在自然界中,离子通道作为一种“智能”门控来实现特定目标分子和离子的选择性运输,因而在维持正常的生理行为中起着重要的作用。但是生物通道一般较为脆弱,且仅仅在脂质膜中发挥作用,因而很难直接将其运用到人工系统中。与生物通道相比,固态纳米通道不仅具有生物通道的性质,且其物理性质稳定和表面化学易于修饰,如纳米孔道的形状及孔径具有较好的可控性、稳定性,纳米孔道内壁修饰多样性等,逐渐引起人们的广泛关注。但是,在纳米科学领域,设计高稳定性、高选择性的智能纳米流控系统来模拟生命系统中复杂的行为,仍然是一个挑战性的难题。纳米通道的响应性往往基于目标分子和通道内配体之间的特定相互作用,导致离子整流信号的改变来实现。然而,大多数的相互作用是基于非共价键的结合,如氢键,静电作用等。基于主客分子识别体系,尤其在先进的超分子系统功能化的纳米装置、纳米传感和药物运输中起着举足轻重的作用。柱芳烃具有独特的结构、良好的分子识别性能和易于衍生的优点,这为构筑表面功能化修饰的柱芳烃金纳米粒子提供了新思路。与生物细胞相比,该体系具有很强的稳定性和高选择性,因而扩大了其在人工响应的纳米材料设计和开发中的应用。本文的目的是开发新的策略来构建和制备优良特性的仿生纳米通道系统。在通道内表面通过水溶性柱[n]芳烃和金纳米粒子的结合来作为手性药物结合位点,并监控他们的运输过程,以更好地实现它们对对映异构体的分离,进一步了解特定生物通道的功能。论文的主要内容如下:第一部分研究工作中,我们设计开发出光控仿生锥形纳米通道,其响应原理主要基于光调控柱[6]芳烃修饰的纳米粒子与偶氮之间的组装和脱落来实现。具体说,紫外光照射时,偶氮由反式转变为顺式,位阻变大导致柱[6]芳烃修饰纳米粒子脱落;可见光照射时,偶氮又由顺式变为反式,进一步与功能化纳米粒子包结,该体系具有较好的稳定性和良好的可逆性。此研究工作有助于研究纳米表面工程,因此在提高纳米的回收利用率,以及改善智能纳米流体系统、光控开关、材料控释、仿生识别的构建等领域存在广泛的应用前景。第二部分研究工作中,我们使用N-乙酰-L-半胱氨酸修饰的金纳米作为手性选择剂,通过无修饰的单锥形通道的方法来对手性S-萘普生进行识别。手性识别是基于药物诱导纳米粒子的非对映选择性聚集机制阻断离子输运通道。在水相和生物样品中都能获得其对S-萘普生高效选择性。该工作是一个在生物系统中模仿生物手性识别过程的重要步骤,可用于药物代谢的监测和生物分子的选择性运输第三部分研究工作中,葡萄糖功能化柱[5]芳烃（GP5）修饰的圆柱形纳米多孔膜适用于运输和分离手性药物——布洛芬的一对对映体。通过主客体相互作用,将手性受体柱[5]芳烃修饰到多孔膜的内壁,选择性地对与柱[5]芳烃更有亲和作用的其中一个对映体进行传输,从而影响手性分离。在该工作中,我们提出了一个简单的概念和明确的策略为进行手性分离获得了一个选择性渗透膜的通用方法。