磁性有机骨架材料在生物样品前处理中的应用进展
磁性微纳米材料的功能化及其在食物样品前处理中的应用进展_高强

第 10 期
高
强, 等: 磁性微纳米材料的功能化及其在食物样品前处理中的应用进展
· 1045·
图2 Fig. 2
表面活性剂改性磁性 Fe3 O4 纳米粒子 Surface modification on Fe3 O4 by surfactant
覆磁 性 Fe3 O4 纳 米 粒 子 ( Fe3 O4 @ SiO2 ) 最 引 人 关 注 。制备 Fe3 O4 @ SiO2 复合材料的经典方法是 Stber 法: 将 Fe3 O4 纳米粒子分散于氨水 / 水 / 乙醇 / 正 硅 酸 乙 酯 ( NH4 OH / H2 O / C2 H5 OH / TEOS ) 的 Stber 体系, gel ) 过程 在室温下通过溶胶凝胶 ( sol实现 SiO2 对 Fe3 O4 的包覆 。 需指出的是, 采用 Stber 法时, Fe3 O4 纳米粒子的投加量一般较少, 这 样才能得到不甚团聚的包覆产物 。为了提高包覆效 率及产量, 众多研究者对 Stber 法提出了改进措施。 Liu 等 例如, 以硅酸钠作硅源, 在 pH 为 12 ~ 13 的 水溶液中实施 SiO2 对 Fe3 O4 的包覆, 得到了单分散 性良好的 Fe3 O4 @ SiO2 粒子。 该方法使用廉价的硅 源、 无需乙醇, 且合成产量大, 具有较大的推广价值。 如果在 Stber 合成体系 ( 或改进的 Stber 体系 ) 中 引入 表 面 活 性 剂 ( 如 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵, CTAB ) , 则可以得到介孔氧化硅包覆 Fe3 O4 的复合
近年来, 以磁性微纳米粒子为核, 碳或其他无机 TiO2 、 Al2 O3 等 ) 为壳, 氧化物 ( 如 SiO2 、 形成的核壳 ( coreshell) 材料引起了科研工作者的极大兴趣: 一 方面, 壳层对磁性核起到保护作用, 使其在应用过程 氧化等; 另一方面, 碳或无机氧化物 中不易酸溶解、 壳层的形成显著提高了材料的吸附能力, 而且通常 使得材料进一步的表面改性 ( 再嫁接或再包覆 ) 更 [15 , 16 ] 。碳包覆磁性氧化铁颗粒通常采用“水 为容易 热碳化” 法: 将磁性粒子加入到一定浓度的葡萄糖 水溶液中, 加热至 160 ~ 180 ℃ , 即可得到碳包覆的 [17 , 18 ] 。 磁性复合粒子 该碳层具有大量活性基团, 包 C = O、 COH 等, 可直接作为吸附位点, 也 括 COOH、 [19 ] 可以作为后续嫁接或包覆的活性中心 。 在无机氧化物包覆磁性纳米粒子中, 以 SiO2 包
生物样品前处理技术应用前景

生物样品前处理技术应用前景生物样品前处理技术是以提高分析结果的准确性和精度为目的,对生物样品进行预处理并按照特定的方式处理后,得到合适的样品用于检测,是生命科学领域中非常重要的一个环节。
生物样品前处理技术已广泛应用于化学、环境、医药、农业、食品等领域,并且不断得到发展和完善,其应用前景十分广泛。
一、生物样品前处理技术在大数据时代的应用在生命科学领域,高通量、高灵敏度等技术已成为研究的主流。
生物样品前处理技术作为支持服务,成为了这些技术的必要组成部分。
样品的准备与预处理是高通量分析之前的一个很重要的环节,其直接关系到高通量分析结果的准确性。
在大数据时代,生物样品前处理技术得到发挥的空间会更大,更加多元化的生物样品从而更加注重个性化预处理,原地筛选数据,选取有代表性的细胞、组织和靶标等,因此,生物样品前处理技术在高通量分析技术的大数据时代具有广阔的应用前景。
二、生物样品前处理技术在医学领域的应用在目前医学领域,准确可靠的检测结果往往是医生确定病情、诊断疾病和制定治疗方案的重要依据。
然而由于检测结果的复杂性、特异性和稳定性等问题,使得检测结果的准确性和精度受到了很大的限制。
因此,生物样品前处理技术在医学领域应用具有相当广泛的前景。
通过调整样品前处理的温度、酸碱度和荷电性等,可以使得生物样品中各种成分得到充分发挥,从而获得更加准确的检测结果,且同时增加了检测的稳定性和精确性。
未来,生物样品前处理技术还有望在临床疫苗研究、生物制药、生殖辅助和肿瘤研究等领域得到广泛的应用。
三、生物样品前处理技术在环境监测领域的应用环境监测是环保事业中的重要一环,通过密切监测环境污染情况,可以及时发现隐患和问题,有针对性地采取措施,保障人民群众的健康和生产生活的可持续发展。
生物样品前处理技术在环境监测领域也有着重要的应用前景。
在土壤、水体和大气等环境因素中,往往存在着大量的微量元素,这些元素的溶出、光解和氧化等物理和化学过程会对环境生态安全产生潜在威胁,而通过生物样品前处理技术可以使得这些成分得到合理的筛选、分离和提取,从而得到更准确、可靠的监测结果,为环保工作提供了有力的支持。
铈基金属有机骨架生物医学

铈基金属有机骨架生物医学什么是铈基金属有机骨架生物医学?铈基金属有机骨架(Ce-MOFs)是一类具有铈基元素的有机骨架材料,通过其独特的结构和性质,在生物医学领域展示了广阔的应用前景。
本文将从铈基金属有机骨架生物学特性、制备方法、应用领域以及未来发展方向等方面来逐步回答这个问题。
铈基金属有机骨架生物学特性铈基金属有机骨架具有许多独特的生物学特性,使其在生物医学应用中表现出明显的优势。
首先,铈基元素在生物体内具有良好的生物相容性,因此能够降低材料对机体的毒性和副作用。
其次,由于铈基元素具有较高的自由基清除能力,铈基金属有机骨架可以用于清除体内过多的自由基,从而对抗氧化应激损伤,并具备显著的抗炎和抗氧化作用。
此外,铈基金属有机骨架还可以通过特定的表面修饰,实现靶向治疗和药物传递。
铈基金属有机骨架的制备方法目前,制备铈基金属有机骨架的方法主要包括溶剂热法、溶剂挥发法、气相沉积法和原位生长法等。
其中,溶剂热法是最常用的制备方法之一。
它通过将金属离子和有机配体在有机溶剂中混合,并加热反应得到铈基金属有机骨架。
溶剂挥发法是一种较为简单的制备方法,它通过将金属离子和有机配体溶解在溶剂中,并经过溶剂挥发得到所需的铈基金属有机骨架。
铈基金属有机骨架的应用领域铈基金属有机骨架在生物医学领域具有广泛的应用前景。
首先,铈基金属有机骨架可以用于抗肿瘤治疗。
通过将药物包裹在铈基金属有机骨架的孔道中,可以增加药物的稳定性,并实现靶向释放,从而提高抗肿瘤疗效。
其次,铈基金属有机骨架还可以用于组织修复和再生。
通过将生物材料和细胞种植在铈基金属有机骨架上,可以促进组织再生,并提高组织修复的效果。
此外,铈基金属有机骨架还可以用于生物传感器和生物成像等领域。
铈基金属有机骨架的未来发展方向尽管铈基金属有机骨架在生物医学领域已取得了显著的进展,但仍然存在一些挑战和问题。
例如,目前的制备方法仍然存在较低的产率和较长的反应时间,需要进一步改进和优化。
磁性纳米材料在生物医学领域的应用

磁性纳米材料在生物医学领域的应用随着科技的不断发展和人类对健康的日益重视,医学领域的研究也在不断地深入和扩展。
其中,磁性纳米材料在生物医学领域的应用备受关注。
一、磁性纳米材料的优势磁性纳米材料具有特殊的物理性质和化学性质,在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
首先,磁性纳米材料具有高度的生物相容性和低毒性,这使得它可以被在体内被完全代谢,不会对人体造成任何损害。
其次,这种材料能和生物界面发生相互作用,并可以通过磁场控制其运动和定位,这在生物分析、诊断和治疗等方面具有广泛的应用。
不仅如此,纳米材料的比表面积大,并且容易穿透细胞膜进入细胞内部,有利于进行分子影像学和精准医学。
二、磁性纳米材料在生物分析中的应用磁性纳米材料在生物分析中的应用主要体现在生物分子的检测和分离等方面。
例如,在DNA检测中,利用磁性纳米材料将其与特定的生物分子结合,并通过磁场控制其带着目标分子一起被分离出来,从而实现对目标分子的快速、准确检测。
三、磁性纳米材料在生物成像中的应用磁性纳米材料在生物成像中的应用主要是通过MRI技术进行的。
MRI技术是一种基于磁共振现象的成像方法,而磁性纳米材料则是协助MRI成像的重要辅助材料。
当磁性纳米材料进入生物体内后,在外加磁场作用下,它们会发生自发磁化现象,并产生局部磁场的变化。
通过对这种变化的探测和分析,可以获得高分辨率、高对比度的生物影像,并进行生物学结构和病理状态的分析,从而实现了早期疾病的检测和诊断。
四、磁性纳米材料在靶向治疗中的应用磁性纳米材料在靶向治疗中的应用主要是利用其在生物体内的运动受外界磁场的影响,从而在磁场作用下将其定位到特定的生物细胞或组织中,实现对目标细胞或组织的相应治疗。
例如,在肿瘤治疗中,利用磁性纳米材料制成的纳米磁珠可以通过靶向的方式精确定位到肿瘤部位,并通过外界的磁场控制其在肿瘤周围旋转,从而将肿瘤细胞的膜破坏,进而抑制肿瘤的生长。
五、磁性纳米材料在药物传递中的应用磁性纳米材料在药物传递中的应用主要是利用其在生物体内的特殊化学和物理特性,实现对药物的载体化和精准输送。
磁性固相萃取技术在食品农兽药残留样品前处理中的应用

良好的稳定性 / 分散性和优异的萃取 性吸附能力,该复合物对磺胺类目标 酮类药物检测前处理的磁性固相萃取
性能,以此磁性纳米粒子作为 MSPE 物富集分离的回收率均大于 69.7%, (MSPE)吸 附 剂, 结 合 LC-MS 测 定 肉
吸附剂,可实现定量提取目标 TF(s 提 取 效 率 为 84.5% ~ 90.3%), 结 合
关键词:磁性固相萃取;农药残留;兽药残留;样品前处理
食品安全是民生的焦点问题,而 附的选择性和亲和性差等缺点 [5]。为 的磁性纳米材料在食品中农药检测前
农药、兽药残留是制约食品安全的重 了解决这些问题,实现对不同目标物 处理中的应用研究越来越多。Shujun
要因素,建立准确、灵敏的检测方法 的分离富集,充分发挥 MSPE 技术在 X 等合成的锌 - 铁 -ZIF 衍生磁性多孔
的分离,然后用适当的溶剂洗涤回收 析样品前处理中的应用
壁碳纳米管 , [10] 并将其作为吸附剂用
磁性材料,并通过色谱、质谱等仪器 分析目标分析物 [2]。磁性固相萃取技
我国农药种类繁多,食品中残留 于生菜、甘蓝和苹果中手性农药残留 的农药主要有:杀虫剂,有机磷类、 (包括氟环唑、戊唑醇和甲霜灵)的预
食品科技
SiO2 为核,通过简单的偶氮反应合成 了磁性多孔有机聚合物,其对三唑类 杀 菌 剂(TFs)表 现 出 高 的 比 表 面 积、
牛奶中 4 种痕量磺胺类抗生素,研究 结果表明,磁性 Fe3O4@ SiO2@ PANI 复合物对磺胺类化合物具有强的选择
Fe3O4 @ COF(TPbd)@ 金 - 多 磺 酸 粘多糖纳米复合物),再由 3- 巯基丙 磺酸钠固定化功能化后,用作氟喹诺
是将磁性材料或磁改性材料分散在样 文主要综述了 MSPE 技术在食品农药、 加标大米样品中三嗪类除草剂的回收
多功能金属有机骨架材料在生物医学中的应用研究

多功能金属有机骨架材料在生物医学中的应用研究多功能金属有机骨架材料(MOFs)是一种常见的纳米材料,它可以广泛应用于许多领域,如催化、分离、填充材料等。
近年来,MOFs在生物医学中的应用也受到了广泛关注。
本文将介绍MOFs在生物医学领域中的应用研究。
一、MOFs在药物输送方面的应用MOFs有着优良的孔结构,可以将药物包装在孔道中,实现药物的传递和控制释放。
在药物输送领域,MOFs已经被用于癌症治疗、病毒治疗和物质代谢等方面。
例如,2018年,研究人员通过核酸修饰的MOFs载药,将其导入人体,通过表面补体系统和肝脏的清除作用,持续释放抗癌药物,对穿孔性胃癌做出了良好的治疗效果。
二、MOFs在生物成像方面的应用MOFs能够用于多种成像技术,如MRI、CT、荧光成像等。
由于MOFs的多孔结构和稳定性,它们可以与荧光材料等进行相结合,在生物体内实现具有高灵敏度和高对比度的成像。
例如,研究人员已经成功开发出一种将MOFs与光学荧光探针相结合的技术,可以实现实时的神经元成像。
三、MOFs在组织工程方面的应用MOFs也可以用于生物丝绸、纤维素膜和天然胶体等大分子材料的增强。
它们不仅可以通过来自MOFs的分子交互,提高组织工程的生物学和力学性质,还可以通过超分子相互作用加强纳米材料的粘附和扩散。
四、MOFs在细胞生物学方面的应用由于MOFs自身的可控性和多样性,它们已经用于细胞生物学研究中。
例如,研究人员利用MOFs纳米晶体结构优越的特点,制备了一种高效、可重复的细胞成像材料。
总体来说,MOFs在生物医学领域中的应用研究已经取得了很大的进展。
未来,研究人员将借助这一材料的独特性能,创造出更多用于生物医学的创新性材料,并为治疗和预防人类疾病探索更多可能性。
磁性纳米粒子在生物医学检测与治疗中的应用研究

磁性纳米粒子在生物医学检测与治疗中的应用研究随着纳米技术的不断发展,磁性纳米粒子作为一种重要的纳米材料,已经成为生物医学领域中的研究热点。
由于其优异的磁性、生物相容性以及能够通过磁性分离技术进行分离、富集等优势,在生物医学检测与治疗中具有广泛的应用前景。
一、磁性纳米粒子在生物医学检测中的应用1.生物分子检测磁性纳米粒子能够通过表面修饰,使其与特定的生物分子发生结合,从而实现对生物分子的检测。
例如,将金属配位分子(如亚胺金属配体)修饰在磁性纳米粒子的表面,能够与特定的蛋白质结合,实现蛋白质的分离和检测。
此外,也可以通过在磁性纳米粒子表面修饰单链DNA分子,实现对DNA的检测和富集。
2.细胞检测磁性纳米粒子可以通过表面修饰与单个细胞或细胞群发生特异性结合,从而实现细胞的分离和富集。
例如,通过对磁性纳米粒子表面修饰抗体,实现对特定细胞表面标记物(如CD34、CD45等)的识别和分离,或通过对磁性纳米粒子表面修饰HeLa细胞膜上的siRNA,实现对HeLa细胞的干扰。
3.影像诊断磁性纳米粒子还可以作为磁共振成像(MRI)的对比剂,用于生物体内的影像诊断。
由于磁性纳米粒子具有高比表面积、高磁响应度和生物相容性等特点,因此能够提高MRI的信噪比和对比度,提高影像诊断的准确性和精度。
二、磁性纳米粒子在生物医学治疗中的应用1.靶向药物递送磁性纳米粒子可以通过表面上的配体修饰,将药物与其靶向结合,实现对肿瘤细胞等特定细胞的靶向治疗。
例如,将抗癌药物修饰在磁性纳米粒子表面,并将磁性纳米粒子与肿瘤细胞表面标记物(如EGFR)结合,实现了对肿瘤细胞的靶向识别和治疗。
2.热疗磁性纳米粒子的另一个独特优势是可以通过交变磁场激发产生磁热效应,从而实现对生物体内疾病的治疗。
例如,通过将磁性纳米粒子注入动物体内,然后通过施加交变磁场使得磁性纳米粒子热化,进而可以实现对小鼠肿瘤的局部灭活。
综上所述,磁性纳米粒子在生物医学检测与治疗中具有广泛的应用前景。
磁性金属-有机框架材料的合成及其应用

Mixing
Embedding
镶嵌法是指将磁性颗粒添加到MOFs前体溶液中,磁性颗粒附着在 MOFs表面形
成 MMOFs 材料的过程.
一般在使用原位生长法制备 MOFs材料的同时,将磁性颗粒投入到成核及生
长混合液中,借助超声或搅拌等方式,将功能纳米颗粒嵌入MOFs中。镶嵌法 合成MMOFs 材料结构一般类似于MOFs结 构。
4. 重复使用率提高
已使用过的MMOFs材料经过一定处理可再次循环使用,符合现 在提倡的绿色环保理念。
Preparation methods of magnetic metal-organic framework materials
Embedding
Encapsulation
Layer-bylayer
0.201g/g
该报道推断药物不是附着在MMOFs材料表面,而是占据了 MOFs 骨架内的可用空间。
Fe3O4@HKUST-1释放药物的三个阶段:
① 初始的4h内,药物可通过简单扩散快速释放20%;
② 在接下来的 7天,药物通过解析、扩散和溶解,缓慢而稳定地 释放 70%; ③ 再经过 4天,最后剩余 10%的药物被完全释放。 这个结果表明该 MMOFs 材料释放药物的速率缓慢,有利于药物
Encapsulation
封装法主要是利用多孔框架与磁性颗粒之间的缓冲界面,促使MOFs生长在磁
性颗粒周围从而制备MMOFs的方法。
为提高 MMOFs材料的兼容性,磁性颗粒被预先包埋到聚合物层中,随后添
加到MMOFs成核及生长混合液中MMOFs围绕磁性颗粒生长。 这种方法通常用于合成以磁性颗粒为核的复合材料,如将聚苯乙烯磺酸盐修
饰的Fe3O4加入ZIF-8前体溶液中,MOFs包裹住磁性颗粒形成以Fe3O4为核心
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
ApplicationofMagneticOrganicFrameworksinBiologicalSamplePretreatment
FuYinxu,FeiXinyang,ZhangJun,NiuJiale,PanJiaming,ZhugeQian,WangXu
(CollegeofLaboratoryMedicine,HangzhouMedicalColleБайду номын сангаасe,Hangzhou 310053,China)
在不同的样品前处理提取技术中,固相萃取 (Solidphase extraction,SPE)由于其操作简单、分析物预富集因子高、吸附剂 可重复使用、使用 有 机 溶 剂 体 积 少 等 优 点,在 各 种 萃 取 技 术 中 得 到 了 广 泛 的 认 可[3],相 较 于 液 液 萃 取 (liquid-liquid extraction,LLE),SPE具 有 有 机 溶 剂 用 量 少、回 收 率 高、耗 时 少 等优势[4]。选择合适的吸附剂对于提高 SPE的选择性、吸附能 力和效率都至关重要,然而,颗粒尺寸小、填充形式非球形吸附 剂的使用将会导致高背压,从而阻碍了固相萃取过程[5]。磁性 固相萃取(magneticsolid-phaseextraction,MSPE)是 经 典 固 相 萃取(SPE)的一 种 替 代 方 法 [6],MSPE是 一 项 以 磁 性 或 可 磁 化 的材料作为吸附剂基质的一种固相萃取技术,凭借吸附剂的超 顺磁性,在外 界 磁 场 作 用 下 即 可 实 现 吸 附 剂 与 样 品 溶 液 的 分 离,具有操作简单、快速、兼容性好、富集率高、选择性好等诸多 优势,从而避免了吸附剂填料、高背压或填料堵塞等的问题[7]。 因此,选择合适的磁性吸附剂对于提高 MSPE的选择性、吸附能
Abstract:Samplepretreatmentisanimportantpartofthebiologicalsampleanalysisprocess.Inordertoremovetheinterference ofthematrixandenrichthetracesubstancestobetested,appropriateandefficientpretreatmentisusuallyrequired.Metal- organicframeworks(MOFs)andcovalent-organicframeworks(COFs)aretwonewtypesofmulti-functionalporouscrystal materialsemerginginrecentyears.MOFsandCOFshaveattractedmuchattentionduetotheircharacteristicsofhighspecific surfacearea,largeporosity,good thermalstabilityand functionaldiversification,aswellastheireffectiveapplication in combinationwithmagneticsolidphaseextraction(MSPE).ThisreviewsummarizesthepreparationmethodsofmagneticMOFs andCOFs,andsummarizestheapplicationofmagneticMOFsandCOFsasnoveladsorbentsinthepretreatmentofbiological samples.Inaddition,theshortcomingsanddevelopmentprospectsofmagneticMOFsandCOFsinthepretreatmentofbiological samplesinthefuturearealsodiscussed,whichisexpectedtopromotethestudyofmagneticMOFsandCOFsasnewadsorbentsin thefieldofMSPE. Keywords:magneticorganicframeworks;biologicalsample;pretreatment
1 概述
生物样品的前处理环节是样品分析最为关键的一步,直接 影响着痕量 分 析 方 法 学 的 灵 敏 度、可 靠 性、分 析 速 度 和 选 择 性 [1],由于生物样品 的 成 分 极 其 复 杂 且 含 量 较 低,故 在 分 析 前 还要进行待测组 分 的 分 离、纯 化 及 富 集,以 使 得 待 测 组 分 的 纯 度和浓度可达检 测 要 求 [2],合 适 的 前 处 理 技 术 可 以 真 实、准 确 反应待测组分在生物体内的规律。
·30·
山 东 化 工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2019年第 48卷
磁性有机骨架材料在生物样品前处理中的应用进展
傅寅旭,费鑫杨,张 俊,牛家乐,潘迦明,诸葛黔,王 旭
(杭州医学院 检验医学院,浙江 杭州 310053)
摘要:样品前处理是生物样品分析过程中的重要一环,为了去除基质的干扰、富集微量待测物质,通常需要进行合适、高效的前处理。金 属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)是近年来涌现出的两类新型多功能多孔晶体材料,MOFs和 COFs因具有比表面积高、孔隙 率大、热稳定性好和功能多样化等特点,以及可与磁固相萃取(MSPE)相结合进行有效应用而备受关注。本综述概述了磁性 MOFs和 COFs的制备方法,总结了磁性 MOFs和 COFs作为新型吸附剂在生物样品前处理中的应用。此外,还探讨了未来生物样品前处理过程中 磁性 MOFs和 COFs的不足和发展前景,有望促进以磁性 MOFs和 COFs为新型吸附剂的 MSPE领域研究。 关键词:磁性有机骨架材料;生物样品;前处理 中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)11-0030-04