枝共聚的反应机理。     

Surface modification and property analysis of biomedical polymers used for tissue engineering

The response of host organism in macroscopic, cellular and protein levels to biomaterials is, in most cases, closely associated with the materials’ surface properties. In tissue engineering, regenerative medicine and many other biomedical fields, surface engineering of the bio-inert synthetic polymers is often required to introduce bioactive species that can promote cell adhesion, proliferation, viability and enhanced ECM-secretion functions. Up to present, a large number of surface engineering techniques for improving biocompatibility have been well established, the work of which generally contains three main steps: (1) surface modification of the polymeric materials; (2) chemical and physical characterizations; and (3) biocompatibility assessment through cell culture. This review focuses on the principles and practices of surface engineering of biomedical polymers with regards to particular aspects depending on the authors’ research background and opinions. The review starts with an introduction of principles in designing polymeric biomaterial surfaces, followed by introduction of surface modification techniques to improve hydrophilicity, to introduce reactive functional groups and to immobilize functional protein molecules. The chemical and physical characterizations of the modified biomaterials are then discussed with emphasis on several important issues such as surface functional group density, functional layer thickness, protein surface density and bioactivity. Three most commonly used surface composition characterization techniques, i.e. ATR-FTIR, XPS, SIMS, are compared in terms of their penetration depth. Ellipsometry, CD, EPR, SPR and QCM's principles and applications in analyzing surface proteins are introduced. Finally discussed are frequently applied methods and their principles to evaluate biocompatibility of biomaterials via cell culture. In this section, current techniques and their developments to measure cell adhesion, proliferation, morphology, viability, migration and gene expression are reviewed.     

聚对苯二甲酸乙二酯的等离子体表面改性研究

阐述了等离子体原理,综述了等离子体对聚对苯二甲酸乙二酯表面改性的研究工作,大量的实验数据表明了这种方法可以成功改善各种性能。等离子体处理后PET材料表面粗糙度增加,并产生化学基团,因此可改善以下各种性能:润湿性、粘接性、染色性、抗静电性,对人体的生物相容性,添加TiO2的杀菌性,PET表面化学镀金属的性能。PET表面的刻蚀作用,导致其重量的减轻,可替代部分碱减量处理。     

Functionalization of nanodiamond with epoxy monomer

A novel nanodiamond-epoxy derivative(ND-EP) was synthesized by grafting epoxy monomers onto the surface of nanodiamond(ND),and characterized by FTIR and TGA.The ratio of grafted epoxy groups was determined to be 32.5 wt% by TGA.The developed methodology provides an efficient method for the functionalization of nanodiamond material,which enables a variety of advanced engineering and biomedical applications of ND.