聚合物功能纳米结构
聚合物功能纳米结构，用于在体内传递生物活性蛋白
前言：
由于生物活性肽和蛋白质在制药目的方面的重要性，人们对合适的传递系统越来越感兴趣。它能够增加它们的生物利用度，并将其定位到所需的位置。一些研究最多的递送系统涉及将药物封装或包埋到生物相容性聚合物装置中，但在容易降解的蛋白质中也出现了一些问题。
因此，我们的目标重点是聚合物核壳纳米/微球的设计、制备和理化性质，能够可逆地吸附蛋白质表面，而不影响其生物活性。
研究目标
胶体载体系统在药物靶向治疗中具有特殊的重要性，因为它们被证明能够将药物导向靶组织，并提高药物跨越生物屏障的倾向，包括膜。此外，证明了药物对酶降解的积极保护作用，这种作用对于基于肽、蛋白质、寡核苷酸和DNA的生物活性分子和疫苗非常重要，这些药物在体内容易降解。
纳米颗粒是大小从10到1000纳米的胶体体系。纳米颗粒的尺寸是一个关键参数。事实上，毛细血管可以小到3-4µm，因此只有较小的颗粒才能横贯毛细血管到达所有组织。
在由核壳纳米球组成的药物传递系统中，药物可以被封装或吸附在纳米球表面。特别是在后一种情况下，根据壳体在交付的各个方面所扮演的不同作用，结构设计和要求是最重要的。外壳应该能够通过非特异性的相互作用或通过特定的官能团与药物相互作用。
它必须通过静电或空间效应来确保颗粒的化学和胶体在不利的外部条件下的稳定性稳定机制或通过两者的结合。最后，由于壳，包括最终吸附的药物，与生物介质直接接触，其结构指导纳米颗粒-药物复合物的生物分布。因此，控制粒子表面的化学性质是很重要的。
通过分散聚合可以获得核壳纳米粒子。这种技术基于一种非常特殊的颗粒形成过程，其中包括溶解在有机稀释剂中的单体的聚合，有机稀释剂是生成聚合物的不良溶剂。
一旦启动聚合反应，大分子链的生长发生在聚合物稳定物的存在下，该稳定物可以是接枝共聚物或其前体。
由于这些尤德拉吉特共聚物是水溶性的，这取决于pH介质的不同，可以设想形成具有触须结构的纳米颗粒。亲水臂构成外层，羧基或氨基的存在允许其与蛋白质发生特定的相互作用。
材料和方法
核壳纳米球的制备如的其他地方所述。使用JEOL JEM 100CX扫描电子显微镜（SEM）在20-30 kV的加速电压下测量了粒径和粒径分布。样品在真空下溅射涂层一层薄薄的（10-30A）金。放大倍数是由每张显微照片上的比例给出的。
每个样品测量150到200个微球直径。光子相关光谱学（PCS）测量在莫尔文激光激光器3000 HS仪器上的水（hplc级）上进行，散射角为90°C和25°
C。每个纳米球制备被重复分析三次，每个样品有10个读数。
研究了牛血清白蛋白酶和胰蛋白酶作为模型蛋白对微球样品的吸附行为。为此，将5.0 mg微球放在1.0 ml的20 mM磷酸钠缓冲液中，pH为7.4，不同蛋白浓度（10-300µg/ml）在室温下孵育2小时。然后收集微球，15000 g/min离心10 min，用BCA法估计上清液中残留蛋白的量。
结果与讨论
通过扫描电子显微镜分析（SEM）、光子相关光谱（PCS）、电泳迁移率和表面带电基团的酸碱滴定法，对所有制备的样品进行了物理化学表征。由于其单分散直径大小，每种微球选择两个样品进行蛋白质固定化实验：样品H1D，表面有羧基，样品HE1D，表面有氨基。
原则上，根据酸性和碱性蛋白的等电点，酸性和碱性蛋白通过与外壳中存在的官能团的可逆静电相互作用，可以分别优先吸附在碱性和酸性微球上。
因此，采用BCA比色法，在生理pH（7.4）的20 mM磷酸钠缓冲液中，测定了模型蛋白BSA（pI≅5）和胰蛋白酶（pI≅9）的微球结合能力。
当胰蛋白酶吸附在酸性微球样品H1D上时，悬浮液中初始蛋白质量的吸附效率达到最大值（60-80%）。这些微球也能够在生理pH下固定最高数量的蛋白质，而不达到表面饱和条件，至少在所描述的实验条件下。
总结：
由于H1D样品的大小和性质相当符合作为药物传递系统的体内应用，羧基核壳微球是很有前途的碱性蛋白载体。为此，可降解肽和蛋白质微球中的包埋已经得到了广泛的研究，但这种方法似乎不适用于脆弱蛋白，聚合基质释放后容易降解和/或变性。
相反，有证据表明，通过系链“附着”分子，将其拉离表面，可能会保护其折叠状态的结构，这通常是生物活性所必需的。
参考文献：
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石墨烯能否增强6061铝基复合材料的组织与力学性能
石墨烯能否增强6061铝基复合材料的组织与力学性能？
6061铝合金是一种广泛应用于航空、汽车和其他高性能领域的轻质材料，具有良好的可塑性、焊接性和抗腐蚀性。
然而，其在高温、高强度和高耐磨环境下的应用受到局限，为了改善这些性能，本研究将石墨烯引入6061铝基复合材料，通过实验评估其组织和力学性能。
一、准备材料与实验方法
6061铝合金的主要化学成分包括Mg、Si、Cu、Zn等，石墨烯为单层石墨烯，其厚度约为1 nm，我们需要采用高能球磨法制备石墨烯增强的6061铝基复合材料。
首先，将6061铝合金粉末和不同质量分数的石墨烯混合，然后在不同的磨球比、转速和时间下进行球磨，磨好的粉末通过热压法压制成试样，最后进行退火处理以获得稳定的组织结构。
利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合材料的组织结构进行表征，分析复合材料的力学性能，包括硬度、抗拉强度和疲劳性能。
硬度测试采用维氏硬度计，抗拉强度和疲劳性能分别通过拉伸试验和旋转弯曲疲劳试验获得。
二、石墨烯能否增强6061铝基复合材料的组织与力学性能
SEM和XRD分析结果显示，石墨烯在6061铝基复合材料中分布均匀，与铝基体紧密结合，在高能球磨过程中，石墨烯的引入有助于粉末颗粒的细化和均匀分布，同时，热压和退火过程促进了石墨烯与铝基体之间的界面结合，形成较为稳定的组织结构。
实验结果表明，随着石墨烯含量的增加，复合材料的硬度逐渐提高，这是因为石墨烯的引入有效地限制了晶粒生长，从而增强了6061铝基复合材料的硬度。
抗拉试验表明，石墨烯增强6061铝基复合材料的抗拉强度显著提高，这主要归因于石墨烯的高强度和优异的力学性能，当石墨烯的质量分数适中时，复合材料的抗拉强度达到最大值。
根据旋转弯曲疲劳试验结果显示，随着石墨烯含量的增加，6061铝基复合材料的疲劳性能逐渐提高，这是因为石墨烯的引入降低了材料内部的应力集中，从而增强了疲劳裂纹的阻碍作用。
三、实验结论
本研究表明，石墨烯的引入可以显著改善6061铝基复合材料的组织结构和力学性能，在适当的石墨烯含量下，材料的硬度、抗拉强度和疲劳性能均得到了显著提高。
这些研究结果为进一步优化6061铝基复合材料在航空、汽车和其他高性能应用中的潜力提供了重要参考。
四、石墨烯增强6061铝基复合材料应用场景
在航空航天领域，对材料的硬度、抗拉强度和疲劳性能有着极高的要求。石墨烯增强6061铝基复合材料的出色性能使其成为制造飞机、航天器和卫星结构部件的理想选择。
这些部件包括机翼、襟翼、起落架和航天器壳体等。在这些应用中，复合材料有助于降低结构重量，提高燃油效率和减少排放。
随着对汽车节能减排的要求日益严格，轻质化已成为汽车制造的重要趋势。石墨烯增强6061铝基复合材料在汽车领域的应用前景广泛，如发动机缸盖、车身结构件、悬挂系统和制动器等。
使用该复合材料可以有效降低汽车的整体质量，提高燃油经济性和行驶性能，同时保持出色的安全性能。
在体育用品领域，轻质高强度的材料可以显著提高运动员的竞技表现，石墨烯增强6061铝基复合材料可用于制造高性能自行车、高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等运动器材。
使用这种复合材料可以提高器材的刚性和耐久性，同时降低其重量，使运动员能更好地发挥潜能。
石墨烯增强6061铝基复合材料在新能源领域也具有广泛的应用前景，例如太阳能电池支架、风力发电机叶片和氢燃料电池结构件等。
在这些应用中，复合材料的轻质、高强度和抗腐蚀特性有助于提高设备的稳定性和使用寿命，降低维护成本。
五、笔者观点
在将石墨烯引入6061铝基复合材料的过程中，需要关注一些关键因素以确保材料的优良性能，过高的石墨烯含量可能导致材料成本上升，同时过量的石墨烯可能在6061铝基体中引起聚集现象，从而降低材料的力学性能。
在高能球磨过程中，需要考虑磨球比、转速和时间等因素，以实现石墨烯和铝粉末的均匀混合。此外，在热压和退火过程中，温度、压力和时间的控制也至关重要，以获得良好的石墨烯与铝基体之间的界面结合和稳定的组织结构。
优质的单层石墨烯具有更高的力学强度和导热性，有利于提高复合材料的性能，在制备和应用过程中，需要采取适当的预防措施，以减少对环境和人体健康的影响。
第三代半导体检测分析仪器中国军团现身
第三代半导体检测分析仪器中国军团现身，成绩斐然，短板明显
半导体行业是一个靠设备和材料支撑的产业，材料是米面油盐，设备是锅碗瓢盆，缺一不可。当然除了这些基本的东西，还有一些检测分析仪器，就像烹饪大餐中用到的盐勺等，可以调制出更精致的口味。
第三代半导体中用到的分析检测仪器有显微镜、光谱分析、质谱分析、X射线衍射及检测仪器、电子显微镜和元件分析仪器等，每一个细分市场的头部玩家都是牛津仪器、HORIBA、赛默飞等国外巨头。国内企业能喝一口汤就不错了，吃肉很难，这就是当前的现实。
原子力显微镜国内企业主要采购的是牛津仪器、帕克、布鲁克等国外企业的产品，但近几年苏州飞时曼、上海卓伦等也发展很快，产品也能进入主流客户的法眼。阴极萤光显微镜目前还是国外主导，国产企业做得一般，缺少能拿出手的设备。瑞士Attolight公司的SEM-CL时间分辨精细阴极萤光分析系统具有10nm的分辨率，位移精度达到1nm，在LED、GaN和太阳能电池等领域有广泛应用。
二次离子质谱、透射电镜两类设备还是以日美德等企业为主，但诸如拉曼光谱仪、X射线衍射仪和X射线检测设备等出现了中国企业的身影。X射线衍射仪除了北京普析，还有丹东方圆、丹东奥龙和丹东通达三家东北企业。丹东奥龙有X射线探伤机、X射线衍射仪、X射线晶体定向仪、X射线荧光光谱仪和相关配件产品，在机械制遨、航空航天及军工、轨道电力安防、生命科学和种子检测和实验室等得到广泛应用。除了比亚迪汽车、长安福特、中国石油、中国石化等，西门子、东芝等也有应用。公司是一家注册资本1个多亿但实缴资本1000万的公司，还在遥远的东北，不知道后面有没有机会接触下资本市场。
中科科仪前身是中科院北京科学仪器研制中心，始建于1958年，是中科院首家转制的企业，承担了多个国家重要科研攻关项目，比如研制出了中国第一台扫描电子显微镜。目前公司有真空产品、真空设备和分析仪器三大类，真空产品有分子泵、旋片泵等，属于零部件；真空设备有充气回收捡漏系统、真空工业镀膜设备等，是整机；分析仪器主要是扫描电镜。目前公司有KYKY-EM8100和8000两款（官网信息），分辨率在30KV高压下可达到1nm，最大可测直径340mm的样品。中科科仪面对的竞争对手是赛默飞、日本电子和日立，这种竞争想想就刺激。
科创板上市的莱伯泰科（688056.SH）有等离子体质谱、同位素质谱和液相色谱等仪器，这类设备在赛默飞和安捷伦等都能看到，国内企业也是仿照国外巨头，一步步突破的。总体来看，就像半导体设备那样，仪器市场国内企业也在努力。
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