磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性研究进展

磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性研究进展
磁性氧化铁纳米颗粒的生物相容性研究进展

中药制剂纳米技术研究进展

中药制剂纳米技术研究进展 中药学:张生杰 104753091411 摘要:纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂,具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性等特点。本文详细介绍了纳米中药的定义、特点,同时介绍了纳米中药制剂技术方面的进展。指出了纳米中药制剂存在的问题,并作了展望。 关键词:纳米技术;中药制剂;中药现代化 1.前言 纳米即十亿分之一米,相当于10个氢原子排成直线的长度。纳米技术(nanotechnology)是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化,以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体。纳米技术作为高新技术,可广泛应用于材料学、电子学、生物学、医药学、显微学等多个领域,并起着重要的作用。1998年,徐辉碧教授等[2]率先提出了“纳米中药”的概念,进行了卓有成效的探索。纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于lOOnm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。因纳米材料和纳米产品在性质上的奇特性和优越性,将增加药物吸收度,建立新的药物控释系统,改善药物的输送,替代病毒载体,催化药物化学反应和辅助设计药物等研究引入了微型、微观领域,为寻找和开发医药材料、合成理想药物提供了强有力的技术保证。运用纳米技术的药物克服了传统药 物许多缺陷以及无法解决的问题。将纳米技术应用于中药领域是中药现代化发展的重要方向之一。 中药作用的物质基础来自于中药中的活性成分,这些化学成分可能是某单一化合物(即有效成份),也有可能是所提取的某一有效部位或有效部位群,有些中药甚至以全药入药。对于从中药中提取的单一有效成份如紫杉醇、喜树碱等而言,其纳米化制备类似于合成药,因而其研究在技术上相对较易实现。纳米载药系统在这方面的应用已有一些报道,目前这类药物已有多种制剂进入临床研究阶段。从目前的情况来看,可以大量获得单一有效成份的中药并不多,这就意味着纳米载药系统在这一层次上的应用受到一定限制。中药有效部位为主要活性成份的制剂占有相当比例,这一方面体现了中药多成份、多靶点的特点,同时具有原料较有效成份容易获得,成本相对低廉的特点。因此,以有效部位作为纳米载药系统在中药研究中的切入点无疑具有更现实的意义。对于中药有效部位,由于其组成的多样性其纳米化制备是较复杂的,要研究的问题还很多。利用其结构或性质相近的特点选择适当的辅料和工艺,使其多组分同时实现纳米化,可能是解决问题的途径之一。对于中药(植物、动物和矿物)的全药,由于组成复杂且性质差异较大,实现纳米化的方法除超细粉碎以外有待进一步开发。总之纳米技术应用于中药制剂还处于起步阶段,但前景是很好的。 2.纳米中药的制备 2.1超细粉碎 粉碎是中药材加工最常用的方法之一。随着科学技术的进步,新的粉碎机械不断涌现,粉碎所能达到的粒度越来越小,使中药粉末的粒度由细粉的尺度10μm-1000μm进入到超细粉的尺度0.1μm-10μm。经过超细粉碎的中药材,最直接的效应就是由于表面积增大而导致的药物吸收增加,相应地生物利用度得到提高,服用剂量减小,资源的利用率提高。 但是,超细粉碎在中药研究中的应用还存在一些问题,首先,中药材的超细粉碎虽然

磁性纳米材料的应用

磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料,既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高,又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质,可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性,磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 (一)生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用(如抗原-抗体和亲和素 -生物素等)来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程,这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低,接触有毒试剂,很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性,在外加磁场下纳米颗粒被磁化,一旦去掉磁场,它们将立即重新分散于溶液中。因此,可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能,从而达到分离的目的,如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等,具有快速、简便的特点,能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外,由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性,不仅能实现被检测物的分离与富集,而且能够使检测信号放大,具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤:( 1)将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上;(2)利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离:细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离,如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单,但是特异性差,而且纯度不高,制备量偏小,影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性,如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体(如抗体、荧光物质和外源凝结素等),利用它们与目标细胞特异性结合,在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体,在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物,利用它们与目标细胞的特性结合,在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明,磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响;Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞,PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离:利用传统的生物学技术(如溶剂萃取技术)来分离蛋白质程序非常复杂,而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法,这些方法的缺点是耗时多,难以自动化,不能用于分析小体积样品,分离不完全。

纳米氧化铁

第一章综述 1.1 概述 1.1.1 氧化铁的性质 纳米科学技术是20世纪80年代末诞生并崛起的新科技,它的基本内涵是指在-9-7)范围内认识和改造自然,通过直接和安排原子,分子创造1010~纳米尺寸(新物质,以及改造原有物质使其具有新的性质[1]。纳米材料具有量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应及宏观量子隧道效应等基本特性[1]。这些基本特性使纳米材料具有不同与常规材料的潜在的物理,化学性质,因此引起人们的广泛兴趣。纳米氧化铁( nano- sized iron oxide) 具有良好的耐候性、耐光性、磁性 和对紫外线具有良好的吸收和屏蔽效应, 可广泛应用于闪光涂料、油墨、塑料、皮革、汽车面漆、电子、高磁记录材料、催化剂以及生物医学工程等方面, 且可望开发新的用途[2,3]。 通常,铁的氧化物及其羟基氧化物均归属于氧化铁系列化合物,按价态,晶型结构的不同可以分为(α-﹑β-﹑γ-)FeO ﹑FeO ﹑FeO 和(α-﹑β-﹑γ-) 4323FeOOH.按色泽又可以分为,红﹑黄﹑橙﹑棕﹑黑。较具实用价值的有,α- FeO32﹑β- FeO ﹑α- FeOOH﹑FeO等。43321.1.2 氧化铁的应用 1 纳米氧化铁在装饰材料中的应用 在颜料中, 纳米氧化铁又被称为透明氧化铁( 透铁) 。所谓透明, 并非特指粒子本身的宏观透明, 而是指将颜料粒子分散在有机相中制成一层漆膜( 或称油膜) , 当光线照射到该漆膜上时, 如果基本不改变原来的方向而透过漆膜, 就称该颜料粒子是透明的。透明氧化铁主要有5 个品种, 即透铁红、黄、黑、绿、棕。透明氧化铁颜料因其有0.01μm 的粒径, 因而具有高彩度、高着色力和高透明度, 经特殊的表面处理后具有良好的研磨分散性。透明氧化铁颜料可用于油化与醇酸、氨基醇酸、丙烯酸等漆料制成透明色漆, 有良好的装饰性。此种透明漆既可单独, 也可和其他有机彩色颜料的色浆相混, 如加入少量非浮性的铝粉浆则可制成有闪烁感的金属效应漆; 与不同颜色的底漆配套, 可用于汽车、自行车、仪器、仪表、木器等要求高的装饰性场合。透铁颜料强烈吸收紫外线的特性使其可作为塑料中紫外线屏蔽剂,而用于饮料、医药等包装塑料中。纳米FeO 在32 1 静电屏蔽涂料中也有广阔的应用前景, 日本松下公司已研制成功具有良好静电屏蔽的FeO 纳米涂料。这种具有半导体特性的纳米粒子在室温下具有比常规的23氧化物高的导电性, 因而能起到静电屏蔽作用。 2 纳米氧化铁在油墨材料中的应用 透铁黄可用于罐头外壁的涂装, 透铁红油墨为红金色, 特别适合罐头内壁用, 加之透铁红耐300 ℃的高温, 是油墨中难得的颜料珍品。为提高钞票的印制质量, 往往在印钞油墨中加入纳米氧化铁颜料来保证钞票的色度和彩度等指标。 3 纳米氧化铁在着色剂中的应用 随着人们生活水平的提高, 人们越来越重视医药、化妆品、食品中使用的着色剂, 无毒着色剂成了人们关注的焦点。纳米氧化铁在严格控制砷和重金属含量的情况

纳米生物医用材料的进展研究样本

生物医用材料的研究进展 生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料, 它是研究人工器官和医疗器械的基础, 己成为材料学科的重要分支, 特别是随着生物技术的莲勃发展和重大突破, 生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。研究动态 迄今为止 ,被详细研究过的生物材料已有一千多种 ,医学临床上广泛使用的也有几十种 ,涉及到材料学的各个领域。当前生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下寻找组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料, 具体体现在以下几个方面: 1. 提高生物医用材料的组织相容性 途径不外乎有两种, 一是使用天然高分子材料, 例如利用基因工程技术将产生蛛丝的基因导入酵母细菌并使其表示; 二是在材料表面固定有生理功能的物质, 如多肽、酶和细胞生长因子等, 这些物质充当邻近细胞、基质的配基或受体 ,使材料表面形成一个能与生物活体相适应的过渡层。 2. 生物医用材料的可降解化 组织工程领域研究中 ,一般应用生物相容性的可降解聚合物去诱导周围组织的生长或作为植入细胞的粘附、生长、分化的临时支架。其中组织工程材料除了具备一定的机械性能外, 还需具有生物相容性和可降解性。 英国科学家创造了一种可降解淀粉基聚合物支架。以玉米淀粉为基本材料, 分别加入乙烯基乙烯醇和醋酸纤维素 ,再分别对应加入不同比例的发泡剂 (主要为羧酸 ), 注塑成型后就能够获得支撑组织再生的可降解支架。 3. 生物医用材料的生物功能化和生物智能化 利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等固定在现有材料的表面 ,经过表面修饰构建新一代的分子生物材料 ,来引发我们所需的特异生物反应 ,抑制非特异性反应。例如将一种名叫玻璃粘连蛋白 (VN)的物质固定到钛表面, 发现固定VN的骨结合界面上有相对多的蛋白存在。4.开发新型医用合金材料

磁性纳米氧化铁及其复合粒子的研究进展

磁性纳米氧化铁及其复合粒子的研究进展1 吴叶军,王军,诸越进,姚敏,徐传会,陈杰 宁波大学理学院,浙江宁波(315211) E-mail:wyj-0628@https://www.360docs.net/doc/fe13551750.html, 摘要:纳米氧化铁是一种重要的无机材料,具有优良的性能。磁性纳米氧化铁的复合材料是近几年的研究热点之一。本文介绍了以有机物为先驱体制备磁性纳米氧化铁及以聚合物、二氧化硅为基合成磁性纳米复合材料的研究进展。 关键词:磁性;氧化铁;复合粒子 1.引言 近年来,对纳米材料的研究已引起了多种研究领域的广泛兴起。磁性纳米氧化铁颗粒(FeO,γ-Fe2O3,Fe3O4)已被广泛研究。纳米氧化铁具有良好的耐候性、耐光性、磁性和对紫外线具有良好的吸收和屏蔽效应,是一种重要的无机材料。在催化、功能陶瓷、磁性材料和透明颜料等领域具有重要的应用。通过将磁性纳米颗粒分散在某种基体中制成磁性纳米复合材料可有效防止纳米颗粒间的相互团聚,有效地控制其颗粒尺寸。此外,磁性颗粒镶嵌在不能混合的介质中将导致一些奇异的物理和化学特征。 纳米氧化铁的制备方法有许多,传统方法可分为两大类:湿法和干法。湿法包括水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法等;干法主要包括火焰热分解法、气相沉淀法、低温等离子化学气相沉淀法等,并已有不少文献报道了纳米氧化铁的各种制备工艺[1-4]。本文将介绍以有机物为先驱体制备磁性纳米氧化铁的研究进展,以及以聚合物、二氧化硅为基的磁性纳米氧化铁的复合材料的研究进展。 2.纳米氧化铁的制备 纳米氧化铁按晶体结构和组成的不同,可分许多种。FeO、γ-Fe2O3、Fe3O4都是常见的氧化物[5-7]。它们具有明显不同的磁特性。常温下,FeO是反铁磁性的,T c为183K;γ-Fe2O3是亚铁磁性,T c为865K;Fe3O4也是亚铁磁性,T c为849K。 羰基铁、醋酸铁、乙酰丙酮铁、油酸铁等是制备纳米氧化铁的常用的先驱体[8-15]。在这些先驱体中,五羰基铁是使用相对比较频繁的先驱体。以Fe(CO)5为先驱体制备纳米氧化铁可分为两步:Fe(CO)5受热分解,逐步转化为Fe(CO)4,Fe m(CO)n,Fe m(CO)n团聚成核,进一步分解形成无定形的纳米铁颗粒[30];纳米铁颗粒在氧化剂作用下,形成纳米氧化铁颗粒。不同的Fe(CO)5分散剂、表面活性剂和氧化剂,都影响着纳米粒子的尺寸和形貌[8-10]。 Hyeon等人以辛基醚为表面活性剂,(CH3)3NO为氧化剂,研究了Fe(CO)5在油酸中的分解反应[8]。将Fe(CO)5加到油酸和辛醚的混合溶液中,加热混合物且使之回流,100℃下保持1h。经1h陈化后,混合物颜色由橙色转变为黑色,生成无定形的纳米铁颗粒;冷却到室温后,加入氧化剂(CH3)3NO,在氩气的保护下,混合物在130℃保持2h,颜色变成棕色,纳米铁颗粒被氧化,得到γ-Fe2O3纳米颗粒。通过调节Fe(CO)5和油酸的摩尔比,颗粒尺寸可控制在4nm-16nm之间,颗粒呈六边形,尺寸均匀,结晶性良好(图1)。 Teng等人研究了不同的分散剂对纳米颗粒的影响[9]。采用和Hyeon等相似的方法,以硬脂酸代替油酸,温度控制在200℃,制得的γ-Fe2O3纳米颗粒尺寸非常均匀,粒度为3nm。 1本课题得到宁波自然科学基金(2007A610023)、浙江省教育局科学研究基金(20061635)和浙江中国自然科学基金(Y407267)的资助。

纳米氧化铁制备及改性研究(开题报告)

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名:高盛学号:P1001130908 所在学院:浦江学院 专业:化学工程与工艺 设计(论文)题目:纳米氧化铁制备及改性研究 指导教师:陈洪龄教授 2017 年3月2日

开题报告填写要求 1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效; 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见; 3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册); 4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。

毕业设计(论文)开题报告 1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述: 文献综述 一.课题背景及研究意义 纳米技术(nanotechnology)[1]是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。常常会表现出与其块状材料迥异的光、电、磁等物理特性及独特的化学性质,这就产生了四个方面的效应:小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应及量子尺寸效应。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。 氧化铁可用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,是无机颜料,在涂料工业中用作防锈颜料。用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂,塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂,精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。 二.课题研究方向 1氧化铁纳米颗粒的合成 氧化铁纳米材料由于其独特的超顺磁性质,成为目前生物医学领域应用较为广泛的一类纳米材料,在磁共振成像和肿瘤治疗方面有着很大的优势。合成路线可以分为三种:物理,化学和生物方法。化学方法是生产氧化铁纳米颗粒的最被引用的方法。 1.1氧化铁纳米颗粒合成的物理方法 生产氧化铁纳米颗粒的物理方法是自上而下的方法,这涉及将大颗粒制动成纳米颗粒尺寸。已经报道了生产氧化铁纳米颗粒的不同物理方法,例如粉末和球磨,以及电子束光刻方法。虽然物理方法适合于大规模生产,但是难以控制合成粒子的尺寸。 粉末和球磨法 机械粉末和球磨技术也称为机械化学或机械合金化技术。它利用冲击将微米尺寸的铁前体还原为纳米尺寸。颗粒在围绕其轴线旋转的中空圆柱壳内产生。它被作为研磨介

磁性氧化铁纳米颗粒及其磁共振成像应用_乔瑞瑞

磁性氧化铁纳米颗粒及其磁共振成像应用 乔瑞瑞, 贾巧娟, 曾剑峰, 高明远 中国科学院化学研究所,北京100190收稿日期:2010-11-26;接受日期:2011-02-18 基金项目:“973”计划项目(2011CB935800),国家自然科学基金项目(21003135,81090271,20820102035)通讯作者:高明远,电话:(010)62625212,E-mail :gaomy@https://www.360docs.net/doc/fe13551750.html, 摘要:磁性氧化铁纳米颗粒在磁共振成像方面的应用,已经在全世界范围内得到了广泛的关注,相关研究也被各国科学家高度重视。目前,磁性氧化铁纳米颗粒正在从早期的基于被动识别的肝部磁共振造影,快速转向基于主动识别的磁共振分子影像应用。本文将围绕磁性氧化铁纳米颗粒的生物体内应用,着重介绍磁性纳米颗粒的制备及其在疾病诊断,尤其是在肿瘤早期影像诊断方面的研究进展。 关键词:磁性氧化铁纳米颗粒;磁共振;分子影像探针;肿瘤中图分类号:R1,O69 DOI :10.3724/SP.J.1260.2011.00272 引言 随着纳米科学的发展,纳米材料在生物检测、疾病诊断及疾病治疗等方面均展示出了 广阔的应用前景[1]。在众多的纳米材料中,磁性纳米颗粒(magnetic nanoparticles ,MNPs )以其超顺磁特性在磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI )中表现出独特的造影剂(contrast agent )功能。配合以良好的生物安全性、表面可修饰性及其特殊的体内行为,磁性纳米颗粒在生物体内的应用方面展现出巨大的应用价值,并已经成为在生物医学中得到实际应用的最成功的纳米材料之一[2~7]。 到目前为止,全世界有多家公司企业参与了氧化铁纳米颗粒造影剂的研制与开发,并且已有多种商品化产品上市[2,4,6,7]。例如,Advanced Magnetics 公司(Cambridge ,MA ,USA )在大量的临床数据基础之上,率先推出了基于磁性氧化铁纳米材料的药物GastroMark 誖(ferumoxsil ,口服肠胃制剂),并于1993年在欧洲获得批准上市;1996年,“美国食品药物管理局”(US Food and Drug Administration,FDA )批准了该公司用于肝部造影的静脉注射制剂Feridex 誖(中文译名菲力磁誖);2000年,先灵公司用于肝部造影的Resovist 誖(ferucarbotran )在欧洲获得批准上市[8];随后又出现了淋巴造影剂Combidex 誖(Sinerem 誖)。目前,以磁性纳米颗粒为基础,已经形成了近10种处于不同临床阶段的产品[7](详见表1)。上述产品除了在临床上用于肝部损伤、节结和肿瘤磁共振影像诊断[9~11]及肿瘤的淋巴转移成像外[12],还被用于血池成像[13]。然而,磁性氧化铁纳米颗粒的上述应用,基本上是通过组织、器官对纳米材料的摄取来实现的,属于被动靶向模式。 生物物理学报2011年4月第27卷第4期:ACTA BIOPHYSICA SINICA Vol.27No.4Apr.2011:272-288 272-288 272

磁性氧化铁纳米线的制备与表征解析

V01.3NO.3 Mat.2008中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE第3卷第3期2008年3月 磁性氧化铁纳米线的制备与表征 吴卫林,毕红,孙俊 (安徽大学化学化工学院,合肥230039) 摘要:通过洛胶一凝胶法在氧化铝模板(AAO)中制备出了磁性Fe203纳米线阵列,然后去除AAO模板得到磁性Fe203纳米线。用SEM,TEM,FTIR,EDX,VSM对磁性纳米线的形貌、徼结构和磁性能进行表征。SEM和TEM结果显示磁性纳米线的直径约为50-80nm.长度在8~10lam,长径比为120~180;FHR和EDX结果表明制备的产物是磁性Fe203纳米线,VSM结果表明磁性氧化铁纳米线阵列存在明显的磁各向异性。此外,采用Zeta电位仪对磁性Fe403纳米线表面的电性进行了研究,结果表明纳米线表面带正电荷,有利于和动物细胞相结合。 关键词:无机化学,氧化铁纳米线;溶胶一凝胶法;氧化铝模板,磁各向异性中图分类号;061,TB383文献标识码:A文章编号:1673—7180q:2008)03—0214—5 Preparationandcharacterizationofmagneticironoxidenanowires WUWeilin,BIHong,SUNJun (CollegeofChemistryandChemicalEngineering,AnhuiUniversity,Hefei230039)Abstract:Magneticironoxidenanowirearrayswerepreparedbysol-gelmethodinnanometer-sizedporesofanodicalumina(AAO)template.MagneticoxideironnanowiresareobtainedbyremovingAAOtemplate.Theas—preparednanowiresarecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),Fouriertransforminfraredspectrometer(FTIR),energydispersiveX-ray(EDX)andvibratingsamplemagnetometer(VSM).TheimagesofTEMandSEMshowthatthenanowiresare50-80nmindiametersan

纳米氧化铁材料

纳米氧化铁材料 班级:材料化学091班姓名:林赚学号:091304101 摘要:氧化铁纳米粒子是一种新型的磁功能材料,被广泛应用于生物、材料以及环境等众 多领域。本文介绍了超顺磁氧化铁纳米粒子的制备方法,比较了各种方法的优缺点;评述了磁性氧化铁纳米粒子在细胞、蛋白质和核酸分离及生物检测中的应用,对多功能复合磁性氧化铁纳米粒子的构建,在生物医学领域中的应用具有的指导意义。 关键词:超顺磁性氧化铁纳米粒子;制备;生物分离;生物检测 1 引言 磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料,因其具有独特的磁学特性,如超顺磁性和高矫顽力,在生物分离和检测领域展现了广阔的应用前景。同时,因磁性氧化铁纳米粒子具有小尺寸效应、良好的磁导向性、生物相容性、生物降解性和活性功能基团等特点,在核磁共振成像、靶向药物、酶的固定、免疫测定等生物医学领域表现出潜在的应用前景。但由于其较高的比表面积,强烈的聚集倾向,所以通常对其表面进行修饰,降低粒子的表面,能得到分散性好、多功能的磁性纳米粒子。对磁性纳米粒子的表面进行特定修饰,如果在修饰后的粒子上引入靶向剂、药物分子、抗体、荧光素等多种生物分子,可以改善其分散稳定性和生物相容性,以实现特定的生物医学应用。此外,适当的表面修饰或表面功能化还可以调节磁性纳米粒子表面的反应活性,从而使其应用在细胞分离、蛋白质纯化、核酸分离和生物检测等领域。 2 磁性氧化铁纳米粒子的合成方法 磁性纳米粒子的制备是其应用的基础。目前已发展了多种合成和制备方法,如共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法和微乳液法等,上述方法均可制备高分散、粒度分布均匀的纳米粒子,并能方便地对其表面进行化学修饰。 在这些合成方法当中,共沉淀法是水相合成氧化铁纳米粒子最常用的方法。该方法制备的磁性纳米颗粒具有粒径小,分散均匀,高度生物相容性等优点,但制得的颗粒存在形状不规则,结晶差等缺点。通过在反应体系中加入柠檬酸,可得到形状规则、分散性好的纳米粒子。利用这种方法合成的磁性纳米材料被广泛应用在生物化学及生物医学等领域。微乳液法制备纳米粒子,产物均匀、单分散,可长期保持稳定,通过控制胶束、结构、极性等,可望从分子规模来控制粒子的大小、结构、特异性等。微乳液合成的磁性纳米粒子仅溶于有机溶剂,其应用受到限制。通常需要在磁性纳米粒子的表面修饰上亲水分子,使其溶于水,从而能应用于生物、医学等领域。 热分解法是有机相合成氧化铁纳米粒子最多也是最稳定的方法。利用热分解法制备的纳米Fe3O4颗粒产物具有好的单分散性,且呈疏水性,可以长期稳定地分散于非极性有机溶

纳米生物材料研究进展

纳米生物材料研究进展 学院:建筑工程学院专业:土木工程 姓名:李春波学号111401140 生物材料又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理,对生物材料、生物所特有的功能,定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。生物工程学是70年代初,在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的,包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等,他们互相联系,其中以基因工程为基础。只有通过基因工程对生物进行改造,才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品,而今天,就让我带领你走进微小,但不失奇妙的纳米生物材料。 纳米,其实是长度单位,原称毫微米,就是10亿分之一米,即100万分之一毫米。如同厘米、分米和米一样,是长度的度量单位。相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小。举个例子来说,假设一根头发的直径是0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度大约就是一纳米。也就是说,一纳米大约就是0.000001毫米.纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性,所以世界各国都不惜重金发展纳米技术,力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会,制定了发展战略对策。十多年来,我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前,我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家,充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。 在过去几年中,生物纳米材料的理论与实验研究已成为人们关注的焦点,特别是核酸与蛋白质的生化、生物物理、生物力学、热力学与电磁学特征及其智能复合材料已成为生命科学与材料科学的交叉前沿。目前,纳米生物芯片材料、仿生材料、纳米马达、纳米复合材料、界面生物材料、纳米传感器与药物传递系统等方面已取得很大进展。 1.纳米生物芯片材料 纳米生物芯片材料是一个正在发展的技术,它首先利用生物智能全数字癫痫定位仪查出致痫病灶,并进行精确定位,运用生物芯片技术进行植入病灶顶部,运用生物芯片调节神经兴奋及异常发作的微小电流,芯片植入后(就是出现发作人体也感应不到,因为电流被芯片吸收,就不会出现电流刺激神经和脑细胞,各种肢体抽搐等异常症状即刻消失)。而治疗系统中另一项需同时进行的血液磁化技术,它是依据生物物理学、生物磁学、生物光学、生物化学的原理,将磁、光、氧有机结合形成磁共振作用,以血液为媒介调节机体代谢实现对机体的治疗,它能感应和影响人体电流分布、电荷微粒的运动、膜系统的通透性和生物高分子的磁矩取向等,清除大脑异常电流,稳定神经细胞膜,提高神经细胞兴奋阈,抑制大脑神经元高频放电和冲动的传播。在脑部形成稳定的生物磁场,使异常放电的神经元电位趋于平衡,调整神经网路电失衡。对神经细胞功能失调有整合作用,对缺氧破损的神经细胞有修复作用,可以增进神经细胞的重新生长,针对性的修复受损的神经细胞,从而产生镇静、解痉作用,激发神经自身保护功能,促使神经

(生物科技行业类)纳米磁性颗粒分类和选用

纳米磁性颗粒分类和选用(Ademtech) (Carboxyl-Adembeads) Ademtech 是法国一家研究并生产适用于体外诊断和生命科学领域的超顺磁性纳 米微粒(superparamagnetic nanoparticles)。在物理化学、多聚体化学、免疫学、细胞生物学以及病毒学多学科互补技术紧密结合的基础上,Ademtech公司研发了具有独特性状的纳米材料供世界高科技领域选用。Ademtech 提供的高质量多用途纳米磁性颗粒可使您应用于各个相关领域中用新技术进行蛋白磁性分离。 磁粒分类及应用 : 标准磁粒 : ?羧基纳米磁性颗粒(Carboxylic-Adembeads): 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面羧酸功能基团活化 ?氨基纳米磁性颗粒(Amino-Adembeads): 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面氨基功能基团活化 主要磁粒 : ?羧酸纳米磁性颗粒(MasterBeads Carboxylic Acid): 磁粒直径500nm和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进行高效偶联,表面氨 基功能基团活化 ?链霉亲和素磁性颗粒(MasterBeads Streptavidin) : 磁粒直径500nm,用来进行磁性分离或纯化生物素化的蛋白及核酸生物磁粒 : ?生物磁性颗粒蛋白A ( Bio-Adembeads Protein A) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白A 不伴有白蛋白结合部位, 减少了共同纯化污染蛋 白, 只有Fc 片断结合部位存在 ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物磁性颗粒蛋白G ( Bio-Adembeads Protein G) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白G无白蛋白结合部位和Fab结合和部位. ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物链霉亲合素纳米磁性颗粒:(Bio-Adembeads Streptavidin) 与重组蛋白形式的链霉亲合素相连接,作为多种应用的方便工具 : 免疫测定, 蛋白提纯, 细胞筛选, 或分子生物提纯 (如 mRNA 分离) 等. 细胞磁粒 ?人CD4+细胞磁性颗粒 (Human CD4+ Cell-Adembeads) :

生物纳米药物的现状和发展

纳米药物的现状和发展 一、背景 纳米药物指以纳米微粒作为载体系统,与药效粒子以一定的方式结合在一起后制成的药物,其粒径可能超过100 nm但通常小于500 nm。自20世纪90年代初期这一概念被首次提出起,它就一直是发达国家研究的热点领域之一。纳米药物的粒径使它具有特殊的表面效应和小尺寸效应等,与常规药物相比,它颗粒小、表面反应活性高、活性中心多、催化效率高、吸附能力强[1],由此导致的以下优点正是其一直受到青睐和寄予极大期望的原因。 1.改善药物稳定性 一些药物为蛋白质或多肽大分子,口服会被消化系统破坏。传统采用注射等方法给药,而如将维他命12或叶酸修饰过的纳米粒再与药物结合,不仅能避免口服时药物在肠道中发生蛋白水解,还能使药物在体内循环时间增加,从而大大增加了药物的吸收度[1]。 2.提高药物的作用效率 将一般的小分子药物装载在纳米粒子上后,药物的总表面积大大增加,药物的溶出速率随之提高,与给药部位接触面积增大,提高了单位面积药物浓度。同时由于载药纳米粒较好的黏附性及小粒径,药物与吸收部位的接触时间延长,增加了药物在吸收部位上皮组织黏液层中的浓度,并延长了药物的半衰期,因此提高了药物的生物利用度。载药纳米粒子还可以改变膜运转机制,增加药物对生物膜的通透性,药物有可能通过简单扩散或渗透形式进入生物膜 ,使溶解度增加[3] 。 3.靶向作用 靶向作用主要有三类:被动靶向、主动靶向和物理化学靶向。 被动靶向指人体自然将纳米药物驱赶到其需要作用的部位,如载药纳米粒进入体内后作为异物而被巨噬细胞吞噬,到达网状内皮系统(RES) 分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位。 主动靶向指利用抗原、抗体或配体-受体结合使药物到达靶部位。 物理化学靶向使用的方法包括热导向、磁导向、pH导向等。有些靶组织的透过性对热敏感,给药同时结合热疗即可使纳米药物粒子更好地作用于组织[3]。 4.提高控释效果 普通制剂有“峰谷现象”,而纳米药物的特殊结构使得药物可以恒速释放作用于器官或组织,从而使体内药物浓度保持平稳,减少给药次数,提高药效和安全度。一般是通过调节纳米粒子表面的性质,如亲水性、电荷等来调整其在体内服役时间长短

纳米生物材料的研究进展

纳米生物材料的研究进展 摘要:纳米生物材料是指具有纳米量级的超微粒构成的固体物质。纳米颗粒具有稳定的物理化学性质,较高的物理强度,较好扩散和渗透能力、吸附能力和化学活性,以及良好生物降解性等特点。使得纳米生物材料在医学领域得到了广泛的应用。纳米生物材料包括了组织工程与再生医学材料、高性能生物诊断纳米材料、生物相容性界面材料、智能纳米药物基因传递材料。然而,那么纳米生物材料作为人体外来物,必然或多或少地会引起人体的各种不适症状,甚至是对人体存在着毒性。对纳米生物材料安全性进行评价的深入研究已经成为当务之急。 关键词:纳米生物材料特点分类安全性毒性 1. 前言 纳米科技是20世纪80年代末,90年代初发展起来的前沿、交叉新兴学科领域的新技术。所谓“纳米技术”是指量度范围在1-100nm内的物质或结构的制造技术,即纳米级的材料。设计、制造、测量和控制技术。其最终目标是,人们将按照自己的意愿直接操纵单个原子、分子或原子团、分子团(小于10nm),制造具有特定功能的产品。纳米材料,又称纳米粒,由于其微小的尺寸,是它们具有了一些独特的效应,表现出特殊的光学、热学、力学和磁学等特性。[1] 正是如此,纳米材料不仅在传统材料领域得到广泛的应用和发展,在生物医学领域更是一枝独秀。纳米材料在本世纪很可能成为生物医用材料的核心材料,这是因为生物体的骨骼、牙齿、肌腱等都发现有纳米结构存在;贝壳、甲虫壳、珊瑚等天然材料具有特异的力学性能,据分析,它们是由某种有机粘合剂连接的有序排列的纳米碳酸钙颗粒构成的。从仿生的观点来看,纳米生物医用材料是重要的发展方向。[2]纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞小得多,这就为生物学研究提供了一个新的研究途径,利用纳米生物技术操纵生物大分子,被认为有可能引发第二次生物学的革命。[3] 2. 纳米生物材料 2.1 纳米生物材料的特点 纳米生物材料是指具有纳米量级的超微粒构成的固体物质。纳米颗粒具有稳定的物理化学性质,较高的物理强度,较好扩散和渗透能力、吸附能力和化学活性,以及良好生物降解性等特点。[4] 2.1.1 纳米生物材料的粒径较小

纳米氧化铁的制备及应用

纳米氧化铁的制备及其应用 高令博化工与环境生命学部制药工程大连理工大学大连116023 摘要:纳米氧化铁是一种多功能材料。本文综述了纳米氧化铁的各种制备方法,对各种制备方法优缺点进行了分析和比较,详述了纳米氧化铁在磁性材料、透明颜料、生物医学、催化剂等方面的应用,并对其发展前景进行了展望。 关键词:氧化铁;纳米;制备;应用 引言 纳米材料和纳米结构是当今新材料领域中最富活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的组成部分。近几年来,世界各国对金属氧化物纳米粒子进行了广泛研究,并取得了显著成效,其中纳米氧化铁由于具有广阔的应用前景而备受关注。 1 纳米氧化铁的制备 纳米氧化铁的制备方法可分为湿法和干法。湿法主要包括水热法、强迫水解法、凝胶—溶胶法、胶体化学法、微乳液法和化学沉淀法等。干法主要包括:火焰热分解、气相沉积、低温等离子化学气相沉积法(PCVD)、固相法和激光热分解法等。 1.1 湿法 1.1.1 水热法 水热合成法是指在密闭体系中, 以水为溶剂,在一定温度和水的自生压强下, 使原始混合物进行反应的一种合成方法。1982年,用水热反应制备超微粉引起了国内外的重视。由于反应在高温高压的水溶液中进行,故为一定形式的前驱物溶解—再结晶形成的良好微晶材料提供了适宜的物理化学条件[1-2]。康晓红等[3]采用载铁有机相与水相为反应物,于高压釜内进行水热反萃反应,经后处理后获得的氧化铁粉组成均一、粒度小、结晶完好。景志红等[4]也制备出了菱形、纺锤形和球形等不同形貌的氧化铁纳米颗粒。 水热法制备的粒子纯度高、分散性好、晶型好且大小可控[5].反应在压热釜中进行,设备投资较大,操作费用较高[6]。

纳米生物传感器研究进展及其应用

纳米生物传感器研究进展及其应用

纳米生物传感器的研究进展及其应用 张雯歆 【摘要】:随着纳米技术在生物传感器领域的不断引入,纳米生物传感器在灵敏度的提高,检测限的降低,线性检测范围的拓宽以及响应时间的缩短等方面的性能得到了很好的改善。本文主要对纳米颗粒、纳米纤维、纳米管以及纳米量子生物传感器在酶、免疫以及DNA等生化领域检测方面应用的研究进展进行简单的概述。 【关键词】:纳米材料生物传感器应用 Advances of Research on application of Nano-materials in biosensors 【Abstract】:With the development of nanotechnology , the unique properties of nano-materials realize an objective to improve sensitive sensor with a wide linear range, a highly reproducible response, long-term stability and so on. The application of nano-materials (such as nanoparticle, nanofiber, nanotube) in biosensor fields introduced. The development of this field prospected in the future. 【Keywords】:nano-materials; biosensors; application 纳米技术和生物技术是21世纪的两大领先技术,在这两者之间存在着许多技术交叉,其中,纳米生物传感技术已然引起了研究领域的广泛关注。 生物传感器是一类特殊形式的传感器,由固定化的生物敏感材料作为识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器及信号放大装置构成,具有接受器与转换器的功能,从而能够检测多种生命和化学物质。纳米技术主要是针对尺度为1 nm~100 nm之间的分子世界的一门技术。该尺寸处在原子、分子为代表的微观世界和宏观物体交界的过渡区域,因此有着独特的化学性质和物理性质,如表面效应、微尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等,呈现出常规材料不具备的优越性能。纳米技

小动物磁性纳米颗粒磁共振成像

MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂 NanoEast?的背后是一个科学家团队,有来自化学、生物医学工程、临床医学、医学电子学等领域的专家和教授,东纳生物专注于生物医学纳米材料与纳米技术的研发, 致力于纳米材料与纳米技术的生物医学应用。NanoEast?已成为生命科学领域重要的 纳米材料及纳米技术的优质服务商。 MagImaging?是一个拥有完整磁共振成像(MRI)/磁粒子成像(MPI)造影剂系列产品的影像学试剂,可以用于科研及临床前的小动物体内成像研究。MagImaging?试剂的发明得益于东纳生物的科学家长期的纳米材料研制及其医学应用的研究进展,完全 符合动物成像实验研究的标准,具有突出的成像质量,并且所有的MagImaging?造 影剂都采用经过大量实验验证的安全剂量,在小动物的耐受计量范围。 磁共振成像(MRI)是利用氢核的磁共振弛豫信号进行成像,磁性纳米颗粒造影剂通 过静脉注射在血液系统及相关组织分布或靶向到特定器官中,形成局部磁场微扰并改 变氢核弛豫信号,从而实现对比增强。磁粒子成像(MPI)系统由布鲁克与飞利浦公司合作开发,相关研究2005年首次在《自然》杂志上发表,其断层扫描成像技术通过直接探测注入体内的磁性纳米颗粒而获得快速和高分辨成像,是磁成像领域又一项突破 性创新。 MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂系类是专为MRI和MPI系统设计的磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒对比增强试剂。具有如下优势: l 采用纳米材料合成领域先进的高温热解法制备,具有均一的尺寸、高的饱和磁化强 度和对比增强成像效果; l 纳米颗粒表面采用生物相容性的PEG或磷脂PEG进行高密度修饰,因而具有较长的体内血液循环时间和肿瘤被动靶向能力,并且PEG末端具有甲氧基、羧基、氨基等基团,方便与特异性靶向识别分子(如抗体、适配体、靶向肽等)偶联,从而构建靶向 纳米探针; l PEG末端或者磷脂层内可以通过化学偶联或疏水相互作用引入荧光、化疗药物等分子,从而构建多模态或多功能诊疗纳米探针; l 优化的控制制备技术可以提供多种尺寸的磁性纳米颗粒,包括5nm、10nm、25nm、50nm,为客户研究纳米颗粒体内行为和成像的尺寸依赖性提供了手段。

纳米氧化铁的制备和表征

纳米氧化铁的制备和表征 北京师范大学化学学院小灰(081015xxxx) 指导教师司书峰 摘要:通过控制pH值,缓慢水解FeCl3合成纳米Fe2O3,对其物相进行XRD和TEM表征,并作气敏性质的测试。XRD和TEM显示制得的粒子为椭球形α-Fe2O3,粒径约为28nm,且分散性好。粒子对乙醇、丙 酮和90#汽油都有响应,且随气体浓度增加,气敏阻值线性降低。 关键词:纳米Fe2O3;XRD;SEM;气敏性质 Preparation and characterization of Iron Oxide Nanoparticles Abstract:Iron oxide nanoparticles were prepared by a solution phase controlled hydrolysis method, and were characterized by XRD and SEM techniques. Its gas-sensitivity was also tested later.XRD and SEM results show that ellipsoidal alpha iron oxide particles with an average particle size of about 28nm were obtained through our method. And these particles show sensitivity to acetone, ethanol and gasoline with a linear dependence on the gas concentration. Key words:Fe2O3Nanoparticles; XRD; SEM; Gas-sensitivity 1.介绍 氧化铁系列化合物,按其价态、晶型和结构之不同可分为(α,β,γ)-Fe2O3、(α,β,γ,δ)- FeOOH、Fe3O4、FeO[1]。随着科学研究的不断深入,纳米氧化铁的优异性能在磁性材料、透明颜料、生物医学、催化剂及其他方面的应用愈来愈受人们的重视和青睐[2]。其催化特性的一个重要应用就是用作气敏材料。Fe2O3的两种变体:α- Fe2O3和γ- Fe2O3都可以作为气敏材料,两者 的气敏性能却有着巨大的差异。γ- Fe2O3属于尖晶石型结构,类似Fe2O4处于亚稳态,在气敏过程中铁离子在Fe3 +和Fe2 +之间相互转化,从而引起材料电导率的变化,其气敏机理主要为体电阻控制型。α- Fe2O3属于刚玉晶型、三角晶系,结构比较稳定其气敏机理为表面控制型[3]。纳米α- Fe2O3表面有配位不饱和的铁原子,可以吸附氧气,并使氧气分子活化,300℃以上可作为催化剂氧化还原性气体。同时表面吸附的氧分子电负性强,它夺取纳米颗粒表面层的电子,使晶粒内部自由电子数目减少,即使材料的电导率降低。当还原性气体通过其表面时,表面上活化的氧气分子与还原性气体反应而释放出电子回到晶粒内部,使材料的电导率增大,即对还原性气体产生响应。纳米氧化铁气敏材料具有选择性好、高温下热稳定性好、对环境湿度的变化不敏感和催化性能较好的优点[4]。虽然通常情况下电阻比常用气敏材料,如SnO2、ZnO大的多,但可通过掺杂予以克服[5]。目前,纳米氧化铁制备方法大体上分为干法和湿法两种。而湿法中的均匀沉淀法由于制备工艺简单,成本低,颗粒均匀而被广泛采用[6]。 2.实验部分 2.1主要仪器 BDX-3000 X射线粉末衍射仪(北京大学仪器厂);日立S-4800型高分辨场发射扫描电镜;

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