总结了作者课题组采用分子动力学模拟研究橡胶纳米复合材料目前取得的主要进展,包括不同几何形状的纳米颗粒在橡胶基体中的分散机理、颗粒与橡胶分子链间的界面结合(聚合物玻璃化层是否存在)、颗粒对应力应变增强机理、碳纳米弹簧的引入对橡胶粘弹性的调控以及橡胶纳米复合材料非线性行为(Payne效应)产生的机理。模拟结果表明,存在一个最佳界面相互作用与接枝密度以实现纳米颗粒均匀分散;对于片状颗粒,在类似氢键界面相互作用时,存在聚合物玻璃化层。静态力学增强来自于两个方面:一是颗粒诱导分子链取向与排列,二是分子链吸附临近颗粒形成桥链在大变形下的有限链伸长。同时发现,碳纳米弹簧的加入会明显降低复合材料的滞后损失,并且得出纳米颗粒直接接触聚集与由分子链同时吸附多个颗粒成网对Payne效应非线性行为均有贡献。这些基础问题的澄清,将为制备动静态力学性能兼顾的橡胶纳米复合材料提供重要科学依据与理论指导,进而实现我国轮胎制品的高性能化与绿色化。最后针对橡胶纳米复合材料多层次多尺度结构与性能关系,简要评述了计算机模拟研究存在的挑战。 ...
人工合成的含有胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸的脱氧寡核苷酸(CpG ODN)可以模拟细菌DNA的免疫激活作用,被哺乳动物免疫系统视为"危险"信号而引发机体产生免疫应答.因此,CpG ODN可以作为潜在的治疗性DNA和免疫佐剂,在感染性疾病、过敏性疾病和癌症的辅助治疗中发挥作用.然而,未经修饰的CpG ODN通常易被核酸酶降解,细胞摄取率低,需要较高的给药剂量和反复给药,这些缺陷严重地限制了CpG的应用.近年来,纳米技术的发展为解决核酸药物的递送问题提供了新的工具.已有大量研究报道显示,纳米材料负载的CpG核酸药物表现出高活性、低毒性、生物相容性好等特点,有望作为新型免疫治疗制剂应用于相关疾病的预防和治疗中.本文对CpG核酸药物的发展背景进行了简述,介绍了CpG药物的作用机制、CpG载运对载体材料提出的要求,重点对近年来兴起的多种基于新型纳米材料(包括纳米脂质体/共聚物、各种无机纳米材料和DNA纳米结构等)的CpG载运体系进行了评述,总结了各种载运系统的原理和特点,并对纳米材料递送CpG药物的发展趋势进行了展望. ...
以PEG/IPDI/DMPA为原料,通过溶液聚合法,获得了嵌段离聚体溶液(溶剂为N,N-二甲基甲酰胺),然后在水相界面上对疏水功能性有机分子DCOIT进行自组装包覆制备DCOIT纳米胶囊。实验最终通过FT-IR、表面张力测试表征了嵌段离聚体的结构及性能,粒径分布和冷冻切片TEM和紫外-可见分光光度计对DCOIT纳米胶囊的形貌和释放特性进行了研究。研究结果表明,实验制备出了预期结构的聚氨酯嵌段离聚体,并形成了DCOIT纳米胶囊;DCOIT纳米胶囊的释放特性表现为,当壁芯比在1∶1至2∶1之间变化时,纳米胶囊都在释放初期速率较快,然后经历一个减速期,随后速率再次增加;且随着壁芯比的减小,DCOIT纳米胶囊的减速期越来越短。最后,对DCOIT纳米胶囊的释放机理进行了初步探讨。...
目的探究可吸入纳米细颗粒物对人体表面正常菌群的生物活性效应。方法将表皮葡萄球菌悬液分别加入含终浓度为0(对照)~400μg/ml微米和纳米二氧化硅的培养基培养4、24和48 h。测定表皮葡萄球菌的存活率、形态、膜通透性变化,同时对作用前、后的微米和纳米二氧化硅进行红外光谱分析。结果在50~400μg/ml二氧化硅暴露范围内,微米和纳米二氧化硅暴露表皮葡萄球菌的存活率均呈下降趋势,与对照组比较,纳米二氧化硅暴露组细菌存活率降低有统计学意义(P<0.05);微米二氧化硅对表皮葡萄球菌存活率的抑制无统计学意义;400μg/ml纳米二氧化硅暴露组细菌数目减少,菌体皱缩,400μg/ml微米二氧化硅暴露组菌体轻微凹陷。随着暴露剂量和时间的增加,微米和纳米二氧化硅暴露表皮葡萄球菌培养液中Ca2+和K+浓度均呈上升趋势。与微米二氧化硅暴露组比较,大于100μg/ml纳米二氧化硅组培养液中K+浓度较高,差异具有统计学意义(P<0.05),Ca2+浓度的升高仅在400μg/ml组有统计学意义(P<0.05)。红外光谱分析表明表皮葡萄球菌与微米和纳米二氧化硅作用后均有新峰出现,分别位于波数2 961 cm-1、2 929 cm-1、1 545 cm-1和1 452 cm-1、1 401 cm-1。结论纳米二氧化硅抑制表皮葡萄球菌的作用强于微米二氧化硅,纳米和微米二氧化硅暴露同表皮葡萄球菌均存在界面作用效应。...
目的:探讨纳米二氧化硅(SiO2)颗粒的血管内皮细胞毒性,阐明其作用机制。方法:选用粒径约60nm的纳米SiO2颗粒,以体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)为模型,分为对照组和纳米SiO2颗粒暴露组(浓度分别为12.5、25.0、50.0和100.0mg·L-1),采用MTT法测定细胞活力;乳酸脱氢酶(LDH)释放法检测细胞膜的完整性;流式细胞术(FCM)检测细胞内活性氧(ROS)水平;实时荧光定量PCR法检测细胞内核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)、超氧化物歧化酶2(SOD2)和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位(GCLC)mRNA表达水平。结果:MTT检测,与对照组比较,纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力降低,呈现明显的剂量依赖效应;当作用时间为12h时,仅100.0 mg·L-1纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力显著降低(P<0.05);当作用时间延长至24h,25.0~100.0 mg·L-1纳米SiO2颗粒暴露组细胞活力明显降低(P<0.05);同一浓度作用下,随着作用时间的延长,细胞活力也呈现下降趋势,呈时间效应关系。LDH和FCM检测,与对照组比较,除12.5mg·L-1组外,其余纳米SiO2颗粒暴露组细胞培养液中LDH活力和细胞内ROS水平均明显升高(P<0.05),且随着暴露剂量的增加而逐渐升高。实时荧光定量PCR法检测,与对照组比较,100.0mg·L-1纳米SiO2颗粒暴露组,细胞内Nrf2、HO-1、SOD2和GCLC mRNA表达水平均显著升高(P<0.05)。结论:纳米SiO2颗粒具有降低细胞活力、破坏细胞膜完整性、诱导ROS生成和转录调控氧化还原因子等血管内皮细胞毒性,氧化损伤是纳米SiO2颗粒发挥血管内皮细胞毒性的作用机制之一。...
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