专利名称：纳米药物自导向自组装量子化电导结及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米科学与纳米技术先进材料、纳米药物量子点和单分子膜与量子信息处理器研究领域。具体涉及纳米药物自导向自组装量子化电导结及其制备方法。
背景技术：
现代BEC-BCS量子物理、量子化学、量子生物学和协同相互作用量子场理论研究表明，在一定温度下，物质第五态—玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中大量玻色子会凝聚到最低能量的同一量子态；电子会分别发生两连结对(库珀对)和动量凝聚(BCS)；BEC-BCS相互作用使不同量子态费米子两两结对，表现玻色子一样的行为，实现费米凝聚，这种费米凝聚表现量子化电导开关现象。实现量子化电导开关功能的关键在于量子化单电子隧穿结有序纳米结构的构成，它是目前国内外研究的前沿热点，自导向自组装是一种无需外场作用、室温大气环境中实现有序纳米结构量子化电导结和单电子隧穿的技术方法，国外曾有研究报道室温、大气环境中自导向自组装无机-有机-生物聚合物等级有序圆柱体纳米结构的技术方法，但未涉及单电子隧穿和有序纳米结构量子化电导结的构成。国外另有研究构成室温、大气环境中工作频率为1MHz的量子化电导原子开关，但它不能满足0-3000Hz生物电子工作频率，用于生物电化学传感器的制作。国内有研究室温、大气环境中自组织生长无机分子纳米结构量子点和单分子膜，但缺乏靶标识别和量子化电导功能。生物化学药物自导向自组装纳米药物构成矩阵构型量子化电导结、分子导线、纳米结构量子点、单分子膜，使其具备逻辑开关功能的技术方案是一项基于费米凝聚原理、能够克服现有技术方法瓶颈、室温大气环境中可实施的先进、新颖、实用方法。迄今尚没有生物化学药物自导向自组装纳米药物构成量子化电导结、有序结构分子导线、纳米结构量子点、矩阵构型单分子膜并兼有逻辑开关功能的国内外文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米药物自导向自组装量子化电导结，本发明的进一步目的是提供生物化学药物自导向自组装纳米药物构成量子化电导结、纳米结构量子点和单分子膜、分子导线并兼有逻辑开关功能的制备方法。本发明的核心在于纳米药物自导向自组装构成量子化电导结，用于发展分子电子学或量子器件、光电信息功能偶合先进材料、等级有序纳米结构、药物传输体系、靶标识别功能量子点诊断工具和生物化学传感器。
本发明的技术方案包括以生物化学药物为构件，自导向自组装具有荧光活性、富含自由电子、芳杂环结构、生物活性物质和Redox蛋白酶聚合物构成纳米结构量子点与单分子膜，使其具备半导体量子化电导结、分子导线和逻辑开关功能，从而建立纳米结构量子点量子化电导结的技术方法、纳米结构量子点和单分子膜构成量子化电导结的制备工艺及其性能测量标准技术。
本发明以费米凝聚、量子场效应等协同相互作用，通过光电活性生物化学药物自导向自组装抗氧化酶类氧自由基拮抗剂，β-受体激动剂，P2受体激动剂，苯烷胺类钙拮抗剂单体及其二元，三元，四元超分子体系构成矩阵构型纳米结构量子点与单分子膜，使其成为兼有量子化电导结和纳米药物功能偶合的先进材料。
本发明所述的自导向自组装技术方法，主要通过如下七种协同模式来实现自导向自组装具有光电活性、价电子跃迁或质子转移π轨道(CH2＝CH-CH＝CH2和-N＝N-和/或未成键电子轨道n如-OH、-NH2、-Cl)或单光子传递捐赠体和受体(含氮芳香环结构和氨基)的生物化学药物分子聚合物构成纳米结构量子点和单分子膜(1)通过芳杂环结构的π电子扁平吸附至P型或N型硅基上；(2)通过氮原子的未成对电子和π电子倾斜吸附至P型或N型硅基上；(3)氮原子的垂直吸附至P型或N型硅基上；(4)通过氮和碳原子的边界吸附至P型或N型硅基上；(5)通过液相吸附作用建立OH键与P型或N型硅基隧穿结；(6)通过Redox聚合物薄膜Layer-by-layer自组装实现硅基纳米药物量子点异质结构；(7)通过氢氟酸处理Si-SiO2金属表面生成富含氢键的活性层；最终形成无机硅基-有机药物-生物蛋白异质结构聚合物构成纳米结构量子点和单分子层及其量子化电导结。
所述的自导向自组装无机硅基-有机药物-生物蛋白异质结构聚合物构成纳米结构量子点和单分子层的组份包含1]P-型和N-型硅(100)-氧化硅核-壳层，2]富含氢键的活性层，3]有机药物生物化学蛋白聚合物层。所述的有机药物生物化学蛋白聚合物层组分采用[1]SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐(Isoprenalini.HCL)，1毫克/2毫升，[2]SFDA医药规格的三磷酸腺苷干冻粉针剂(adenonine triphoaphate)，20毫克/2毫升，SFDA医药规格的异博啶盐酸盐(Verapamil)，5毫克/2毫升，SFDA药物原料型超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase)及其优化配比。
自导向自组装标准技术方法是在10级超净环境中，将富含氢键的P-型和N-型金属硅-氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4优选方案，在室温和大气条件下，将0.5平方厘米的硅片有序置入无菌96孔细胞培养板，内含预先配制的上述有机药物生物化学蛋白聚合物溶液，浸12小时后取出，去离子水清洗三次，氮气吹干表面后，用导电针尖和原子级側分辨的扫描探针显微镜(SPM)及其微区扫描探测技术进行量子化电导结表面形貌扫描和电压-电流曲线探测。
所用的液相自导向自组装硅基、光电活性、有机药物生物化学蛋白聚合物构成纳米结构量子点和单分子膜的优化配比分别为1]按L16(2)15优选方案，在P-型硅-二氧化硅片和在N-型硅-二氧化硅片上，分别有如下16组自导向自组装技术方案[1]加入300微升SFDA医药规格的0.9％生理盐溶液作对照，10ML/支。
用组[1]作为溶剂，制备10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液，从中取出1分子异博啶盐酸盐加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
用组[1]作为溶剂，制备10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液，从中取6分子异丙肾上腺素盐酸盐加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
用组[1]作为溶剂，制备10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶，从中取出1分子超氧化物歧化酶加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
用组[1]作为溶剂，制备10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液，从中取出4分子加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液和10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液中，各取4分子三磷酸腺苷和6分子异丙肾上腺素盐酸盐，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液和10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐和1分子超氧化物歧化酶，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液和10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液中，各取出6分子异丙肾上腺素盐酸和1分子超氧化物歧化酶，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出6分子异丙肾上腺素盐酸和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出1分子超氧化物歧化酶和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液和10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐、4分子三磷酸腺苷和1分子超氧化物歧化酶，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐、6分子异丙肾上腺素盐酸和4分子三磷酸腺苷加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐、1分子超氧化物歧化酶和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出6分子异丙肾上腺素盐酸、1分子超氧化物歧化酶和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出1分子异博啶盐酸盐、6分子异丙肾上腺素盐酸、1分子超氧化物歧化酶和4分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升。
2]按L9(3)4优选方案，在P-型和N-型硅-氧化硅片上分别有如下9组自导向自组装技术方案[1]分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出100分子异博啶盐酸盐、600分子异丙肾上腺素盐酸、100分子超氧化物歧化酶和400分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数1200。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出100分子异博啶盐酸盐、1200分子异丙肾上腺素盐酸、200分子超氧化物歧化酶和800分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2300。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出100分子异博啶盐酸盐、1800分子异丙肾上腺素盐酸、300分子超氧化物歧化酶和1200分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数3400。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出200分子异博啶盐酸盐、600分子异丙肾上腺素盐酸、200分子超氧化物歧化酶和1200分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2400。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出200分子异博啶盐酸盐、1200分子异丙肾上腺素盐酸、300分子超氧化物歧化酶和400分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2100。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出200分子异博啶盐酸盐、1800分子异丙肾上腺素盐酸、100分子超氧化物歧化酶和800分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2900。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出300分子异博啶盐酸盐、600分子异丙肾上腺素盐酸、300分子超氧化物歧化酶和800分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2000。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出300分子异博啶盐酸盐、1200分子异丙肾上腺素盐酸、100分子超氧化物歧化酶和1200分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2800。
分别从10-23M SFDA医药规格的异博啶盐酸盐溶液、10-23M SFDA医药规格的异丙肾上腺素盐酸盐溶液、10-23M SFDA药物原料型超氧化物歧化酶溶液和10-23M SFDA医药规格的三磷酸腺苷溶液中，各取出300分子异博啶盐酸盐、1800分子异丙肾上腺素盐酸、200分子超氧化物歧化酶和400分子三磷酸腺苷，加入无菌96孔细胞培养板预定的微孔中，最终体积300微升，最终四组份分子数2700。
本发明利用现代BEC-BCS量子物理、量子化学、量子生物学和协同相互作用量子场理论和，非弹性电子隧穿相互作用进行自导向自组装具有光电活性、价电子跃迁或质子转移π轨道(CH2＝CH-CH＝CH2和-N＝N-和/或未成键电子轨道n如-OH、-NH2、-Cl)或单光子传递捐赠体和受体(含氮芳香环结构和氨基)的异搏啶、异丙肾上腺素、超氧化物歧化酶、三磷酸腺苷各单体及其二至四聚体，使其在室温、大气环境中构成纳米结构量子点和单分子膜，具备量子化电导结与逻辑开关功能。这种基于量子生物学和分子协同相互作用机制的纳米结构量子点和单分子膜构成量子化电导结的功能转换和空间几何构型自导向自组装方法，不仅有益于纳米结构创新药物发现，而且有益于等级有序纳米结构自导向自组装功能偶合先进材料、分子电子学或量子器件、量子生物学标准测量技术、光电信息功能材料和靶标识别功能量子点诊断工具或纳米结构单分子膜构成生物电化学传感器等。
本发明所涉及的量子化电导结电学性能的标准测量技术方法是导电针尖-原子力显微镜(C-AFM)，C-AFM扫描表面拓卜结构，并用导电针尖探测到导电针尖和样本间的单电子隧穿电流与外加连续脉冲偏压之间的电流(I)-电压(V)一一对应的电学信号；外加偏压值小于域值电压时测量电导效应；外加偏压值大于域值电压时测量开关效应。从I-V非线性电学信号分析中，衍化出一套描述自导向自组装纳米结构量子点和单分子膜构成量子化电导结电学性能特点的标准技术即I-V曲线、微分电导谱(I-V曲线一阶导数vs V)、非弹性相互作用能谱(I-V曲二阶导数vs V)和时间/频率-能量谱(电导谱快速富里叶变换)。其中微分电导谱包含域电压值，用微分电导谱面积计算中所示中心值表达；最大电导值，用微分电导谱面积计算中所示高度值表达；电子自旋动量相关的非弹性(二阶导数不等于零)电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能，用微分电导谱面积的绝对值表达。其中时间/频率-能量谱包含中心时间/频率，用时间/频率-能量谱面积计算中心值表达；最低未占分子轨道/价带，用时间-能量谱高度表达；最高占有分子轨道/导带，用频率-能量谱高度表达；分子间电荷迁移所致的氧化电势差绝对值，用频率-能量谱峰值与时间能量谱面积之差值表达；上述数值均为难以从量子化学计算获得的定量数值。所述的微分电导谱中出现零偏压附近尖峰即特征量子化电导结行为(一种特征量子力学共振Kondo效应)；微分电导谱中出现随偏压增加而隧穿电流下降，即负性微分电导/电阻结行为或一种共振隧穿二极管行为，也是简单存储器的基础。I-V曲线出现金属样垂直线型阻抗，即超导体电学特性；I-V曲线出现超导体垂直线型阻抗夹绝缘体平行线型特性，即Josephson结电学行为；I-V曲线出现以零点为中心的正、负隧穿电流与偏压非线性行为，即半导体电学特性。时间/频率-能量谱出现以零点为中心的孤立波，即发生非热力学能驱动的相转移速率不确定的量子波动或零点运动；时间/频率-能量谱出现以零点为附近的非孤立波，即发生热力学能驱动的相转移速率确定的量子波动或非零点运动；相转移速率取决于相因子自相关函数，用频率中心值和时间中心值之积表达。
本发明采用L16(2)15和L9(3)4正交优选法、自导向自组装协同模式、扫描探针显微术和ORINGIN非线性I-V参数及其自相关函数，分析与计算兼有高效防御心肺脑低氧损害作用与光电活性的纳米药物构成量子化电导结，获得零点运动和非零点运动的量子化电导结、超导体结、负性微分电阻/电导结、Jesophson结的电学特性，这些电学性能反映量子水平标准电学测量三角(单电子隧穿、量子化电导、Jesophson效应)的特性。本发明技术方法的核心是获得单电子隧穿、量子化电导、Jesophson效应这一量子水平标准电学测量三角的统一。本发明所述的电学特征是发展等级有序纳米结构自导向自组装功能偶合先进材料、分子电子学或量子器件、量子生物学标准测量技术方法、光电信息功能材料和靶标识别功能量子点诊断工具和/或纳米结构单分子膜构成生物电化学传感器的基础。所述的纳米结构量子点和单分子膜构成量子化电导结的核心组份由异丙肾上腺素(Isoprenalini)，三磷酸腺苷(adennosine triphosphate)，异博啶(Verapamil)，超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase)按单体，二元体，三元体和四元体分别配制自导向自组装体系。
其中单体纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，分别按1∶0∶0∶0；0∶1∶0∶0；0∶0∶1∶0；0∶0∶0∶1配比配制自导向自组装体系其中二元体纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，分别按1∶1∶0∶0；1∶0∶1∶0；1∶0∶0∶1；0∶1∶0∶0；0∶1∶0∶1；0∶0∶1∶1配比配制自导向自组装体系其中三元体纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，分别按1∶1∶1∶0；1∶0∶1∶1；1∶1∶0∶1；0∶1∶1∶1配比配制自导向自组装体系其中四元体纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，分别按1∶1∶1∶1；1∶2∶2∶2；1∶3∶3∶3；2∶1∶2∶3；2∶2∶3∶1；2∶3∶1∶2；3∶1∶3∶2；3∶2∶1∶3；3∶3∶2∶1配比配制自导向自组装体系。
上述组份单体，二元体，三元体和四元体及其不同四元体自导向自组装体系的I-V曲线，一阶导数和二阶导数及其时间/频率域-能量谱分析表明，在N-型和P-型硅-氧化硅表面形成25组数据矩阵和25种不同尺寸的纳米药物构成纳米结构量子点或和单分子膜及其量子化电导结矩阵。本发明所述的纳米结构量子点构成量子化电导结矩阵的高度可调，有如下不同高度440、260、42和17的Josephson结；和如下不同高度70、60的量子化电导结；单分子膜构成量子化电导结的尺寸可调，有如下不同厚度190、100、42、34和18的Josephson结矩阵；70和85的超导结矩阵；如下不同厚度400、55、42、36、23、21和14的负性微分电导/电组结矩阵；如下不同厚度32、28、26、22、20、19、15和11.5零点运动型量子化电导结矩阵和不同厚度70、55和30非零点运动型量子化电导结矩阵；厚度16的量子化复合结(Josephson结加负性微分电导/电组结)矩阵。
本发明所述的单分子膜构成非零点运动型量子化电导结的相因子范围为49、39、147Hz/s平方。自导向自主装光电活性纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，呈现矩阵构型，尺度可控、多种规格拓卜结构与电学特性。本发明不仅有益于等级有序纳米结构自导向自组装功能偶合先进材料、分子电子学或量子器件、量子生物学标准测量技术、光电信息功能材料和靶标识别功能量子点诊断工具、纳米结构单分子膜构成生物电化学传感器的发明，而且有益于靶向疾病机制的纳米结构创新药物与药物传输体系。
本发明通过下述方法和步骤制备自导向自组装光电活性纳米药物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结，按中华人民共和国卫生部颁发的药典规范配制如下药液1.制备盐酸异博啶溶液2.制备盐酸异丙肾上腺素溶液3.制备超氧化物歧化酶生理盐缓冲液4.制备三磷酸腺苷的生理盐缓冲液5.分别取10-23M最佳浓度范围内的各组份分子数，常温下均匀混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用。
6.采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将表面清洁、富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元最佳配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗三次，用氮气干燥硅片表面后，用于C-AFM探测。
图1是量子化Jesophson结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱，其中，(a)是单分子构成大尺度(440)纳米结构量子点和量子化Jesophson结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱，(b)是四聚体药物分子构成厚85纳米结构单分子膜和具有逻辑开关功能量子化Jesophson结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图2a-b分别是厚70和85、三至四聚体药物分子构成纳米结构单分子膜及其量子化超导结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图3是四聚体药物分子构成厚16纳米结构单分子膜及其量子化复合结(Josephson结加负性微分电导/电阻结)的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图4是药物单体构成厚14纳米结构单分子膜及其具备逻辑开关功能、量子化负性微分电导/电阻结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图5是三聚体药物分子构成厚11.5纳米结构单分子膜及其具备逻辑开关功能、量子化半导体结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图6是两聚体药物构成厚15纳米结构单分子膜及其具备逻辑开关功能、量子化半导体结的C-AFM表面拓卜结构扫描图谱。
图7a-d是量子化复合结(Josephson结加负性微分电导/电阻结)、负性微分电导/电阻结、量子化超导结和量子化半导体结I-V曲线特征图谱。
图8a-d是7a-d的微分电导图。
其中包括a-d四组所对应的域电压值数据8.24伏、-7.96伏、0.4伏、-0.84伏；和最大电导数据-56.346787皮安/伏、31.47083皮安/伏、-0.52083皮安/伏、49.07188皮安/伏；及其电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能数据|-4.68425|电子伏特、|6.72075|电子伏特、0.00342电子伏特、|-3.35375|电子伏特。
图9a-h分别是8a-d微分电导的快速富里叶变换分析图谱，即频率/时间-能量图谱。
其中分别包括四组中心时间/频率数据48.82813赫兹/48.82813秒、39.0625赫兹/39.0625秒、-146.48438赫兹/146.48438秒、0赫兹/0秒，分别从图8a-d微分电导时间和频率域快速富里叶变换分析和面积计算中心值中获得；四组最低未占分子轨道/价带数据7.91144E-4电子伏特、1.45161E-4电子伏特、4.0343E-8电子伏特、0.00976电子伏特，分别从图8a-d微分电导时间-能量图谱分析和面积计算高度中获得；四组最高占有分子轨道/导带数据0.00316电子伏特、5.80645E-4电子伏特、1.61372E-7电子伏特、0.03905电子伏特，分别从图8a-d微分电导频率-能量图谱分析和面积计算高度中获得；四组氧化电势差绝对值数据0.15578-0.03895＝0.11783电子伏特、0.06358-0.0159＝0.0468电子伏特、1.008388E-5-2.5097E-6＝7.57418E-6电子伏特、0.13851-0.03463＝确0.10498电子伏特，分别从图8a-d微分电导时间-能量和频率-能量图谱分析和面积计算之差中获得。
具体实施例方式
实施例1按中华人民共和国卫生部颁发的药典规范配制如下药液1.制备盐酸异博啶溶液2.5毫克/5毫升2.制备含2毫克/100毫升盐酸异丙肾上腺素溶液3.制备含1毫克/2毫升超氧化物歧化酶生理盐缓冲液
4.制备含20毫克/3.3毫升三磷酸腺苷的生理盐缓冲液5.将1-4分别制备成10-23M的生理盐缓冲液6.分别按1∶3∶2∶1取10-23M浓度范围内的各组份药物分子数，常温下均匀混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用。
7.采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将表面清洁、富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元最佳配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗三次，用氮气干燥硅片表面后，用于C-AFM探测。所获C-AFM表面拓卜结构扫描图见附图1b；I-V曲线定量分析结果见附图7a量子化复合结(Josephson结加负性微分电导/电阻结)特征图谱；附图8a微分电导图，其中包括域电压值8.24伏，最大电导值-56.346787皮安/伏，电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能绝对值|-4.68425|电子伏特；附图9a-b频率/时间-能量图谱，其中包括中心时间/频率值48.82813赫兹/48.82813秒(分别从图8a微分电导时间和频率域快速富里叶变换分析和面积计算中心值中获得)、最低未占分子轨道/价带值7.91144E-4电子伏特(从图8a微分电导时间-能量图谱分析中和面积计算高度值中获得)、最高占有分子轨道/导带值0.00316电子伏特(从图8a微分电导频率-能量图谱分析和面积计算高度值中获得)、氧化电势差绝对值0.15578-0.03895＝0.11783电子伏特(分别从图8a微分电导时间-能量和频率-能量图谱分析和面积计算差值中获得)。
实施例2按中华人民共和国卫生部颁发的药典规范配制如下药液1.制备盐酸异博啶溶液2.5毫克/5毫升2.制备含2毫克/100毫升盐酸异丙肾上腺素溶液3.制备含1毫克/2毫升超氧化物歧化酶生理盐缓冲液4.制备含20毫克/3.3毫升三磷酸腺苷的生理盐缓冲液5.将1-4分别制备成10-23M的生理盐缓冲液
6.分别按0∶1∶0∶0取10-23M浓度范围内的各组份药物分子数，常温下均匀混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用。
7.采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将表面清洁、富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元最佳配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗三次，用氮气干燥硅片表面后，用于C-AFM探测。获得如附图1a所示C-AFM表面拓卜结构扫描图；I-V曲线定量分析结果见附图7b量子化负性微分电导/电阻结特征图谱；附图8b微分电导图，其中包括域电压值-7.96伏，最大电导值31.47083皮安/伏，电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能绝对值|6.72075|电子伏特；附图9c-d频率/时间-能量图谱，其中包括中心时间/频率值39.0625赫兹/39.0625秒(分别从图8b微分电导时间和频率域快速富里叶变换分析和面积计算中心值中获得)、最低未占分子轨道/价带值1.45161E-4电子伏特(从图8b微分电导时间-能量图谱分析中和面积计算高度值中获得)、最高占有分子轨道/导带值5.80645E-4电子伏特(从图8b微分电导频率-能量图谱分析和面积计算高度值中获得)、氧化电势差绝对值0.06358-0.0159＝0.0468电子伏特(分别从图8b微分电导时间-能量和频率-能量图谱分析和面积计算差值中获得)。
实施例3按中华人民共和国卫生部颁发的药典规范配制如下药液1.制备盐酸异博啶溶液2.5毫克/5毫升2.制备含2毫克/100毫升盐酸异丙肾上腺素溶液3.制备含1毫克/2毫升超氧化物歧化酶生理盐缓冲液4.制备含20毫克/3.3毫升三磷酸腺苷的生理盐缓冲液5.将1-4分别制备成10-23M的生理盐缓冲液6.分别按1∶0∶1∶1取10-23M浓度范围内的各组份药物分子数，常温下均匀混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用。
7.采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将表面清洁、富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元最佳配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗三次，用氮气干燥硅片表面后，用于C-AFM探测。获得如附图5所示C-AFM表面拓卜结构扫描图；I-V曲线定量分析结果见附图7c量子化超导结特征图谱；附图8c微分电导图，其中包括域电压值0.4伏，最大电导值-0.52083皮安/伏，电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能绝对值0.00342电子伏特；附图9e-f频率/时间-能量图谱，其中包括中心时间/频率值-146.48438赫兹/146.48438秒(分别从图8c微分电导时间和频率域快速富里叶变换分析和面积计算中心值中获得)、最低未占分子轨道/价带值4.0343E-8电子伏特(从图8c微分电导时间-能量图谱分析中和面积计算高度值中获得)、最高占有分子轨道/导带值1.61372E-7电子伏特(从图8c微分电导频率-能量图谱分析和面积计算高度值中获得)、氧化电势差绝对值1.008388E-5-2.5097E-6＝7.57418E-6电子伏特(分别从图8c微分电导时间-能量和频率-能量图谱分析和面积计算差值中获得)。
实施例4按中华人民共和国卫生部颁发的药典规范配制如下药液1.制备盐酸异博啶溶液2.5毫克/5毫升2.制备含2毫克/100毫升盐酸异丙肾上腺素溶液3.制备含1毫克/2毫升超氧化物歧化酶生理盐缓冲液4.制备含20毫克/3.3毫升三磷酸腺苷的生理盐缓冲液5.将1-4分别制备成10-23M的生理盐缓冲液6.分别按1∶0∶0∶1取10-23M浓度范围内的各组份药物分子数，常温下均匀混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用。
7.采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将表面清洁、富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元最佳配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗三次，用氮气干燥硅片表面后，用于C-AFM探测。获得如附图6所示C-AFM表面拓卜结构扫描图；I-V曲线定量分析结果见附图7d量子化半导体结特征图谱；附图8微分电导图，其中包括域电压值-0.84伏，最大电导值49.07188皮安/伏，电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能绝对值|-3.35375|电子伏特；附图g-h频率/时间-能量图谱，其中包括中心时间/频率值0赫兹/0秒(分别从图8d微分电导时间和频率域快速富里叶变换分析和面积计算中心值中获得)、最低未占分子轨道/价带值0.00976电子伏特(从图8d微分电导时间-能量图谱分析中和面积计算高度值中获得)、最高占有分子轨道/导带值0.03905电子伏特(从图8d微分电导频率-能量图谱分析和面积计算高度值中获得)、氧化电势差绝对值0.13851-0.03463＝确0.10498电子伏特(分别从图8d微分电导时间-能量和频率-能量图谱分析和面积计算差值中获得)。
权利要求
1.纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于以生物化学药物为构件，自导向自组装有荧光活性、含自由电子、芳杂环结构、生物活性物质和Redox蛋白酶聚合物构成纳米结构量子点和单分子膜，及其量子化电导结，通过下述协同模式实现自导向自组装的生物化学药物分子聚合构成纳米结构量子点和单分子膜(1)通过芳杂环结构的π电子扁平吸附至P型或N型硅基上；(2)通过氮原子的未成对电子和π电子倾斜吸附至P型或N型硅基上；(3)氮原子的垂直吸附至P型或N型硅基上；(4)通过氮和碳原子的边界吸附至P型或N型硅基上；(5)通过液相吸附作用建立OH键与P型或N型硅基隧穿结；(6)通过Redox聚合物薄膜Layer-by-layer自组装实现硅基纳米药物量子点异质结构；(7)通过氢氟酸处理后富含氢键的Si-SiO2的金属表面氢键聚合；最终形成自导向自组装无机硅-有机药物-生物蛋白异质纳米结构量子点和聚合物单分子层，及其量子化电导结。
2.按权利要求1所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述的量子化电导结其中药物聚合物层是抗氧化酶类氧自由基拮抗剂，β-受体激动剂，P2受体激动剂，苯烷胺类钙拮抗剂单体及其二元，三元，四元复合物。
3.按权利要求1所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述量子化电导结其中纳米结构量子点与单分子膜的组份为异丙肾上腺素，三磷酸腺苷，异博啶，超氧化物歧化酶，所述各组份药物分子数范围为异博啶 1至300异丙肾上腺素6至1800超氧化物歧化酶 1至300三磷酸腺苷 4至1200。
4.按权利要求2所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述的单体纳米药物分子数分别按1∶0∶0∶0；0∶1∶0∶0；0∶0∶1∶0；0∶0∶0∶1配比配制自导向自组装体系。
5.按权利要求2所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述的二元体纳米药物分子数分别按1∶1∶0∶0；1∶0∶1∶0；1∶0∶0∶1；0∶1∶0∶0∶0∶1∶0∶1；0∶0∶1∶1的比例配制自导向自组装体系。
6.按权利要求2所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述的三元体纳米药物分子数分别按1∶1∶1∶0；1∶0∶1∶1；1∶1∶0∶1；0∶1∶1∶1比例配制自导向自组装体系。
7.按权利要求2所述的纳米药物自导向自组装量子化电导结，其特征在于所述的四元体纳米药物分子数分别按1∶1∶1∶1；1∶2∶2∶2；1∶3∶3∶3；2∶1∶2∶3；2∶2∶3∶1；2∶3∶1∶2；3∶1∶3∶2；3∶2∶1∶3；3∶3∶2∶1比例配制自导向自组装体系。
8.按权利要求1或2的纳米药物自导向自组装量子化电导结的制备方法，其特征是按下述步骤，分别配制如下药液1).制备盐酸异博啶溶液；2).制备盐酸异丙肾上腺素溶液；3).制备超氧化物歧化酶生理盐缓冲液；4).制备三磷酸腺苷的生理盐缓冲液；5).将1-4分别制备成10-23M的生理盐缓冲液；6).分别取10-23M浓度范围内的各组份分子数，常温下混合后，加生理盐缓冲溶液至300微升，置-4℃保存备用；7).采用半导体工业硅片表面清洁和氢氟酸活化标准工艺，制备富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，作为自导向自组装量子点和单分子膜及其量子化电导结的衬底，在10级超净、室温和大气环境中，将上述富含氢键的P-型硅(100)-二氧化硅和N-型硅(100)-二氧化硅片，按L16(2)15和L9(3)4方案，分别浸入上述单组份及其二至四元配伍药液中12小时后，无菌去离子水清洗，用氮气干燥，C-AFM探测。
9.按权利要求8的方法，其中步骤7所述的的自组装量子点和单分子膜及其量子化电导结分别构成矩阵高度为440、260、42和17的Josephson结；70、60的量子化电导结；所述单分子膜构成量子化电导结为厚度190、100、42、34和18的Josephson结；70和85的超导结；厚度为400、55、42、36、23、21和14的负性微分电导/电组结；厚度为32、28、26、22、20、19、15和11.5的零点运动型量子化电导结和厚度为70、55和30的非零点运动型量子化电导结；厚度为16的量子化复合结。
10.按权利要求9的方法，其中所述的自组装量子点和单分子膜及其量子化电导结构成矩阵，通过自导向自组装纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结电学特性的标准测量技术进行测量，包括建立C-AFM纳米接触分子电导结和电学性能测量标准技术参数即I-V曲线、微分电导谱即I-V曲线一阶导数vs V；非弹性相互作用能谱即I-V曲二阶导数vs V；时间/频率-能量谱即电导谱快速富里叶变换，其中微分电导谱包含域电压值、最大电导值和电子自旋动量相关的非弹性电子隧穿Zeeman电荷转移反应自由能定量数值；其中时间/频率-能量谱包含中心时间/频率、最低未占分子轨道/价带、最高占有分子轨道/导带、分子间电荷迁移所致的氧化电势差绝对值；微分电导谱中出现零偏压附近尖峰即特征量子化电导结行为；微分电导谱中出现随偏压增加而隧穿电流下降即负性微分电导/电阻结行为；I-V曲线出现金属样垂直线型阻抗即超导体电学特性；I-V曲线出现超导体垂直线型阻抗夹绝缘体平行线型特性即Josephson结电学行为；I-V曲线出现以零点为中心、正、负隧穿电流与偏压非线性行为即半导体电学特性；时间/频率-能量谱出现以零点为中心的孤立波，即发生非热力学能驱动的相转移速率不确定的量子波动，或零点运动；时间/频率-能量谱出现以零点为附近的非孤立波，即发生热力学能驱动的相转移速率确定的量子波动，或非零点运动。
全文摘要
本发明涉及纳米科学与纳米技术先进材料、纳米药物量子点和单分子膜与量子信息处理器研究领域。具体涉及纳米药物自导向自组装量子化电导结及其制备方法。本发明以BEC－BCS量子物理、量子化学、量子生物学、协同相互作用量子场和非弹性电子隧穿相互作用，用七种协同模式实现自导向自组装具有光电活性、价电子跃迁或质子转移π轨道或单光子传递捐赠体和受体的生物化学药物分子聚合物构成纳米结构量子点和单分子膜及其量子化电导结。使其具备纳米结构矩阵构型、分子导线和逻辑开关功能，其核心组份为抗氧化酶类氧自由基拮抗剂，β－受体激动剂，P2受体激动剂，苯烷胺类钙拮抗剂单体及其二元，三元，四元复合物。本发明有益于等级有序纳米结构自导向自组装功能偶合先进材料、分子电子学或量子器件、量子生物学标准测量技术、光电信息功能材料和靶标识别功能量子点新型诊断工具与生物化学传感，和靶向疾病机制的药物传输体系与纳米结构创新药物的研究。
文档编号A61K9/00GK1834001SQ20051002439
公开日2006年9月20日 申请日期2005年3月15日 优先权日2005年3月15日
发明者方琰 申请人:复旦大学附属中山医院