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纳米科技促进了纳米载体系统研究的快速发展，使其在多学科领域得到了广泛的应用。空心纳米SiO2球具有很多独特的性质，如稳定和坚固的骨架结构，比表面积大，粒径及孔径大小可调，内外表面易于修饰，良好的生物相容性。其最显著的特点是具有空心结构，对客体分子的装载量大大提高，已被用于药物缓释和控释载体的研究。 相对动物细胞而言，高等农作物植物细胞具有相对复杂的细胞壁、细胞膜的保护，纳米材料较难突破该保护层进入细胞内。因而有关纳米材料与植物细胞的相互作用方面研究很少。筛选合适的能穿透植物细胞壁、能作为基因或化学调控剂智能输运器的多孔纳米组装体系在农作物培育与改良方面将成为一个备受关注的研究热点。 本课题用软模板法和硬模板法制备得到了两种空心纳米SiO2载体，并分别用共缩聚法和接枝法对其表面进行氨基修饰。用红外、扫描电镜、透射电镜、能谱、比表面和孔径分布分析仪、X射线衍射仪对纳米SiO2进行了分析和表征。研究了用软模板法制得的多孔氧化硅纳米胶囊对罗丹明B的缓释性能及对DNA的负载和保护作用。尝试将多孔氧化硅纳米胶囊用于棉花培养，研究其对棉花生长发育的影响，考察纳米胶囊能否进入植株体内及引起的根部细胞组织和结构的变化。研究结果摘要如下： （1）用软模板法制得的多孔氧化硅纳米胶囊表面有很多的裂缝，粒径较为均一且直径大小在80 nm左右，孔径分布窄，主要分布在2～6 nm。其对罗丹明B的释放，前2.5小时释放速度快，然后释放速度减慢，到24小时时基本达到平衡。说明多孔氧化硅纳米胶囊具有吸附装载和缓释作用。 （2）用硬模板法制得的核壳状纳米氧化硅壳层上有不规则的孔道，直径约为60 nm，内核的直径约为30 nm。随着TEOS/PS比值减小，纳米氧化硅的壳层变薄，比表面积逐渐增大。核壳状纳米氧化硅的孔径分布较宽，是微孔和介孔材料，且为无定形结构。 （3）形成的纳米SiO2/质粒DNA复合物稳定性好，能有效保护负载的质粒DNA不被 DNaseⅠ降解，因此制备的氨基功能化的多孔氧化硅纳米胶囊可作为基因转染的良好载体。 （4）用多孔 SiO2纳米胶囊培养的棉花植株未看到显著性差异，且在根部的切片和拉曼光谱图中未找到纳米氧化硅，应考虑延长培养时间或者增大多孔SiO2纳米胶囊浓度进行进一步的研究。