近年来,通过分子自组装的方式制造新的纳米材料引起了人们的广泛关注和研究。自组装是指分子在没有外界因素引导的条件下自发地由混乱无序的混沌状态组装成有序结构的过程,由于自组装技术生成的纳米材料具有“自发”的特性,在自组装的过程中不需人工干预,因而得到的自组装材料减少了人为因素的干扰,并且具有最佳的组合结构。自组装技术是少数几个可行的纳米结构构造途径之一,研究自组装对制造业、微电子学等学科有很大的的帮助。特别是,自然界中的许多生物分子的纳米结构来源于自组装,如DNA的双螺旋结构、蛋白质的三级四级结构等,都是由小的构筑单元通过自组装形成的。因而研究自组装还有助于人们对生命现象的理解,并且通过模仿这些生命体系中的自组装过程,或者从生命体系中的自组装过程得到启发,来设计新的自组装生物纳米材料,在生物医药领域如抗菌剂、基因和药物载体等领域有很大的潜在应用价值。AFM是一种应用广泛的表面形貌表征工具,它主要是利用探针和样品表面之间的分子间作用力来探测样品表面的起伏,即样品表面的形貌信息。由于AFM对样品的要求相对简单,并且可以在气相、液相环境下对样品进行表征,使得它成为生物纳米材料领域的一种重要表征手段。本文主要是通过AFM研究了几种在生物医药领域,特别是组织工程学、基因及药物载体等领域具有重要应用价值的生物纳米材料的自组装,探索不同条件对它们自组装纳米结构的影响。这些生物材料主要包括三种阳离子多肽,即聚赖氨酸、聚精氨酸、聚组氨酸等,以及三种多糖即壳聚糖、黄原胶、胶凝糖等多糖,除了这些材料的自组装之外,还研究了它们自组装纳米结构之间的相互作用。具体来说,工作主要包括以下几个方面:1、通过培养时间调节三种阳离子多肽,即聚赖氨酸、聚精氨酸、聚组氨酸的自组装纳米材料的结构。这三种阳离子多肽由于其分子链上的正电基团,被应用于抗菌剂、基因和药物载体、生物矿化等领域。在研究中发现,在不同的培养时间内,三种阳离子多肽的自组装纳米结构经历了不稳定聚集体→纳米纤维→纳米颗粒→稳定的纳米薄膜等形貌转变过程。因而通过控制培养时间,可以得到三种多肽的不同的纳米结构。这为更好地利用三种阳离子多肽的自组装纳米材料来做抗菌剂、药物载体提供依据。2、通过控制黄原胶和胶凝糖的浓度、盐度以及母液配制过程中的水浴等条件,得到了黄原胶在云母表面的自组装网状结构和棒状结构,以及胶凝糖的均匀的网状结构。在网状及棒状黄原胶上滴加酸性条件下的壳聚糖或者阳离子多肽,可以使黄原胶纳米结构周围产生很多小纤维,经统计分析发现壳聚糖或三种阳离子多肽在云母表面打开了黄原胶的二级结构,并且带正电的壳聚糖或者阳离子多肽和带负电的黄原胶之间的静电作用是解螺旋的主要驱动力。这一发现对一些淀粉样蛋白引起的疾病如阿兹海默症等的治疗具有潜在的意义。3、研究了黄原胶在义齿树脂表面不同条件下的自组装纳米形貌。这部分内容为黄原胶的纳米结构在牙齿保护中的作用的研究提供铺垫。