纳米生物技术产业化显成效

纳米生物技术是纳米科技与当代生物医学多学科结合的产物,是当代生物技术的前沿和热点。尤其在医药卫生领域有着广泛的应用和巨大的产业化前景。我国纳米生物技术将产、学、研紧密结合起来,始终瞄准着产业化的目标。目前,一些成果的产业化进展取得可喜成效。     

碱处理芦苇浆纳米纤维素制备工艺条件优化

采用质量分数55%硫酸水解碱处理芦苇浆制备纳米纤维素,研究反应时间、反应温度和碱处理时间对纳米纤维素得率及其平均粒径变化的影响。单因素试验最优制备条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60℃,反应时间2.0 h,纳米纤维素得率为54.50%,平均粒径为156.9 nm;通过傅里叶红外和X射线衍射分析,结果表明碱处理芦苇浆制备纳米纤维素为纤维素Ⅱ型。在单因素试验基础上进行正交优化试验,对纳米纤维素得率而言,正交优化最佳工艺条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60℃,反应时间3.0 h,此条件下纳米纤维素得率最高,为55.64%,平均粒径为166.3 nm。     

柠檬酸-壳聚糖还原体系制备抗氧化纳米铜

纳米铜基导电涂料刷涂木材表面可用于电磁屏蔽，但纳米铜颗粒在空气中极易氧化，导致电磁屏蔽性能减弱甚至失效，因此，研究开发柠檬酸-壳聚糖还原体系，以制备尺寸均一、性能稳定的纳米铜。在柠檬酸-壳聚糖体系中，通过液相还原法，用次亚磷酸钠一步还原Cu²⁺制备抗氧化纳米铜颗粒。探究次亚磷酸钠用量以及柠檬酸浓度对纳米铜粒径、分散性及耐热性的影响，并验证其抗氧化效果。结果表明：在次亚磷酸钠浓度为1.2 wt%、柠檬酸浓度为20 wt%条件下合成的纳米铜的粒径最小，尺寸为160 nm左右，抗氧化性也较好；纳米铜在空气中放置30 d或在160℃下处理2 h，同时多次水洗干燥后再热处理，均未出现氧化现象；在柠檬酸-壳聚糖还原体系下，能够制备出稳定、粒径均一、耐水性良好的纳米铜颗粒，且其具备较强的抗氧化性能。     

聚N-异丙基丙烯酰胺-聚丙烯酸纳米胶囊的制备与载药性能研究

以羟丙基纤维素-聚丙烯酸(HPC-PAA)高分子复合物微粒为模板,通过自由基聚合反应在模板表面聚合单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm),形成HPC-PAA-PNIPAm复合物纳米微粒,平均粒径约为130 nm.调节体系的pH值至8.0去除HPC模板后,获得中空结构的PNIPAm-PAA纳米胶囊,粒径约为500 nm.以盐酸阿霉素(Dox)作为模型药物,考察了PNIPAm-PAA纳米胶囊作为药物载体的相关性能.研究表明:PNIPAm-PAA纳米胶囊和Dox分子通过正负电荷的相互吸引实现有效结合,载药量高达130％;同时,载药纳米胶囊表现出很好的药物缓释效果.     

纳米生物技术的医疗作用

用纳米机器人清除血管中的胆固醇,或通过碳纳米管来治疗癌症,这些纳米生物技术的应用有可能成为现实。由于生物组织在近红外线光下是透明的,而碳纳米管可以吸收近红外线光,因此如果将碳纳米管附着在特定的癌细胞上,并用近红外激光照射时,癌细胞     

备受世人关注的纳米生物传感器

近年来,随着纳米科学与界面科学的蓬勃发展,纳米生物传感器引起了世人前所未有的极大关注。纳米传感器系纳米科技与生物传感器的链接与融合,其研究范围涉及到生物技术、信息技术、纳米科技、界面科学等等众多领域,并综合应用光、声、电、色等种种     

太阳光催化木质素制备银纳米颗粒

以蔗渣制浆黑液木质素为原料,制备出可稳定分散在水溶液中的木质素纳米颗粒,再以木质素纳米颗粒为还原剂和稳定剂,在太阳光的催化下,将Ag~+还原成形貌、粒径均一的银纳米颗粒(AgNPs)。研究显示:AgNPs最佳制备工艺为AgNO_3浓度25 mmol/L、木质素纳米颗粒悬浮液质量浓度100 g/L、光照时间10 min,光照强度(900±100) W/m~2,此条件下制备的AgNPs直径为15.3 nm。高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及元素面分布等结果表明AgNPs被木质素包裹着,木质素上的电负性基团赋予AgNPs表面丰富的负电荷,其Zeta电位为-24 mV,由于双电层的排斥作用,阻碍了AgNPs的聚沉,使得AgNPs能够在水溶液中稳定存在。     

漆籽油纳米乳液的制备及其抗氧化、防紫外辐射活性研究

以漆籽油为原料,酪蛋白酸钠为乳化剂,采用高压均质法制备漆籽油纳米乳液,通过单因素试验优化制备工艺条件,考察漆籽油纳米乳液在不同温度条件下的贮藏稳定性,并评价其抗氧化活性,采用体外细胞法考察其抗紫外辐射活性。实验结果表明:漆籽油纳米乳液较佳制备工艺条件为乳化剂质量分数为2.5%,漆籽油质量分数为6%,均质压力为100MPa,均质4次,制备的纳米乳液平均粒径163.0 nm,Zeta电位-41.01 mV,多分散指数(PDI)为0.225;漆籽油纳米乳液具有很好的贮藏稳定性,在4、 25和60℃条件下贮藏30 d,平均粒径保持在200 nm以内;对DPPH、ABTS及羟基自由基的有效中浓度(EC₅₀)分别为24.26、 23.77和21.10mg/L,抗氧化活性优于阳性对照V_C(38.48、 43.25和40.56mg/L);其对紫外线辐射损伤的NIH 3T3细胞有显著的修复作用,漆籽油纳米乳液质量浓度大于5 mg/L时,辐照30 min,长波紫外线(UVA)损伤的NIH 3T3细胞存活率高于100%,具有很好的抗紫外辐射活性。     

磁性聚N-异丙基丙烯酰胺-聚丙烯酸纳米复合微球的制备与性能研究

以天然高分子羟丙基纤维素-聚丙烯酸(HPC-PAA)胶体微粒为模板,通过沉淀聚合法获得中空结构的聚N-异丙基丙烯酰胺-聚丙烯酸(PNIPAm-PAA)纳米胶囊,平均粒径约为500 nm;然后运用静电作用自组装法和原位还原法将Fe3O4磁性纳米粒子负载于PNIPAm-PAA纳米胶囊上,制备获得Fe3O4/PNIPAm-PAA磁性纳米复合微球,粒径约为400 nm。制得的复合微球不仅具有一定的铁磁性(饱和磁化强度为5.5(A·m2)/kg,而且对抗肿瘤药物——盐酸阿霉素(Dox)显示了较高的载药率和较好的体外缓释效果,有望成为一种新型的靶向药物载体应用于药物输送体系。     

木质素还原制备金纳米颗粒及其催化性能

自然界中的木质素来源广泛,其含量仅次于纤维素,是一种具有还原性的可再生芳香聚合物。本研究利用木质素在太阳光激发下还原Au(Ⅲ)制备金纳米颗粒(Au NPs),并将其用于催化还原废水中的有机污染物。主要探究了不同木质素质量浓度、HAuCl₄浓度、光照时间等条件对Au NPs粒径及形貌的影响;利用紫外-可见光谱仪、纳米粒度仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)对Au NPs理化性质进行了表征。结果表明,木质素作还原剂成功制备了Au NPs,最佳制备工艺如下：木质素质量浓度为0.1 mg/mL,HAuCl₄浓度为1.00 mmol/L,HAuCl₄溶液与木质素溶液体积比为4∶1,光照时间为60 min,此条件下制得的Au NPs平均粒径为32.14 nm。此外,以亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(4-NP)为污染物模型物探究了Au NPs的催化性能,结果表明,Au NPs对MB和4-NP具有良好的光催化还原性能,反应速率常数分别为0.765 8和0.316 6 min^-1。木质素还原Au...     

球磨-酶解法制备纳米竹纤维的结构表征

采用机械球磨对竹纤维进行预处理,再经纤维素酶水解制备纳米竹纤维。通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对竹纤维的形貌、组成、光谱学性能以及晶体特性进行了表征。实验结果表明:球磨法和酶解法在一定程度上都可以细化竹纤维;球磨预处理有助于竹纤维的酶解过程,且球磨-酶解法制备的纳米竹纤维粒径在100 nm左右;所制备的纳米竹纤维仍然保持竹纤维的基本化学结构,但球磨处理破坏了纤维素的结晶结构,其结晶度由64.15%降低到了38.55%。     

纳米科技与纳米木材学的发展方向

纳米科技是21世纪知识创新和技术创新的源泉,纳米木材学是纳米科技与木材科学交叉融合的必然产物.提出了纳米木材学的研究领域和发展方向.     

姜黄素纳米混悬剂的制备及其表征

为了提高姜黄素的水溶性,采用高压均质法制备姜黄素纳米混悬剂,优化了姜黄素纳米混悬剂的制备工艺。利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和高效液相色谱(HPLC)对姜黄素纳米混悬剂进行了理化性质和化学结构的分析。结果表明:当均质压力100 MPa,循环次数30次时,姜黄素纳米混悬剂的平均粒径为(171.00±8.56)nm,一致性系数为(0.69±0.05);IR、UV、XRD、TEM和HPLC分析表明,姜黄素纳米混悬剂冻干粉的化学结构未见明显改变,姜黄素纳米粒子为不规则的球状晶体,结晶度显著降低。姜黄素纳米混悬剂冻干粉在水中的溶解度达62.85 mg/L,比姜黄素原粉提高了90.48倍;姜黄素纳米混悬剂冻干粉体外溶出速率也明显提高,120 min时溶出度已达80%。研究表明高压均质法适用于姜黄素纳米混悬剂的制备。     

纳米医学和生物学

从蛋白质、DNA、RNA到病毒,都在1-100 nm的尺度范围,从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单元都是执行某种功能的纳米机械,细胞就像一个个纳米车间,植物中的光合作用等都是纳米工厂的典型例子。遗传基     

纳米——构筑中医药的明天

在现代医学领域,纳米技术已在众多的领域显示了其独到的优势,如：数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后,可主动搜索并攻击癌细胞或修复损伤组织。在人工器官移植领域,只要在器官外面涂上纳米粒子,就可以预防器官移植的排异反应。在医学检验领域,使用纳米技术的新型诊断仪,只需检测少量的血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。在抗癌的治疗方面,     

聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜热学性能

以微晶纤维素(MCC)为原料,通过硫酸水解得到纳米纤维素晶体(NCC),再将纳米纤维素晶体与聚乙烯醇复合共混制备聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜,研究复合膜的热学性能,同时采用场发射透射电镜(FETEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等仪器对纳米纤维素晶体及其复合膜进行表征与分析。结果表明:所制得的纳米纤维素晶体直径约2～24nm,50～450nm长,呈棒状;由FE-SEM图可观察到纳米纤维素晶体与聚乙烯醇具有良好的界面相互作用,但在较大添加量7%时,NCC出现部分团聚,与基体的相容性下降;由TG和DSC分析说明NCC与PVA基体可较好相容,形成了热稳定性较好的复合膜,但当NCC添加量较大时,由于团聚使复合膜热稳定性下降。     

纳米纤维素的形貌及快速表征方法的比较

以商品南方松溶解浆、漂白桉木浆为原料,采用硫酸水解法、纤维素酶预处理法、2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)氧化法以及机械法分别制备了纳米纤维素,利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)详细表征了不同方法制备的纳米微晶纤维素(CNC)和纳米纤丝纤维素(CNF)。采用了多种商品粒度仪快速定性表征了纳米纤维素的大小,CNC为棒状纳米晶须结构,直径约为20 nm,长度为10~200 nm;CNF一般为网状结构,尺寸较大且分布较宽,单根CNF直径从几纳米到几百纳米不等。依据离心分离以及布朗运动制备的2种仪器非常适合半定量快速表征非网状结构的纳米微晶纤维素,实验重复性也很好。     

纳米荧光粉末

纳米材料的制备是纳米科学技术领域中的重要内容之一,已成为当今世界各国的研究热点。纳米光致发光粉是纳米材料中极为重要的一类发光材料,在国防和国民经济生活中具有极为广泛的应用领域。其中,绿光的荧光粉末的余辉可长达近8个小时这久,具有优良的储能效果。它可用作航天器     

钻井液用纳米聚合物封堵剂的研制

以改性纳米二氧化硅为基质,与AM、AA、功能性单体1进行水溶液聚合法合成粉剂纳米聚合物封堵剂,与AMPS、AA、交联剂A、功能性单体2悬浮聚合法合成乳液纳米聚合物封堵剂。分析2种纳米聚合物封堵剂的微观形态、粒径和滤失量,结果表明：2种纳米聚合物封堵剂根据粒径分布范围适用于不同孔隙度地层,粉剂封堵剂最佳加量0.5%,乳液封堵剂最佳加量1.0%。     

纳米生物技术开发管窥

据有关专家介绍,纳米技术将改变产业的面貌,也是各国投注研究越来越多的领域之一.这里我们仅对纳米生物技术研究开发中的医学治疗、组织重建、诊断成像、药物输送作一概要描述,也许能从中窥见纳米生物技术未来开发的潜在面貌.