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纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为

纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为
纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为

硅酸盐学报

· 1086 ·2010年

纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为

张东1,高俊杰1,蒋国瑜1,朱春林2

(1. 沈阳理工大学环境与化学工程学院,沈阳 110159;2. 浙江省机械装备制造技术创新服务平台,杭州 310012)

摘要:以硝酸钡、硝酸锶和钛酸四正丁酯为原料,采用柠檬酸络合溶胶–凝胶法制备纳米钛酸锶钡(nano-barium-strontium titanate,n-BST)粉体。用X射线衍射、透射电子显微镜和Fourier变换红外分析表征n-BST粉体的结构与性能。研究n-BST粉体对牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的吸附行为,考察吸附条件和洗脱条件,并分别用红外光谱和紫外光谱以及荧光光谱分析吸附作用和解吸过程对BSA结构的影响。结果表明:当介质的pH=4.10时,n-BST对BSA具有很强的吸附能力,其吸附行为符合Langmuir吸附等温方程式和HO准二级动力学模型,吸附过程的焓变ΔH=–13.30 kJ/mol,自由能变(ΔG)和熵变(ΔS)均为负值,吸附活化能E a=16.18kJ/mol,该吸附过程是以氢键作用力为主的自发放热过程。被吸附的BSA可用pH=7.54的缓冲溶液完全洗脱。吸附过程和洗脱过程没有明显改变BSA的结构。

关键词:纳米钛酸锶钡;牛血清白蛋白;吸附行为;光谱分析

中图分类号:O657.3;O647.3 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2010)06–1086–07

ADSORPTION BEHA VIOR OF BARIUM-STRONTIUM TITANATE POWDER FOR

BOVINE SERUM ALBUMIN

ZHANG Dong1,GAO Junjie1,JIANG Guoyu1,ZHU Chunlin2

(1. School of Environmental and Chemical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159; 2. Zhejiang

Manufacturing Technology of Machinery Equipment Innovation Services Platform, Hangzhou 310012, China) Abstract: Nano-barium–strontium titanate (n-BST) was successfully prepared by the citrate acid sol–gel method with Ba(NO3)2, Sr(NO3)2 and tetrabutyl titanate as raw materials. It was characterized by the X-ray diffraction, transmission electron microscope and Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR).The adsorption behavior of the BST for bovine serum albumin(BSA) was inves-tigated. Experimental studies on conditions of adsorption and elution, and main sorts of binding force for adsorption and conformation of eluted BSA were construed by the FTIR, ultraviolet absorption and fluorescence, respectively. The results show that the BST pow-ders are highly pure perovskite, and the average particle size is 25nm. The BST powders have strong adsorption capacity for the BSA at pH=4.10. The adsorption behavior follows a Langmuir adsorption isotherm and a pseudo-second-order kinetic model. The en-thalpy change (ΔH) of the adsorption process was –13.30kJ/mol. At various temperatures, Gibbs free energy changes (ΔG) and en-tropy changes (ΔS) are all negative. The activation energy (E a) was 16.18kJ/mol for the adsorption, and the adsorption of the BSA by the n-BST powder was an exothermic and spontaneous hydrogen bonding adsorption process; the BSA can be completely eluted using the buffer solution of pH=7.54. The structure of the BSA after elution is not changed.

Key words: nano-barium–strontium titanate; bovine serum albumin; adsorption behavior; spectroanalysis

钛酸锶钡(barium-strontium titanate,BST)是一种重要的电子陶瓷材料,具有优异的铁电、压电、耐压性能和绝缘性能,它的介电常数高,漏电电流低,稳定性好,并且可以通过改变化合物中钡/锶比、在30~400K调节从立方顺电相到四方铁电相的Curie温度,因此,BST广泛应用于微型电容器、铁电存储器以及电光器件等。[1–2]

近几年,随着纳米科技的发展,纳米钛酸锶钡(nano-barium-strontium titanate,n-BST)备受关注,它化学性质稳定,除了具备其他纳米材料的比表面积大及表面能高的优点外,还由于晶格中含有具有电离趋势的钡和锶,使晶体结构中正负电荷分离并产生自发极化,导致材料表面带电,在水中,n-BST 更易与带电离子结合而具有更强的吸附能力。[3]文

收稿日期:2009–12–08。修改稿收到日期:2010–01–27。基金项目:张东(1974—),男,高级实验师。Received date:2009–12–08. Approved date: 2010–01–27. First author: ZHANG Dong (1974–), male, senior experimenter. E-mail: sylgdxdong@https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html,

第38卷第6期2010年6月

硅酸盐学报

JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY

Vol. 38,No. 6

J u n e,2010

张东等:纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为· 1087 ·第38卷第6期

献[4–9]成功地将n-BST用于水中重金属离子的吸附富集,开辟了BST应用的新领域;但是,由于n-BST粉体粒径小,在生产和使用过程中,不可避免地通过皮肤、黏膜、呼吸及饮食等进入人体,国内外尚无研究其生理和毒理作用的报道。

蛋白质是生命体的基本物质,各种材料物质对生命体的危害中,蛋白质的吸附是第一步,因而研究物质对蛋白质的吸附行为,对于研究材料的安全性有重要的意义;另一方面,随着纳米科技的发展,纳米材料在生物医学领域的应用越来越广泛,在疾病的诊断、治疗,组织的修复和制造以及蛋白质的分离纯化等方面都发挥着重要作用。[10] BST因其具有优良的铁电性和稳定性,可以作为生物医学材料及人工功能性器件,对其生物相容性的考察,也是以蛋白质的吸附作用为基础;但是到目前为止,尚未见该方面的研究报道。

实验中以牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)为模型蛋白,研究n-BST粉体对蛋白质的吸附行为,并利用Fourier变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR),紫外光谱(ultraviolet spectroscopy,UV)和荧光光谱(fluorescence spec-troscopy)分析吸附作用及其对蛋白质结构的影响,为n-BST的生物安全性评估以及未来可能的生物医学领域的应用提供科学的依据。

1 实验

1.1合成

在剧烈搅拌下,将钛酸四丁酯倾倒入过量水中,生成的沉淀过滤洗涤后溶于柠檬酸的双氧水溶液中;继续搅拌,用氨水调节pH=6;于60℃保温搅拌30min,制成Ti()

Ⅳ前驱体溶液。

将Sr(NO3)2和Ba(NO3)2一并溶于pH=6的柠檬酸溶液中,得到Ba()

Ⅱ–Sr()

Ⅱ前驱体溶液。

将Ti()

Ⅳ和Ba()

Ⅱ–Sr()

Ⅱ前驱体溶液混合,使柠檬酸与总金属摩尔比为2:1,其中Ba()

Ⅱ、Sr()

Ⅱ和Ti()

Ⅳ的摩尔比为0.7:0.3:1.0,将混合后的溶液于60℃保温搅拌30min,制备BST溶胶。

将溶胶于110℃烘干,置于瓷坩埚内,在900(±5)℃空气气氛中煅烧2h,自然冷至室温,在玛瑙研玻内研磨,得到n-BST,装瓶备用。[11]

1.2吸附及洗脱

取一定量BSA,注入10mL带塞的刻度离心管(刻度已校准)中;用一定pH值的缓冲溶液定容到10mL并摇匀;加入0.02g BST粉体,密塞,振荡吸附15min,高速离心。

以空白试剂作为参比,用TU–1901型紫外–可见分光光度计(ultraviolet–visible spectrophotometry,UV–Vis)测定上层清液中BSA的含量并计算吸附量。吸附后,弃去上层清液,用相应pH值的水洗涤沉淀两次,加入洗脱剂,振荡洗脱15min,离心,测洗脱液中BSA的含量并计算回收率。

1.3 表征

用日本理学D/max–RB 12kW转靶X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪分析粉体样品的XRD谱。用Philips EM 420透射电镜(transmission electron microscope,TEM)表征纳米粒子的形貌。用WQF– 410型FTIR仪、采用KBr压片法测试样品的FTIR 谱。将吸附了不同量BSA的BST粉体,于40℃真空干燥,用KBr压片扫描FTIR谱。

按1.2章节步骤,在pH=4.10缓冲介质中,分别加入不同量的n-BST粉体,吸附后,用pH=7.54的缓冲介质洗脱;不经分离步骤,用日本F–2500型荧光光谱仪,直接扫描荧光光谱或分别以相应浓度的n-BST悬浊液为参比液,扫描紫外光谱。

2 结果与讨论

2.1 吸附剂的表征

图1为n-BST的XRD谱,可以看出:出现了钙钛矿型BST的特征XRD峰,同时没有其他杂峰,说明该粉体为纯净的n-BST。根据Scherrer公式,可求算出n-BST晶体的平均粒径为25nm。[4]图2为n-BST的TEM照片,可以看出:粉体微粒以球状和棒状为主,粒径尺寸均小于100nm,与XRD表征结论相符。

图1 n-BST的XRD谱

Fig.1 X-ray diffraction (XRD) pattern of nano-barium- strontium titanate (nano-BST)

硅酸盐学报

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图2 n-BST粉体的TEM照片

Fig.2 Transmission electron microscope (TEM) photograph of nano-BST

图3为BST凝胶(见谱线1)和n-BST (见谱线2)的FTIR谱,可以看出:BST凝胶在3201cm–1附近出现—COOH及氢键缔合的吸收峰,2989cm–1和2860cm–1附近为C—H的伸缩振动的吸收峰,1568 cm–1和1396cm–1附近为羧基的非对称伸缩和对称伸缩振动的吸收峰,1076cm–1附近为C—O—Ti的伸缩振动的吸收峰,910cm–1附近为C—C伸缩振动的吸收峰,796cm–1附近为C—H平面弯曲的吸收峰,642cm–1和544cm–1附近分别为螯合的Ti—O伸缩和变角振动的吸收峰。[12]经灼烧后(见谱线2),2989、2860、1568cm–1和1396cm–1附近的吸收峰均消失,532cm–1和426cm–1附近出现了Ba/Sr—Ti—O键的伸缩和变角振动的吸收峰,3450cm–1和1641cm–1附近为n-BST粉体表面羟基的吸收峰,[6,12]表明凝胶中的有机物均已去除,生成了n-BST,这与XRD表征结论一致。

图3 n-BST粉体的FTIR谱

Fig.3 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra of n-BST

1—BST sol; 2—n-BST. 2.2静态吸附实验

2.2.1 pH值的影响图4为n-BST在不同的pH 值条件下对BSA的吸附情况,可以看出,n-BST对BSA吸附量受pH值的影响很大:pH>6时,几乎不吸附;pH=4.10时,吸附量最大;pH<3时,吸附量下降。

图4 pH值对吸附BSA的影响

Fig.4 Effect of pH value on adsorption of bovine serum albumin (BSA)

q e—Adsorptive capacity.

由于蛋白质分子中有很多酸性和碱性解离基团,是具有两性解离性质的化合物。各种解离基团的解离度与溶液的pH值有关。蛋白质随溶液的pH 值不同而分别解离为阳离子、阴离子和偶离子。在蛋白质的等电点(pH=4.7)附近离解出来的阳离子、阴离子最少,因此此时蛋白质的溶解度最低。pH值越低,碱性基团解离度越大,蛋白质分子带正电荷多,负电荷越少;pH值越高,酸性基团解离度越大,蛋白质分子带负电荷多,正电荷越少。蛋白质分子之间的斥力作用导致其吸附量下降。[13]另外,BST 表面性质也会随着介质pH值的变化而变化,当pH 值较低时(低于其等电点 3.9[14]),BST表面结合了H+;当pH值较高时(高于其等电点),表面结合了OH–,使BST与蛋白质作用的基团发生变化。正是由于蛋白质本身及BST表面性质随pH值变化的共同作用,使pH=4.10附近的吸附量达到最大。实验选用pH=4.10缓冲介质。

2.2.2 振荡时间的影响及动力学分析不同温度、振荡吸附不同时间条件下,分别测定吸附量,结果表明:温度对达到平衡的时间影响不大,均在5min趋于平衡,15min达到最大;温度升高,平衡吸附量明显降低(见图5所示)。实验选用振荡吸附15min。

根据图5数据,按文献[15]方法,分别用准一

张东 等:纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为

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第38卷第6期

图5 时间对吸附量的影响

Fig.5 Effect of time on BSA adsorption

级动力学方程和准二级动力学方程进行拟合回归

e e 1ln()ln t q q q K t ?=?

2e 2e

1t t t q K q q =+ 其中:q e 为最大吸附量(mg/g),q t 为t 时刻吸附量(mg/g),K 1为一级吸附速率常数(min –1),K 2为二级吸附速率常数[g/(mg·min)]。计算结果表明:各温度时,蛋白质在BST 上的吸附动力学均符合准二级动力学方程(相关系数R 2均大于0.98)。

由动力学常数K 2与温度之间的关系式,根据Arrhenius 公式的对数式

a 201

ln ln E K K R T

=??

求算吸附活化能E a = 16.18 kJ/mol ,表观活化能小于40 kJ/mol ,该吸附反应无化学键作用。[7]

2.2.3 吸附等温曲线及吸附热力学 对于固–液体系的吸附行为,常用Langmuir 和Freundlich 吸附

等温方程式来描述。[7]

两吸附等温方程式经变形分别为

e e e L m m

1C C q K q q =+ e F e 1

ln ln ln q K C n

=+

其中:q e 为平衡吸附量(mg/g),q m 为饱和吸附量(mg/g),C e 为平衡浓度(mg/L),K L 、K F 和n 均为常数。

图6为吸附等温曲线及Langmuir 拟合曲线,根据图6a 中数据,分别拟合所得参数见表1,可以看

图6 不同温度吸附等温曲线及Langmuir 拟合曲线

Fig.6 Adsorption isotherms and Langmuir isotherms at various

temperatures

表1 Langmuir 和Freundlich 等温方程拟合参数

Table 1 Parameters of Langmuir and Freundlich isotherms

equations

Langmuir Freundlich T /K

q m

K L

R 2

n

K F

R 2

293 312.50 1.23 0.971 1.59 3.54 0.964 308 217.39

1.39 0.986 1.76

2.57 0.969

318 166.67 1.50 0.981 1.82 2.02 0.956 q m —Monolayer capacity of adsorbent (mg/g); K L —Langmuir adsorption constant (L/mg); K F —Freundlich constants (L/mg); n —Freundlich constants; R —Correlation coefficients.

出:n-BST 对BSA 的吸附行为符合Langmuir 等温式(见图6b),表明该吸附以单层吸附为主。

按文献[15]方法,根据Van’t Hoff 方程式,可求出吸附焓变(ΔH );可由Gibbs 方程,结合Langmuir 吸附等温式,求得吸附自由能变(ΔG );再通过Gibbs–Helmholtz 方程计算得到吸附过程熵变(ΔS )。等量吸附焓变、自由能变和熵变列于表2。

硅酸盐学报

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表2 吸附焓变和Gibbs自由能变及熵变

Table 2 Isosteric enthalpy changes and Gibbs free energy changes as well as entropy changes of adsorption Temperature/K ΔH/(kJ·mol–1) ΔG/(kJ·mol–1) ΔS/(J·mol–1·K–1) 293 –13.30 –0.51 –43.66 308 –13.30 –0.85 –40.42 318 –13.30 –1.07 –38.45

由热力学参数可简单地判断吸附作用的类型,[16]

若ΔH>0且ΔS>0,主要表现为疏水作用;若ΔH<0

且ΔS>0,主要表现为静电作用;若ΔH<0且ΔS<0,

主要表现为氢键或van der Waals力。根据表2结果,

此吸附过程的ΔH和ΔS均小于零,可判断其作用力

类型主要为氢键或van der Waals力;自由能变ΔG

也均小于零,表明该吸附是自发过程。[15]

2.2.4 吸附的FTIR谱表征图7为吸附过程的FTIR谱,可以看出:BSA(谱线1)在3369cm–1附近

为N—H的伸缩振动,2933cm–1和2873cm–1附近

为BSA的C—H贡献,1653cm–1和1537cm–1分别

为BSA的酰胺Ⅰ带和Ⅱ带的吸收峰,1450cm–1为C—H变角振动的吸收峰,1244和1120cm–1附近

为C—O伸缩振动的吸收峰。[12]谱线2为n-BST

的FTIR谱,在532cm–1附近为Ba/Sr—Ti—O的吸

收峰,3425cm–1和1637cm–1附近为BST表面羟基

的伸缩和变角振动的吸收峰,但是,在1388~1427

cm–1附近,出现了较弱的碳酸盐杂质的吸收峰。[7]

经缓冲溶液浸洗后(见谱线3),1388~1427cm–1处

的吸收峰消失,而BST其他特征吸收未发生明显变化,说明缓冲溶液溶解了BST的杂质,而对其红外

图7 吸附过程的FTIR谱

Fig.7 FTIR spectra of the adsorption process 1—BSA; 2—BST; 3—BST+0.0mg/g BSA; 4—BST+50.0mg/g BSA;

5—BST+75.0mg/g BSA. 吸收并无影响。当BSA分子吸附于BST表面时(见谱线4~谱线5),BST (见谱线2)的3425cm–1附近的表面羟基的O—H伸缩振动吸收峰向低波数方向移动,峰形宽化且随着吸附BSA量的增加,向低频方向移动增大,宽化也趋于明显,这是因为BST表面羟基与BSA之间形成了氢键作用。[6]在2937 cm–1和2871cm–1附近出现了蛋白质的C—H伸缩振动的吸收峰,而蛋白质的1653cm–1和1537cm–1附近的酰胺带Ⅰ和酰胺Ⅱ带的吸收峰均发生了移动,表明吸附过程中,酰胺基团的参与使自身的振动发生变化,证实了蛋白质通过和BST表面的Ti—O—H形成氢键作用而实现吸附,与热力学及动力学计算结论一致。

2.2.5 离子强度的影响通过调节介质NaCl的浓度来改变溶液离子强度,结果表明:随NaCl浓度升高,吸附量下降,结果如图8所示。一般认为,随离子强度的增加,蛋白质的疏水部分暴露增多,导致BSA表面电荷发生变化,因而吸附量有所改变。[17]

图8 离子强度对吸附的影响

Fig.8 Effect of ionic strength on adsorption

C—Concentration .

2.2.6 洗脱及蛋白质结构的光谱分析由图4还可以看出:当介质的pH>6.37时,n-BST基本不吸附蛋白质,所以,可以采用较高pH值的缓冲溶液进行洗脱,结果表明:当采用pH=7.54的缓冲溶液、用量为2.5mL时,振荡15min,洗脱率最大,达到97.3%,实验采用pH=7.54的缓冲溶液作为洗脱剂。

图9为洗脱后的蛋白质的紫外光谱。为了避免由于分离不完全,溶液中的纳米粒子对紫外光谱的影响,直接以对应量的BST浊液为参比,扫描蛋白质的紫外光谱,可以看出:在280nm附近,紫外光谱为蛋白质中共轭双键的色氨酸、酪氨酸等芳香族

张东等:纳米钛酸锶钡对牛血清白蛋白的吸附行为· 1091 ·第38卷第6期

图9 BST对BSA紫外光谱的影响

Fig.9 Effect of BST on ultraviolet adsorption spectra of BSA A—Absorbance; λ—Wave length.

氨基酸的吸收峰;与BST作用后,其峰形、峰位均未发生明显变化,表明色氨酸和酪氨酸总量并未发生变化。

当激发波长为280nm时,由于蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸残基均能产生荧光,因而可以通过考察以280nm为激发波长时,在350nm附近的荧光强度的变化,来判断蛋白质构像的变化。图10为BST对BSA荧光发射光谱的影响,可以看出:脱附后,蛋白质的350nm附近的荧光发射光谱并未发生变化。

为了分别考察色氨酸和酪氨酸的变化,可以分别设Δλ为15nm和60nm,扫描同步荧光光谱(结果见图11~图12)。

可以看出:Δλ为15nm和60nm的同步荧光光谱均未发生明显变化,经吸附及脱附过程后,蛋白质的色氨酸,酪氨酸残基也均未发生明显变化,说明蛋白质的结构未发生明显变化。

图10 BST对BSA荧光发射光谱影响

Fig.10 Effect of BST on fluorescence emission spectra of BSA

F—

Flourescence intensity.

图11 BST对BSA同步荧光光谱的影响

Fig.11 Effect of BST on synchronous fluorescence spectra of BSA

Δλ=15nm.

图12 BST对BSA同步荧光光谱的影响

Fig.12 Effect of BST on synchronous fluorescence spectra of BSA

Δλ=60nm.

3 结论

n-BST粉体对蛋白质有较强的吸附能力,吸附量受介质pH值的影响且随温度的升高而减小,各温度吸附5min时,基本达到平衡。n-BST粉体吸附行为符合Langmuir吸附等温方程式和准二级动力学模型,吸附过程的焓变ΔH=–13.30kJ/moL,自由能变(ΔG)和熵变(ΔS)均为负值,该吸附过程是以氢键和van der Waals力为主的自发放热过程。FTIR谱也证实了存在氢键作用。被吸附的蛋白质,可用pH=7.54的缓冲溶液完全洗脱。通过紫外光谱和荧光光谱表征洗脱后的蛋白质,结果表明:脱附后蛋白质的一级结构和二级结构均未发生明显变化。

硅酸盐学报

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膜上的等温吸附行为[J]. 分析化学, 2001, 29(6): 637–641.

GAN Hongyu, SANG Zhenhua, LIU Xueliang, et al. Chin J Analy

Chem (in Chinese), 2001, 29(6): 637–641.

制备纳米钛酸钡粉体

化学共沉淀法 ——制备纳米钛酸钡粉体 目录 (1) 成绩考评表 (2) 中文摘要 (3) 英文摘要 (4) 1前言 (5) 1 .1制备方法介绍 (6) 1.2所制备的材料介绍 (9) 1.3本实验主要研究内容 (12) 2.实验实施阶段 2.1方案介绍 (13) 2.2方案具体实施 (15) 3实验结果分析与讨论 (17) 参考文献 (22)

综合实验感想 (23) 3Ba TiO 纳米粉体的制备 摘要 以4TiCl 为钛源,2BaCl 为钡源,采用草酸共沉淀法制备batio3粉体, 研究了前驱体的煅烧温度对产物的影响,实验结果表明当煅烧温度控制在800度以上时,可制的纯度高结晶好的batio3超细粉体。 关键词:钛酸钡,草酸共沉淀,前驱体,温度

English abstract Thought of 4TiCl for titanium source 2BaCl for barium source, using oxalate coprecipitation preparation of batio3 powders, studied the precursor of the influence of calcining temperature on the product, the experimental results show that when the calcination temperature control over 800 degrees, can be made of high purity crystal good batio3 ultrafine powders. Key words: barium titanate, oxalate coprecipitation, precursor , temperature

钛酸锶钡(BST)材料及其应用

钛酸锶钡(BST)材料及其应用 摘要 钛酸锶钡(BST)是一种电子功能陶瓷材料,广泛应用于电子、机械和陶瓷工业。本文对钛酸锶钡材料的组成、结构、性能、制备与应用等方面进行了一个比较全面的总结,重点展示了钛酸锶钡的铁电性、结构性能与掺杂改性,并详细介绍了钛酸锶钡薄膜和块体分别在微波移相器和高储能介电陶瓷中的应用。 1 BST的组成与结构 钛酸锶钡与钛酸锶、钛酸钡在结构方面具有非常高的相似性,这预示着它们之间的性能必然有着很紧密的联系。 1.1 钛酸钡简介 钛酸钡(BaTiO3)是一种强介电材料,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。钛酸钡的电容率大(常温下介电常数 约2000)、非 r 线性强(可调性高),但严重依赖于温度和频率。 钛酸钡是一致性熔融化合物(即熔化时所产生的液相与化合物组成相同),其熔点为1618℃,在整个温区范围内,钛酸钡共有五种晶体结构,即六方、立方、四方、正交、三方,随着温度的降低,晶体的对称性越来越低[1]。在1460-1618℃结晶出来的钛酸钡属于非铁电的稳定六方晶系6/mmm点群;在1460-130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构,此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,呈现顺电性(无偶极矩产生,无铁电性,也无压电性);当温度下降到130℃时,钛酸钡发生一级顺电-铁电相变(即居里点T c=130℃),在130-5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm点群,具有显著的铁电性,其自发极化强度沿c轴[001]方向,晶胞沿着此方向变长;当温度从5℃下降到-90℃温区时,钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群(通常采用单斜晶系的参数来描述此正交晶系的单胞,有利于从单胞中看出自发极化的情况),此时晶体仍具有铁电性,其自发极化强度沿着原立方晶胞的面对角线[011]方向;当温度继续下降到-90℃以下时,晶体由正交晶系转变为三方晶系3m点群,此时晶体仍具

重组融合人血清白蛋白-人白介素-2+C125A突变体在毕赤酵母中的表达

598食品与生物技术学报第29卷 的产物,经EcoRI和NotI双酶切得到长约2.2kb 的插入片断和长约9.3kb的载体片断,表明融合基 因已经成功插入到载体pPICgk中。质粒测序结果 显示,全部序列没有发生突变,与预期一致。 1.GelextractionofIL2ml2.GelextractionofpBlue/ HSA,3.DigestionofpBHImwithEeoRI#4.Doublediges— tionofpBHImwithEcoRl/Notl;M.XDNA/HindⅢMarker 圈1重组质粒pBHlm的酶切分析 Fig.1Restrictionanalysisoftherecombinantplasmid pBHlm 3.3阳性转化子的筛选及诱导产物的Western blot鉴定 质粒pPHIm经SalI酶切,回收线性化片断,电 击转化P.pastorisGSll5感受态细胞。涂布MD 平板,30℃培养4d后共长出了约400个转化子,挑 选其中200个菌落进行初筛,选其中表达量较高的 10株重组菌进行复筛验证,得到一株产量最高的重 组菌P.pastorisGSll5/pPHIm,诱导3d后上清液 的SD§PAGE分析和Westernblot结果如图3 所示。 3’AIL2m 1.DigestionofpPIC9KwithEcoRl;2.DigestionofpPHImwith EcoRI;3.DoubledigestionofpPHImwithEco—Rl/NotI;M.).DNA/HindⅢMarker 图2重组质粒pPHIm的物理图谱(A)和酶切分析 (B) Fig.2PhysicalmapIA)andrestrictionanalysis(B)of therecombinantplasmidpPHlm 研究发现,表达的蛋白质的相对分子质量约为82000,与理论计算HSA-IL2m的相对分子质量相 符,且这一位置的蛋白与11.-2、HSA的抗体都能发 生免疫反应,进一步证实酵母经诱导表达HSA— IL2m。但70000和45000这两处的降解条带又都 可以与HSA的抗体发生免疫反应,认为是融合蛋 白降解所产生的条带。经白蛋白测定试剂盒测得 其中白蛋白融合蛋白的量约为60.2mg/L(以 HSA—IL2m计)。 3.4诱导产物的活性测定 发酵液经脱盐处理后,冻干保存。取0.1mg冻干粉用2mLPBS复溶后,离心取上清,测得其中 融合蛋白的量约为300/-g/mL。采用IL-2依赖细 胞株CTLL一2以标准品IL-2为对照,对上清液中的 融合蛋白的生物学活性进行了测定。标准品的活 性为2×105IU/mL,用RPMll640稀释到浓度为 200IU/mL。测定结果表明,上清液中的融合蛋白 可以有效的刺激CTLL-2细胞增殖。以标准品的 最高浓度OD啪值为100o/6,计算标准品、样品梯度 百分率。将百分率换算为概率单位,以概率单位为 纵坐标,以稀释度X的对数为横坐标,绘制直线回 归图(图4),通过计算得出融合蛋白粗蛋白的比活 性为1.51×106 IU/mg。

超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展_李慧

中国组织工程研究与临床康复 第13卷 第51期 2009–12–17出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research December 17, 2009 Vol.13, No.51 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH 101331 Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China; 2 Department of Hematology, Northern Jiangsu People's Hospital, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China Li Hui ★, Studying for master’s degree, Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China lh99beautiful@ https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html, Correspondence to: Wang Da-xin, Doctor, Professor, Chief physician, Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China daxinw2002@ https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html, Received: 2009-10-11 Accepted: 2009-11-21 超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展★ 李 慧1,王大新1,顾 健2 Application of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment Li Hui 1, Wang Da-xin 1, Gu Jian 2 Abstract BACKGROUND: In recent years, nanoparticles has been rapidly developing in tumor hyperthermia, genophore research, and targeted drug therapy, particularly nanoparticle containing drug delivery systems will become another breach in tumor therapy. OBJECTIVE: To summarize the application and mechanism of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment in the medical field. METHODS: A computer-based online search was conducted in Medline for English language publications containing the key words of “superparamagnetic, nanoparticles, targeting” from January 2000 to October 2009. Relevant articles were also searched from CNKI with the same key words in Chinese from January 2005 to October 2009. RESULTS AND CONCLUSION: A total of 123 articles about targeting role of magnetic nanoparticles were included, and there were 24 in Chinese and 108 in English. Articles published earlier, duplicated, and similarly were excluded, and 30 references were finally included. Superparamagnetic nanoparticles characterized by targeting role under external magnetic field, and crystal of ferroso-ferric oxide did not has toxicity to cells. As a gene carrier and drug carrier, superparamagnetic nanoparticles were widely used in medical research and they also provided novel evidences for cancer treatment. By an external magnetic field, how to avoid a comprehensive system of phagocytic endothelial phagocytosis and prevent the course of treatment such as drug-induced thrombus is still inadequate. Li H, Wang DX, Gu J.Application of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2009;13(51):10133-10136. [https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html, https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html,] 摘要 背景:近年来纳米颗粒在肿瘤热疗、基因载体研究、靶向药物治疗等方面得到迅速发展,特别是纳米颗粒载药系统已成为肿瘤治疗的又一突破口。 目的:对超顺磁性纳米颗粒在医学领域特别是肿瘤治疗方面的应用及其机制进行概述。 方法:应用计算机检索Medline 数据库(2000-01/2009-10),以“Superparamagnetic ,Nanoparticles ,Targeting ”为检索词;应用计算机检索中国期刊网(CNKI)(2005-01/2009-10),万方数据库(2005-01/2009-10),以“磁性、纳米颗粒、靶向”为检索词。 结果与结论:共收集123篇关于磁性纳米颗粒靶向作用的文献,中文24篇,英文108篇。排除发表时间较早、重复及类似研究,纳入30篇符合标准的文献。超顺磁性纳米颗粒是指具有磁响应性的纳米级粒子,其直径一般小于30 nm ,当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时,粒子进入超磁性状态。超顺磁性纳米颗粒除了通过血液循环进入炎症肿瘤相关部位外,还可被广泛存在于肝脏、脾脏、淋巴结的网状细胞-内皮吞噬系统(reticulo -eneothelial system ,RES)的细胞所识别。研究发现经过表面修饰的载药纳米颗粒,可跨血脑屏障转运,其机制可能与血脑屏障的连接结构——毛细血管,其内皮细胞通过低密度脂蛋白介导的胞吞作用有关。目前合成生物相容性磁性纳米颗粒的方法有很多,但最常用的合成生物相容Fe 3O 4磁性纳米颗粒的方法为共沉淀法。超顺磁性纳米颗粒在外加磁场的作用下可具有靶向性,且四氧化三铁的晶体对细胞无毒,其作为基因载体及药物载体被广泛应用于医学研究,为肿瘤的治疗开辟了新的途径。但对于外置磁场,如何全面的避开内皮吞噬系统的吞噬,防止治疗过程中药物性血栓的生成等尚存在不足。 关键词:超顺磁性;四氧化三铁;纳米颗粒;靶向;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.51.028 李慧,王大新,顾健.超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(51):10133-10136. [https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html, https://www.wendangku.net/doc/0b3410506.html,] 综 述

贝伐单抗介导盐酸阿霉素白蛋白纳米粒靶向给药系统的研究

贝伐单抗介导盐酸阿霉素白蛋白纳米粒靶向给药系统的研究盐酸阿霉素的抗瘤谱较广,但它严重的心脏和脊髓毒性限制了其在临床中的应用,这也是盐酸阿霉素位列二线抗肿瘤药物的原因之一。采用制剂学方法,提高盐酸阿霉素的疗效、降低其副作用,并研究具备肿瘤主动靶向及长循环功能的盐酸阿霉素制剂是本文的主要研究目的。 血管内皮生长因子在肿瘤细胞上过渡表达,因此,本文选择对血管内皮生长因子有特异亲和性的贝伐单抗作为主动靶向制剂的靶头,采用特定的偶联剂 NHS-(PEG) n-MAL、用化学修饰的方法,将其偶连到盐酸阿霉素白蛋白纳米粒上,以期实现让制剂主动靶向至肿瘤部位后释放盐酸阿霉素、杀伤肿瘤细胞的目的。本文研究的主要方法、内容和结论包括以下几个方面:采用紫外可见分光光度法作为盐酸阿霉素的体外分析方法。 在盐酸阿霉素浓度为0-40μg/mL范围内线性关系良好,精密度、回收率均符合方法学要求。盐酸阿霉素可溶于水。 采用去溶剂化-固化交联法制备盐酸阿霉素白蛋白纳米粒。对处方和制备工艺进行部分以粒径作为评价指标的单因素考察,在此基础上,采用星点设计-响应面法优化制备盐酸阿霉素白蛋白纳米粒的处方与工艺。 最终确定优化后的处方及制备工艺为白蛋白质量浓度为17 g.L-1、盐酸阿霉素质量浓度为2 g.L-1、pH值为9、白蛋白理论交联度为125%。以此条件制得的载药白蛋白纳米粒的相关性质为,粒径为(151±0.43)nm, Zeta电位为-(18.8±0.21)mV,载药量(21.4±0.70)%,包封率(76.9±0.21)%,纳米粒的产率为(82.0±0.34)%。 2.0%磷钨酸染色法在透射电镜下观察制得纳米粒的形态学,盐酸阿霉素白蛋

关于重组人血白蛋白的系统性表述

关于重组人血白蛋白的系统性表述 人血白蛋白(HSA)作为一种重要的临床急救药物及重要的药物辅料,在医药,科研及化妆品生产等领域应用广泛。随着国内医疗水平及居民收入水平的提升和对血液制品认知度的提高,血液制品的临床使用量不断增加,市场容量不断增长,行业快速发展。根据国家医药管理局的报告,2010年全国16城市医院血液系统用药金额约62亿元,其中白蛋白类药物占据了血液制品的主要份额(大于50%)。但作为一种血液制品,HSA同时也面临原料短缺及病毒污染等缺陷的影响。 用基因工程重组人血清白蛋白(rHSA)替代HSA是国际上公认的最有前途的高新技术途径。 一.什么是重组人血白蛋白 1.定义 通过基因重组的技术将目的蛋白的基因克隆后,将该基因插入到某种生物(如细菌、酵母、植物,哺乳动物细胞等)中进行复制,然后收集的白蛋白称为重组人血白蛋白。 2.rHSA的等级分类 按不同的质量标准分为了培养基级、药用辅料级和药用注射级(药用级)三类,三类级别的重组人血白蛋白生产工艺相同,但最终控制参数不同,药用级白蛋白质量标准最高。 3.rHSA的表达系统分类 白蛋白(Human Serum Albumin,HSA)是一组复杂的大分子蛋白质,必须经过正确的折叠、组装和翻译后修饰,才能赋予其特定的结构和功能,表达系统是重组人血白蛋白生产过程中极其重要的环节。 (1)原核表达系统 HSA基因最早就是在原核生物大肠杆菌(E.coli)中表达成功的,Lawn等于1981

年首次报道了rHSA的cDNA序列并首次构建了第一个表达rHSA的表达载体pHSA,然后在E.coli中表达成功,表达量为细胞总蛋白的7%,但E.coli表达系统体外很难正确折叠和组装结构复杂的HAS,缺乏翻译后的修饰和加工,表达的蛋白多形成包涵体,且纯化较难,所以未能得到有生物功能的蛋白,细菌细胞壁脂多糖还会造成热反应。因为HSA在原核生物中表达量不高且分泌效果不够理想,所以研究的重点转向其在真核生物细胞中的表达。 (2)酵母表达系统 酵母作为单细胞真核生物,既具有原核生物的容易培养、生长繁殖快、相对易于进行基因工程操作等优点,还具有原核生物缺少的其他优点,如蛋白质翻译后修饰和加工以获得有生物活性的重组蛋白,表达量和分泌量较大,易于产业化培养,非常适合白蛋白及其他非糖基化血浆蛋白的大规模制备。 研究者们用到的酵母表达系统有毕赤酵母(Pichia pastoris)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、汉逊酵母(Hansenula polymorpha)、克鲁维氏酵母(Kluyveromyces lactis)等。在酿酒酵母中,Okabayashi等通过构建在染色体LEU2和HIS4位点上整合的质粒获得能连续分泌rHSA的稳定转化株,每升培养基达到85mg rHSA。 毕赤酵母表达量和分泌量高且稳定,自身分泌蛋白量小,作为基因表达系统研究和使用的最多,已基本掌握其生长规律及大规模高密度发酵技术,被认为是最有发展前景的蛋白质生产工具之一。毕赤酵母非常适合人血白蛋白等非糖基化血浆蛋白的大规模制备,成为目前rHSA的主要表达系统。 (3)其他表达系统 作为“生物反应器”的转基因动物自1987年以来就引起学者们广泛的关注。就生产rHSA来说,最理想的表达场所是乳腺,因为乳腺是外分泌器官从而不会影响转基因动物本身的生理,表达的蛋白能经过充分的翻译后修饰加工,组织细胞密度高从而分泌水平高,目标蛋白纯化相对容易。2000年黄淑帧等通过

钛酸钡粉体制备

钛酸钡纳米粉体的制备方法 摘要:钛酸钡粉体是陶瓷工业的重要原料,本文将简要介绍钛酸钡纳米粉体的一些制备工业,如固相法、水热法、溶胶-凝胶法、沉淀法等。 关键词:钛酸钡;粉体;制备方法; 1.引言 钛酸钡是制备陶瓷电容器和热敏电阻器等许多介电材料和压电材料的主要原料, 近几年来, 随着陶瓷工业和电子工业的快速发展,BaTiO3 的需求量将不断增加,对其质量要求也越来越高。制备高纯、超细粉体材料是提高电子陶瓷材料性能的主要途径。所以高纯、均匀、超细乃至纳米化钛酸钡的制备研究一直 是各国科学家的研究重点。钛酸钡的应用越来越广泛。目前制备钛酸钡的方法主要有:共沉淀法、溶胶- 凝胶法、固相法、反相微乳液法、水热法。 2.钛酸钡粉体的制备工艺 2.1固相研磨-低温煅烧法 传统钛酸钡的制备主要采用高温煅烧碳酸钡和二氧化钛的混合物或高温煅 烧草酸氧钛钡的方法, 它是我国目前工业制备钛酸钡的主要方法, 但由于煅烧 温度高达1000~ 1200℃, 因而制得的粉体硬团聚严重、颗粒大而粒度分布不均匀, 纯度低, 烧结性能差。 朱启安[1]等采用室温下将氢氧化钡与钛酸丁酯混合研磨, 再在较低温度( < 300 ℃) 下煅烧的方法制得了钡钛物质的量比约为1. 0、颗粒大小分布均匀、粒径在15~ 20nm 的钛酸钡纳米粉体, 既克服了高温固相煅烧法反应温度高、产品质量低的缺点, 又克服了液相法在水溶液中制备易引入杂质、粒子易团聚等缺点其煅烧温度比传统的固相反应法降低了约700 ~900℃ 2.2水热法合成 水热合成是指在密封体系如高压釜中, 以水为溶剂, 在一定的温度和水的 自生压力下, 原始混合物进行反应的一种合成方法。由于在高温、高压水热条件下, 能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境, 使前驱物在反 应系统中得到充分的溶解, 并达到一定的过饱和度, 从而形成原子或分子生长 基元, 进行成核结晶生成粉体或纳米晶[2]。 水热法制备的粉体, 晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚, 可以得到理想化学计量组成的材料, 其颗粒度可控, 原料较便宜, 生成成本低。而且粉体无须煅烧, 可以直接用于加工成型, 这就可以避免在煅烧过程中晶粒的 团聚、长大和容易混入杂质等缺点[2]。 2.3 溶胶凝胶法 钛酸钡( BaTiO3 ) 在当今科技领域里占有重要地位, 它是电子陶瓷领域应用最广泛的材料之一。钛酸钡是钛酸盐系电子陶瓷的主要原料, 是一种具有高介电常数和低介电损耗的铁电材料,被广泛应用于制作热敏电阻器( PTCR) 、多层陶瓷电容器(MLCC) 、电光器件和DRAM 器件。现代技术要求BaTiO3 粉料具有高纯、

钛酸锶钡(BST)材料及其应用知识讲解

钛酸锶钡(B S T)材料 及其应用

钛酸锶钡(BST)材料及其应用 摘要 钛酸锶钡(BST)是一种电子功能陶瓷材料,广泛应用于电子、机械和陶瓷工业。本文对钛酸锶钡材料的组成、结构、性能、制备与应用等方面进行了一个比较全面的总结,重点展示了钛酸锶钡的铁电性、结构性能与掺杂改性,并详细介绍了钛酸锶钡薄膜和块体分别在微波移相器和高储能介电陶瓷中的应用。 1 BST的组成与结构 钛酸锶钡与钛酸锶、钛酸钡在结构方面具有非常高的相似性,这预示着它们之间的性能必然有着很紧密的联系。 1.1 钛酸钡简介 钛酸钡(BaTiO3)是一种强介电材料,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一, ε约2000)、被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。钛酸钡的电容率大(常温下介电常数 r 非线性强(可调性高),但严重依赖于温度和频率。 钛酸钡是一致性熔融化合物(即熔化时所产生的液相与化合物组成相同),其熔点为1618℃,在整个温区范围内,钛酸钡共有五种晶体结构,即六方、立方、四方、正交、三方,随着温度的降低,晶体的对称性越来越低[1]。在1460-1618℃结晶出来的钛酸钡属于非铁电的稳定六方晶系6/mmm点群;在1460-130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构,此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,呈现顺电性(无偶极矩产生,无铁电性,也无压电性);当温度下降到130℃时,钛酸钡发生一级顺电-铁电相变(即居里点T c=130℃),在130-5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm 点群,具有显著的铁电性,其自发极化强度沿c轴[001]方向,晶胞沿着此方向变长;当温度从5℃下降到-90℃温区时,钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群(通常采用单斜晶系的参数来描述此正交晶系的单胞,有利于从单胞中看出自发极化的情况),此时晶体仍具有铁电性,其自发极化强度沿着原立方晶胞的面对角线[011]方向;当温度继续下降到-90℃以下时,晶体由正交晶系转变为三方晶系3m点群,此时晶体仍具有铁电性,其自发极化强度方向与原立方晶胞的体对角线[111]方向平行。 1.2 钛酸锶简介 钛酸锶(SrTiO3)具有典型的钙钛矿型结构,熔点2060℃,是一种顺电体,具有低温介电常数高、介电损耗低、热稳定性好等优点,也是一种电子功能陶瓷材料。高质量的钛酸锶粉体用来制造高压电容器、晶界层电容器、压敏电阻、热敏电阻及其它电子元件,具有高性能、高可靠性、体积小等优点[2]。纯的钛酸锶在低温 ε约300),不易发生铁电相变(居里下仍保持较高的介电常数(常温下介电常数 r 点T c=-250℃),但加入Ca、Bi等改性后出现低温弛豫现象。

纳米药物载体系统解析

纳米药物载体系统 年级: 2012级 专业: 材料科学与工程 姓名: 俞 学号: 3**

摘要: 着科技的发展,纳米生物技术越来越受到关注,物技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题,在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景,特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等,将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。本文着重介绍纳米药物载体系统。纳米药物载体的属性纳米药物载体种类纳米药物载体的制备方法及纳米生物技术的发展前景。 关键词:纳米生物技术纳米药物载体纳米粒子 纳米技术是一种新兴的科技,它的基本涵义是在纳米尺寸(10-9~10-7m)范围内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创制新物质。由于物理空间的改变,物质的理化特性、生物学特性发生令人惊奇的变化,其在药学领域中的应用,已成为本世纪崭新的前沿科学[1] 纳米药物载体是指粒径大小在10~1000nm的一类新型载体,通常由天然或合成高分子材料制成。它是以纳米颗粒作为药物载体,将药物治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面,通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合,在细胞摄取作用下进入细胞内,实现安全有效的靶向药物输送和基因治疗。纳米 载体技术是纳米生物技术的重要发展方向之一[2] 一、纳米药物载体的性质 作为药物载体的纳米材料,是粒径大小介于10~1000nm的固态胶体颗粒,包括纳米粒子、纳米囊、纳米胶束和纳米乳剂等。 其中较常见的是纳米粒子,一般指由天然或合成的高分子材料制成的、粒度在纳米级的固态胶体颗粒。 纳米粒子表面的亲水性与亲脂性将影响纳米粒子与调理蛋白吸附结合力的大小,从而影响吞噬细胞对其吞噬的快慢。一般而言,纳米粒子的表面亲脂性越大,则其对调理蛋白的结合力越强,吞噬细胞对其吞噬的速度越快。所以要延长纳米粒子在体内的循环时间,需增加其表面的亲水性,这是对纳米粒子进行表面修饰时选择材料的一个必要条件[3] 二、纳米药物载体的属性 1 具有较高的载药量 2 具有较高的包封率

实验二 溶胶-凝胶法制备钛酸钡纳米陶瓷粉体

醋酸钡255.21、钛酸丁酯340.3 实验二溶胶-凝胶法制备纳米钛酸钡陶瓷粉体 一、实验目的 1、了解溶胶-凝胶制备纳米粉体的方法 2、制备纳米钛酸钡陶瓷粉体 二、实验背景和原理 1. 实验背景 钛酸钡(BaTiO )具有良好的介电性,是电子陶瓷领域应用最广的材料之一。传 3 制备方法是固相合成,这种方法生成的粉末颗粒粗且硬,不能满足高统的BaTiO 3 科技应用的要求。现代科技要求陶瓷粉体具有高纯、超细、粒径分布窄等特性,与粗晶材料相比在物理和机械性能方面有极大的差别:熔点降低,烧结温度降低、荧光谱峰向低波长移动、铁电和铁磁性能消失、电导增强等。溶液化学法是制备超细粉体的一种重要方法,其中以溶胶-凝胶法最为常用。 2. 溶胶-凝胶法合成BaTiO3纳米粉体的基本原理 溶胶—凝胶(简称Sol—Gel)法是以金属醇盐的水解和聚合反应为基础的。其反应过程通常用下列方程式表示: (1)水解反应: M(OR)4 + χ H2O = M(OR)4- χ OH χ + χ ROH (2)缩合-聚合反应: 失水缩合-M-OH + OH-M-=-M-O-M-+H2O 失醇缩合-M-OR + OH-M-=-M-O-M-+ROH 缩合产物不断发生水解、缩聚反应,溶液的粘度不断增加。最终形成凝胶——含金属—氧—金属键网络结构的无机聚合物。正是由于金属—氧—金属键的形成,使Sol—Gel法能在低温下合成材料。Sol—Gel技术关键就在控制条件发生水解、缩聚反应形成溶胶、凝胶。

本次实验使用的钛酸丁酯(亦称丁醇钛)是一种非常活泼的醇盐,遇水会发生剧烈的水解反应。在Sol—Gel工艺中,让溶液系统暴露在空气中从空气中吸收水分,使水解反应不充分(或不完全),其反应式可表示为 Ti(OR)4 + χ H2O = Ti(OR)4- χ OH χ + χ ROH (1) 式中,R=C 4H 9 为丁烷基,RO或OR为丁烷氧基。未完全水解反应的生成物 Ti(R) 4-χ (OH)χ中的(OH)-极易与丁烷基(R)或乙羰基(R′=CH3CO)结合,生成丁醇或乙酸,而使金属有机基团通过桥氧聚合成有机大分子。如本实验可能发生典型的聚合反应的结构反应式为 R′-O-Ba-O-R Ti OH+Ti O Ba O R'+ R'OH (2) 或 Ti OR Ti OH +Ti O Ti+ ROH (3)实验中的水解及聚合反应在缓慢吸收空气中水分的过程中不断地进行着,实际 上是金属有机化合物经过脱酸脱醇反应,金属Ti4+和Ba2+通过桥氧键聚合成了有机大分子团链,随着这种分子团链聚合度的增大,溶液粘度增加,溶胶特征明显,经过一定时间就会变成半固体透明的凝胶。凝胶经过烘干,煅烧得到钛酸钡粉末。三、主要仪器与药品 仪器:烧杯,机械搅拌、烘箱; 药品:醋酸钡,乙酸,钛酸丁酯,无水乙醇。 四、实验步骤 1.称取醋酸钡0.02mol (5g),量取36%的乙酸20ml,倒入烧杯中,搅拌使醋 酸钡完全溶解。 2.称取钛酸丁酯0.02mol (6.8g), 量取无水乙醇10ml,倒入锥形瓶中, 摇匀。 3.将上述两种溶液迅速混合,快速搅拌,溶液澄清后减慢搅拌速度,继续搅拌 2小时,停止搅拌,此时已经形成透明溶胶,使透明溶胶在空气中静置3-4小时,得到透明凝胶。 4.将凝胶取出,置于干燥皿中,在120°C下烘干。得到干凝胶,研磨得到淡 黄色粉末。

纳米钛酸钡的研究

纳米钛酸钡的研究 摘要:钛酸钡具有高介电常数、低介质损耗等优异的性能,广泛地应用于多层陶瓷电容器、热敏电阻、光电器件等电子元件,是电子工业中应用最广泛的陶瓷材料之一。本文介绍了钛酸钡结构、性能、用途及制备方法。制备超细,高纯和粒径分布均匀的纳米BaTiO3粉体的制备成为了纳米材料制备领域的研究热点之一。 关键词:钛酸钡,结构,性能,制备方法,粉体 1. 引言 钛酸钡(BaTiO3)是最早发现的一种具有ABO3型钙钛矿晶体结构的典型铁电体,它具有高介电常数、低的介质损耗及铁电、压电和正温度系数效应等优异的电学性能,被广泛应用于制备高介陶瓷电容器、多层陶瓷电容器、PTC热敏电阻、动态随机存储器、谐振器、超声探测器、温控传感器等,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。 2. 钛酸钡晶体的结构 钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。在此温度以下,1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。此时,六方晶系是稳定的。在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央,Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中。此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,因此无偶极矩产生,晶体无铁电性,也无压电性。 随着温度下降,晶体的对称性下降。当温度下降到130℃时,钛酸钡发生顺电-铁电相变。在130~5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm点群,具有显著地铁电性,其自发极化强度沿c轴方向,即[001]方向。钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时,结构变化较小。从晶胞来看,只是晶胞沿原立方晶系的一轴(c轴)拉长,而沿另两轴缩短。

纳米药物的药代动力学研究进展

第16卷第7期中国现代医学杂志 Vol.16No.72006年4月 ChinaJournalofModernMedicine Apr.2006 收稿日期:2006-01-20 本文就国内近年来纳米药物药动学研究的动向及成果加以概述。 1纳米药物药代动力学的研究方法 纳米药代动力学的研究方法与化学药品的药代 动力学研究没有本质区别,其方法分为血药浓度法和生物效应法。1.1血药浓度法 血药浓度法是药动学研究的经典方法,主要研究纳米药物中有效成分明确者,也是计算药代动力学最常用最准确的一种方法。常采用分光光度法、原子吸收光谱法、薄层层析法、薄层扫描法、高效液相色谱法、气相色谱法、放射性同位素法和放射性免疫法等方法进行测定。如张阳德等[1]利用荧光分光光度法建立了半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒在大鼠体的研究。刘炜等[2]建立高效液相色谱法测定小鼠血浆中丝裂霉素C聚氰基丙烯酸正丁酯磁性纳米球浓度的方法。 1.2 生物效应法 纳米中药复方成分复杂,干扰因素多,难以用常 规的血药浓度的方法测定其药代参数。80年代产生 了以药效为指标进行药代动力学研究的的理论和方法。 1.2.1药理效应法药理效应法是以药物的效应强度,包括量效关系,时效关系为基础的研究药代动力学的方法。目前,该法已越来越广泛地用于纳米中药及其复方,尤其是有效成分不明的中草药药代动力学研究。薛焰等[3]用药理效应法测定药动学,比较了超细粉马钱子和普通粉马钱子的药动学参数。1.2.2微生物指标法其原理主要是含有试验菌株的琼脂平板中抗菌药扩散产生的抑菌圈直径大小与抗菌药浓度的对数呈线性关系。选择适宜的敏感菌株测定体液中抗菌中草药的浓度,然后按照药代动力学原理确定房室模型,并计算其药代动力学参数。如陈鹏,毛天球等[4]以抑菌效应为指标,测定纳米羟基磷灰石复合胶原材料药动学参数。 文章编号:1005-8982(2006)07-1028-04 ?综述? 纳米药物的药代动力学研究进展 张阳德1,赵志坚1,张浩伟2,张彦琼3 (1.中国卫生部肝胆肠外科研究中心,湖南长沙410008;2.美国加州医疗中心, 加利弗尼亚州文图拉CA93003;3.中南大学生物医学工程研究院,湖南长沙410008) 摘要:纳米药物载体在近年研究已取得飞跃的发展。该文从药物代谢动力学的角度综述了纳米药物的吸收、分布和转化的研究进展。 关键词:纳米药物;药代动力学中图分类号:R318文献标识码:A Newdevelopmentofpharmacokineticofnano-drug ZHANGYang-de1,ZHAOZhi-jian1,ZHANGHao-wei2,ZHANGYan-qiong3 (1.NationalHepatobiliary&EntericSurgeryResearchCenter,MinistryofHealth,Changsha,Hunan410008,P.R.China;2.MedicalCenterofCalifornia,CaliforniaCA93003,USA;3.Biomedicaland EngineeringInstituteofCentralSouthUniversity,Changsha,Hunan410008,P.R.China) Abstract:Theresearchofnano-drug-loadedcarrierhasmadefastprogressaspotentialdrugdeliverysystems.Fromthepointofpharmacokinetic,thispaperreviewsthepresentstateoftheabsorpation,distributionandinvertionofnano-drugs. Keywords:nano-drug;pharmacokinetic

微波水热合成钛酸钡纳米粉体_陈杰

第42卷第11期人工晶体学报 Vol.42No.112013年11月 JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS November ,2013 微波水热合成钛酸钡纳米粉体 陈 杰,闫 峰,罗昆鹏 (西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054) 摘要:采用微波水热法低温合成了立方相钛酸钡纳米粉体。通过正交实验法及线性回归,研究了反应温度、反应时间及分散剂用量等因素对颗粒比表面积的影响规律及回归函数, 并通过XRD 、TEM 、XRF 等对粉体进行了表征。研究结果表明,在反应温度70?、反应时间10min 、分散剂与钛的物质的量比为1?20的条件下制得粒径约50 100nm 、呈球状的分散性良好的立方相钛酸钡纳米粉体。反应温度、反应时间及分散剂用量对粒度均有不同程度的影响, 其中反应温度影响最为显著。关键词:微波水热法;钛酸钡纳米粉体;正交实验法;线性回归中图分类号:TM282 文献标识码:A 文章编号:1000- 985X (2013)11-2359-05Synthesis of BaTiO 3Nano-powder by Microwave Hydrothermal Method CHEN Jie ,YAN Feng ,LUO Kun-peng (School of Materials Science and Engineering ,Xi'a n University of Science and Technology ,Xi'a n 710054,China ) (Received 12May 2013,accepted 13September 2013) Abstract :Cubic phase barium titanate nano-powders were synthesized under low temperature by microwave-hydrothermal method.The influence law of factors such as reaction temperature ,reaction time ,and the dispersant dosage on the specific surface area of particles and regression function were studied by the orthogonal experiment method and linear regression.The crystallized products were characterized by powder X-ray diffraction (XRD ),transmission electron microscopy (TEM ),X-ray fluorescence (XRF ).The experimental results showed that the spherical and well-dispersed cubic phase barium titanate nano-powders which particle size is about 50-100nm could be prepared under the conditions that the reaction temperature is 70?,and the reaction time is 10min ,and mole ratio of dispersant and titanium is 1?20.Reaction temperature ,reaction time ,and the dosage of dispersant have different effect on the specific surface area of particles.Among these factors ,the significant factors is reaction temperature. Key words :microwave hydrothermal method ;BaTiO 3nano-powder ;orthogonal experiment method ;linear regression 收稿日期:2013-05-12;修订日期:2013-09-13基金项目:国家自然科学基金(51072162)作者简介:陈 杰(1967-),女,陕西省人,教授,博士。E- mail :chenjie363@163.com 1引言 钛酸钡(BaTiO 3)是一种强介电材料、压电材料和铁电材料,广泛应用于电容器、PTC 组件、压电换能器等电子元器件的制造,是一种用途广泛的重要电子陶瓷材料。近年来,随着电子元器件的微型化、小型化、薄

【CN109810185A】一种重组人血清白蛋白的分离纯化方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910276004.5 (22)申请日 2019.04.08 (71)申请人 北京蛋白质组研究中心 地址 102206 北京市海淀区中关村生命科 学园生命园路38号 (72)发明人 钱小红 张养军 余谦 张普民  高方圆 焦丰龙 夏朝双 张汉卿  (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 关畅 (51)Int.Cl. C07K 14/765(2006.01) C07K 1/36(2006.01) C07K 1/18(2006.01) C07K 1/20(2006.01) C07K 1/30(2006.01) (54)发明名称 一种重组人血清白蛋白的分离纯化方法 (57)摘要 本发明公开了一种重组人血清白蛋白的分 离纯化方法。该方法首先采用热乙醇沉淀法从转 基因猪血浆中对重组人白蛋白进行粗提纯,再利 用两种色谱方法以串联方式进一步精纯化,即先 用阴离子交换色谱法进行第一步精纯化,再采用 反相色谱法或者凝胶色谱法进行二次精纯化。结 果表明,本发明能从转基因猪血浆中分离纯化出 高纯度的重组人血清白蛋白,并有望替代人血清 白蛋白用于临床用药和生化研究中。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 109810185 A 2019.05.28 C N 109810185 A

权 利 要 求 书1/2页CN 109810185 A 1.一种对含有重组人血清白蛋白的血浆中的重组人血清白蛋白进行分离纯化方法,包括: 1)去除含有重组人血清白蛋白的血浆中的凝血因子和纤维蛋白原后,将所得血浆上清液用热乙醇沉淀法进行粗提纯,得到rHSA粗提取液; 2)将所述rHSA粗提取液脱盐浓缩后,用阴离子交换色谱柱洗脱,收集洗脱液即为第一步精纯化rHSA溶液; 3)将所述第一步精纯化rHSA溶液脱盐浓缩后,用反相色谱柱或凝胶色谱柱进行二次精纯化,即得到rHSA溶液,完成所述重组人血清白蛋白的分离纯化。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述含有重组人血清白蛋白的血浆按照如下步骤制得:对含有重组人血清白蛋白的血进行血浆抗凝处理后离心,收集上清液而得; 具体的,所述血浆抗凝处理步骤中,所用抗凝剂为柠檬酸钠水溶液;所述含有重组人血清白蛋白的血与抗凝剂的体积比为15:1~20:1;所述抗凝剂的浓度为70g/L~90g/L; 所述离心步骤中,离心力为1500-2500×g;具体为2000×g;时间为20-40min;具体为30min。 3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述步骤1)去除含有重组人血清白蛋白的血浆中的凝血因子和纤维蛋白原的方法包括:将所述含有重组人血清白蛋白的血浆冷冻沉淀,解冻后离心,收集上清液,即为所述血浆上清液; 具体的,所述冷冻沉淀步骤中,温度为-30--10℃;具体为-20℃; 所述解冻步骤中,温度为0-10℃;具体为4℃; 所述离心步骤中,离心力为4500-5500×g;具体为5000×g;时间为10-20min;具体为15min。 4.根据权利要求1-3中任一所述的方法,其特征在于:所述步骤1)热乙醇沉淀法包括:将所述血浆上清液与由蛋白保护剂、变性剂、氯化钠和水组成的混合液混匀后,调节pH至 5.0~7.0,在55℃~80℃,恒温保持20~60min,冷却至室温后调节pH至4.0~5.0,静置,一次离心,收集上清,淋洗所得沉淀,再进行二次离心,收集上清,合并两次上清,即为所述rHSA粗提取液。 5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述蛋白保护剂为辛酸钠;所述辛酸钠在由蛋白保护剂、变性剂、氯化钠和水组成的混合液中的浓度为5~10g/L; 所述变性剂为有机溶剂;具体为乙醇;所述氯化钠在由蛋白保护剂、变性剂、氯化钠和水组成的混合液中的浓度为5~9g/L;所述由蛋白保护剂、变性剂、氯化钠和水组成的混合液的体积用量与所述血浆上清液相同; 所述变性剂的用量为所述血浆上清液体积的8%~12%; 所述静置步骤中,温度为室温;时间为1-3h;具体为2h; 所述淋洗步骤中,所用淋洗液为pH值为4.8的蒸馏水; 所述一次离心和二次离心步骤中,离心力为4500-5000×g;具体为5000×g;时间为50-70min;具体为60min。 6.根据权利要求1-5中任一所述的方法,其特征在于:所述步骤2)中,所用流动相A为0.02mol/L Tris-HCl,流动相B为0.02mol/L Tris-HCl+0.3mol/L NaCl; 所用阴离子交换色谱柱为DEAE弱阴离子交换色谱柱;流速为1mL/min;柱温为室温;检 2

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