纳米孔道的表面修饰及响应性研究

【摘要】生命体时刻与外界进行物质和能量的交换以维持自身的生存和生长，这种交换主要通过细胞膜上的离子通道完成。且离子通道在能量转换、信号传递、细胞分化及系统调控等方面具有重要作用。受其结构和功能的启发，得到的仿生的纳米孔道，具有机械性能强，化学稳定性好，且容易表面功能化修饰等优点，并且对其功能化后，用途广泛，功能多样，越来越受到研究者的青睐。本文对PET多孔膜进行了功能化修饰及响应性研究，并制备出了可控的仿生纳米孔道。基于生物体的离子通道和铁蛋白的储铁功能的启发，首先制备了一种基于模拟铁蛋白的金属离子检测仿生纳米孔道。通过将具有强配位能力的组氨酸修饰到锥形纳米孔道上，改变孔道的有效孔径和电荷密度，测得在一定浓度范围内的I-V曲线发生响应的变化，并根据跨膜电流的大小对应测得金属离子的浓度。然后，将金属离子去除，实现了检测金属离子浓度的纳米孔道的重复利用。由此，我们制得了检测几种金属离子浓度的仿生纳米孔道传感器。最后，利用溅射技术将金纳米颗粒修饰在纳米孔道内壁，制备了光照开关的可控纳米孔道。由于金颗粒的加入减小了纳米孔道的有效孔径，导致测得的跨膜电流值变小，整流性发生变化。且随着溅射时间的增加，金粒子密度提高，有效孔径减小，跨膜电流相应变小。同时，可见光引起的等离子体共振现象的发生，纳米孔表面电荷发生变化，导致离子输运能力提高，被测电流变大，且该现象是即时的，可逆的，并具有光照开关的特性。本文的实验方法及实验结果，可用于几种金属离子的浓度检测，且具有检测浓度低，稳定性好，且可重复利用等优点，为仿生材料用于金属离子检测及纳米孔开关器件的研究提供了研究基础。
【作者】王艺霖；
【导师】郭轶；
【作者基本信息】吉林大学，生物工程，2014，硕士
【关键词】纳米孔道；智能；仿生；检测；整流性；

【参考文献】
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