随着对介孔材料的研究的深入发展,人们可以在空间结构、骨架组成以及形貌等各个方面进行控制合成。然而与合成方面取得的进展相比,如何在应用方面找到突破是介孔材料研究领域所面临的主要问题之一。氧化硅介孔材料是研究最早和最广泛的一类介孔材料,各种结构和形貌的氧化硅介孔材料已被合成出来,并且对其结构的调变和功能化也较容易实现。在氧化硅介孔材料的合成基础上开拓应用是一个相对容易的突破途径。介孔氧化硅材料具有大的比表面积和孔容、易修饰的表面、良好的生物相容性等优点,在生物领域有很大的应用潜力。因此我们主要围绕着介孔氧化硅材料的功能化以及在生物领域的应用,尝试新合成、开发新功能、拓展新应用。在论文的第二章,我们提出了一种简单的“一锅法”合成路线,合成了具有核-壳结构的银-介孔氧化硅Ag@MSN纳米小球。材料具有晶化的金属银纳米粒子核、有序的介孔氧化硅壳层、较大的比表面和均匀的介孔孔径。通过调节反应温度、氢氧化钠浓度、硝酸银用量和共表面活性剂的引入,可以控制Ag@MSN材料的颗粒大小、形貌、结构和孔径。我们考察了材料的形成过程,提出了一种协同作用机理,包括以下几个同时发生的过程：硝酸银还原形成银纳米晶、表面活性剂CTAB稳定的银纳米晶与CTAB/SiO2胶束的组装以及介观氧化硅结构的形成、银纳米晶在疏松氧化硅骨架中的迁移、团聚和生长,最终形成核壳结构的Ag@MSN纳米小球。所得到的Ag@MSN材料表现出了很好的抗菌性能。另外,这种简单的制备方法可以拓展到其他贵金属,例如核壳结构的Au@MSN复合材料的合成。在论文的第三章,我们采用一种简单的“一锅法”合成路线,通过原位硫化的过程制备了一个介孔氧化硅小球内包覆单个硫化银纳米粒子的Ag2S@MSN纳米核壳材料。这种材料具有均匀的核壳结构、α-硫化银纳米晶核、有序介孔氧化硅壳、高比表面、大孔容和均匀的介孔孔径。Ag2S@MSN在648 nm的激光激发下表现出在1275 nm附近的近红外发光性能。与单纯的硫化银纳米晶相比,Ag2S@MSN表现出较好的稳定性。水热处理可以提高硫化银纳米晶的结晶度,进而提高Ag2S@MSN核壳材料的近红外发光强度。介孔氧化硅壳层的厚度也可以调节。此外,通过先形成硫化银纳米粒子然后生长氧化硅壳层的方法也可以得到单个介孔氧化硅小球内包覆多个硫化银纳米粒子的Ag2S@MSN纳米核壳材料。在论文的第四章,我们在室温下合成了粒径尺寸均一可控(200～50 nm)的高度有序的介孔氧化硅纳米小球。与更高温度(40和80℃)下得到的材料相比,表面具有更多的硅羟基。我们考察了粒径约为90 nm的介孔和无孔氧化硅纳米小球的细胞毒性。细胞测试结果表明,在纳米材料浓度小于25μg/mL的条件下,介孔氧化硅纳米小球不会产生明显的细胞毒性。介孔氧化硅纳米小球对细胞的影响与无孔材料相比没有明显差异,表明介孔孔道结构不会对细胞毒性产生影响。另外,我们也考察了介孔氧化硅纳米小球对斑马鱼胚胎发育的影响。纳米粒子对不同发育阶段的斑马鱼胚胎发育的影响不同,对早期的3phf斑马鱼胚胎影响明显,会延缓孵化和发育,而对12phf和24phf斑马鱼胚胎的影响不大。在论文的第五章,我们合成了具有超大孔径和窗口尺寸的介孔氧化硅泡沫材料(MCF),在其表面进行官能团的修饰,然后负载甲基DNA特异性结合蛋白,并首次应用于选择性富集甲基化DNA。在表面修饰和蛋白负载过程中,MCF材料的孔径和窗口尺寸均未有明显的减小,材料的三维连通孔道结构得到保持。负载后的蛋白仍保持了其对DNA的结合活性并具有高的稳定性。用于富集甲基化DNA表现出很好的选择性和较高的富集效果。在论文的第六章,对全文进行了总结。