Zusammenfassung
Synthetisch hergestellte Nanomaterialien sind in der Industrie bereits ein fester Bestandteil und haben zu neuen Produktentwicklungen geführt. Auf der einen Seite versprechen ...Nanomaterialien aufgrund ihrer Größe sowie spezifischen und chemisch sehr reaktiven Oberflächen vielversprechende Anwendungsgebiete. Auf der anderen Seite lassen sich über deren potenzielle Auswirkungen auf Mensch und Umwelt derzeit kaum allgemeingültige Aussagen treffen. Die Sicherheitsbewertung dieser neuartigen Materialien, die sich aus mannigfaltigen Kompositionen zusammensetzen können, wird dadurch erschwert, da nicht nur die chemische Spezies und die Menge bzw. Dosis entscheidend sind, sondern auch andere physikalisch-chemische Parameter, wie Partikelform, Struktur, spezifische Oberflächeneigenschaften, Größe und Größenverteilung eine sehr wichtige Rolle spielen. So ist es auch derzeit eine Herausforderung, mögliche Transformationsprozesse, wie die Aggregation zu größeren Clustern oder Auflösung in ionische Bestandteile, mit zu berücksichtigen und zugleich zwischen nanomaterialspezifischen und unspezifischen Effekten unterscheiden zu können. Des Weiteren mangelt es derzeit vor allem an nanoskaligen Referenzmaterialien und an Nanomaterialien, die sich in komplexen Umweltproben wiederauffinden lassen. So müssen derzeit auch noch standardisierte Methoden und Testverfahren weiterentwickelt und angepasst werden. In Hinblick auf diese Herausforderungen werden in diesem Artikel unter anderem Lösungsvorschläge beschrieben, wie synthetische Nanomaterialien von ihren natürlich vorkommenden Pendants unterschieden werden können. Im gegenständlichen Artikel wird hierzu ein umweltrelevantes Anwendungsbeispiel näher erläutert.
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•Rhodium nanoparticles supported on nanozeolite clinoptilolite was prepared.•The amount of Rh loading (1–3wt%) were studied in hydrogenation reactions.•Excellent yield of products and ...short reaction times.
Nanozeolite clinoptilolite supported rhodium nanoparticles (Rh/NZ-CP) has been prepared and characterized by a variety of techniques, including XRD, BET, TEM, EDX, ICP-OES and XPS analysis. This nanomaterial contains 2wt% Rh in the range of 5–20nm metallic nanoparticles distributed on nanozeolite. The catalytic performance of Rh/NZ-CP was evaluated by the hydrogenation of arenes, nitroarenes, and alkenes under moderate reaction conditions. The prepared nanocatalyst can be facilely recovered and reused many times without significant decrease in activity and selectivity. The high catalytic activity, thermal stability and reusability, simple recovery and eco-friendly nature make present catalyst as a unique catalytic system, which is particularly attractive in green chemistry.
Programmierbarer Auf‐ und Abbau: Chemische und spektroskopische Studien zeigen, dass die Bildung von Se‐Se‐Bindungen die oxidationsinduzierte Aggregation von Thiolat‐substituierten CdSe‐Nanopartikeln ...zu Gelen bewirkt. Der Zusatz von Reduktionsmitteln führt zur Spaltung der Se‐Se‐Bindungen und zur Auflösung des Gels. Der Prozess kann im Kreislauf geführt werden, wodurch allmählich kleinere Partikel resultieren (siehe Bild; MUA = 11‐Mercaptoundecansäure, TMAH = Tetramethylammoniumhydroxid).
A naked-eye sensitive ELISA-like assay was developed based on gold-enhanced peroxidase-like activity of gold nanoparticles (AuNPs). Using human IgG (H-IgG) as an analytical model, goat anti-human IgG ...antibody (anti-IgG) adsorbed on microtiter plate and AuNPs-labeled anti-IgG acted as capture antibody and detection antibody, respectively. Because the surfaces of AuNPs were blocked by protein molecules, the peroxidase-like activity of AuNPs was almost inhibited, evaluated by the catalytic oxidation of peroxidase enzyme substrate 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB), which could produce a bright blue color in the presence of H₂O₂. Fortunately, the catalytic ability of AuNPs was dramatically increased by the deposition of gold due to the formation of a new gold shell on immunogold. Under optimal reaction conditions, the colorimetric immunoassay presented a good linear relationship in the range of 0.7–100 ng/mL and the limit of detection (LOD) of 0.3 ng/mL calculated by 3σ/S for UV-vis detection, and obtained LOD of 5 ng/mL for naked-eye detection. The obtained results were competitive with conventional sandwich ELISA with the LOD of 1.6 ng/mL. Furthermore, this developed colorimetric immunoassay was successfully applied to diluted human serum and fetal bovine serum samples, and predicted a broad prospect for the use of peroxidase-like activity involving nanomaterials in bioassay and diagnostics. Graphical Abstract A naked-eye ELISA-like immunoassay for determination of human IgG is described based on gold enhanced peroxidase like activity of gold nanoparticles and it is a colorimetric typical sandwich-type immunoassay format with high sensitivity
Programmed ligand targeting strategy promotes the blood circulation stability of nanoparticles by shielding the ligand. However, the irreversible shielding causes the deshielded nanoparticles to be ...easily recognized and cleared by the reticuloendothelial system (RES), impeding their further retention in the tumor. Here, we for the first time prove the superiority of the intelligent re-shieldable targeting system that is based on the pH-responsive self-assembly/disassembly of gold nanoparticles. The system can enhance the stability of gold nanoparticles in the blood circulation (2.6-fold at 24h), reduce uptake by the RES (35% lower) and improve tumor accumulation (41% higher by analysis of gold content in tumor) effectively compared with the conventional irreversible system. Furthermore, preliminary study indicates that the system could be applied as computed tomography contrast agent in tumor imaging. The in vivo validity of the intelligent re-shieldable targeting system provides inspiration for the design of nanomaterials for cancer diagnosis and treatment.
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Marilyn Monroe wusste: “Diamonds are a girl's best friend”, aber auch Chemiker haben Diamanten als attraktive Forschungsobjekte entdeckt. Dabei sind diese Diamanten normalerweise recht klein (hier ...nanometergroße “Diamantoide”) und stellen durch ihre einzigartigen Strukturen äußerst ungewöhnliche Synthesebausteine dar. Da es seit wenigen Jahren möglich ist, die “niederen” Diamantoide (bis zum Triamantan) in großen Mengen aus Erdöl zu erhalten, und da die Isolierung der “höheren” Diamantoide (ab Tetramantan) aus Rohöl ebenfalls technisch machbar ist, stehen diese somit der Forschung zur Verfügung. Die Diamantoide zeichnen sich gegenüber anderen nanometergroßen Diamanten besonders durch ihre klar definierten Strukturen aus. Durch zielgerichtete Funktionalisierungen mit hohen Ausbeuten lassen sich Derivate für sehr unterschiedliche Anwendungen wie z. B. Polymere, Oberflächenbeschichtungen, Medizin, molekulare Elektronik usw. herstellen.
Diamantoide: Durch die mögliche Gewinnung großer Mengen an Diamantoiden aus Rohöl und Gas steht eine neue und bislang fast völlig unerforschte Klasse von kohlenstoffreichen Materialien für die Forschung und Entwicklung zur Verfügung. Diese besonderen Nanodiamanten weisen nicht nur klar definierte Strukturen auf, sondern sind auch die stabilste Form der Kohlenwasserstoffe im Nanometerbereich. Ihre Funktionalisierung und Charakterisierung ergibt Verbindungen, die für mögliche Anwendungen wie Beschichtungen, Polymere, Pharmazeutika, elektronische Bauelemente usw. in Frage kommen.
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