納米生物復(fù)合材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)中所涉及到的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與概念

1、凝膠電泳：凝膠電泳的原理比較簡(jiǎn)單。當(dāng)一種分子被放置在電場(chǎng)當(dāng)中時(shí)，它們就會(huì)以一定的速度移向適當(dāng)?shù)碾姌O，這種電泳分子在電場(chǎng)作用下的遷移速度，叫做電泳的遷移率。它同電場(chǎng)的強(qiáng)度和電泳分子本身所攜帶的凈電荷數(shù)成正比。也就是說(shuō)，電場(chǎng)強(qiáng)度越大、電泳分子所攜帶的凈電荷數(shù)量越多，其遷移的速度也就越快，反之則較慢。由于在電泳中使用了一種無(wú)反應(yīng)活性的穩(wěn)定的支持介質(zhì)，如瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺膠等，從而降低了對(duì)流運(yùn)動(dòng)，故電泳的遷移率又是同分子的摩擦系數(shù)成反比的。已知摩擦系數(shù)是分子的大小、極性及介質(zhì)粘度的函數(shù) ，因此根據(jù)分子大小的不同、構(gòu)成或形狀的差異，以及所帶的凈電荷的多少，便可以通過(guò)電泳將蛋白質(zhì)或核酸分子混合物中的各

2、種成分彼此分離開(kāi)來(lái)。在生理?xiàng)l件下，核酸分子中糖-磷酸骨架中的磷酸基因呈現(xiàn)出離子狀態(tài)，從這種意義上講，D和RNA多核苷酸鏈可叫做多聚陰離子(Polyanions)。因此，當(dāng)核酸分子被放置在電場(chǎng)中時(shí)，它們就會(huì)向正電極的方向遷移。由于糖-磷酸骨架結(jié)構(gòu)上的重復(fù)性質(zhì)，相同數(shù)量的雙鏈DNA幾乎具有等量的凈電荷，因而它們能以同樣的速度向正電極方向遷移。 在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度下，DNA分子的這種遷移速度，亦即電泳的遷移率，取決于核酸分子本身的大小和構(gòu)型，分子量較小的DNA分子比分子量較大的DNA分子遷移要快些。這就是應(yīng)用凝膠電泳技術(shù)分離DNA片段的基本原理。光熱效應(yīng)：光熱效應(yīng)指材料受光照射后，光子能量與晶格相互作

3、用，振動(dòng)加劇，溫度升高，由于溫度的變化而造成物質(zhì)的電學(xué)特性變化。利用光熱效應(yīng)的探測(cè)器：熱敏電阻、熱電偶、熱電堆和熱釋電探測(cè)器等。其中，紅色光的熱效應(yīng)最大。熒光分析法：利用某些物質(zhì)被紫外光照射后處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子經(jīng)歷一個(gè)碰撞及發(fā)射的去激發(fā)過(guò)程所發(fā)生的能反映出該物質(zhì)特性的熒光，可以進(jìn)行定性或定量分析的方法。熒光分析的最大特點(diǎn)是：分析靈敏度高、選擇性強(qiáng)和使用簡(jiǎn)便。熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）：熒光共振能量轉(zhuǎn)移是指在兩個(gè)不同的熒光基團(tuán)中，如果一個(gè)熒光基團(tuán)（供體Donor）的發(fā)射光譜與另一個(gè)基團(tuán)（受體Acceptor）的吸收光譜有一定的重疊，當(dāng)這兩個(gè)熒光基團(tuán)間的距離合適時(shí)（一般小于100Å

4、），就可觀察到熒光能量由供體向受體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，即以前一種基團(tuán)的激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)，可觀察到后一個(gè)基團(tuán)發(fā)射的熒光。金納米粒子的特性:與塊體金不同，金納米粒子的價(jià)帶和導(dǎo)帶是分開(kāi)的。當(dāng)金的粒子尺寸足夠小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)，導(dǎo)致金納米粒子向絕緣體轉(zhuǎn)化，并能夠形成不同能級(jí)間的駐電子波。若能級(jí)間隔超出一定的范圍同時(shí)發(fā)生單電子躍遷，將表現(xiàn)出特殊的光學(xué)和電子學(xué)特性。(1) 表面等離子共振特性表面等離子共振是金納米粒子最重要的性質(zhì)之一，在水溶液和玻璃中，金納米粒子呈現(xiàn)出深紅色，便是其發(fā)生表面等離子共振的結(jié)果。它的產(chǎn)生是由于金納米粒子表面導(dǎo)帶中電子共振的結(jié)果，這種共振與入射光的電磁場(chǎng)有關(guān)。隨著金納米粒子的尺寸和形

5、狀發(fā)生變化，其表面等離子共振峰位置和形狀也不同，因此可以通過(guò)吸收峰的位置以及溶液的顏色變化，判斷金納米粒子的產(chǎn)生、粒徑大小和表面自組裝情況。(2) 熒光特性金納米粒子產(chǎn)生熒光的方式主要有兩種，一種是將具有熒光性質(zhì)的分子組裝到金納米粒子表面，該熒光團(tuán)在激發(fā)下發(fā)光；另外一種是表面組裝的分子吸收能量后通過(guò)分子內(nèi)的能量傳遞給金納米粒子，使金納米粒子產(chǎn)生輻射發(fā)光。研究發(fā)現(xiàn)，在金納米粒子表面組裝上不同的分子后，會(huì)在金納米粒子表面發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移。（兩種熒光現(xiàn)象的發(fā)光主體不同）(3) 電化學(xué)特性由于金屬納米粒子的禁帶和導(dǎo)帶之間存在帶隙，當(dāng)納米粒子的粒徑足夠小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)，使金屬?gòu)膶?dǎo)體向絕緣體轉(zhuǎn)

6、換并產(chǎn)生不連續(xù)能級(jí)。對(duì)于有機(jī)單分子層保護(hù)的金納米粒子，表面會(huì)存在雙電層電容，這相當(dāng)于一個(gè)納米尺寸的電極，其雙電層電容值隨著粒子表面烷基鏈長(zhǎng)度減少而逐漸增加。(4) 超分子與分子識(shí)別特性金納米粒子表面的可控組裝為分子識(shí)別提供了重要的方法和路徑。金納米粒子可以與很多基團(tuán)通過(guò)范德華力、氫鍵、靜電吸附、 鍵、抗原抗體等相互作用結(jié)合，此時(shí)紫外可見(jiàn)光譜、紅外光譜、熒光光譜等譜圖中代表該識(shí)別體的特征峰會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)識(shí)別、檢測(cè)、分析的目的。另外，金納米粒子與被識(shí)別體的官能團(tuán)結(jié)合后也可以誘導(dǎo)超分子結(jié)構(gòu)的形成，使其作為化學(xué)和生物分析的傳感器，既能識(shí)別小分子和離子，又能識(shí)別生物大分子。量子尺寸效應(yīng)：量子尺寸效

7、應(yīng)-是指當(dāng)粒子尺寸下降到某一數(shù)值時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)或者能隙變寬的現(xiàn)象。表面等離子共振：表面等離子共振技術(shù)，英文簡(jiǎn)寫(xiě)SPR。應(yīng)用SPR原理檢測(cè)生物傳感芯片上配位體與分析物之間的相互作用情況，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。細(xì)胞MTT測(cè)試：商品名：噻唑藍(lán)。是一種黃顏色的染料。MTT主要有兩個(gè)用途：1藥物（也包括其他處理方式如放射線照射）對(duì)體外培養(yǎng)的細(xì)胞毒性的測(cè)定；2細(xì)胞增殖及細(xì)胞活性測(cè)定。檢測(cè)原理：MTT可以穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與活細(xì)胞線粒體中的琥珀脫氫酶反應(yīng)生成難溶于水的甲臜結(jié)晶，該結(jié)晶溶于二甲基亞砜（DMSO）后在 490 nm 處出現(xiàn)吸收。由于死細(xì)胞中不含琥珀酸脫氫酶，加入

8、MTT 后不會(huì)生成甲臜，因此 490 nm 處的吸收值與活細(xì)胞數(shù)成正比。根據(jù)測(cè)得的吸光度值（OD值），來(lái)判斷活細(xì)胞數(shù)量，OD值越大，細(xì)胞活性越強(qiáng)（如果是測(cè)藥物毒性，則表示藥物毒性越小）。流式細(xì)胞術(shù):流式細(xì)胞術(shù)（Flow Cytometry, FCM）是一種在功能水平上對(duì)單細(xì)胞或其他生物粒子進(jìn)行定量分析和分選的檢測(cè)手段，它可以高速分析上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，并能同時(shí)從一個(gè)細(xì)胞中測(cè)得多個(gè)參數(shù)，與傳統(tǒng)的熒光鏡檢查相比，具有速度快、精度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)代最先進(jìn)的細(xì)胞定量分析技術(shù)。在腫瘤學(xué)中的應(yīng)用:這是FCM在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用最早的一個(gè)領(lǐng)域。首先需要把實(shí)體瘤組織解聚、分散制備成單細(xì)胞懸液，用熒光染料(碘化吡

9、啶PI)染色后對(duì)細(xì)胞的DNA含量進(jìn)行分析。也可以對(duì)細(xì)胞的存活數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。微孔、介孔、大孔：孔徑小于2nm的稱(chēng)為微孔；孔徑大于50nm的稱(chēng)為大孔；孔徑在2到50nm之間的稱(chēng)為介孔（或中孔）?？讖剑╪m）小于2大于2，小于50大于50名稱(chēng)微孔介孔（中孔）大孔寡核苷酸:寡核苷酸，是一類(lèi)只有20個(gè)以下堿基的短鏈核苷酸的總稱(chēng)（包括DNA或RNA內(nèi)的核苷酸）。寡核苷酸可以很容易地和它們的互補(bǔ)對(duì)鏈接，所以常用來(lái)作為探針確定DNA或RNA的結(jié)構(gòu)。納米藥物載體的優(yōu)勢(shì):納米藥物載體主要是利用納米粒子的小尺寸效應(yīng)和高比表面效應(yīng)改善人體對(duì)藥物的吸收和人工控制藥物的釋放，同時(shí)利用納米藥物載體自身的屏蔽作用實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的

10、保護(hù)，與傳統(tǒng)藥物相比，具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。 納米藥物載體一般具有多孔、中空、多層等結(jié)構(gòu)特性，通過(guò)選擇載體材料的種類(lèi)和配比，或加以修飾連接刺激響應(yīng)的釋放系統(tǒng)，可以控制藥物的釋放速度與釋放量，極大延長(zhǎng)藥物的半衰期，同時(shí)減少用藥次數(shù)和用藥量，減輕藥物的毒副作用。甚至可以制成微小的直接包含藥物的分子機(jī)器，在體內(nèi)循環(huán)過(guò)程中制造出治療所需的藥物，解決許多需長(zhǎng)期用藥的疾病如高血壓、冠心病、糖尿病等。 多肽類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)、酶類(lèi)及某些抗生素類(lèi)藥物口服后易被胃酸或胃腸道消化酶破壞而失活，只能通過(guò)注射給藥，極大的限制了其應(yīng)用，將藥物包覆于納米藥物載體后，可提高這些藥物的穩(wěn)定性，避免藥物與胃蛋白酶的接觸，提高藥物在胃腸

11、道中的穩(wěn)定性，此外對(duì)易氧化藥物和揮發(fā)性藥物具有很好的穩(wěn)定作用。 納米藥物載體進(jìn)入生物體后被機(jī)體作為異物，從而被巨噬細(xì)胞吞噬達(dá)到網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等部位，具有天然的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的被動(dòng)靶向性。經(jīng)過(guò)連接配體、抗體、酶作用底物等靶向性物質(zhì)后的納米藥物載體可獲得更精確的主動(dòng)靶向性，定向作用于靶組織或靶器官或靶細(xì)胞釋放藥物，在提高靶部位藥物濃度的同時(shí)，有效減少了藥物對(duì)正常組織的毒副作用，對(duì)具有良好藥理作用但又難以有效達(dá)到靶部位或者毒副作用較強(qiáng)的藥物（如阿霉素等）特別適合。 納米藥物載體可消除特殊生物屏障對(duì)藥物作用的限制。生物體有許多保護(hù)機(jī) 體不受損害的天然生物屏障，如血腦屏障、血

12、眼屏障、細(xì)胞膜屏障等，這些屏障 往往阻礙親水性藥物的吸收和利用，納米顆粒可以改變其膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，增加藥物對(duì)生物膜的通透性，有利于藥物透膜吸收進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),更好地發(fā)揮療效。如用氰基丙稀酸醋作載體制備的長(zhǎng)春花胺納米粒，口服給藥后比水溶液制劑吸收更快、更安全。 此外，納米藥物載體的比表面積較大、連接的功能基團(tuán)或活性中心多，利于修飾或偶聯(lián)功能分子，實(shí)現(xiàn)療效跟蹤與治療的同步化。表面等離子共振效應(yīng)（SPR）：表面等離子共振（SPR）是一種光學(xué)現(xiàn)象，可被用來(lái)實(shí)時(shí)跟蹤在天然狀態(tài)下生物分子間的相互作用。這種方法對(duì)生物分子無(wú)任何損傷，且不需任何標(biāo)記物。共聚焦顯微鏡（CLSM）的應(yīng)用：共聚焦顯微鏡有較高的分辨率，而且能

13、觀察到樣本隨時(shí)間的變化。因此，共聚焦顯微技術(shù)在生物學(xué)研究領(lǐng)域起著不可或缺的作用。以下為共焦顯微技術(shù)的幾個(gè)主要應(yīng)用方面：利用激光共聚焦顯微鏡不僅可以清晰地觀察被固定的細(xì)胞和組織切片，而且可以對(duì)活細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)（1）組織和細(xì)胞中熒光標(biāo)記的分子和結(jié)構(gòu)的檢測(cè)：利用激光點(diǎn)掃描成像，形成所謂的“光學(xué)切片”，進(jìn)而可以利用沿縱軸上移動(dòng)標(biāo)本進(jìn)行多個(gè)光學(xué)切片的疊加形成組織或細(xì)胞中熒光標(biāo)記結(jié)構(gòu)的總體圖像，因此可以用于觀察切片和一些表面不平的標(biāo)本，特別是研究具有長(zhǎng)突起的神經(jīng)元時(shí)更有使用價(jià)值。同時(shí)可以做三維圖像重建和標(biāo)記強(qiáng)度的半定量分析。（2）定量或半定量測(cè)量Ca2+和pH等細(xì)胞內(nèi)離子濃度及變化：激光

14、掃描共聚焦顯微鏡可以提供更好的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中鈣離子濃度動(dòng)態(tài)變化的圖像，這對(duì)于研究鈣等離子細(xì)胞內(nèi)動(dòng)力學(xué)有意義。最好與電生理等技術(shù)相結(jié)合來(lái)觀察離子變化與電生理學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性。（3）熒光光漂白及恢復(fù)技術(shù)：利用高能量激光束將細(xì)胞內(nèi)某一部分中選定靶區(qū)域的某種熒光淬滅，然后觀察鄰近相同的熒光標(biāo)記物重新擴(kuò)散入該區(qū)域的速度和方式，從而分析細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸、受體在細(xì)胞膜上的流動(dòng)和大分子組裝等細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程。（4）長(zhǎng)時(shí)程觀察細(xì)胞遷移和生長(zhǎng)：激光掃描共聚焦顯微鏡的軟件一般均可自動(dòng)控制地進(jìn)行定時(shí)和定方式的激光掃描，而且由于新一代激光掃描共聚焦顯微鏡的探測(cè)效率的提高，只需要很小的激光能量就可以達(dá)到較好的圖像質(zhì)量，從而減小

15、了每次掃描時(shí)激光束對(duì)細(xì)胞的損傷，因此，可以用于數(shù)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)程定時(shí)掃描，記錄細(xì)胞遷移和生長(zhǎng)等細(xì)胞生物學(xué)現(xiàn)象。（5）其他的生物學(xué)應(yīng)用：用高能量激光束進(jìn)行細(xì)胞損傷和損毀實(shí)驗(yàn)，一般要用紫外激光束進(jìn)行細(xì)胞損毀；細(xì)胞間通訊研究；光解籠鎖活化技術(shù)等。熱重分析（TGA）：熱重分析（TGA），是指在程序控制溫度下測(cè)量待測(cè)樣品的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種熱分析技術(shù)，用來(lái)研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。光敏劑：在光化學(xué)反應(yīng)中，有一類(lèi)分子，它們只吸收光子并將能量傳遞給那些不能吸收光子的分子，促其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而本身則不參與化學(xué)反應(yīng)，恢復(fù)到原先的狀態(tài)，這類(lèi)分子稱(chēng)為光敏劑。由光敏劑引發(fā)的光化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為光敏反應(yīng)。通常，人們把有氧分

16、子參與的伴隨生物效應(yīng)的光敏反應(yīng)稱(chēng)為光動(dòng)力反應(yīng)，把可引發(fā)光動(dòng)力反應(yīng)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的藥物稱(chēng)為光動(dòng)力藥物，即光敏藥物。金納米粒子(AuNPs)的制備：粒徑為 13nm 的金納米粒子根據(jù)之前報(bào)道的檸檬酸鈉還原氯金酸的方法合成。首先，將實(shí)驗(yàn)所用的玻璃器皿用王水（濃 HCl/濃 HNO3，3:1）浸泡處理，然后用超純水沖洗干凈，置于烘箱中烘干后備用。將 100 mL 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.01%的 HAuCl4水溶液加熱至沸騰，在劇烈攪拌下迅速加入 2.0mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%的檸檬酸鈉水溶液，溶液開(kāi)始由淡黃色變?yōu)闊o(wú)色，逐漸變?yōu)榫萍t色，在沸騰下反應(yīng) 10 分鐘，接著停止加熱，繼續(xù)攪拌 15 分鐘，溶液在室溫慢慢

17、冷卻，制備得到的納米金溶液用 0.45m 的濾膜過(guò)濾。透射電子顯微鏡（TEM）照片顯示金納米粒子的大小為 13±2nm（對(duì)100個(gè)納米顆粒采樣）。制備的金納米粒子置于冰箱 4保存?zhèn)溆?。金納米棒的制備及表征:制備晶種（檸檬酸鈉還原氯金酸法）：5 mL濃度為 0.2 M的CTAB水溶液與濃度為 5 mL0.5 mM的HAuCl4水溶液，在攪拌的條件下，混合均勻。向上述溶液中加入 0.6 mL 濃度為0.01M 的冰度 NaBH4溶液，得到棕黃色溶液，攪拌 2 min，室溫 25 ºC 保存。 制備金納米棒（晶體生長(zhǎng)法）：向 5 mL的濃度為 0.2 M的CTAB水溶液中，分別加

18、入不同體積濃度為 0.004 M的 AgNO3 溶液（50 L, 100 L,150 L,200 L）。向上述溶液中再加入 5 mL HAuCl4（1 mM），溫和攪拌，加入 70 L維生素C（0.0788 M），溶液由深黃色變?yōu)闊o(wú)色。最后加入 12 L 的晶種溶液，10-20 min 逐漸變色。在透射電子顯微鏡下觀察合成的金納米棒的形貌與尺寸。介孔二氧化硅的合成：介孔二氧化硅材料的合成是基于表面活性劑、在酸性或者是堿性條件下進(jìn)行的。硅源可以是白炭黑、硅酸鈉和正硅酸四乙脂（TEOS）。目前，應(yīng)用最為廣泛的介孔二氧化硅為 MCM-41 型，在低表面活性劑條件下合成。在合成過(guò)程中，少量十六烷基三甲

19、基溴化銨(CTAB)用作表面活性劑首先溶水中，加入 NaOH 調(diào)節(jié) pH 為堿性，之后在 353K、攪拌的條件下加入正硅酸四乙脂（TEOS），混合液繼續(xù)反應(yīng) 2h，便生成白色介孔二氧化硅沉淀。注意：a、有序介孔相的形成主要取決于表面活性劑和帶負(fù)電的正硅酸四乙酯（TEOS）的相互作用；b、介孔二氧化硅的形貌可以通過(guò)控制合成過(guò)程中的pH值或者是通過(guò)添加調(diào)節(jié)劑（表面活性劑、抑制劑等）的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。論文中上述方法的具體實(shí)驗(yàn)步驟：首先將 CTAB（0.5 g，1.37×10-3 mol）溶解在 240 mL 去離子水中，然后加入 1.5 mL NaOH（2 M），攪拌 10 min 后將溫度

20、調(diào)至 80 C。向上述溶液中逐滴加入 2.5 mL TEOS（1.29×10-2mol），混合物持續(xù)攪拌 2 h 即生成白色沉淀物，該白色沉淀即為 MSN。一部分白色產(chǎn)物用乙醇和水洗滌若干次后烘干得到洗滌的 MSN，另外一部分白色固體在 450 °C 下煅燒 10 h，完全除去 CTAB 模板劑，得到煅燒的MSN。方法二：在低濃度的 CTAB 作模板劑的條件下，利用氫氧化鈉催化 TEOS 和不同的有機(jī)硅烷發(fā)生共縮聚反應(yīng)。該方法不需要使用任何有機(jī)助溶劑或者在共縮聚的過(guò)程中不需要瞬間中和酸性溶液。通過(guò)改變加入的有機(jī)硅烷的種類(lèi)和濃度得到了一系列形狀不同的納米顆粒，如球狀、棒狀和六

21、邊型的管。中空介孔二氧化硅介紹其及制備：是指中間部分是空腔，殼層是介孔二氧化硅的納米材料，該類(lèi)材料兼具了介孔二氧化硅的孔道規(guī)則和中空材料負(fù)載量大的優(yōu)點(diǎn)，因此在藥物載體領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。中空介孔二氧化硅的空腔大小和厚度可調(diào)。其制備方法主要為模板法，包括硬模板法和軟模板法。硬模板法是制備中空介孔二氧化硅中比較直接的方法，該方法可靠，有良好的可控性。一般地，這種制備方法包括四大主要步驟：制備硬模板；在硬模板上進(jìn)行功能化修飾或者改性，使其適合進(jìn)一步包覆；在硬模板上包覆介孔二氧化硅；除掉硬模板。步驟是最關(guān)鍵的一步，因?yàn)檫@一步涉及介孔模板的自組裝和硅烷前驅(qū)體的水解。硬模板有金屬納米顆粒、氧化物納米顆粒

22、和聚合物等，最常用的是單分散的二氧化硅納米顆粒和聚苯乙烯乳球（PS）。缺點(diǎn)：產(chǎn)率不高，有些除去模板的方法會(huì)對(duì)納米材料的穩(wěn)定性有影響。軟模板法：軟模板法制備中空介孔二氧化硅與硬模板法類(lèi)似，主要是選擇的模板不同。用作軟模板的物質(zhì)主要有乳化劑液滴（油包水或者水包油）、表面活性劑和超分子膠束、聚合物和聚合物囊泡、氣泡等。注意：在制備 HMSN 的過(guò)程中，調(diào)整適當(dāng)?shù)?pH 值是比較關(guān)鍵的，一般控制 pH 在 9-10 范圍內(nèi)比較合適。如果堿性較大，會(huì)影響金納米顆粒的穩(wěn)定性，引起金納米顆粒的聚集，不利于包覆的進(jìn)行；堿性過(guò)小，不利于硅烷化試劑的充分水解，因此控制加入的氫氧化鈉的量是比較重要的。在不改變其他反

23、應(yīng)條件的前提下，TEOS 的用量會(huì)對(duì)介孔二氧化硅殼層的厚度產(chǎn)生影響，納米金的大小相同時(shí)，加入 TEOS 的量越大，包覆的介孔二氧化硅的厚度越大，因此通過(guò)改變 TEOS 的用量可以調(diào)整制備的 HMSN 的規(guī)格。介孔二氧化硅的功能化修飾：對(duì)介孔二氧化硅進(jìn)行功能化修飾時(shí)根據(jù)修飾的順序不同分為兩種：一種是在制備介孔二氧化硅的過(guò)程中加入帶有官能團(tuán)的硅烷化試劑，硅烷前驅(qū)體和帶有官能團(tuán)的硅烷化試劑會(huì)同時(shí)發(fā)生水解縮合，此時(shí)得到的介孔二氧化硅在骨架和表面都有官能團(tuán)存在；另一種是制備好介孔二氧化硅之后，再加入帶有官能團(tuán)的硅烷化試劑，此時(shí)得到的介孔二氧化硅主要是在外表面存在官能團(tuán)。氨基化的介孔二氧化硅（MS-NH2

24、）的制備：（本論文中的方法）氨基化的介孔二氧化硅的制備參照傳統(tǒng)的合成方法并加以少量修改。將0.25g CTAB 溶解于 100mL 二次水中，攪拌均勻，再向溶液中加入 0.875mL NaOH溶液（2M），將溶液加熱至 85攪拌回流 30 分鐘。1.25mL正硅酸四乙酯（TEOS）和 0.25mL 3-丙氨基三乙氧基硅烷（APTS）同時(shí)逐滴加入到上述溶液中，繼續(xù)回流反應(yīng) 2 小時(shí)，產(chǎn)生白色沉淀。將沉淀用甲醇離心（10000rpm）洗滌兩遍之后，沉淀分散于甲醇和鹽酸的混合溶液（甲醇和濃鹽酸體積比為 9:160），沸騰回流 24 小時(shí)以除去介孔二氧化硅孔道內(nèi)的 CTAB 模版。最后，將沉淀用甲醇離

25、心（10000rpm）洗滌兩遍，置于真空干燥箱中干燥，最終得到干燥的氨基化的介孔二氧化硅固體。氨基修飾的介孔二氧化硅包覆的金納米棒（AuNRsMS-NH2）的制備:氨基修飾的介孔二氧化硅包覆的金納米棒的合成依據(jù)經(jīng)典的共沉淀方法并加以略微的修改。將預(yù)先合成的金納米棒溶液離心洗滌（10000rpm,×2）以除去多余的 CTAB(十六烷基三甲基溴化銨，為一種表面活性劑)，沉淀重新分散于 100mL二次水溶液中。取30mL上述金納米棒溶液，向其中加入0.3mLNaOH溶液（0.1M），攪拌10分鐘。然后，同時(shí)向其中加入 45L含20% TEOS（正硅酸乙酯）的甲醇溶液以及 15L含 2%AP

26、TE（3-氨丙基三乙氧基硅烷，是一種硅烷偶聯(lián)劑）的甲醇溶液，共加入三次，間隔半小時(shí)，不停攪拌?；旌弦悍磻?yīng) 24 小時(shí)形成氨基化的介孔二氧化硅殼層。將合成的 AuNRsMS-NH2離心（10000rpm），用甲醇和水洗滌數(shù)次以去除介孔二氧化硅孔道中的 CTAB 分子，最終 AuNRsMS-NH2沉淀分散于 6mL二次水中,溶液濃度為 0.2 mg/ mL。制備中空介孔二氧化硅納米顆粒（HMSN） ：HMSN 是通過(guò)將 AuNPsMS 的納米金核腐蝕的方法制備的。腐蝕金的方法主要有氰化法和非氰化法兩大類(lèi)，其基本原理都是金原子與腐蝕劑形成可溶的絡(luò)合物離子。非氰化法中最重要的是硫脲法，與氰化法相比，硫

27、脲法提取金有無(wú)毒，浸取速度快等優(yōu)點(diǎn)。具體的操作方法是：1 mL 硫脲試劑（1 M，pH = 2.0硫酸） 與 0.5 mL 富集之后的 AuNPsMS 混合。30 min 后，向混合溶液中入 50 L H2O2（1 M）水溶液，5 min 內(nèi)金核即被腐蝕完全。將溶液離心，棄去上清液，水洗沉淀若干次，烘干。光漂白：指在光的照射下熒光物質(zhì)所激發(fā)出來(lái)的熒光強(qiáng)度隨著時(shí)間推移逐步減弱乃至消失的現(xiàn)象。熒光成像的質(zhì)量很大程度上依賴(lài)于熒光信號(hào)強(qiáng)度 ，提高激發(fā)光強(qiáng)度固然可以提高信號(hào)強(qiáng)度，但激發(fā)光的強(qiáng)度不是可以無(wú)限提高的，當(dāng)激發(fā)光的強(qiáng)度超過(guò)一定限度時(shí)，光吸收就趨于飽和， 并不可逆地破壞激發(fā)態(tài)分子，這就是光漂白現(xiàn)象

28、。核殼結(jié)構(gòu)納米材料的類(lèi)型： 納米材料由于其獨(dú)特的性質(zhì)引起了研究者越來(lái)越多的的關(guān)注。核殼結(jié)構(gòu)的組裝材料類(lèi)型非常多，目前主要集中在以下四個(gè)方面： 1、染料分子作為主體材料的核殼材料 有機(jī)染料分子在生物分子標(biāo)記與檢測(cè)中扮演著非常重要的角色，但是它本身存在著很多不足，比如抗光漂白性差，量子產(chǎn)率低等。因此，我們通過(guò)在外面包裹殼層來(lái)改善它在應(yīng)用中的一些不足，用二氧化硅包裹有機(jī)染料形成熒光雜化的納米顆粒就是最常見(jiàn)的方法。但是核殼結(jié)構(gòu)的形成受很多因素的影響，比如內(nèi)核材料的電性，殼材料的電性等，這些都會(huì)影響核殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，如果外殼材料與內(nèi)核材料通過(guò)共價(jià)鍵或者其它化學(xué)鍵結(jié)合，得到的核殼納米結(jié)構(gòu)會(huì)更加穩(wěn)定。2、金屬作為主體材料的核殼材料 以金屬銀和金為代表的金屬納米材料一直占據(jù)納米技術(shù)研究領(lǐng)域的重要位置，由于它們?cè)诤芏囝I(lǐng)域的獨(dú)特應(yīng)用，比如非線性光學(xué)調(diào)控、免疫測(cè)定標(biāo)記、拉曼光譜增強(qiáng)，使得它們逐漸成為研究熱點(diǎn)。我們可以通過(guò)在它們的表面覆蓋殼層來(lái)改變它們的性質(zhì)，也可以通過(guò)調(diào)控