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与传统的纳米材料相比,低维黑磷材料(零维的黑磷量子点和二维黑磷纳米片)是一种带隙可调的直接带隙半导体,其具有很多优异的性能,例如:对紫外至近红外波段的全波长的光均有吸收,可以作为光敏剂参与光化学反应产生单线态氧,同时有高效的光热转化效率;具有优异的电学和电化学性能;具有良好的生物相容性和较低的细胞毒性。本文以低维黑磷材料作为研究对象,对其在生物医学及生物传感方面的应用进行了相关研究,具体内容如下:(1)构建了一种以空心二氧化锰纳米球为载体并在其上负载黑磷量子点的复合材料H-MnO2-BPQDs,作为对肿瘤微环境响应的治疗纳米载体,能够对阿霉素(DOX)进行高效负载和可控释放,实现了光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT)与化疗对肿瘤细胞的联合治疗。首先合成了一种具有空心结构大比表面积的二氧化锰空心纳米结构(H-MnO2),腔内装载了抗肿瘤抗生素阿霉素,同时,在其表面通过氨基和羧基反应偶联了PEG修饰的黑磷量子点(BPQDs-PEG),得到了一种复合材料H-MnO2-BPQDs/DOX。它可以实现对肿瘤细胞的低pH环境的响应,在弱酸性环境中降解从而释放包裹在其中的肿瘤治疗药物;同时与肿瘤微环境中存在的过氧化氢反应产生氧气,改善肿瘤细胞缺氧的问题,显著的提高光动力治疗的效果;由于黑磷量子点具有较强的将光能转化为热能的能力,能够在局部产生高热,实现对肿瘤细胞的光热治疗。因此,这种复合材料能对肿瘤细胞进行联合治疗,显著提高治疗效果。(2)基于二维黑磷纳米片构建了一种电化学生物传感器。以液相超声法为基础,通过控制离心速度制备了不同厚度的二维黑磷纳米片,并利用Raman、AFM、TEM等表征手段对其进行表征。阳离子聚合物—聚赖氨酸(PLL)与二维黑磷纳米片(BP)通过静电相互作用制备了PLL-BP复合物,并将其修饰在电极上,随后带负电的大豆过氧化物酶(SBP)通过静电作用固定到电极的表面,制备了基于SBP-PLL-BP的电化学生物传感器。我们推测由于黑磷纳米片是一个良性的电子导体,能够促进电子传递;同时,黑磷纳米片独特的褶皱层状结构能够负载更多SBP,为酶的固定提供了良好的微环境,保护了SBP的天然结构和活性。因此,基于SBP-PLL-BP的电化学生物传感器能够显著增强H2O2-Luminol体系的电化学发光信号,可以期待基于SBP-PLL-BP的电化学生物传感器实现对微量、低浓度分析物的准确、高灵敏度检测。