摘要近年来,二维纳米材料具有单原子或少量原子厚度,在众多生物医学领域引起了极大的兴趣。二维纳米材料的超薄结构,赋予它们许多独特的物理化学属性,如所有已知材料中最高的比表面积,以及特殊的表面特性,包括光/超声/磁响应,从而为开发生物诊疗纳米平台提供了机会。金属纳米片(NSs)是一类具有非层状结构的二维纳米材料,与零维纳米材料相比,金属纳米片具有较大的比表面积、高度不饱和的表面配位以及快速的电子迁移率。提高金属纳米催化剂的活性和选择性,对实际应用具有极其重要的意义,是催化科学的一个关键焦点。然而,全面理解和微调界面电子效应来提高催化性能仍然是一个挑战。基于此,我们构建了以钯纳米片为基础的多种二维纳米复合材料,研究了这些材料的催化和光学活性,并将其应用于生化检测和肿瘤治疗。本论文的研究内容包括:<br> 1、通过加尔瓦取代反应轻松制备二维钯纳米片负载的零维金纳米颗粒。产物的形态、结构和组成依赖于金/钯原子比。得到的0D/2DAuxPd100-x(x=4.5、9.8和21)纳米复合材料在模型氧化反应中表现出明显的模拟过氧化物酶催化活性增强,这符合典型的MichaelisMenten理论。与PdNSs相比,AuxPd100-x的增强催化作用与PdNSs比表面积的增加和PdNSs电子结构的修饰密切相关,这使得催化路径发生了变化,即从羟基自由基的生成转变为快速电荷转移。该工作为构建基于金属纳米结构的高效多相催化剂提供了一个简单而高效的途径,并将其用于葡萄糖检测。<br> 2、构建电化学免疫传感器敏感检测SARS-CoV-2刺突蛋白。合成了表面清洁的Pd-Au纳米片作为高效传感和信号输出的衬底。研究了这种表面清洁异质结构的形貌、化学状态和优良的稳定的电化学性能。功能化超顺磁纳米粒子(MNPs)被引入作为样品分离器和信号放大器。该生物传感器在磷酸盐缓冲溶液和鼻咽样品中进行了测试。结果表明,该传感器具有较宽的线性动态范围(0.01~1000ngmL-1),检出限低(0.0072ngmL-1),能够稳定、灵敏地检测剌突蛋白。因此,该免疫传感方法为SARS-CoV-2的早期筛查和检测方法的合理优化提供了一种很有前途的电化学测量工具。<br> 3、通过原位生长,合理构建基于黑磷/钯纳米片的多功能二维纳米平台,提出了一种融合光热/光动力/化学动力模式的肿瘤特异性治疗“三合一”多模式创新策略。这种不同类型的二维纳米片杂化介导了Pd-P配位键的形成。通过强界面Pd-P相互作用,异质结构的纳米片在肿瘤微环境中表现出增强的级联酶活性,通过过氧化氢酶、氧化酶和催化作用产生足够的活性氧作为治疗性物质,包括超氧阴离子和单线态氧。Pd的加入也提高了材料的光热活性。此外,通过氟代聚乙酰亚胺功能化和负载胞嘧啶-磷酸鸟嘌呤作为免疫佐剂,这种独特的二维异纳米平台的功能进一步扩展,显著提高了对肿瘤的治疗效果。同时避免对正常组织造成严重损伤。这项工作为设计用于多模式肿瘤治疗的新型2D纳米平台提供了好的思路。
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