基于凝胶体系的仿生膜界面的制备及其生物电子学研究

利用生物学原理进行材料的仿生合成和组装是获得具有多尺度结构生物活性材料的重要途径。生物活性的体现在于凝胶体系与无机物多尺度结构的有效构建及电信号在其间的有效传导。本课题采用生物模拟的方法原位制备纳米琼脂糖凝胶/磷酸钙多尺度纳米膜界面，研究在室温和水热条件下生物模拟法纳米琼脂糖凝胶/磷酸钙多尺度膜界面的制备工艺和生长机理,考察生物活性分子在此仿生膜界面中电子的有效传输的途径、机理及其影响因素，为研究多尺度结构的构筑及非平衡状态下多重弱相互作用提供新方法和理论依据。

利用生物学原理进行材料的仿生合成和组装是获得具有多尺度结构生物活性材料的重要途径。生物活性的体现在于凝胶体系与无机物多尺度结构的有效构建及电信号在其间的有效传导。本课题采用生物模拟的方法原位制备纳米琼脂糖凝胶/磷酸钙多尺度纳米膜界面，研究在室温和水热条件下生物模拟法纳米琼脂糖凝胶/磷酸钙多尺度膜界面的制备工艺和生长机理,考察生物活性分子在此仿生膜界面中电子的有效传输的途径、机理及其影响因素。本项目的主要研究结论如下：（1）制备琼脂糖冻凝胶多孔支架材料，研究其孔隙率、机械强度、吸水性等物理性能，分析其对蛋白的吸附性、溶血性等生物相容性特性，讨论了琼脂糖凝胶体系中自种子微米级金纳米片的形成机理。（2）于琼脂糖体系中通过离子扩散于胶体界面形成磷酸钙晶体，凝胶体系中反应离子浓度、反应时间、pH均影响产物形貌。探讨了不同形貌和结构的纳米仿生琼脂糖凝胶/磷酸钙多尺度纳米膜界面的稳定性和生成的动力学和热力学反应机理。（3）通过自组装方法，在玻碳电极表面上构建了琼脂糖/磷酸钙界面结构。观察了血红蛋白在此界面上和壳聚糖硫酸酯/磷酸钙多孔支架材料表面的的直接电子传递行为，比较了界面不同性质电荷种类对于蛋白分子电子传递的影响。4）通过水热法简便制备出一种爪状的ZnO纳米棒阵列，合成了具有铁磁性的ZnO:Cu掺杂物微米结构。研究了Cu掺杂浓度对所形成的ZnO:Cu掺杂物结构形貌的影响及其相应的光致发光特性及光催化活性。(5) 发明了一种疤痕修复液和一种疤痕修复贴。对疤痕发挥物理疗法和化学疗法，即可以促进伤口愈合、减小疤痕的形成，同时对于已经形成的疤痕具有良好的修复作用，因此具有双重作用。(6) 高效的纳米粒子介导的大肠癌细胞的基因沉默及动物中植物miRNA的残存评估。通过本项目的研究，建立了一些对磷酸钙凝胶纳米膜结构的生物矿化界面调控的新方法，加深了对此类界面微结构及其对生物电子学传递性影响的机理本质的认识，为研究多尺度结构的构筑及非平衡状态下多重弱相互作用提供新方法和理论依据。