开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、课题背景
纳米通道，定义为孔径在1-100 nm且具有显著表面效应的孔状或管道状纳米结 构。 目前科学工作者们对于纳米通道的研究集中在两方面，即天然纳米通道和人 工合成纳米通道。 天然纳米通道对维持生物体的正常生命活动起到了重要的作用。其中最为典型 的例子是细胞膜上的离子通道，它们选择性地输运Na 、 K 、 Ca2 等离子出入细 胞，对实现细胞的各种生理功能具有重要意义，也是一切生命活动的基础。 在这一生命活动的启发下， 人们尝试模仿细胞膜上离子通道， 设计出了许多具 有特定功能的人工纳米通道，如具有尺寸选择性、化学极性选择性、电荷选择性， 生物分子选择性或具有开关功能的纳米通道。这类功能化的人工合成纳米通道在 生命分析领域，如化学、生物分子的检测与分离、DNA测序等方面具有广泛的 应用前景。
二、拟研究的问题
- 离子通道-纳米通道复合结构的制备
2、离子通道-纳米通道复合结构端面功能化修饰与表征
- 采用的研究手段
- 离子通道-纳米通道复合结构的制备
采用电化学阳极氧化技术，通过铝片的阳极氧化以及铝基底的去除制备离子通道-纳米通道复合结构。采用SEM、TEM、台阶仪等分析装置，结合不同尺寸的荧光/电化学探针和荧光倒置显微镜，电化学技术，对上述制备的纳米通道、离子通道进行表征。使用了二次阳极氧化法制备 PAA 膜，其制备方法包括：预处理，阳极 氧化和去除铝基底等三个主要步骤。 （ 1 ）预处理 将剪好的铝箔分别在丙酮和蒸馏水中超声清洗 5 min，以除去铝片表面的油污。 然后对铝片进行化学抛光，即在 1 M KCl 中超声振荡 5 min。化学抛光后可得到 较为光洁平整的表面，有利于进行下一步的氧化。 （ 2 ）阳极氧化 预处理结束后就可以对铝片进行氧化。高纯铝箔的阳极氧化是一个典型的自组 装过程，一般通过调节电解质溶液的种类和浓度、氧化电压、氧化时间和温度来 实现高度有序的 PAA 膜的自组装。制备了孔径大小为 40 nm 的 PAA 膜， 所使用的电解液为 0.3 M 的草酸。具体来说，阳极氧化分为两步进行：
预氧化 草酸中预氧化电压为 50 V，氧化时间为 30 min，温度为 20 oC。
除氧化膜 由于预氧化产生的纳米孔的尺寸及分布不均匀，在第一次氧化前需要将其去除。 方法如下：将预氧化产生的氧化铝浸泡在 1.5 wt%铬酸和 5 wt%磷酸的混合液，
60 oC 恒温 40 min。
阳极氧化 阳极氧化的电解液浓度，氧化电压与温度都与预氧化的条件相同（ 0.3 M 草酸，
50V， 20 oC）。氧化时间为 4 h。 （ 3 ）去除铝基底 将铝片从电解池中取出，放于饱和 SnCl
几分钟后可除去铝基底。用 蒸馏水反复冲洗后，得到一侧为多孔层，一侧为障碍层的 PAA 膜。
（4）去障碍层 PAA膜结束后，多空层涂上指甲油保护，将障碍层放入磷酸溶液中在温度100摄氏度下煮50分钟，去掉障碍层
- 离子通道-纳米通道复合结构的端面功能化修饰与表征
通过化学键合、静电吸附和物理吸附等方式在复合结构的离子通道端面进行探针分子原位修饰 。将 PAA 膜用蒸馏水冲洗干净后，置于 30%的过氧化氢溶液中煮沸 30 min, （以增加PAA膜障碍层表面-OH 的数量）
四、应用前景
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