针对生物体内微环境的纳米颗粒在线检测方法及机理研究

环境中的纳米颗粒会通过呼吸系统、皮肤接触等方式进入生物体，与体内细胞起反应，会引起发炎、病变等，危害远大于微颗粒。目前，对纳米颗粒在生物体内积累情况一般采取解剖、切片的方法取样，然后再利用透射电子显微镜等实验室仪器离线观察，这种方法严重地束缚了人们对纳米材料生物安全性的研究工作。如何在线检测这些纳米级的污染物在生物体内的代谢情况对纳米材料生物安全性研究至关重要，亟待解决。本课题拟采用多孔阳极氧化作为多通道滤膜，研制基于库尔特颗粒计数器原理的纳米检测器，针对生物体内微环境（如血液、细胞液等），研究液相中纳米颗粒浓度和粒度分布的在线检测方法，将为纳米材料生物安全性的研究提供理论和技术支持。

纳米颗粒检测将为纳米材料生物安全性研究提供技术支持。本课题在纳米器件制作、电化学检测机理研究的基础上系统研究了纳米颗粒检测新原理和新方法。首先，研究了金属氧化物纳米结构传感器的结构与敏感性能之间的关系，研制的三维微纳分级结构传感器和Ag/SnO2/石墨烯三元复合材料传感器对挥发性有机污染物具有较好的敏感特性；然后，深入研究的纳米材料修饰电极的电化学行为机理，将Fe3O4/RGO纳米复合物应用在Cd2+检测上提高了灵敏度和稳定性，深入研究了Cu2O检测Pb(II)过程中的晶面电化学效应；在此基础上，选用AAO作为滤膜，采用电化学检测方法，考察纳米颗粒在通过AAO孔道或堵塞AAO孔道时电流信号的变化情况，进而得出了纳米颗粒浓度与电流信号变化量之间的对应关系，实现了对氧化铁和聚苯乙烯纳米颗粒的实时检测。本项目共发表论文22篇，其中SCI论文18篇，EI论文1篇，申请国家发明专利2项，培养研究生6名。