（分析化学专业论文）纳米粒子构建的电化学生物传感器及其应用研究.pdf

学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：避 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 摘 要 纳米粒子构建的电化学生物传唐器 及其应用研究 摘要 基于生物识别的高度专一性与电化学信号检测的放大作用相结合的电化学生 物传感器，具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点，在生物分析 和环境检测等领域具有广泛的应用前景。纳米材料具有特殊的结构以及由此产生 的一系列独特的物理、化学性质，因此将纳米材料作为一种新型的生物传感介质 应用于生物化学领域吸引了众多研究者的兴趣。电化学生物传感器的研制是纳米 技术与生命科学的交叉，它可以在纳米尺度空间从分子层次上研究目标分子的结 构与功能的关系，解决纳米技术在生物医学领域以及环境检测领域中的基础问 题，发展新技术和新方法。 本论文将生物化学、纳米技术和电分析化学理论和方法有机地结合起来，致 力于研制新型纳米材料和纳米修饰电极( 电化学传感器) ，以有机小分子掺杂 s i 0 2 、量子点以及基于金属卟啉的纳米粒子构建了一系列新型生物传感器，并将 其应用生物信息分子及环境分析中农药的检测。全文共分四个部分： 第一章绪论 本部分综述了生物传感器、纳米材料的研究进展及特点、纳米材料在电化学 生物传感器领域中的应用三部分。文中简要介绍了纳米材料特征、制备及表征等， 着重介绍了纳米材料在电化学生物电分子方面的应用，提出了本论文研究工作的 内容和意义。 第二章有机小分子掺杂s i 0 2 纳米材料在生物传感器技术中的应用研究 我们利用反相微乳液技术将有机小分子掺杂于s i 0 2 三维网状机构中，得到的 纳米粒子用作电子媒介体制备电化学生物传感器，实现了对生物分子的电化学催 化，并用于实际样品中生物分子的测定，获得了满意的结果。 2 0 0 7 届博士学位论文 摘要 第一节壳聚糖固定t t f 掺杂s i 0 2 纳米粒子修饰生物传感器及其用于血液中葡萄 糖检测的研究 利用反相微乳液技术，通过正硅酸四乙酯的水解制备了掺杂有四硫富瓦烯 ( t 1 曰的s i 0 2 ( r r f s i 0 2 ) 纳米颗粒，制备的r r f s i 0 2米粒子不仅具有良好的 生物兼容性，而且作为电子传递介体的r r f 分子掺杂于纳米二氧化硅颗粒的三 维网状结构中，防止了介体( r r f ) 的流失，为传感器的长期稳定使用创造了惫件。 同时通过s i 0 2 表面的硅氧基与壳聚糖( c m t ) 分子的氨基之间的共价键合作用， 得到了基于r i 下 s i 0 2 - c h i t 的稳定性能良好的复合膜。选择葡萄糖氧化酶作为 研究对象，制得o c e r r r f s i 0 2 - c h i t - c o x 生物传感器。在优化实验条件下测 定葡萄糖的线性范围为1 0 1 0 - 55 0 x1 旷m o t l ，检出限为5 0 x l 驴m o l l ( s n = 3 1 。 第二节中性红掺杂s i 0 2 纳米粒子修饰的谷胺酸生物传感器用于大鼠脑渗析液 中谷氨酸检测的研究 将制得的n r s i 0 2 纳米颗粒与谷氨酸氧化酶( g l u o x ) 混合，再通过戊二醛交 联修饰于玻碳电极表面，得到以n r s i 0 2 纳米颗粒为媒介体的谷氨酸生物传感 器。该传感器克服了传统介体型传感器中介体易流失的缺点，而且提高了检测的 灵敏度，与微渗析技术联用，成功地用于正常大鼠和患糖尿病大鼠脑中谷氨酸的 检测。 第三章p v p 包裹c d s 量子点用于电化学生物传感器的研究 由于聚乙烯基吡咯烷酮( p 、，p 1 良好的生物兼容性，能够保持酶的生物活性；同 时p v p 是一种很好的分散剂、稳定剂、粒径调节剂，故利用p v p 能有效制备粒 径均匀、稳定的p v p c d s 量子点。基于纳米材料的尺寸效应，p v p - c d s 量子点 可作为构筑电化学生物传感器的优良材料。 第一节p v p 包裹c d s 量子点修饰乙酰胆碱酯酶传感器的制备及其用于有机磷 农药敌百虫的测定 将制备的p v p c d s 量子点用于固定乙酰胆碱酯酶( a c h e ) ，制备了 q c d s - p v p a c h e 传感器。实验结果表明，q p v p - c d s 对巯基乙酰胆碱( a r c h ) 具 有良好的电催化作用。a t c h 在该传感器上有良好的电流响应，并且该传感器具 2 0 0 7 届博士学位论文 摘要 有良好的稳定性和灵敏度。我们将该传感器用于有机磷农药敌百虫的测定，在优 化条件下，该传感器对敌百虫的检测限在5n l i l l 的温育时间为1 2p p b 。 第二节p v p 包裹c d s 量子点修饰的尿酸生物传感器的制备及其用于人体尿样 中尿酸含量的测定 用p v p - c d s 量子点将尿酸氧化酶固定于电极表面，固定在p v p - c d s 量子点 上的尿酸氧化酶分子能很好地保持它的生物活性。p v p c d s 量子点良好的导电 性和独特的纳米结构有利于酶分子与电极之间的直接的电子传递过程。这项工作 通过将酶直接固定在p v p ，c d s 量子点上构建了一种新型无电子传递媒介体的传 感器，为生物分子尿酸的测定提供了一种新方法。 第四章基于金属卟啉纳米粒子为电子媒介体的电化学生物传感器的研究 金属卟啉因其优异的电化学及电催化性能被广泛用于电化学传感器。我们利 用混合溶剂法制备了金属卟啉纳米粒子。纳米结构的金属卟啉不仅保持了金属卟 啉良好的催化及电化学性质，而且由于比表面积大、表面反应活性高、催化效率 高及吸m 能力强等特性使其更有利于应用于电化学生物传感器的研究。 第一节新型金属铁卟啉纳米粒子作为电子媒介体用于葡萄糖生物传感器的研 究 制备了金属铁卟啉( f e t p p ) 的纳米粒子，将此纳米颗粒和葡萄糖氧化酶( o o x ) 依次修饰于光玻碳电极表面，得到了以金属铁卟啉纳米颗粒为电子媒介体的葡萄 糖生物传感器。考察了该传感器在优化的实验条件下对葡萄糖的响应特性，实验 结果表明该传感器在p s 为6 9 的磷酸缓冲溶液( p b s ) 条件下对葡萄糖的线性检 测范围为1 0i u n o f l 2 1m m o f l ，检测下限为5 0j _ m o l l 。 第二节金属铁卟啉纳米粒子修饰的生物传感器及其用于鼠脑中次黄嘌呤含量 测定的研究 将利用混合溶剂法制各得到的金属铁卟啉( f e t p p ) 纳米颗粒和黄嘌呤氧化酶 依次修饰于光玻碳电极表面，得到了以金属铁卟啉纳米颗粒为电子媒介体的次黄 嘌呤生物传感器。考察了该传感器在优化的实验条件下对次黄嘌呤的响应特性， 实验结果表明该传感器在p i - i 为6 9 的p b s6 9 条件下对次黄嘌呤的线性检测范 围为2 0g m o l l o 3 4m m o l l ，检测下限为 1 0g m o l l ，与微渗析采样技术结合， 成功测定了大鼠脑中次黄嘌呤的含量。 2 0 0 7 届博士学位论文 摘要 第三节锰卟啉纳米修饰乙酰胆碱酯酶传感器结合流动注射技术检测有机磷农 药的研究 本文将制备的金属锰卟啉( m 矸i p ) 纳米粒子应用于乙酰胆碱酯酶( a c h e ) 传 感器的制备，制备成新型m n t p p 纳米粒子修饰a c h e 生物传感器。考察了该传感 器在优化实验条件下对巯基乙酰胆碱c a t c h ) 的响应特性，并与流动注射技术联 用，成功检测了有机磷农药的含量。通过生物传感器对敌百虫、辛硫磷和乐果三 种有机磷农药的测定，结果表明，农药的抑制百分率与农药浓度的对数在一定范 围成线性关系。检测限定义为可检测到的抑制电流1 0 时农药的浓度，按照1 1 似 计算，传感器对敌百虫、辛硫磷和乐果的检测限分别为o 5 1 0 - 9 、5 0 1 0 和 1 0 1 0 m o l l 。该传感器灵敏度高，稳定性好，可快速、灵敏、准确、简便的 应用于有机磷农药的含量的检测。 关键词：电化学生物传感器；纳米颗粒；有机小分子掺杂s i 0 2 纳米粒子；p v p 包裹c d s 量子点；金属卟啉纳米粒子 2 0 0 7 届博士学位论文 摘要 本论文的创新之处 一、利用反相微乳液技术将有机小分子掺杂于二氧化硅的三维网状结构中得到掺 杂型纳米粒子，并将该类纳米粒子作为电子媒介体应用于生物传感器的制备。这 类纳米粒子的优点是不仅具有良好的生物兼容性而且作为电子媒介体的有机小 分子掺杂于二氧化硅的三维网状结构中既保持了有机小分子的电化学活性并有 效防止了实验过程中有机小分子的流失。 二、首先将p v p c d s 量子点成功用于固定酶制备电流型生物传感器。用p v p c d s 量子点固定的酶能保持其良好的生物活性，成功实现了酶和电极间的直接电子传 递，构建了新型的无电子媒介体的第三代电化学生物传感器。 三、首次将利用混合溶剂法制备的金属卟啉纳米粒子应用于电化学生物传感器的 设计。纳米结构的金属卟啉粒子稳定、粒径均匀，保持了良好的电化学活性，同 时由于其大的表面积、高的表面活性、优异的催化效率及吸附能力，金属卟啉纳 米粒子成功用于电化学生物传感器的构筑并将其首次应用于生物分子葡萄糖、次 黄嘌呤以及有机磷农药的检测。 2 0 0 7 届博士学位论文 s m d y o i ln a n o m a t e r i a l sd e r i v e da m p e r o m e t r i cb i o s e n s o r s a n dt h e i r a p p f i c a t i o n s a b s t r a c t e l e c t r o c h e m i c a lb i o s e n s o r sc o m b i n i n gt h es p e c i f i cr e c o g n i t i o no fb i o m a t c r i a l s w i t ht h em a g n i f i c a t i o nf u n c t i o no f e l e c t r o c h e m i c a ld e t e r m i n a t i o nh a v et h ea d v a n t a g e s o fh i 曲- s e n s i t i v i t y ，n i c e - s e l e c t i v i t y 笛w e l la se a s ym i n i a t u r i z a t i o na n da u t o m a t i o n t h e yc a nb ea p p l i e dt o aw i d er a n g eo fa n a l y t i c a lt a s k s ，s u c ha sb i o a s s a y ， e n v i r o n m e n t a l m o n i t o r i n ga n d i n d u s t r i a la n a l y s i s n a n o m a t e r i a l sh a v e s p e c i a l s l r u c t u r e ，w h i c hr e s u l t si ns e r i e so fi n t e r e s t i n gp h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s i n o u rw o r k , t h en a n o m a t e r i a l sa n dc o m p o s i t en a n o m a t e r i a l sa l eu s e dt oc o n s t r u c tt h e e l e c t r o c h e m i c a lb i o s e n s o r sb ym e a n so ft h ec o m b m a t i o no fb i o c h e m i s ；缸ya n d e l e c t r o c h e m i c a lm e t h o d sa n dw ea i mt od e v e l o pn e wt y p e so fb i o s e n s o r sb a s e do n n a n o m a t e r i a l sf o rt h ep u r p o s eo fi m p r o v i n gt h el o n g - t e r ms t a b i l i t ya n dt h eh i g h e r s e n s i t i v i t yo f b i o s e n s o r s t h ed e t a i l sa r cs u m m a r i z e da sf o l l o w s ： c h a p t e ro h e ；p r e f a c e ac r i t i c a lr e v i e ww i t hr e g a r dt ot h eb i o s e n s o ra n dn a n o t e c h n o l o g yi sg i v e n i n p a r t i c u l a r , t h ea p p l i c a t i o no fn a n o t o c h n o l o g yi n t ob i o s e n s o r si sh i g h l i g h t e d a f t e r b e i n gi n t r o d u c e dn a n o m a t e r i a l s t h ep h y s i c a la n do t h e ra t t r i b u t e so f b i o s e u s o r sc a nb e i m p r o v e da n da n a l y z i n gm u l t i p l ec o m p o n e n t si nv i v oi sb e c o m i n ga v a i l a b l e c h a p t e rt w o ( 1 ) b i o s e n s o rb a s e do nt r r f s i 0 2n a n o p a r t i e l e s 硼e l e c t r o nt r a n s f e rm e d i a t o r f o rt h ed e t e r m i n a t i o no fg l u c o s e i nt h i ss e c t i o n , t e t r a t h i a f u l v a l e n e ( t t dw a sd o p e ai ns i 0 2n e t w o r ka n dt h e n a n o c o m p o s r ew i l t 5u s e da sm e d i a t o rf o rt h es e l e c t i v ed e t e c t i o no fg l u c o s e t h e u n i f o r l nr r f d o p e ds i l i c a s i 0 9n a n o p a r t i c l e sw e r ep r e p a r e db yaw a t e r - i n - o f f ( w o ) m i c r o m u l s i o nm e t h o d , a n dw e r ec h a r a c t e r i z e db yt r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p y ( t e m ) t h ec o r e - s h e l lo fs t r u c t u r e1 v r f s i 0 2c o u l dp r e v e n tr r ff t o m l e a c h i n go u ti n t ot h ea q u e 0 1 l ss o l u t i o n s c o m b i n e dw i t he h i t o s a n ( c h i d ，w h i c h s e r v e da sas c a f f o l df o rg l u c o s eo x i d a s ea n dn a n o c o m p o s i l ei m m o b i l i z a t i o n , t h e g c e t f f s i 0 2 一c h i t g o xb i o s e n s o rw a sd e v e l o p e d u n d e ro p t i m a lc o n d i t i o n s ，t h e b i o s e n s o r se x h i b i tal i n e a rr a n g eo f1 0 1 0 一t o5 0 l o - jm o l lw i t h1 h ed e t e c t i o n 2 0 0 7 届博士学位论文 - 6 l i m i td o w nt o5 0t t m o l l ( s n = 3 ) n l ee x c e l l e n ts e l e c t i v i t y ，s e n s i t i v i t ya n ds t a b i l i t y o f t h eg l u c o s eb i o s e n s o rs h o wt h ep o t e n t i a lf o rp r a c t i c a la p p l i c a t i o n s ( 2 ) a m p e r o m e t r i es e n s o rb a s e do nn e u t r a lr e d - d o p e ds i l i c an a n o p a r t i c l e s c o u p l e dw i t hm i c r o d i a l y s i sf o rt h em e a s u r e m e n to fg l u t a m a t ei nt h er a t s t r i a t u m a m p e r o m e t r i cs e n s o rb a s e do nn e u t r a lr e d - d o p e ds i l i c a ( n r s i 0 2 ) n a n o p a r t i e l e s t n p s ) w a sf a b r i c a t e da n dc o u p l e dw i t ham i e r o d i a l y s i ss a m p l i n gs y s t e mf o rt h e d e t e c t i o no fg l u t a m a t e ( o t u ) i nt h er a ts t r i a t u m 1 h en r s i 0 2n p s ( a b o u t4 5 士3n m 】 w e r ep r e p a r e dw i t hw a t e r - i n - o i l ( w o ) m i e r o e m u l s i o nm e t h o d ，a n dc h a r a c t e r i z e db y t r a n s m i s s i o ne l e c l r o nm i c r o s c o p e ( t e m ) t e c h n i q u e 孔en e u t r a lr e d ( n r ) d o p c di n s i l i c an e t w o r kc o u l dm a i n t a i ni t sh i 曲e l e c 由r o a c t i v i t ya n db e h a v ea sa ne x c e l l e n t e l e c t r o nm e d i a t o rf o re l e e t r o c a t a l y s i so fh y d r o g e nd i o x i d e f u r t h e r m o r e ，t h es i l i c a s u r f a c ec o u l dp r e v e n tt h el e a k a g eo fn h e n c e ，t h es t a b i h t yo fb i o s e n s o rw a s i m p r o v e d 1 1 1 en o v e lg l ub i o s e n s o rs h o w e dal i n e a rr a n g ef r o m5 0 x1 0 - 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c d sq u a n t u md u s t sw a sd e v e l o p e d d i r e c te l e c t r o c h e m i s t r ya n dt h e r m a ls t a b i l i t y o fi m m o b i l i z e du r i c a s ew e r es t u d i e d p v p c d s q u a n t u m d o g t ss h o wa n 2 0 0 7 届博士学位论文 - 7 一 e l e c 血o c a t a l y t i ca c t i v i t yt ot h eo x i d a t i o no fu r i ca c i dw i t h o u tt h ep r e s e n c eo fa n e l e c t r o nm e d i a t o r t h ec u r r e n tr e s p o n s es h o w e dal i n e a rd e p e n d e n c eo nt h eu r i ca c i d c o n c e n t r a t i o nr a n g i n gf r o m5 , 0p m o l lt o1 0m m o l lw i t had e t e c t i o nl i m i to f2 0 p m o l la t3 0 t h ea t t r a c t i v ef e a t u r e sm i g h tb ea t t r i b u t e dt ot h eu n i q u ep v p c d s q u a n t u md o s t sn a n c r o d sm a t z 6 x , w h i c hp r o v i d e da f a v o r a b l em i c r o e n v i r o n m e n tf o r e n z y m el o a d i n g s u c hs u c c e s s f u lp r o c e d u r e si ne n z y l n ei m m o b i l i z a t i o nm a yl e a dt oa n o v e lm e t h o di nb i o s e n s o rc o n s t r u c t i o n c h a p t e rf o u r ( 1 ) b i o s e n s o rb a s e do ni r o np o r p h y r i nn a n o p a r t i c l e sf o ra m p e r o m e t r i e d e r e c t i o no fg l u c o s e an e wt y p eo fi r o n ( i ) m e s o - 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t e t r a p h e n y l p o r p h y r i nn a n o p a r t i c l 姻m o d i f i e dg l a s s y e a r b o ne l e c t r o d e t h ep r e p a r a t i o na n dp e r f o r m a n c eo fh y p o x a n h i n ee l e c 仃o c h e m i c a lb i o s e n s o r , w h i c hw a sb a s e do ni r o n ( i i i ) m e s o - t e t r a p h e n y l p o r p h y r i n 饵e t p p ) n a n o p a r t i c l e s ( n p s ) ，i sr e p o r t e di nt h i sw o r k f e t p pn p sw e r ep r e p a r e db y 舶啦s o l v e n t t e c h n i q u e s w i t hd i a m e t e r sc a 2 5 4 5s i l la n dw e r eu s e da sam e d i a t o r t h e x o d 腰e t p p n p g ce l e c t r o d ee x h i b i t e dg o o da m p e r o m e t r i cs i g n a lf o rh x t h e b i o s e n s o rc o u l dd e t e c tt h ec o n c e n t r a t i o no fh xu pt oo 3 4m m o l lw i t had e t e c t i o n l i m i to f l1 0 p m o f l 1 1 圮u s e f u l n e s so f t h i sb i o s e n s o rf o rt h ea n a l y s i so fr e a ls a m p l e s w a sa l s od e m o n s t r a t e db yd e t e r m i n i n gh xi nf a tb r a i nd i a l y s a t ec o u p l e dw i t h m i c r o d i a l y s i s 2 0 0 7 届博士学位论文 ( 3 ) a m p e r o m e t r i cb i o s e n s o rb a s e do ni m m o b i l i z a t i o na c e t y l c h o l i n e s t e r a s eo n m a n g a n e s ep o r p h y r i l ln a n o p a r t i c l e sf o rd e t e c t i o no fo r g a n o s p h a t ep e s t i c i d e s w i t hf l o wi n j e c t i o ns y s t e m a h i g h l ys e n s i t i v ef l o wi n j e c t i o na m p e r o m e t r i c ( v i a ) b i o s e n s o rf o rt h ed e t e c t i o n o fo r g a n o p h o s p h a t ep e s t i c i d e s ( o p s ) i sd e v e l o p e d t h eb i o s o n s o rw a sf a b f i c a t e ab y i m m o b i l i z e d a c e t y l c h o l i n e s t e r a s e ( a c h e )o n 蝴n g a n e ( t r l ) m e s o - t e t r a p h e n y l p o 印h y r i n ( m n t p p ) n a n o p a r t i c l e s ( n p s ) - m o d i f i e dg l a s s yc a r b o n ( g c ) e l e c t r o d e t h em n t p pn p su s e di nt h i sa r t i c l ew e r es y n t h e s i z e db ym i x i n g s o l v e n tt e e l m i q u e s a c h ee n z y m ew a si m m o b i l i z e do nt h em n t p pn p ss u r f a c eb y c o n j u g a t e dw i t hc h i t o s a n ( c h i d t h ee l e c t r o c a t a l y t i ca c t i v i t yo f m n t p pn p sl e dt oa g r e a t l yi m p r o v e dp e r f o r m a n c ef o rt h i o c h o l i n e ( t c h ) p r o d u c td e t e c t i o n t h e d e v e l o p e da c h e c h i t m n t p p n p c r cb i o s e n s o ri n t e g r a t e dw i t haf l o wi n j c c t i o n s y s t e mw a su s e dt 0m o r t t o to p s t h es c l l s o rd i s p l a y e dal i n e a rr e s p o n s eo v e ra c o n c e n t r a t i o nr a n g eo f1 0 1 0 - 9 m o l l 1 0 1 0 - 3m o l lf o rt r i c h l o r f o nw i t ha d e t e c t i o nl i m i to fo 5 1 0 母m o l l o v e rar a n g e1 0 1 04 9 0 1 04m o l lf o r p h o x i mw i t had e t e c t i o nl i m i to f 5 0 1 0 4 m o l l a n dar a n g e2 0 1 0 - 7 1 0 1 0 3 m o l lf o rd i m e t h o a t ew i t had e t e c t i o nl i m i to f1 0 1 0 m o i l k e y w o r d s ：a m p e r o m e t r i cb i o s e n s o r , n a n o p a r t i c l e s ，o r g a n i cm o l e c u l e - d o p e ds i l i c a n a n o p a r t i c l e s ，q c d s p 、，p ，m e t a l l o p o r p h y r i nn a n o p a r t i c l e s 2 0 0 7 届博士学位论文 一9 第一章绪论 第一章绪论 生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学以及微电子技术等多种学科互 相渗透成长起来的技术。生物传感器用于分析具有选择性好、分析速度快、灵敏 度高、操作简便、能在复杂体系中进行快速在线监测等优点，能广泛应用于基础 研究、生物组分检测、临床疾病诊断、过程控制与检测、环境监控与保护等许多 领域【1 1 5 1 。电化学生物传感器是在化学传感器的基础上发展起来的，也是电化 学分析和生物技术研究最为活跃的领域之一。电化学生物传感器以其选择性好、 灵敏度高、分析速度快、操作简便、可实现在线、活体分析等特点，在分析化学 的研究中起着越来越重要的地位，己广泛用于生命科学、环境分析、药物分析等 领域。近年来，将纳米技术、表面科学等方法引入电化学生物传感器的研究，极 大地促进了电化学生物传感器基础和应用研究的快速发展。 纳米材料又称纳米结构材料( n a a o s t r u c t u r e dm a t e r i a l s ) ，是指三维空间尺寸中 至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。由于纳米材料 小尺寸以及特殊的表面状态，使其表现出许多既不同于微观粒子又不同于宏观物 体的特性，例如小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应 等等。纳米尺度的结构及其性能特异性，打开了通向未知世界的一扇大门，为人 类的创新研究提供了新思路，纳米材料已经成为当前科学研究领域的熟点，这种 新材料的应用将改变目前的产业结构。世界发达国家如日、美、法、德、俄等国 纳米材料的研究工作十分活跃，相继投入了大量人力、物力和财力，并制定了长 远发展规划。迄今为止，他们已取得了一些令