纳米管和镉对蚕豆幼苗根系的毒害效应

以蚕豆幼苗为实验材料,采用水培法研究不同浓度(0、2、4、8、16 mg·L~(-1))羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)与10μmol·L~(-1)镉(Cd)单一和联合作用对蚕豆幼苗根系生长、生理及Cd含量的影响。结果表明:(1)单一MWCNTs-OH处理下,随着MWCNTs-OH浓度(2～8 mg·L~(-1))的增加,蚕豆的根长度增加,且■产生速率增加的同时会伴随着SOD、POD活性升高。(2)单一Cd处理的幼苗根系MDA含量和■产生速率均高于对照,其中■产生速率较对照增加了1.98倍。(3)MWCNTs-OH联合处理诱导了蚕豆根■的产生和MDA含量增加,16 mg·L~(-1) MWCNTs-OH和Cd共同作用对蚕豆幼苗根的损伤最大,会促使部分根尖细胞受损脱落,Cd含量明显下降。研究发现,低浓度MWCNTs-OH可促进蚕豆的根生长,降低Cd的毒性;高浓度MWCNTs-OH(16 mg·L~(-1))和Cd对蚕豆幼苗根的致毒性表现为协同效应。     

半导体型单壁碳纳米管用于近红外二区(NIR-Ⅱ)深层组织光声成像

传统光声成像外源对比剂的光吸收主要集中在可见光区和传统近红外区(NIR,750～900 nm),开发具有更高光学组织穿透能力的近红外二区(NIR-Ⅱ,1 000～1 700 nm)光吸收外源对比剂对活体深层组织光声成像具有重要意义。本文中,作者选取了光吸收峰在1 000 nm左右的半导体型单壁碳纳米管为近红外二区光学吸收外源对比剂,测试了其在近红外二区激光激发下能够产生较强的光声效应。进一步地,作者通过将该纳米材料包埋在仿体组织的不同深度的位置,获得了仿体组织的深层光声成像,成像深度可达1.5 cm。试验结果表明,具有近红外二区光吸收能力的半导体型单壁碳纳米管在活体深层组织光声成像中有很大的应用潜力。     

纳米材料作为载体在检测信号放大中的应用进展

纳米材料具有比表面积大、负载量大、易与生物标志物结合等优点,在生物样本检测、蛋白质富集、混合物分离,尤其是检测信号放大方面得到广泛应用。简要综述了纳米金、石墨烯、碳纳米管、碳纳米球、介孔材料在检测信号放大方面的应用,并对其未来的发展方向和前景进行了展望。     

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血液系统或可自行防御外来纳米物质 中科院纳米安全性重点实验室的研究人员在研究碳纳米管与赢液系统相互作用过程与其毒理学效臆机制时发现,当碳纳米管进入含有人血液货白的溶液中时,血L液中的主要蛋白（如纤维蛋白原、免疫球蛋白等）会在碳纳米管的表面进行竞争性吸附,形成不同外彤的所谓“王冠”形状的蛋白——碳管复合物。     

碳纳米管固定化纤维素酶的最佳工艺研究

纤维素酶在环保、医药、食品等领域都具有广泛的应用前景,但由于纤维素酶的生产成本较高,生物活性较低,使得纤维素酶的应用受到了限制。为了寻找一种固定化纤维素酶的方法,使酶可以重复多次使用,首次以多壁碳纳米管为载体固定化纤维素酶,研究功能化的多壁碳纳米管固定化纤维素酶的固定化条件,采用正交试验对酶固定化中的主要条件进行优化,并通过傅里叶变换红外光谱仪对多壁碳纳米管（multiwalled carbon nanotube,MWCNTs）、纤维素酶及固定化纤维素酶的结构进行表征。结果表明,固定化纤维素酶的最佳工艺条件为：酶浓度5 mg·mL-1,温度40 ℃,pH 5.0,固定化时间3 h;通过傅里叶变换红外光谱证实纤维素酶成功固定到多壁碳纳米管上。     

黄曲霉毒素氧化酶/壳聚糖-单壁碳纳米管/聚邻苯二胺修饰电极对杂色曲霉素的检测

将黄曲霉毒素氧化酶(AFO)固定在壳聚糖(CS)-单壁碳纳米管(SWCNTs)杂交膜中,组装在聚邻苯二胺(POPD)修饰的金电极(Au)表面,制备了对杂色曲霉素(ST)敏感的生物传感器(AFO/CS-SWCNTs/POPD/Au)。运用原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和交流阻抗技术(EIS)对电极组装过程进行了表征。循环伏安法研究表明,AFO在修饰电极上发生了准可逆的氧化还原反应,是表面控制过程,其式量电位为-0.436V(vs.Ag/AgCl),说明包埋在CS-SWCNTs中的AFO和电极之间发生了直接电子传递。AFO修饰电极对ST具有明显的电催化作用,其表观米氏常数appKM为7.13μmol/L,催化电流与ST浓度在10～310ng/mL范围内呈线性关系,相关系数为0.997,检出限为3ng/mL(S/N=3),响应时间小于10s。组装的生物传感器具有较好的稳定性与重现性,连续检测20ng/mL的ST标准溶液11次,电流值RSD为3.9%;放置一个月后,其电流响应值仍为初始值的85.6%。该方法具有较高的选择性和灵敏度,应用于实际样品检测时,其回收率在87.6%～105.5%之间...     

L-半胱氨酸修饰碳纳米管的合成、表征及电化学性质

通过对碳纳米管氧化,合成了L-半胱氨酸修饰碳纳米管。运用红外、差热-热重分析、透射电镜对该复合物进行了表征。借助循环伏安法研究了其电化学性质。结果表明,碳纳米管的掺入极大地提高了L-半胱氨酸在金电极表面的电子传输速率和电流响应,同时也有利于L-半胱氨酸的电氧化,对L-半胱氨酸的氧化具有催化作用。     

羧基化多壁碳纳米管、混合盐及其复合胁迫对水稻幼苗生理特性的影响

将水稻（Oryza sativa L.）幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH（0、2.5、5.0、10.0 mg/L）、50 mmol/L混合盐（1NaCl：9Na₂SO₄：9NaHCO₃：1Na₂CO₃）,以及MWCNTs-COOH+混合盐的复合溶液中,10 d后检测叶片生理生化指标变化,研究MWCNTs-COOH复合盐碱胁迫对水稻幼苗的毒性及生态风险。结果显示,与对照组相比,MWCNTs-COOH单一组诱导下水稻叶片O₂^·-和H₂O₂的产生不明显,而混合盐组和混合盐+MWCNTs-COOH复合组均诱导了O₂^·-和H₂O₂产物的大量累积。MWCNTs-COOH与混合盐复合后,加剧了O₂^·-和H₂O₂的累积,并有明显的浓度效应。活性氧（ROS）作为信号分子在一定程度上诱导了各处理组部分抗氧化酶（SOD、CAT、POD、APX）活性的升高;与混合盐组相比,低浓度混合盐+MWCNTs-COOH复合组中叶绿素a和胡萝卜素含量呈一定程度的升高;MWCNTs-COOH与混合盐复合后,抑制了叶片中可溶性糖（SS）和脯氨酸（Pro）的合成,致使相对电导率（REC）和丙二醛（MDA）含量显著升高。上述抗氧化酶活性及叶绿素a和胡萝卜素含量的升高对缓解水稻叶片氧化损伤、维持正常的光合电子传递及对过剩光能的热耗散是有益的,是水稻幼苗重要的防御机制。本研究表明MWCNTs-COOH单一处理在一定程度上诱导了水稻叶片的氧化胁迫和应激响应,与混合盐复合后加剧了叶片的氧化胁迫和应激损伤。     

碳纳米管及其复合材料在神经系统中的应用研究进展

碳纳米管是结构和性质新颖的一类纳米材料,在生物医学领域的应用备受关注,在神经系统中的应用已成为当前的研究热点之一。本文从碳纳米管的结构和性质出发,阐述了近年来碳纳米管及其复合材料作为神经细胞生长支架材料、神经电极和药物载体,分别在神经修复、神经检测及疾病治疗三个方面的最新研究进展,探讨了碳纳米管潜在的神经毒性及其解决方法,并就碳纳米管在神经系统中的应用前景进行了展望。     

新式太阳能电池可进行“光合作用”

美国研究人员正在研制一种应用碳纳米管和DNA等材料制成的新式太阳能电池,该电池能像植物体内天然的光合作用系统一样进行自我修复,从而延长电池寿命并减少制造成本。