纳米硒范文

纳米硒篇1

1958年毕业于北京大学数学系。

1958~1984年，在北大和科学院工作，参与著名数学家华罗庚“统筹化、黄金分割”文章的起草。

1984年，创办“四通”公司。

1989年~1999年10月，担任四通集团董事长。

四通电子技术有限公司（香港联交所409）董事局主席。上海四通纳米技术港有限公司董事长。

在中关村，没有人不知道四通公司，知道四通就不会不知道沈国钧。1999年，65岁的沈国钧从四通集团董事长的位置上功成身退，开始了他的第二次创业，推出了一种被中国国家“973”计划纳米材料首席科学家称为“纳米技术在生物医药上应用的典范”的产品――纳米硒。

沈国钧，一位曾缔造中关村科技创业神话的领军人物，为何进入了医药保健领域，选择纳米硒？让我们来听听这位73岁创业者的解释吧。

纳米硒是中国科学技术大学的研究成果，它的创新之处就在于它解决了硒的毒性问题，纳米硒是世界上最安全的硒制品，我们企业有责任把它推向市场为人类服务。纳米硒还有一个特点，它拥有完整的知识产权。对于一个中小型科技企业来讲，有了自己的核心技术才可以持续发展。

1973年世界卫生组织确认硒是人体必需的微量元素，对人体来说，硒不能自制但又必不可少。补硒可有效预防40多种疾病，由于硒在人体的作用是广谱的、多功能的特性，而被称之为“生命的火种”、“明星营养素”、“抗肝坏死保护因子”、“抗癌之王”等等，但硒的有益生理作用往往依赖于较高的摄入量，因此用量很难控制，这也阻碍了硒制品在临床中的应用。中国科学家利用纳米技术魔术般地改变了“元素硒”，发明了纳米硒，纳米硒具有高生物活性，其毒性比传统硒低5~7倍，是已知硒中安全性最高的。纳米硒解决了硒应用的世界性难题，全世界科学家数十年努力寻找的高效高安全硒，被中国科学家发现了。

纳米硒篇2

纳米生物材料

生物材料涉及广泛，例如：用于制衣、皮带的动物皮革是生物材料，用于镶牙和制作隐形眼睛的材料，尽管不是生物制品，但是被用于生物体内，也可以归于生物材料。纳米生物材料也可以分为两类，一种是适合于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以具有生物活性，也可以不具有生物活性，仅仅易于被生物体接受，而不引起不良反应。另一类是利用生物分子的特性而发展起来的新型纳米材料，它们可能不再被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。结缔组织支架在再生医学中起重要作用，因为贴壁依赖型细胞只有在材料上粘附后，才能生长和分化。模仿天然的细胞外基质——胶原的结构，制成的含纳米纤维的生物可降解材料已开始应用于组织工程的体外及动物试验，并将具良好的应用前景。本实验室研究开发的纳米级羟基磷灰石/骨成熟蛋白在组成上模仿了天然骨基质中无机和有机成分，其纳米级的微结构类似于天然骨基质。多孔的纳米羟基磷灰石/骨成熟蛋白形成的三维支架为成骨细胞提供了与体内相似的微环境。细胞在该支架上能很好地生长并能分泌骨基质。在人骨干细胞的试验表明，此种羟基磷灰石有可能作为骨修复的纳米生物材料。纳米药物能更有效地把药物输送到靶器官，使药物与磁性纳米颗粒相结合，服用后，这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引，使药物集中到患病的组织中，药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管，“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离，以及用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞，在治疗人的骨髓疾病的临床试验上获得成功，前途不可估量。

纳米生物技术纳米技术

（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术。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（混沌物理学、量子力学、介观物理学、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，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳电子学、纳米材料学、纳机械学等。纳米生物技术是工程学和分子生物学的融合，它的出现导致了一类崭新的用于生物和化学分析的多功能设备和系统的诞生，这些设备和系统在具备更高灵敏度和特异性的同时，识别速率也变得更快。纳米生物技术作为一个新创造的名词，描绘了一个融合的结果，这一融合发生在工程学和分子生物学这两个原本并存但是相距甚远的世界之间。在过去的60年间，工程师们已经使装配式结构的尺寸日益微型化，以创造更高密度的电子芯片。如果能将这些学科有机的结合起来，将诞生一类在灵敏度、特异性以及识别效率上都优越于现有的各种方法，能够用于生物及化学分析的全新的多功能设备和系统。目前纳米技术已经体现出一些优势，纳米生物技术在分离、测序以及检测等方面也浮现出可观的应用价值，纳米材料如碳纳米管和量子点等都在开发过程中取得进展，尤其是纳米材料在分子识别中的应用特别重要。全球用于纳米技术的经费逐渐增加，纳米食品的市场份额也逐年增加。

纳米生物技术在家禽生产中的应用

纳米微生态制剂丹麦哥本哈根大学研制了一种银纳米微生态制剂，该制剂有抗菌和抗球虫作用。众所周知，银离子具有抗菌作用，但是即使是小剂量也有毒性，所以限制了它作为抗生素在家禽业中的应用。然而用纳米生物技术制备的银颗粒具有特殊的生物特征。它的毒性大大降低，而且细菌不容易产生耐药性，同时还发现它能增强厌氧菌的活性，家禽生长和增重效果更佳。纳米消毒剂2011年有超过95万件纳米消毒产品进入中国，目前人们消毒使用的主要是过氧化物类消毒剂和含氯消毒剂，这两类消毒剂都具有刺激性气味，浓度过高或使用过频容易引起鼻腔、嗓子发炎，咽喉肿痛。从上世纪70年代以来，国际上相关研究已证明，这些消毒剂在消毒时产生的有机氯化物，如一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等，会对人体健康造成危害。另外，过量的消毒剂直接或间接进入空气、水土、土壤后，不仅造成二次环境污染，还破坏了空气、水土、土壤等环境介质的生态平衡，对环境造成危害。银作为杀菌剂在2000年前即已为人所知，研究者根据试验对不同金属抗菌效能的相对效能进行了测定，排列如下：Ag>Hg>Cu>Cd>Ni>Co>Zn>Fe>Ca。纯天然矿物质银离子消毒剂是目前国际公认的最安全、环保、有效的新型消毒剂。目前已有的银离子消毒剂无色、无味、无污染、不挥发、高效广谱；其消毒功能稳定持久。它对皮肤、口腔黏膜、眼结膜等无任何刺激和毒副作用。银是无毒、无味、环境友好、持久性的广谱抗菌材料，就安全性和抗菌性综合考虑，在目前发现的各种具有抗菌功能的金属中，银是最佳的抗菌金属。纳米粒子尺寸小，比表面积大，位于表面的原子占相当大的比例，纳米粒子粒径的减小，会最终引起其表面原子活性的增大，比表面能和抗菌功能也随之增大。银纳米粒子广谱抗菌复合材料，包括织物（棉织物、毛织物、化纤织物、无机纤维织物等）、涂层（包括有机涂层、无机涂层、复合涂层等）等可广泛应用于工业、农业，宾馆、医院、部队，以及细菌和病毒暴发疫情等。因此，银纳米粒子复合材料的生产和抗菌应用具有重要的意义，受到广泛关注和重视，低成本、高质量、高效的生产技术尤为重要。纳米饲料纳米型饲料添加剂是纳米科技运用于畜禽生产具有特定功能的产品。对饲料添加剂进行纳米处理后，可以导致饲料添加剂的性质特异性变化。与更微观的原子、分子或更宏观的粉末、块体相比，展现出许多特有的性质。如纳米型饲料添加剂具有很高的生物活性和很强的吸附性等，这样的饲料被采食后，与消化酶的接触面积大为增加，显著提高饲料的生物利用率。或吸附有毒物质并将其杀死，从而减少有毒有害物质在肉中的残留，可以大大提高畜禽产品的安全性和品质。硒是动物必需微量元素，是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心成分。硒的一个显著特征是，它的营养剂量与毒性剂量之间范围较窄，因此，开发利用低毒高效硒制品，备受世界各国的重视。一直以来畜禽日粮中通常是添加无机硒-亚硒酸钠，但由于它的毒性较强，给生产和使用带来诸多不便。一方面，无机硒是以被动扩散方式通过肠壁吸收然后进入肝脏，再转化为生物硒，生物利用率低，同时未被利用的大量无机硒被排到环境中，造成环境严重污染。另一方面，无机硒的使用剂量难以掌握，畜禽特别是幼龄动物对硒较敏感，易导致中毒。因此，市场上的有机硒种类渐多。与无机硒相比，有机硒的毒性较小，便于在饲料中应用。有机硒是以主动运输机制通过肠壁被机体吸收利用，其吸收率高于无机硒，可以降低饲料中的添加量，并能减少硒对环境的污染。但是，有机硒并不比无机硒具有非常强的优势，二者亚慢性毒性剂量是接近的，同时有机硒生产工艺复杂，生产成本高，实际生产中应用还不是很普遍。随着纳米科技的日益成熟，纳米硒问世了。与其他形态硒相比，纳米硒具有高安全性、高生物活性、高免疫调节、高吸收率等优点。纳米硒为国内外报道的安全性最高的硒制剂，研究发现：在急性毒性方面，无机硒为15mg/kg，有机硒为30~40mg/kg，纳米硒则为113mg/kg。在亚慢毒性方面，饲料中无机硒或有机硒的含量在4~5mg/kg时，即可导致大鼠体重下降和肝硬化；如果是纳米硒，硒含量在6mg/kg时，也不会发生上述现象。纳米硒是已发现的急性毒性最低的补硒制剂。在生物功效方面，纳米硒体外清除羟自由基效率为无机硒的5倍，为有机硒的2.5倍。有研究表明，纳米红色元素硒能显著降低小鼠全血丙二醛含量和提高小鼠全血谷胱甘肽过氧化物酶活性，显著延长黑腹果蝇生存时间。纳米硒还具有高免疫调节能力，它能显著刺激生物体的细胞、体液、非特异免疫功能，从而提高机体的防病、抗病能力。试验证明，纳米硒能显著提高小鼠的免疫功能。最后，纳米硒高吸收率表现在：纳米微粒由于有大的比表面积和表面原子配位不足，其物理、化学吸附和表面活性远大于块状材料，又由于纳米硒的粒度极细，易被动物胃肠道直接吸收充分利用，能更大限度地发挥其功能。最近还发现它有抗流感病毒的作用。纳米疫苗纳米科技已广泛应用于材料科学领域。在生物学、医学等领域也将产生积极影响，因此研制纳米疫苗、载药体及其纳米佐剂在抗病毒感染、肿瘤治疗、疫苗开发等方面具有重要的理论和实际意义。麻省理工大学工程人员设计出一种新型纳米粒子，可安全高效地传送抗艾滋病和疟疾等疾病的疫苗，并能更有效地激发机体免疫反应。瑞士科学家开发出廉价高效的新型纳米乙肝疫苗。在家禽方面禽流感的纳米疫苗试验报告已经问世。其实所有常规疫苗都可以尝试用纳米传送系统来免疫。最近发现纳米银颗粒可用于胚胎免疫，这对人工昂贵的美国养禽业来说令人鼓舞。纳米养鸡设备市场上已有鸡笼、饲喂设备、降温和通风设备，环境净化装置等纳米养鸡设备。纳米诊断器纳米材料做成的集成电路可更小，更轻，容易制成便携式诊断器，这对广大兽医工作者的野外临床诊断很有帮助。

小结

纳米硒篇3

硒对人体的重要性不言而愈。遗憾的是，我国是世界上40多个严重贫硒的国家之一，从东北到西南有22个省、区处于缺硒地带。30多年来，为了解决生存在这一广袤地区民众硒水平低下的问题，补“硒”品应运而生。那么，这些补硒的药物、食品、保健品有什么特点，哪一种更适合你？

1. 亚硒酸钠 这是被人们最先想到的含硒药物，口服容易被身体迅速吸收，并有效提高血硒水平。但该药属于无机盐类制品，价格较昂贵，且用量不当易引发血硒过高。因此，在现实生活中很难坚持长期使用。

2. 硒盐 这是较为方便的补硒办法，市场上已有按1/5万～1/10万配方生产的袋装硒盐上市，缺硒地区的民众可以在饮食过程中完成硒元素的补充。但不同地区人群缺硒程度差别较大，而固定的硒盐配方，无法针对所有低硒水平的人群，这为硒盐的推广使用带来困难。

3. 硒粮 相对比较之下，在缺硒地区种植硒粮，更合适改善当地人群身体内外环境的硒水平。硒粮，就是把含有亚硒酸钠的化学肥料（也称硒肥）喷洒到农作物上（如玉米、小麦等），庄稼通过叶面的吸收作用，将硒元素储存在粮食的果实里。民众吃了这样的富硒粮食，就可以有效地提高体内血硒水平，从而达到防癌、治癌的作用。注意，粮食里的硒是与蛋白质结合在一起的有机硒，便于人体消化吸收，也更加安全、可靠。

4. 含硒的强化食品 国内外也有多种含硒的强化食品问世，如用含硒饲料喂养鸡、鸭后所生产的“硒蛋”，用富硒饲料喂饲的乳牛所产出的“富硒牛奶”，添加含硒酵母烤制的“富硒面包”，用富硒面粉烘焙的“高硒饼干”，等等，不一而足。

5.纳米硒 这是一种利用纳米技术制备而成的新型硒制品，不仅能够被人体吸收和利用，发挥有机硒（硒蛋白）、无机硒（亚硒酸钠）特有的功能，如抗肿瘤、抗氧化、免疫调节、抵御疾病等。最重要的是，它还具有有机硒、无机硒没有的低毒性，也就是说，它的安全性比较高。医学实验充分证明，纳米硒的安全剂量高于无机硒和有机硒。

纳米硒篇4

营养剂量硒在营养剂量下通过调节人体硒蛋白,对健康产生广泛的影响。已知人体存在25种硒蛋白,其中谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶的功能已被深入揭示。谷胱甘肽过氧化物酶的作用是消除人体内有害的过氧化物,如过氧化氢。硫氧还蛋白还原酶,除积极参与消除人体内过量有害的过氧化物外,还具有还原蛋白质二硫键的重要作用。人体内大量关键生化反应依赖于将蛋白质二硫键打开,硫氧还蛋白还原酶是打开二硫键最有效的酶4。

超营养剂量硒在超营养剂量下通过抑癌蛋白p53激活基因修复蛋白。通常,临床在采用放化疗治疗肿瘤的同时,正常组织也会受到损伤,基因修复蛋白能修复放化疗产生的基因变异。由于多数癌细胞的p53已变异,高剂量硒可以相对专一地激活正常细胞基因修复蛋白,因此,在放化疗治疗肿瘤过程中,超营养剂量硒只保护正常组织,不保护肿瘤。这是超营养剂量硒干预放化疗毒性的关键。

* 德国科学家通过临床实验研究肿瘤病人在放疗过程中的补硒效果。他们先测定肿瘤病人血硒,选取缺硒的肿瘤病人,然后让这些病人在放疗期间补充硒,结果发现硒不仅不降低放疗疗效,还能减轻放疗所产生的继发性淋巴水肿症状,包括肢体、头颈部和喉内浮肿,降低放疗所产生的腹泻发生率。为此,这些科学家坚信,硒对肿瘤病人的好处无可置疑。

* 美国科学家在化疗药物环磷酰胺诱发大鼠膀胱炎模型上和致小鼠脱发模型上,均观察到超营养剂量硒有保护作用,可显著降低化疗药物的毒性。此外,用一系列化疗药在小鼠毒性剂量观察硒的作用,发现超营养剂量硒增大生存比例,见下表。

* 笔者利用小鼠肝癌腹水模型,比较不补充和补充超营养剂量硒的区别。化疗药顺铂最多可以取得25%的治愈率,将超营养剂量硒与顺铂结合以后,则至少可以取得75%治愈率。这个鲜明的差别说明,超营养剂量硒可以降低顺铂毒性,为使用更高剂量的顺铂创造可能性,从而提高治愈率。

动物实验和临床研究均说明,超营养剂量硒比低剂量硒效果在降低放化疗副作用方面更明显。在放化疗过程中,服用硒的最大安全摄入量――每日800微克,既降低放化疗毒性,又不降低疗效。需要强调的是,由于使用超营养剂量硒可能产生毒性反应,在选择硒时,尤其应注意不同硒形式的安全性差别。在超营养剂量硒未被开发成为药物之前,未经医生许可,服用剂量不宜超过硒的最大安全摄入量。

超营养剂量硒:患者须在医生指导下服用

纳米硒篇5

【摘要】 利用L半胱氨酸自组装膜修饰金电极（LCys，Au/SAMs）， 在0.05mol/L H2SO4 底液中研究了 Na2SeO3 的电化学特性。在0.00～1.30 V (vs. SCE) 电位范围内对微量Na2SeO3进行循环伏安扫描，发现LCys， Au/SAMs修饰电极在峰电位0.89 V处有灵敏的Se的氧化溶出峰。通过比较裸金电极和修饰电极在Na2SeO3 溶液中的电化学特性发现，修饰电极通过巯基中的S与Na2SeO3发生氧化还原作用生成Se，且修饰电极对沉积在电极表面的Se的氧化过程具有催化作用。根据Na2SeO3在单分子膜上的电化学行为，提出了单分子膜中硫（AuS）与Se作用生成Se的反应机理、Se电化学催化氧化机理及巯基化合物通过生成纳米硒生物吸收Se的类生物膜模型。

【关键词】 L半胱氨酸， 亚硒酸钠， 修饰电极， 纳米硒，伏安法

1 引言

半胱氨酸残基的巯基与Na2SeO3的相互作用研究多集中于还原型谷胱甘肽(GSH)的巯基和Na2SeO3的相互作用[1，2]。因为Na2SeO3的生物利用过程须通过与GSH的巯基相互作用的代谢途径完成[3]。Na2SeO3的生物利用过程是通过与细胞内GSH的巯基跨膜氧化还原作用，依次把Se还原成硒代谷胱甘肽(GSSeSG)和SeH4。一部分SeH4经磷酸化过程生物合成硒蛋白来被生物体利用，还有一部分经甲基化排泄到体外。上述代谢模式中值得关注的是： (1)Na2SeO3对生物体而言是外源性的，它与细胞质内GSH的巯基间的跨膜氧化还原反应是生物利用硒的最重要的反应;（2）细胞质内的巯基和胞外的Na2SeO3经跨膜氧化还原作用，在细胞内生成不同价态的硒的化合物。这种胞内含硒作用产物的多样性决定了硒的生物学功能的多样性。

近年来，在均相的液相体系中Na2SeO3被巯基等还原型基团作用后生成的纳米级红色元素硒受到人们的关注[4]。Kessi等[5]研究细菌Rhodospirillum rubrum时发现，亚硒酸盐与该细菌作用时，细胞内生成红色纳米硒，且这种纳米硒通过细胞膜外排，也可被细胞跨膜吸收。文献[6，7]通过动物实验对红色纳米硒的生物活性进行了证实。尽管目前对红色纳米硒的生物化学反应机理未作详细的阐明，但红色纳米硒的跨膜吸收或外排及其生物活性作用与细胞内含量最丰富的GSH的巯基相互作用密切相关。因此，设计一种仿生界面来研究Na2SeO3在巯基相联的电极界面上的电化学作用，对揭示生物利用硒的机理及硒在生物体内的活性形态都有重要意义。

L半胱氨酸自组装膜(LCys Au/SAMs)修饰电极是分析化学研究的热点之一。 这种巯基构成的单分子膜对仿生界面上巯基与各种生物活性物质在氧化还原过程中的电子传递过程、分子识别和选择性响应等生物电化学过程具有可模拟性[8]。由于LCys Au/SAMs中的硫原子与电极表面直接相连，当电极上发生电化学反应时，硫原子起到电子传递媒介体的作用。因此，电活性生物活性物质在单分子膜上的电化学特性间接反映了这些活性物质与硫原子相互作用的特性。本实验利用LCys Au/SAMS修饰金电极为工作电极，利用循环伏安法（CV）比较研究了Na2SeO3在裸金和修饰电极上沉积Se和Se 氧化溶出过程中的电化学特性，探讨了电极表面S和Se的作用机理及修饰电极对Se的氧化溶出过程中的催化机理，并提出了Na2SeO3与GSH通过氧化还原作用跨膜吸收Se的类生物膜模型。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

EG & G Model 273电化学系统（美国），铂电极为对电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，金盘电极和LCys Au/SAMs修饰电极为工作电极。 L半胱氨酸和Na2SeO3(Sigma公司)，实验用水为三次蒸馏水。

2.2 LCys Au/SAMs 修饰电极的制备[2]

用金相砂纸将金电极表面磨光，依次用0.1和0.05 μm Al2O3粉末将金电极表面抛光，用水清洗后，放入Piranha溶液（V(30％H2O2)∶V(H2SO4)=1∶3）中浸泡15 min，然后分别用无水乙醇、蒸馏水超声清洗5 min，置于0.02 mol/L L半胱氨酸中，通氮除氧10 min后，在氮气氛中浸泡24 h 即得。

3 结果和讨论

3.1 Na2SeO3在裸金电极和LCys Au/SAMs 修饰电极上的电化学性质

为比较LCys Au/SAMs 单分子膜及Na2SeO3在该单分子膜修饰电极上的电化学特性，在0.00～1.30 V（vs. SCE）电位范围内，分别考察了裸金电极和LCys Au/SAMs修饰电极在0.05mol/L H2SO4底液和含有一定浓度Na2SeO3溶液的该底液中的CV特性，结果见图1。在H2SO4底液中，裸金电极在1.15 V 处出现明显的金氧化电流(图1A)，在Epc=0.89 V处出现电极表面生成的金的氧化物的还原峰。当金电极表面修饰了L半胱氨酸单分子膜后(图1B)，除了上述金和金的氧化物的氧化、还原峰有明显增加之外，从0.83 V 开始先于金的氧化有明显的氧化电流，当电位负向扫描时，0.33 V 处有另外一个还原峰出现。电极修饰后的这两个额外的氧化还原电流是由于电极表面单分子膜(AuS)中的硫在外加电位的作用下， 氧化吸附和吸附物还原所致。LCys Au/SAMs 修饰电极在同样的条件下连续两次CV扫描，在第二圈扫描时，0.89 V处开始的氧化电流随扫描次数的增加而减小（图1B（2）），而峰电位在0.33 V的还原电流无明显变化。说明AuS的硫发生氧化作用后其产物可能没有以氧化脱附的形式离开电极表面来破坏单分子膜，而是以硫的氧化物的形式吸附并滞留在电极表面上，当电位还原扫描时这些吸附的氧化物重新还原产生Epc=0.33 V处的还原电流。据文献[9]，L半胱氨酸中的硫具有较活泼的氧化还原作用。因此，修饰电极上吸附在金电极上的硫在正电位下可在电极表面氧化成次磺酸、亚磺酸、磺酸等不同价态的衍生物，这种衍生物都具有较活泼的羟基，易在电极表面发生氧化吸脱附反应[10]。本实验条件下，单分子膜上的硫在较正的电位下主要进行如下的氧化吸脱附反应：RS（ads）+H2ORSOH+H++e－RSO（ads）＋H＋＋e－式中R表示半胱氨酸有机基团部分，RS(ads) 表示巯基在金电极表面生成的单分子膜。该反应中，单分子吸附层RS(ads)首先氧化脱附生成次磺酰化的半胱氨酸，然后氧化产物中的羟基在正电位下进一步氧化并吸附在金电极表面上。该氧化吸附反应导致图1B中始于0.89 V的氧化吸附电流的生成。当电位向负向扫描时，吸附物还原产生Epc=0.33 V处的还原电流。当修饰电极连续两次CV扫描时，单分子膜中的硫的氧化吸附电流明显减小，而还原电流无大的变化，说明次磺酰化的氧化产物在第一圈CV扫描时已牢牢吸附在电极表面。当溶液中含有10 μmol/L Na2SeO3时，裸金电极在峰电位1.03 V处观察到较负电位区沉积在金电极上的Se的阳极溶出峰（图1C）。Andrew等[11]指出，Se是在负电位驱动下以单分子膜的形式沉积在裸金电极表面上的。而在修饰电极上（图1D（1））， Se的溶出电流较裸金电极明显增加，而且峰电位负移0.04 V，说明修饰电极对Se的氧化溶出具有催化作用。当修饰电极第二圈CV扫描时（图1D(2)），0.99 V处的阳极溶出电流急剧减小，可能是由于单分子层的硫的氧化导致这种催化作用减小的缘故。

图1 裸金电极(A，C) 和修饰电极(B，D) 分别在0.05 mol/L H2SO4溶液和含有10 μmol/L Na2SeO3的溶液中的CV图（略）

Fig.1 Cyclic voltammograms of naked (A，C) and modified electrode(B， D) in 0.05 mol/L H2SO4solutions containing 10 μmol/L Na2SeO3

电极在CV扫描之前在0.00 V (vs. SCE)处静置1 min（Electrode stand still at 0.00 V (vs. SCE) for 1 min bofore CV scan）。

3.2 还原电位对Se溶出峰电流的影响

在0.0～1.30 V电位范围内（图1），裸金电极和修饰电极在CV扫描起始阶段较负电位区均可被还原电位驱动使Se还原成Se并沉积在电极表面上，又因修饰膜表面的硫（AuS）具有还原性，故修饰电极也可能在无还原电位驱动下通过AuS与Se发生氧化还原作用并沉积Se。为了探讨还原电位对Se的沉积的影响，渐次改变还原电位处起始电位记录了CV图并与裸金电极的结果进行了比较（见图2）。

图2 修饰电极（A～C）和裸金电极（A′～C′）在含有10 μmol/L Na2SeO3 的0.05 mol/L H2SO4溶液在不同的起始电位时的 CV图（略）

Fig.2 Cyclic voltammograsm of modified electrode(A－C) and naked gold electrode(A′－C′) obtained with different initial potentials in the solutions of 0.05mol/L H2SO4 containing 10 μmol/L Na2SeO3

A，A′的起始电位(Initial potentials)： 0.2 V; B，B′的起始电位(Initial potentials)： 0.6 V; C，C′的起始电位(Initial potentials)： 0.8 V。

由图2可见，起始电位在0.2～0.8 V内，修饰电极在峰电位0.99 V处都能观察到Se的溶出峰（图3 A～C）；当起始电位大于0.6 V 时，裸金电极上未观察到Se的溶出峰。此结果说明，裸金电极上Se的沉积是还原电位驱动所致，而修饰电极即使无还原电位驱动也通过电极表面的S原子与Se作用生成Se。

3.3 LCys Au/SAMs 修饰电极上Se的沉积和催化溶出机理

文献[12，13]指出：GSH的巯基在生物体内和体外均可与Se通过氧化还原作用经硒代过硫化物（GSSeSG）生成不稳定的硒代谷胱甘肽阴离子（GSSe－），该阴离子在质子作用下易歧化成Se和GSH。本实验发现，联接到LCys Au/SAMs 修饰电极表面上的S原子与Na2SeO3通过自发的氧化还原作用也能使Se还原成Se。根此可推测LCys Au/SAms 修饰电极上Na2SeO3还原成Se 的作用机理为图解1所示。

图解1 单分子膜上的硫与亚硒酸作用生成纳米级的Se的机理（略）

Scheme 1 Mechanism of formation of elemental selenium by redox reaction between sulfur on monolayer and selenite

修饰电极与Se之间是通过 AuS界面上的S原子与Se的氧化还原反应传递电子的。Na2SeO3在溶液中与电极表面的S发生作用并与电极表面的S结合生成类似于硒代过硫化物中间产物。中间产物中的Se进一步还原成硒代半胱氨酸阴离子，阴离子是很不稳定的中间态物质，故易发生岐化反应生成Se并沉积在电极表面。这种反应在单分子膜修饰电极表面进行的可能性是存在的，因为金电极上的LCys单分子膜Se排列不紧密，存在具有很多空间的簇状结构[14]，Na2SeO3分子可充分渗透到单分子层到电极界面与S原子进行上述的电子交换反应。

修饰电极上Se的溶出电流远大于裸金电极上的溶出电流（图1），且其氧化过电位也减小，说明Se在修饰电极上的阳极溶出过程可能具有催化性质，其可能的催化机理见图解2。当电位正向扫描时电极表面沉积的Se氧化成Se时， 单分子膜上的S原子在正电位下与Se发生氧化还原反应生成Se，而S原子则氧化成磺酸根并通过羟基吸附在电极表面上。这种作用产生Se的电极反应和化学反应平行的催化电流，导致Se溶出电流增加。

图解2 修饰电极上硒的催化溶出电流的产生机理（略）

Sheme 2 Mechanism of catalytic stripping current for selenium

图解3 假设的通过细胞内的GSH 吸收硒的模式图（略）

Scheme 3 Postulated model of bioutilization of elemental selenium through GSH in the cell

可以认为，细菌的‘红硒化’现象是由于GSH与Na2SeO3跨膜氧化还原作用生成Se引起的（菌类富含谷胱甘肽），是Na2SeO3通过Se来吸收外源性硒的重要的生化反应。这种吸收模式类似于在γ谷氨酰基循环过程中通过GSH的循环生化反应来跨膜吸收氨基酸至细胞内过程，GSH经若干步生化反应完成一次循环并把Se以Se的形式吸收至膜内(图解3)。

参考文献

1 Howard E G. Carcenogenesis， 1999，20（9): 1657～1666

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13 Cui S Y， Jin H， Kim S J， Kumar A P， Lee Y I. J. Biochem.， 2008， 143(5): 685～693

纳米硒篇6

铜铟镓硒薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池，被看做是现今世界上技术最先进，工业化生产最成熟的新型薄膜太阳能电池。具有高光电转换效率、制作成本低、污染小、光吸收范围广、长期稳定性佳、弱光性能好光和转化率受高温影响小等特点，可广泛用于不同地区和众多领域。经多方实地深入考察，拟投资12亿元在平乡县县城工业园建设铜铟镓硒薄膜太阳能电池项目。

一、建设项目基本情况

（一）项目名称：铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池项目

（二）项目单位：河北富能光伏科技发展股份有限公司（富能公司如下） 

 （三）项目拟选址：河北省平乡县县城工业园

（四）项目规模：项目规划占地400亩，总投资12亿元，建设防尘厂房(1万级)50000平方米，其他厂房及附属设施74000平方米。分三期实施，其中第一期投资7亿元，建设防尘厂房(1万级)30000平方米，办公楼、餐厅、宿舍等附属用房30000平方米。年产能达到50兆瓦铜铟镓硒薄太阳能电池，年产值6.5亿元，年纳税1亿元 。

该项目全部建成后可达到年生产总量100兆瓦铜铟镓硒薄太阳能电池，可实现年销售总额13亿元，年纳税2亿元。

（五）建设周期：达到建设条件后，2.5年完成第一期建设，第二期、第三期分别为1年。

二、需平乡县政府协调解决问题

1、土地及厂房建设问题

平乡县政府以零地价提供工业用地400亩（平乡县在2012年1月15日之前落实项目用地400亩，在2012年6月1日之前将项目第一期用地300亩划到富能公司名下，其余100亩地在2013年1月1日前划到富能公司名下），用于支持企业发展。平乡县政府在2012年3月1日之前落实以下建设开工，在2012年10月1日之前确保一期防尘厂房(1万级)和5000平方米办公楼2000平方米职工餐厅及1000人的工人宿舍楼建设完工。建设完工后，平乡县政府免除前5年的房屋租赁费用， 5年后由富能公司分3年买回（第一年50%；第二年25%；第三年25%）。

2、基础设施配套问题

平乡县政府负责在项目开工前（2012年3月1日）达到“五通一平”。在生产厂区内配套500米深井1眼，并根据项目需要把高压线路架设到项目用地围墙外指定地点，享受大工业用电价格。

3、融资方面

平乡县政府协调有关资源在2012年2月1日前为该项目第一期建设融资或担保1.5亿元，二、三期建设提供融资或担保不低于1.5亿元；

4、融资成本

平乡县政府与融资商直接商谈，（因融资商已享受到100亩商业用地的优惠条件，这个条件原本是给项目建设单位的，此条件是支持厂房和办公楼建设的）融资成本不高于同期银行利息或低于同期银行利息，以支持培养企业的发展壮大，做到从长远角度的政府和企业的双赢。

5、税收方面

平乡县政府政府给予该项目纳税县级留成部分免三减二的优惠政策，即：平乡县财政拿出与该项目纳税县级留成部分在富能公司盈利后的前三年的全部、后两年50%的等额资金奖励企业，用于支持企业发展。

 

二〇一一年十二月十五日

纳米硒篇7

1·1细胞分离用纳米材料

病毒尺寸一般约80~100nm,细菌为数百纳米,而细胞则更大,因此利用纳米复合粒子性能稳定、不与胶体溶液反应且易实现与细胞分离等特点,可将纳米粒子应用于诊疗中进行细胞分离。该方法同传统方法相比,具有操作简便、费用低、快速、安全等特点。美国科学家用纳米粒子已成功地将孕妇血样中微量的胎儿细胞分离出来,从而简便、准确地判断出胎儿细胞中是否带有遗传缺陷。

1·2纳米材料用于细胞内部染色

利用不同抗体对细胞内各种器官和骨骼组织的敏感程度和亲和力的显著差异,选择抗体种类,将纳米金粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,制备成多种纳米金/抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组合“贴上”了不同颜色的标签,因而为提高细胞内组织的分辨率提供了一种急需的染色技术。

1·3纳米药物控释材料

纳米粒子不但具有能穿过组织间隙并被细胞吸收、可通过人体最小的毛细血管、甚至可通过血脑屏障等特性,而且还具有靶向、缓释、高效、低毒且可实现口服、静脉注射及敷贴等多种给药途径等许多优点,因而使其在药物输送方面具有广阔的应用前景。德国科学家将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包覆,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞和磁性纳米粒子浓缩在一起,通电加热至47℃,可有效杀死肿瘤细胞而周围正常组织不受影响;挪威工科大学的研究人员,利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中肿瘤细胞的分离,由此来进行冶疗;SharmaP等[1]用聚乙烯吡咯烷酮包覆紫松醇制得的纳米粒子抗癌新药,体内实验以荷瘤小鼠肿瘤体积的缩小程度和延长存活时间来评价药效,其疗效较同浓度游离紫松醇明显增加;Damage等[2]用聚氰基丙烯酸己酯包覆胰岛素制得的纳米胶囊,给禁食的糖尿病鼠灌胃,2天后使血糖水平降低50%~60%,按每千克体重50单位胰岛素以纳米胶囊给药,降血糖作用可维持20天,而同样条件下,口服游离胰岛素却不能降低血糖水平。

1·4纳米抗菌材料及创伤敷料

按抗菌机理,纳米抗菌材料分为三类:一类是Ag+系抗菌材料,其利用Ag+可使细胞膜上的蛋白失活,从而杀死细菌。在该类材料中加入钛系纳米材料和引入Zn2+、Cu+等可有效地提高其的综合性能;第二类是ZnO、TiO2等光触媒型纳米抗菌材料,利用该类材料的光催化作用,与H2O或OH-反应生成一种具有强氧化性的羟基以杀死病菌;第三类是C-18A°纳米蒙脱土等无机材料,因其内部有特殊的结构而带有不饱和的负电荷,从而具有强烈的阳离子交换能力,对病菌、细菌有强的吸附固定作用,从而起到抗菌作用。

由于纳米银粒子的表面效应,其抗菌能力是相应微米银粒子的200倍以上,因而添加纳米银粒子制成的医用敷粒对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。深圳安信纳米生物科技有限公司已开发出粒径约25nm的银抗菌颗粒,其具有广谱、亲水、无抗药性,对大肠杆菌等致病微生物有强烈的杀灭作用。由其进一步研发出的纳米创口贴,其外观、价格都与普通创口贴相近,具有护创作用,还具有超强活性,能激活细胞、修复病变组织、加速伤口恢复的作用;相应方法还制备了纳米材料抗菌溃疡贴。此外,青岛化工学院等已开发出具有抗菌功能的多种纺织品;南京希科集团用纳米银粒子同棉织品复合,制成了广谱抗菌的新型医用棉。

1·5纳米颗粒中药及保健品

微米级中药有50%以上不溶于水,而纳米级中药粒子则可溶于水,从而有效提高药物利用率。利用纳米技术将中药材制成极易被人体吸收的纳米粒子口服胶囊、口服液或膏药,不但克服了中药在煎熬中有效成份损失及口感上的不足,而且可使有效成份吸收率大幅度提高。将制成的纳米中药膏直接贴于患处,纳米粒子很易经皮肤直接被吸收。研发纳米中药产品是促进中药走向世界、提高产品附加值、实现传统中药产业升级的发展方向之一。用纳米技术将不易被人体吸收或毒性较大的药物或保健品制成纳米胶囊或纳米粒子悬浮液,则可制得具有极高效/费比的纳米保健品。如微量元素硒具有防癌、护肝、免疫调节等作用。中国科技大学率先用纳米硒开发出“硒旺胶囊”,生物试验证明,其急性毒性是无机硒的1/7,是有机硒的1/3,其清除羟基自由基活性是无机硒的5倍,清除过氧阴离子和过氧化氢的活性也大幅度提高,使其在免疫调节和抑制肿瘤方面的灵敏性显著提高,纳米硒的安全性和生物活性使硒的保健功能可以更充分地发挥出来。

1·6纳米医用陶瓷

纳米陶瓷在人工骨、人工关节、人工齿以及牙种植体、耳听骨修复体等人工器官制造及临床应用领域有广阔的应用前景。四川大学李玉宝教授等[3~4]用硝酸钙、磷酸铵为原料,二甲基甲酰胺为分散剂,在常压下制备出晶体结构类似于人骨组织的纳米级羟基磷灰石针状晶体,可用作人骨组织修复材料;Luo等[5]用TEOS在氢氟酸催化下,经溶胶/凝胶法制得纳米孔结构的SiO2,再用TEGDMA经光引发原位聚合制得SiO2/PTEGDMA纳米复合材料,其比传统的牙科用复合材料具有更优异的耐磨性及韧性。通常方法制备的羟基磷灰石人工骨植入物,其强度和韧性都较低,不能满足应用要求。国外已制备出含有ZrO2的纳米羟基磷灰石复合材料,其硬度、韧性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼相应性能。通过调节ZrO2含量,可使该纳米复合人工骨材料具有优良的生物相容性[6]。美国Arizona材料实验室和Princeton大学的研究人员用聚二甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯和钛盐作原料,应用溶胶/凝胶工艺合成的纳米TiO2/聚合物复合材料,用其作人工骨,其强度和韧性等力学性能与人体骨相当。

1·7生物活性材料

自Hench[7]首先报道某些组成的玻璃具有生物活性以来,国内外对生物玻璃的研制十分活跃,但生物玻璃较脆、不能满足人工骨材料的使用要求。随着纳米技术发展,生物活性杂化材料在保持柔韧性的同时,弹性模量已接近硅酸硼玻璃,而且便于加入活性物质,因此是一种开发生物材料的理想途径。Jones等[8]用TEOS、甲基丙烯酰胺在偶氮类引发剂作用下,加入氯化钠制备出含钙盐的纳米SiO2/聚合物复合材料,将其在人体液中(SBF)放置1周后,可以观察到其表面有羟基磷灰石层形成,因而具有较好的生物活性,OKelly等[9]总结了借助仿生过程制备具有生物活性的纳米复合材料的思路和研究成果。应用溶胶/凝胶技术制备纳米复合材料,同时在体系中引入胺基、醛基、羟基等有机官能团,使材料表面具有反应活性,可望在生化物质固定膜材料、生物膜反应器等方面获得较大应用。

Schtelzer等[10]较早研究了在凝胶玻璃中固定胰蛋白酶的特性;Cho等[11]开发了有机—无机纳米复合材料固定α-淀粉酶,其稳定性超过1个月,可望用于研制生物膜反应器。含钛硅的纳米复合材料具有优良的透光率、氧气透过率和吸湿性,是理想的隐形眼镜材料。Schmidt等[12,13]在环硅氧烷、TEOS、异丙醇钛、甲基丙烯基硅烷、丙烯酸甲酯体系中,加入稀酸,使其在酸性条件下水解/聚合,得到隐形眼镜材料。该材料具有良好的透氧性、润湿性及较高的强度,良好的弹性和柔韧性,其透明度和折光率等均满足隐性眼镜的性能要求。我国浙江大学及华南理工大学等单位也开展了类似研究并已取得良好进展[14]。聚氨酯材料是重要的生物医学材料,因其良好的生物相容性和优异的力学性能常用来制作血管移植物、介入导管、心脏辅助循环体系及人工心脏等。许海燕等[15]用聚醚型聚氨酯与纳米碳经溶胶/凝胶法制得的纳米碳/聚氨酯复合材料,具有较好的微相分离结构,改善了材料表面的血溶相容性;Huang等[16]用带羟基的线性聚氨酯(Mn=6000)与TEOS作用,调节二者配比,可得到从柔韧的弹性体到坚硬的塑料等不同性能的纳米复合材料,以满足不同使用要求;Xu等[17]用聚氨酯和有机蒙脱土经溶液插层、溶胶/凝胶制得的纳米复合材料,在改善聚氨酯材料力学性能的同时,显著地降低了水蒸气及空气的透过率,更好地满足全人工心脏等植入人工器官的应用要求。

用溶胶/凝胶法制备的纳米微孔SiO2玻璃,可用作微孔反应器、功能性分子吸附剂、生物酶催化剂及药物控释体系的载体等[18];利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)/纳米SiO2复合材料无毒及优良的生物相容性,通过调节PDMS含量控制其硬度和弹性,可用作生物活性材料;用纳米粒子直接分散法制得的表面带有胺基或羟基的SiO2/聚吡咯纳米复合材料,可用作凝集免疫测定中高显色的“标记器”微粒;利用聚吡咯的良好导电性,其纳米复合材料在组织工程及神经修复等领域具良好应用前景[19,20]。

2展望

美国伯明翰大学的菲力普教授指出:“纳米技术最终目的还在于生活本身”。全世界的许多科学家已经把目光转向纳米技术在人们生活中的应用,尤其是旨在提高人们生活质量的生物医学领域中的应用研究。美国科学家利贝认为:利用纳米粒子进行细胞分离的技术,很可能简易地实现肿瘤等癌症的早期诊断。结合纳米靶向药物定向治疗技术的发展,人类彻底战胜癌症已为时不远!另有专家预测:随着纳米药物控释技术的发展,可望用数层纳米粒子包裹智能药物输送到病患部位,并可根据患者微区内体温、pH值等微小变化来实现靶向控释药物成份。

纳米硒篇8

硒是目前世界公认的人体必需14种微量元素之一，人体的诸多代谢活动、免疫防御、解毒功能都缺不了它。研究证实：硒与结肠癌、直肠癌、前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌以及白血病有很大的关系，还与冠心病、动脉硬化、高血压关系密切。美国流行病学调查表明，高硒地区心血管系统疾病死亡率明显低于低硒地区。科学实验还证明：缺硒会导致老年性动脉硬化、老年性心脑血管病、老年性高血压、中风，以及糖尿病、前列腺增生、脑萎缩、白内障等40多种老年性疾病。

硒是人体内无法合成、必须由外界摄入的一种微量元素。硒对人体的全面保护作用主要表现在以下几个方面：

1 硒是强抗氧化剂 人体内自由基引发的脂质过氧化作用与肿瘤、感染、炎症，自身免疫疾病、化学中毒、辐射损伤、心血管疾病以及衰老等生理过程有密切关系。

2 硒是修复保“脏”剂 硒对机体代谢活动中产生的过氧化物发挥消解和还原作用，保护细胞结构免受过氧化物损害。

3 硒是维生素的协同剂 硒可调节维生素A、C、E、K的吸收与消耗，并与维生素E协同保护细胞膜。有关资料显示，硒在抗氧化能力方面比维生素E强500倍。

4 硒是携氧增强剂 硒保护血液中红细胞，把充足的氧带给机体的每一个细胞，使每一个细胞都能行使正常功能。

5 硒是心血管保护剂 硒可有效地保护心脏健康，保护动脉血管壁上细胞膜完整性、稳定性和正常通透性，抑制脂质过氧化反应，消除自由基，阻止动脉粥样硬化，起到减少血栓形成。防止血凝块、清除胆固醇、保护心血管和心肌健康的作用。

6 硒是保肝、护肝剂 补硒及给予维生素E对防治肝坏死有一定作用。

7 硒是视力保护剂 在人体多种组织细胞中，以眼睛的硒含量最高。硒是维持视力的重要微量元素，补硒可以保护眼睛器官的健全功能和视力。

8 硒是天然解毒剂 很多疾病都是由生活环境中的有害元素如铅、汞、镉、砷、铊等的污染所造成的。硒作为带负电荷的非金属离子，在人体内可以与带正电荷的有害金属离子结合，并直接排出体外，不同程度地减轻中毒症状。

9 硒是肿瘤拮抗剂 健康人额外补硒能预防癌症发生，癌症患者补硒能提高免疫力，增强抗癌疗效，减少复发转移机会。

10 硒是放化疗药物增敏剂 硒可以抑制、改善放化疗药物的副作用，并增加放化疗药物的疗效。