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电子显微技术应用于生物纳米材料表征与测试的研究进展

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分析测试学报 2019年第5期38卷 631-634页

作者：施云峰薛巍暨南大学生物医学工程系广东广州510632 暨南大学分析测试中心广东广州510632

该文简述了电子显微技术的发展历程,并介绍了现代电子显微镜的新功能。针对生物纳米材料理化性能与功能应用的特殊性,结合研究实例,重点阐述运用电子显微结构表征与原位分析测试技术指导构建新颖纳米结构、揭示材料与细胞/组织相互作用... 详细信息

该文简述了电子显微技术的发展历程,并介绍了现代电子显微镜的新功能。针对生物纳米材料理化性能与功能应用的特殊性,结合研究实例,重点阐述运用电子显微结构表征与原位分析测试技术指导构建新颖纳米结构、揭示材料与细胞/组织相互作用并发挥功能的机制。并在此基础上,展望了电子显微技术在生物纳米材料研究领域的发展方向(大尺寸图像拼接、三维重构、动态原位实时成像)。

关键词：电子显微技术透射电子显微镜扫描电子显微镜生物纳米材料

生物物理所发明蛋白淀粉样纤维应用为生物纳米材料新方法

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化工新型材料 2015年第7期43卷 247-248页

6月1日，纳米科学期刊ACS Nano在线发表了中国科学院生物物理研究所柯莎课题组的研究成果，发展了将蛋白淀粉样纤维应用为生物纳米材料的新方法。

关键词：中国科学院生物物理研究所生物纳米材料应用纤维粉样蛋白发明科学期刊

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生物纳米材料在骨关节炎诊断中的应用进展

广西医科大学学报 2022年第6期39卷 1013-1018页

作者：雷豆豆陈雨亭商怡丰何浩强罗艳广西医科大学广西组织器官修复医用生物材料工程技术研究中心南宁530021 广西医科大学再生医学与医用生物资源开发应用省部共建协同创新中心南宁530021 广西医科大学第一附属医院创伤骨科手外科南宁530021

骨关节炎(OA)是一种起病隐匿、预后差、影响广泛的关节疾病,目前临床上使用的诊断方式很难做到早发现、早诊断、诊疗一体。生物纳米材料具有高效、安全、灵敏度高、价格较低等优点。近年来,随着对生物纳米材料研究的不断深入,其在OA诊... 详细信息

骨关节炎(OA)是一种起病隐匿、预后差、影响广泛的关节疾病,目前临床上使用的诊断方式很难做到早发现、早诊断、诊疗一体。生物纳米材料具有高效、安全、灵敏度高、价格较低等优点。近年来,随着对生物纳米材料研究的不断深入,其在OA诊断方面的研究也逐步开展。目前已有的关于OA诊断研究的生物纳米材料,按化学组成可分为无机纳米材料、有机纳米材料和其他纳米材料。无机纳米材料主要包括金纳米材料、碳纳米材料、量子点、超顺磁性氧化铁材料。有机纳米材料主要包括脂质体和聚合物纳米材料。本文就上述几种纳米材料在OA诊断中的应用研究进行综述。

关键词：骨关节炎生物纳米材料纳米诊断纳米生物成像

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生物纳米材料在粮油食品检测中的应用

粮食储藏 2020年第2期49卷 34-39页

作者：秦静雯兰雪萍杨超李远新廖子龙陈晋莹陈世军中储粮成都储藏研究院有限公司 610091

由于食品安全事件的频繁曝光,人们对于食品安全与品质的关注程度与日俱增.传统的实验室检测方法,虽然具有灵敏度高、检测结果准确可靠等优点,但是同样存在着检测周期长,样品前处理过程复杂繁琐,检测通量较低,仪器设备维护成本高,需要专... 详细信息

由于食品安全事件的频繁曝光,人们对于食品安全与品质的关注程度与日俱增.传统的实验室检测方法,虽然具有灵敏度高、检测结果准确可靠等优点,但是同样存在着检测周期长,样品前处理过程复杂繁琐,检测通量较低,仪器设备维护成本高,需要专业人员操作等不足,已无法满足目前食品安全与品质的检测需求.基于生物纳米材料的粮油食品检测方法具有成本低廉、方便、易于操作、仪器易于自动化和小型化、灵敏度高、选择性好等特点,本文就生物纳米材料在粮油食品中重金属离子、硝酸盐、纳米病原微生物的研究和应用进行概述,进一步了解生物纳米材料在粮油检测中的进展和作用.

关键词：生物纳米材料粮油食品检测

石墨烯基生物纳米材料的制备、表征及在水处理中的应用

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石墨烯基生物纳米材料的制备、表征及在水处理中的应用

作者：李贝贝福建师范大学

学位级别：硕士

石墨烯及石墨烯纳米复合材料是一种综合性能强大的新型功能材料,被广泛应用于各个领域,特别是在环境修复领域有着潜在的应用。对于石墨烯的制备,传统的制备方法都有着自身的局限性,例如广泛使用的氧化还原法采用的化学试剂对环境和人体... 详细信息

石墨烯及石墨烯纳米复合材料是一种综合性能强大的新型功能材料,被广泛应用于各个领域,特别是在环境修复领域有着潜在的应用。对于石墨烯的制备,传统的制备方法都有着自身的局限性,例如广泛使用的氧化还原法采用的化学试剂对环境和人体健康都造成很大危害。故本研究采用废弃生物质甘蔗渣(Bagasse,B)作为还原剂,通过绿色还原法合成还原氧化石墨烯(Reduce graphene oxide,RGO),并结合微生物固定化技术制备生物纳米材料(Nano-biomaterials,NBMs),研究其对环境污染物的去除性能。首先,通过资源丰富、成本低廉、环境友好的废弃生物质甘蔗渣作为氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)的绿色还原剂制备RGO。通过紫外可见光谱(UV)检测RGO,在270.5nm处出现最大吸收峰,表明RGO的共轭结构恢复,即RGO被成功合成。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射图谱(XRD)、拉曼图谱(Raman)和X射线光电子衍射能谱(XPS)等表征手段对GO和RGO进行官能团、晶体结构、晶面间距、电子性质、元素含量和键能的分析表明,RGO的含氧官能团(-OH、C=O、-COOH)吸收峰强度显著降低,C含量增加,O含量减少,RGO中的共轭结构被恢复。通过场发射扫描电子显微镜和能量色散光谱(FESEM-EDS)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对GO和RGO进行表观和内部结构的表征,结果表明,RGO比GO的表面更平整、折皱程度显著改善、O含量更少和层间距更小。从而证明GO被成功的还原。通过对RGO和GO的电化学测试和RGO对废水中常见的典型重金属离子Cd(II)的吸附性能测试,结果表明:RGO/GCE的峰值电流分别比GO/GCE和裸GCE高1.78倍和1.16倍;同时RGO对Cd(II)的去除率可达到58.0%。说明RGO比GO有着更好的电化学性能及对Cd(II)有着良好的吸附性能。其次,通过甘蔗渣(B)负载RGO制备B-RGO,以提高材料的吸附性和稳定性,甘蔗渣也可作为微生物的载体和营养源。再将B-RGO通过微生物固定化技术固定可降解印染工业中常用染料-孔雀石绿(Malachite green,MG)的洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)制备NBMs。通过对比NBMs(99.3%)、B-RGO(73.0%)和游离Burkholderia cepacia(93.6%)对MG的去除,发现NBMs的去除性能优于其他两种材料。通过响应面实验分析表明,NBMs去除MG的最佳去除条件是在温度31.50℃、初始MG浓度为114.5 mg·L、初始pH值为5.85和NBMs的投加量为0.11 g·L时,最优去除率达到99.3%。通过对NBMs去除MG的过程进行吸附动力学和降解动力学拟合,发现去除过程更符合伪二级吸附动力学模型和一级降解动力学模型。符合伪二级吸附动力学模型(R>0.99)结果表明NBMs对MG的去除速率更取决于吸附位点的数量而不是MG浓度。通过UV、FTIR,并结合GC-MS分析,发现NBMs对MG的降解产物是N,N-二甲基苯胺和4-(二甲基氨基)二苯甲酮,综上提出NBMs对MG的去除机理为先吸附后降解。最后,进一步通过UV、FTIR、Raman、比表面积测试(BET)和热重分析(TG)等表征手段对NBMs进行官能团、晶体结构、电子性质和热稳定性的分析表征,实验结果显示RGO和洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)都成功固定在甘蔗渣上。BET测试显示NBMs具有更大的比表面积(35.43 m·g),以及TG测试显示NBMs具有更好的热稳定性。通过FESEM和荧光显微镜(FM)对NBMs进行表观和生物活性的表征,结果表明,RGO和洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)都成功固定在甘蔗渣上,并且固定在甘蔗渣上的比游离的洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)具有更好的生物活性。通过NBMs对重金属离子和染料的同时去除,结果发现,NBMs对Cd(II)的去除效率达到56.9%,对MG的去除效率达到98.9%。以及对其去除过程研究表明,NBMs对Cd(II)的去除是吸附作用,而对MG的去除是先吸附后降解。综上所述,废弃生物质甘蔗渣可作为GO的还原剂,绿色合成制备的RGO性能更优异,并结合微生物固定化技术制备的NBMs。这种新型材料对废弃生物质的再利用和绿色化学的发展起到一定的推动作用,并在实际工业废水处理领域有着良好的潜在应用。

关键词：石墨烯绿色合成生物纳米材料 Cd(Ⅱ) 孔雀石绿

生物纳米材料修复镉污染的稻田土壤种植水稻的试验研究

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南方农业 2019年第32期13卷 187-190页

作者：李卫李昕张洪荣陈春坛李福德成都科泰技术有限公司

为探究生物纳米材料修复稻田二价镉污染种植水稻的效果设计试验。试验中稻田二价镉(Cd^2+)含量为0.5~1.0 mg·kg^-1,经过加入一定比例的生物纳米材料,并调节土壤pH值为中性,种植稻苗,施肥、浇水,收割稻粒,检测稻粒总镉含量验证修复效果... 详细信息

为探究生物纳米材料修复稻田二价镉污染种植水稻的效果设计试验。试验中稻田二价镉(Cd^2+)含量为0.5~1.0 mg·kg^-1,经过加入一定比例的生物纳米材料,并调节土壤pH值为中性,种植稻苗,施肥、浇水,收割稻粒,检测稻粒总镉含量验证修复效果。结果表明,该生物纳米材料能将稻田中的Cd2+钝化固化,不被稻粒吸收。试验种植产出的水稻中镉的含量满足2017年国家计生委和食品药品监督管理总局修订的国标《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中表2镉的限量标准0.2 mg·kg^-1稻米,本技术具有实用价值。

关键词：生物纳米材料镉污染稻田生物修复

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生物纳米材料的进展与前景

中国科学院院刊 2003年第1期18卷 20-24页

作者：崔大祥高华建马普金属研究所生物纳米工程中心德国斯图加特70569

在过去几年中,生物纳米材料的理论与实验研究已成为人们关注的焦点,特别是核酸与蛋白质的生化、生物物理、生物力学、热力学与电磁学特征及其智能复合材料已成为生命科学与材料科学的交叉前沿。目前,纳米生物芯片材料、仿生材料、纳米... 详细信息

在过去几年中,生物纳米材料的理论与实验研究已成为人们关注的焦点,特别是核酸与蛋白质的生化、生物物理、生物力学、热力学与电磁学特征及其智能复合材料已成为生命科学与材料科学的交叉前沿。目前,纳米生物芯片材料、仿生材料、纳米马达、纳米复合材料、界面生物材料、纳米传感器与药物传递系统等方面已取得很大进展。本文主要对这些材料的研究、开发及应用情况进行了综述,并探讨了生物纳米材料的发展前景。

关键词：生物纳米材料分子马达生物芯片仿生材料

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生物纳米材料在粮油食品检测中的应用

食品安全导刊 2021年第27期 152-153页

作者：刘玉青曹艳华焦婷婷漯河食品职业学院河南漯河462002

传统粮油食品检测方法虽然具有较强的灵敏度,但却存在检测周期长、样品前期处理复杂、检测仪器维护成本高等问题,无法满足当前的食品检测需求。近几年来,科研人员运用生物纳米材料进行粮油食品检测,并且在实际应用中取得非常理想的成效... 详细信息

传统粮油食品检测方法虽然具有较强的灵敏度,但却存在检测周期长、样品前期处理复杂、检测仪器维护成本高等问题,无法满足当前的食品检测需求。近几年来,科研人员运用生物纳米材料进行粮油食品检测,并且在实际应用中取得非常理想的成效,使以往的技术瓶颈问题得到明显改善。本文围绕生物纳米材料在粮油食品检测中的具体应用进行了系统化研究,希望可以进一步探析其技术应用策略,以期为我国粮油食品安全的相关研究提供参考。

关键词：生物纳米材料粮油食品检测应用策略

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生物纳米材料修复铬污染土壤的试验研究初报

南方农业 2019年第21期13卷 182-183,187页

作者：张洪荣陈春坛李卫李昕李福德成都科泰技术有限公司

本试验主要研究生物纳米材料对铬污染的土壤的修复效果。铬污染的土壤中Cr^6+含量为50~1000 mg·kg^-1,经过加入一定比例的由硫酸盐还原菌制成的生物纳米材料,并调节土壤pH值为中性,可将其土壤中Cr^6+还原成Cr^3+,检测该经过修复的土壤... 详细信息

本试验主要研究生物纳米材料对铬污染的土壤的修复效果。铬污染的土壤中Cr^6+含量为50~1000 mg·kg^-1,经过加入一定比例的由硫酸盐还原菌制成的生物纳米材料,并调节土壤pH值为中性,可将其土壤中Cr^6+还原成Cr^3+,检测该经过修复的土壤中所种植水稻稻粒的总铬含量验证修复效果。结果表明,该生物纳米材料能将土壤中的Cr6+100%还原为Cr^3+并固化,且修复后的土壤中种植产出的水稻中铬的含量满足2017年国家计生委和食品药品监督管理总局修订的GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中表7铬的限量标准。

关键词：生物纳米材料 Cr^6+ 土壤修复