纳米杂化多孔材料在生物分子自组装单分子层LDI-TOF MS分析中的应用

激光解吸离子化飞行时间质谱(LDI-TOF MS)是一种有效的分析工具，可以对DNA、多肽、蛋白质及多糖等生物分子进行直接分析，以其快速、准确、灵敏度高等优点受到广泛关注。结合纳米技术，在不使用有机基质的条件下，实现对生物分子在基板表面形成的自组装单分子层的LDI-TOF MS的分析是该领域的一个重要研究方向。本课题拟通过选择不同尺寸和形貌（球形或棒状）的金、银纳米粒子以及碳纳米管，与二氧化硅纳米粒子或多孔硅进行组装，得到系列纳米杂化多孔结构，在其表面修饰生物分子的自组装单分子层，对其进行免有机基质的LDI-TOF MS分析，研究生物分子的化学反应性和功能性，并实现对生物分子的识别及其直接检测。该工作通过研究纳米结构的组装条件，为纳米组装结构的合理构筑提供思路，进一步探讨飞行时间质谱离子化机理及其影响因素，并为生物分子的实际分析提供信息及依据。

在该项目的资金支持下，我们合成了系列基于银纳米粒子及氧化石墨烯的纳米材料，并研究了其在表面辅助激光解吸离子化质谱、催化及表面增强拉曼方面的应用；另外，我们还在抗癌药物体外筛选方面做了一些工作，合成了一系列具有显著细胞毒活性的有机锡、有机锑化合物，并研究了其可能的抗癌机理。具体工作分为三大部分。.1、合成了几种功能纳米材料，研究了其作为能量转移基底对各待分析物的离子化效率，并讨论了各方面的影响因素。.1.1 设计并制备得到了一种基于银纳米粒子及还原的氧化石墨烯组装的纳米杂化多孔材料，并研究了材料的孔结构及组成对酸性小分子的SALDI-MS分析的离子化效率的影响。另外，研究发现，尽管该杂化材料对酸性小分子表现出很好的离子化效率，但是传统报道的银纳米簇干扰峰被有效的抑制了。.1.2 我们设计和构筑了一种基于金纳米粒子的纳米多孔结构，将其用于MALDI-TOF MS 对表面组装的DNA 杂交体系的分析。.1.3 研究了金纳米粒子对合成的三种具有共轭结构小分子的电离分析的影响。结果表明，金纳米粒子比基质小分子具有更高的能量吸收并转移的效率。.2、研究了制备得到的各纳米材料在催化及表面增强拉曼方面的应用。.2.1 设计合成了一种负载Au@Ag空心纳米粒子的氧化石墨烯，对其材料组成及形貌进行了表征，将其用于对硝基苯酚还原反应的催化，结果表明，该材料表现出高的催化效率及好的重复利用率。.2.2 发展了一种简单的银纳米粒子的组装方法，该组装体系的形成是由于电荷的不均匀分布引起的。实验表明，该银纳米粒子聚集体系可以实现表面柠檬酸根及罗丹明6G的表面增强拉曼散射分析。.3、开展了一些具有抗癌活性的有机锡、锑配合物的合成、体外细胞毒活性及抗癌机理方面的研究。