ChemNanoMat：基于离子径迹的磁控纳米孔道制备

中科院近代物理研究所杜广华团队基于单离子辐照和径迹蚀刻技术制备了PET锥形纳米孔，通过在孔道内壁用DNA单链嫁接纳米磁粒，成功制备了亚秒响应的磁感应纳米孔道开关。这为微流控的非接触磁控制和智能释药等开辟了新的技术应用。

响应性纳米通道广泛存在于生物系统中，这些孔道可以根据特定的外界刺激选择性开关并输运相应的分子或离子，如电压门控离子通道和配体门控通道。近年来研究学者们受到这些门控技术的启发，通过离子溅射和化学修饰等实验方法成功制备出了对光、温度、电场、磁场和金属离子等因素敏感的响应性纳米通道，从而可以通过控制这些响应性因素达到控制纳米孔道离子输运的目的。

与其他控制因素相比，磁场具有对非磁性材料具有穿透作用等特点，和（包括大多数绝缘体、导电固体和液体以及人体组织），可以非接触形式作用在液体、导电腔体内的控制应用中，特别是在人体内的智能药物释放方面具有很大的优势。许多研究和应用都证明了利用磁性纳米颗粒牵引药物并在生物体中进行药物输运是可行的，药物可以在磁场的作用下被引导到患病区域从而进行药物释放。

最近，中国科学院近代物理研究所杜广华研究员团队制备了一种磁控纳米通道。在该项工作中，研究团队利用兰州高能微束装置单离子辐照PET薄膜，经过离子径迹蚀刻制备了单锥形纳米孔道。通过酰胺化合反应在PET单锥形纳米孔道上依次修饰了DNA单链和纳米磁性颗粒，从而形成了一层摇摆式链珠结构。当磁场强度为220 mT的永磁体被放置于纳米孔道大/小孔端处时，纳米孔道会在亚秒量级的时间内转变为开通/闭合状态，其开关比达到了几十。该项研究首次展示了这种通过在纳米孔道内部修饰磁性物质从而达到磁控目的的工作。这种磁控纳米通道由聚合物薄膜材料制备，因此具有较高的生物相容性，在智能释药和非接触控制等方面可以展现出其独特的优势。

论文信息：

Fabrication and Functioning of Magnetically Gated PET Nanochannels

文章第一作者为李亚宁

ChemNanoMat

DOI: 10.1002/cnma.202000199

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