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近二十年来,(模拟)生物膜研究和纳米材料研究都取得了快速发展。为了制备出功能化的纳米材料和更好地了解生物膜的物理化学性质和生物功能,将二者的研究有机结合,围绕脂膜相关纳米材料及其它新颖结构纳米材料的制备与性质研究,开展了一系列的研究工作,取得的主要结果如下:
1.发展了一种简单的一步法以制备具有良好稳定性和水溶性的DDAB脂质双层膜保护的金纳米粒子。通过多种技术证实了金纳米粒子的形成,发现金纳米粒子表面上的DDAB保护层为双层膜结构。利用该金纳米粒子表面的正电荷,通过层层自组装技术制备了含有DDAB双层膜保护的金纳米粒子和带负电的聚电解质的有序多层膜,并对该自组装膜进行了表征。
2.研究了冰冻-解冻过程对脂质双层膜保护的金纳米粒子的影响。实验结果表明冰冻-解冻过程会导致脂膜保护的金纳米粒子(DODAB双层膜保护的金纳米粒子除外)发生融合或聚集,探讨了该影响的机理。实验还发现一定浓度的蔗糖可以有效地防止脂膜保护的金纳米粒子在冰冻一解冻过程中发生聚集。
3.以金纳米粒子为探针,采用光谱法和电镜技术研究了药物分子氯丙嗪与磷脂膜之间的相互作用。以金纳米粒子上支撑的DMPG双层膜作为模型膜,加入的氯丙嗪会与DMPG双层膜发生相互作用,导致金纳米粒子的表面等离子共振吸收和形貌都发生变化,该变化是与氯丙嗪的浓度相关的。此外,探讨了氯丙嗪与DMPG双层膜的作用机理。
4.以动力学稳定性较差的DDAB单片层泡囊为模板制备了不同结构的二氧化硅纳米粒子,并发现DDAB泡囊的相态对产物的结构有非常大的影响。当DDAB泡囊分别处于液晶态和凝胶态时,所得到的二氧化硅纳米粒子分别主要为实心球和空心球,且二氧化硅终产物都具有介孔结构。此外,着重研究了二氧化硅纳米粒子在DDAB泡囊溶液中的生长过程,探讨了其可能的形成机理。
5.发展了一种以配位聚合物胶体球为模板通过直接化学还原法制备单分散的亚微米尺寸的铂胶体球的方法,并对该铂胶体球产物进行了详细的表征。每个铂胶体球都由大量的铂纳米粒子组成且纳米粒子之间形成了纳米级孔结构。电化学实验结果表明所制备的铂胶体球对氧的电还原和甲醇的电氧化都具有很好的催化效果。