介孔炭由于具有高比表面积、大孔容、高导电性和高热力学稳定性和化学惰性而被研究者广泛关注。因其优良的性质,介孔炭材料被用于改善难溶性药物的溶解性和保护蛋白质类药物不被酶降解,从而提高药物的生物利用度。然而,这一类材料的微观结构和形貌不够丰富,合成方法也缺乏创新性,使炭材料的应用受到了一定的限制。其主要原因是人们对介孔炭材料合成的认识仍然处于起步阶段,对其合成机理的理解也不够深刻,导致在控制介孔炭的形貌、粒径、孔径、表面性质等方面仍然存在很大的困难,这在一定程度上阻碍了介孔炭的发展。因此,合成具有物理化学性质可调的介孔炭并对其合成机制的进一步研究,有利于扩宽介孔炭材料在医药领域的应用。本论文旨在合成一系列介孔碳,对其形貌、粒径、孔径、表面性质进行调控,并应用于生物医药领域。本论文主要包括以下研究内容:(1)酸浓度程序性控制合成具有粒径可以预测的双介孔炭纳米球(DMCN)。本研究将小粒径和双介孔两种优良特性整合到炭纳米球上。研究发现炭纳米球的粒径与盐酸浓度之间的关系可以用一条线性等式来表示,这有利于通过控制盐酸的使用量来对目标介孔炭纳米球的粒径大小进行预测。创新点如下:(ⅰ)对I~+X~-S~+机制的进一步扩展,以氯离子为介质,在库仑力作用下,形成RF~+Cl~-SN~+(即有机/离子/无机)复合物,解决了SN和RF表面不相容的问题;(ⅱ)在高盐酸浓度的驱动下,使得有机-无机,有机-有机,无机-无机的自组装达到平衡,得到高度分散、粒径小且均一的DMCN;(ⅲ)将合成的DMCN应用于难溶性药物载体的研究方面,结果表明,DMCN能够增强难溶药物(非诺贝特)的释放能力。(2)合成氮掺杂的、具有大介孔的介孔炭纳米球(NMCNs)。通过改变初始温度来调节胶束的自组装状态,在低温下,F127自主装形成大而松散的胶束,最终形成大的介孔。在较高温下,形成比较小的胶束,所以得到的孔径也比较小。研究发现,在低的初始反应温度下所得的纳米球粒径比较小,在高温下形成的粒径比较大。这种现象与经典的纳米球成核和成长理论相违背。因此,本论文对该理论进一步扩展,提出了在高反应速率和强催化剂下,初始温度对介孔炭球在成核阶段的影响比较小,而在粒径成长阶段的影响比较大,从而得到粒径比较大的介孔炭球。创新点如下:(ⅰ)本研究通过简单地增加初始温度到40°C,成功的将氮掺杂介孔炭球内部结构由实心转变为空心。(ⅱ)在合成过程中,通过改变乙醇和水的比例,可以容易地改变炭纳米球的表面粗糙度,得到荔枝状的纳米球。(ⅲ)为了展示氮掺杂介孔炭球在医药领域的应用潜力,本研究做了细胞毒实验和细胞黏附实验。结果表明具有粗糙表面的纳米球具有低的细胞毒性和高的细胞粘附能力。(ⅳ)当使用所合成的NMCNs负载胰岛素后,动物实验表明直接口服NMCNs/胰岛素口服制剂能够达到高的降血糖效果,说明NMCNs能够使得胰岛素不容易被胃肠道中的酶分解,从而解决了传统的口服胰岛素生物利用度低的问题,并且减少一天两次皮下注射胰岛素所引起的不适,有利于提高糖尿病患者的顺应性。