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《纳米颗粒肥料有助于新的“绿色革命”》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 金慧敏
  • 发布时间：2017-02-24

  • 20世纪60-70年代的绿色革命被认为是有助于全球数十亿的人口，化肥是刺激农业繁荣的关键因素之一。但是在发展中国家，肥料的成本仍然相对较高，限制了粮食生产。今天，研究人员报道了一种简单的方法生产良性的、更加高效的肥料，有助于第二次粮食革命。相关研究发表在了《ACS Nano》期刊上。

    农民经常使用尿素，一种富含氮素的肥料。它的缺陷是在潮湿土壤中迅速分解，形成氨。氨被冲走后，产生了主要的环境问题，导致水体富营养化；以二氧化氮的形态进入大气，是农业中的主要温室气体。快速扩散导致植物利用率低。因此，研究人员研发了一种简单、可升级的方法用羟磷灰石（HA）纳米颗粒为尿素包膜。羟磷灰石是一种矿物质，存在人类和动物的组织中，被认为是环境友好的材料。水中，包膜的尿素缓慢释放氮素，比尿素慢12倍。在水稻田的初步测试中表明HA纳米颗粒尿素可以降低一半肥料施用。

    论文信息：Urea-Hydroxyapatite Nanohybrids for Slow Release of Nitrogen. ACS Nano, 2017;

    DOI: 10.1021/acsnano.6b07781

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  • 《使用纳米颗粒点燃心血管疾病 新的纳米技术将比以往任何时候都更有效地检测动脉阻塞》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-12-12
    • 根据世界卫生组织的数据，心脏病和中风是世界上最致命的两种疾病，在2016年造成超过1500万人死亡。造成这两种全球健康危机的一个关键潜在因素是共同的状况，动脉粥样硬化，或脂肪沉积、炎症和血管壁斑块的积聚。到40岁时，大约一半的人会有这种症状，很多人没有症状。 美国南加州大学维特比生物医学工程系的研究人员发明了一种新的纳米颗粒，通过检测可能引发心脏病和中风的不稳定钙化，医生可以确定斑块何时变得危险。 研究——从博士生Deborah下巴Eun霁涌的监督下,小卡尔·雅各布博士和卡尔·雅各布III青年椅子,助理教授与格雷戈里·麦基合作,南加州大学凯克医学院的临床手术——发表在《皇家化学学会的《材料化学》杂志上。 当动脉粥样硬化发生在冠状动脉时，由斑块或钙化引起的破裂引起的阻塞可导致血栓形成，切断流向心脏的血流，这是大多数心脏病发作的原因。当这种情况发生在通向大脑的血管中时，就会导致中风。 “动脉不需要80%的堵塞才会有危险。动脉中有45%被斑块堵塞可能更容易破裂，”Chung说。“只是因为它是一个大的斑块并不一定意味着它是一个不稳定的斑块。” Chung说，当称为微钙化的小钙沉积在动脉斑块内形成时，斑块可能变得容易破裂。 然而，利用传统的CT和MRI扫描方法或血管造影来鉴别血管钙化是否不稳定并可能破裂是特别困难的，因为血管造影有其他风险。 该研究的第一作者Chin说:“血管造影需要使用导管，而导管是侵入性的，有组织损伤的固有风险。”“另一方面，CT扫描涉及到电离辐射，会对组织造成其他有害影响。” Chung说，传统影像的分辨率限制为医生提供了一个大尺寸钙化的“鸟瞰”，这可能并不一定是危险的。她说:“如果钙化是在微观尺度上，就很难分辨了。” 该研究小组开发了一种被称为胶束的纳米颗粒，它可以附着在自身上，并点亮钙化点，使成像过程中容易破裂的小块更容易被发现。 Chin说，这些胶束能够专门针对羟基磷灰石，一种存在于动脉和动脉粥样硬化斑块中的独特的钙。 “我们的胶束纳米颗粒对细胞和组织的毒性最小，对羟基磷灰石钙化高度特异性，”Chin说。“因此，这减少了识别有害血管钙化的不确定性。” 该团队已经在培养皿中钙化细胞上测试了他们的纳米颗粒，在小鼠动脉粥样硬化模型中，以及使用血管外科医生Magee提供的病人来源的动脉样本，这表明它们不仅适用于小动物，也适用于人体组织。 “在我们的研究中，我们证明了我们的纳米颗粒在最常用的动脉粥样硬化小鼠模型中与钙化结合，并且在来自患者的钙化血管组织中也起作用，”Chin说。 Chung说，研究小组的下一步是利用胶束颗粒用于靶向药物治疗动脉钙化，而不是仅仅作为检测潜在阻塞的手段。 “纳米粒子和纳米医学背后的想法是，它可以像亚马逊的运输系统一样，把药物运送到身体的特定地址或位置，而不是你不想去的地方，”Chung说。 她说:“希望这能降低剂量，但在不伤害正常细胞和器官过程的情况下，对疾病部位有很高的疗效。” ——文章发布于2019年12月9日
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  • 《德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）开发纳米颗粒标准化测量的新方法》
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2024-06-12
    • 近日，德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）开发了纳米颗粒标准化测量的新方法，促进了实验室之间的数据交换。这一发现也被转化为新的纳米颗粒ISO标准，以促进纳米颗粒的安全处理。 近年来，纳米颗粒的使用急剧增加，有望取得重大进展，尤其是在医学、电子和材料科学等领域。然而，它们的使用也有潜在的风险。纳米粒子很容易穿透细胞或在环境中积累，因此会对人类和环境造成毒理学风险。另一个问题是纳米颗粒的多样性。不同的尺寸、形状、表面纹理和成分使开发统一的测量方法变得困难。 纳米颗粒表征的创新方法 作为欧洲项目的一部分，BAM研究人员现在已经能够通过开发八种不同的纳米材料参考材料来解决这个问题。它们包括二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）和具有各种几何形状（如条形或立方体）的金纳米颗粒。使用多种测量方法验证了材料的形态特性，包括电子显微镜（SEM、TEM和TSEM）、原子力显微镜（AFM）和小角度X射线散射（SAXS）。 同时，项目团队开发了一种新的混合方法，将AFM和SEM与一种新方法Kikuchi透射衍射相结合。它允许对纳米颗粒进行更精确的表征，并显著扩展了分析的可能性。机器学习的使用也首次实现了纳米颗粒分析的自动化数据处理。这一技术突破促进了测量数据的评估，并显著提高了分析过程的效率。 锚定在国际标准中 这些发现已被纳入国际标准，包括透射电子显微镜（TEM）的ISO 21363和扫描电子显微镜（SEM）的ISO 19749。这些标准已由ISO/TC 229“纳米技术”发布，该委员会为NP参考材料的测试方法和规范制定标准。此外，该项目的知识已纳入经合组织人造纳米材料工作组，该工作组强调了研究结果的全球相关性及其对纳米材料国际监管的重要性。 Dan Hodoroaba，项目经理兼能力中心成员Nano@BAM“验证纳米颗粒表征方法是确保这些技术能够安全、负责任地使用的重要一步，我们很自豪我们的工作有助于提高这一领域的标准，有助于保护人类和环境。”
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