专利名称：纳米药物自组装双稳态量子线阵列及其制备方法量子线是发展量子计算和超快或超敏诊断技术与纳米生物传感的核心，量子比特是目前信息材料研究的热点。发展以生物分子为信息材料构筑元件是国内外现代与长远研究的热点。已有研究表明异搏啶，异丙肾上腺素，超氧化物歧化酶和三磷酸腺苷是一组纳米尺度大小、具备电荷转运和靶标识别能力的药物分子网络，但迄今尚未见在单分子水平，纳米药物双稳态量子线阵列及其制备方法的报道。
本发明的目的是提供一种适用于发展临床纳米诊断工具的单分子水平纳米药物自组装双稳态量子线阵列及其制备方法。本发明采用非弹性电子隧穿相互作用自组装抗氧化酶类氧自由基拮抗剂，β _受体激动剂，Ρ2受体激动剂，苯烷胺类钙拮抗剂单体和/或核酸及其二元，三元，四元和五元复合物，制成有量子比特、近藤效应的双稳态量子线阵列。所述的纳米药物自组装双稳态量子线阵列组份为异丙肾上腺素 (Isoprenalini)，三磷酸腺苷(adenonine triphoaphate)，异博啶(Verapamil)，超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase)和黄嘌呤及其优化配比的几何构型。上述组份最佳药物浓度范围为异博啶(Verapamil) 20zeptoM 至 0. OOlzeptoM,异丙肾上腺素(Isoprenalini) 210zeptoM 至 0. OOlzeptoM,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase) IzeptoM 至 0. OOlzeptoM,Η ^ Ι/Ι Ρ (adenosine triphophate) 260zeptoM M lzeptoM,黄嘌呤(Xanthine)50uM 至 5mM。 本发明利用非弹性电子隧穿相互作用进行自组装异搏啶，异丙肾上腺素，超氧化物歧化酶，和/或三磷酸腺苷和黄嘌呤，及其二至五聚体纳米药物双稳态量子线阵列。这种基于空间几何构型的优化分子设计和自组装方法，不仅有益于创新药物的研究发现，而且有益于量子信息材料的研究发明。本发明的突出优点是纳米药物为基的量子比特性能，它由电流-电压曲线及其一阶导数、电子自旋、时间_相位_能量谱和频率_相位_能量谱来表达；量子比特性能的特征识别依据从纳米药物量子线的时间_相位_能量谱和频率_相位_能量谱中获得，即相位经历近千至数百或数十个90度到180度电子自旋过程，在一千微秒内自旋可高达906个 90度和302个180度电子自旋。本发明采用L16(2) 15和L9 (3) 4正交优选设计，PCI扫描探针显微术和_4度低温自组装以及0RINGIN工作的相互作用，获得量子线阵列。本发明的核心组份由异丙肾上腺素(Isoprenalini)，三磷酸腺苷(adermosine triphosphate)，异博啶(Verapamil)，超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase)和黄嘌呤， 按单体，二元体，三元体，四元体和五元体分别配制自组装体系，其中单分子纳米药物以黄嘌呤为基，分别按1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0；0 0 0 1配比配制异丙肾上腺素，三磷酸腺苷，异博啶，超氧化物歧化酶自组装体系；其中二元体纳米药物以黄嘌呤为基，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 配比配制异丙肾上腺素， 三磷酸腺苷，异博啶，超氧化物歧化酶自组装体系；其中三元体纳米药物以黄嘌呤为基，分别按1 1 1 0;1 0 1 1 ； 1 1 0 1 ；0 1 1 1配比配制异丙肾上腺素，三磷酸腺苷，异博啶，超氧化物歧化酶自组装体系；其中四元体纳米药物以黄嘌呤为基，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· 3:3:2: 1配比配制异丙肾上腺素，三磷酸腺苷，异博啶，超氧化物歧化酶自组装体系。本发明核心组份单体，二元体，三元体，四元体和五元体及其不同自组装体系的 I-V曲线，一阶导数和时间-相位-能量谱和频率-相位-能量谱形成25组阵列数据和24 种尺寸可调的纳米药物量子线阵列，如:1.4，1.6，1.8，2. 0,2. 5,3. 0,3. 5，4，5，6，7，8，10， 12，14，16，20，25，30，35，40，50，60，70 纳米线长。本发明纳米药物自组装双稳态量子线阵列，具有几何构型规则，尺度可控可调，非弹性电子隧穿、电子自旋速度可变的电学特性。本发明不仅有益于靶向疾病机制的创新药物研制，而且有益于生物相容、超微超敏量子信息传感新材料与纳米结构磁存储器(MRAM) 新器件的研制。本发明通过下述方法和步骤制备，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.分别取最佳浓度范围内的各组份溶质数，常温下均勻混合后，加生理盐缓冲溶液至1毫升，置-4°C保存备用。6.分别采用电阻率8-12欧母.厘米和0. 01-0. 05欧母.厘米的P型和N-型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用组份按L16(2) 15和L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。 图1是N型硅片上自组装黄嘌呤为基的纳米药物二元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图2是N型硅片上自组装黄嘌呤为基、量子比特达254个90度电子自旋或127个 180度自旋超声的纳米药物三元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图3是P型硅片上自组装黄嘌呤为基的非易失性量子比特纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图4是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、高达906个90度和302个180度或151个 360度电子自旋、最优量子比特纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图5是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、电子自旋相位(0、90、180、360度)可调的量子比特纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图6是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、电子自旋相位(0、90、180、270度)可调的量子比特纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图7是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、+/-IOV启动量子比特的纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图8是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、+/"7,9V分别启动0度-90度-180度和0 度-90度-360度电子自旋相位转移的纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图9是P型硅片上自组装黄嘌呤为基、+/_7，8，9V分别启动180度-90度一360度和0度-90度-360度电子自旋相位转移的纳米药物五元体量子线及其薄膜的表面拓卜结构图。图10是对应图1的+/-2V启动量子比特电压-电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、 频率_相位_能量谱(c)和时间_相位_能量谱(d)。图11是对应图2的+/-9V启动954个90度和477个180度电子自旋、量子比特
电压_电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c)和时间-相位-能量谱 ⑷。图12是对应图3的+/-6，8，9，IOV启动非易失性量子比特电压-电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率_相位_能量谱(c)和时间_相位_能量谱(d)。图13是对应图4的+/-7，8，9，IOV启动180度-90度-180度往返电子自旋、量子比特电压_电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c)和时间-相位-能量谱和频率_相位_能量谱(d)。图14是对应图5的+/-6，7，8，9，IOV启动0度-90度-360度往返电子自旋、量子比特电压_电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c)和时间-相位-能量谱。图15是对应图6的+/-8，9，IOV启动180度-90度-180度往返电子自旋、量子比特电压_电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c)和时间-相位-能量谱⑷。图16是对应图7的+/-8V分别启动0度-90度-180度和0度-90度-360度往返电子自旋、量子比特电压-电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c)和时间_相位_能量谱⑷。
图17是对应图8的+/-8，9，IOV可启动0度-90度-180度和 0度-90度-360度往返电子自旋、量子比特电压-电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱(c) 和时间-相位-能量谱。图18是对应图9的+/-8，9，IOV可启动0度-90度-360度和180度-90度-360 度往返电子自旋、量子比特电压-电流曲线(a)、近藤效应电导(b)、频率-相位-能量谱 (c)和时间_相位_能量谱。

结果可见高度为4nm的量子线阵列(附图4)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+20.71皮安和-27. 053皮安，电压为 +/-7伏特(附图13a)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-2. 376伏特处出现110. 492皮安/伏特的最大电导波峰(附图13b)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现180至-18180度的相位转移，在X轴中心位置7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生99个90度或33个3/2 π或404个1/4 Ji特征电子自旋和Z轴方向能量改变0.04216电子伏特(附图13c)；和时间-相位-能量图谱 (TPP)显示0至1000微秒范围内出现0至18540度相位转移，在X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生906个90度或302个3/2 π或412个1/4 π特征电子自旋和Z轴方向能量改变0.010541电子伏特(附图13d)；附图13c和13d共同揭示Ν(1/2 π，1/4 π， 3/2 π, -1/2 π, -1/4 π, -3/2 π )特征电子自旋产生量子比特。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.分别取1 3 3 3配比范围内的各组份最佳溶质数，常温下均勻混合后，力口生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用8-12欧母.厘米P型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为3. 5nm的量子线阵列(附图5)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+1. 021皮安和-23. 998皮安，电压为 +/-6伏特(附图14a)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-1. 917伏特处出现67. 2825皮安/伏特的最大电导波峰(附图14b)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现0至-11512度的相位转移，在X轴中心位置 7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生128个90度特征电子自旋或64个180度自旋超声(spin echo)或32个2 π相位转移和Z轴方向能量改变0. 01581电子伏特(附图14c)； 和时间-相位-能量图谱(TPP)显示0至1000微秒范围内出现0至11512度相位转移，在 X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生128个90度特征电子自旋或64个180度自旋超声(spin echo)或32个2 π相位转移和Z轴方向能量改变0. 00395电子伏特(附图14d)；附图14c和14d共同揭示Ν(1/2π，π ,2π , -1/2 π , - π , -2 π )特征电子自旋产生量子比特。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.分别取2 1 2 3配比范围内的各组份溶质数，常温下均勻混合后，加生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用8-12欧母.厘米P型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为6nm的量子线阵列(附图6)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+2. 07皮安和-32. 834皮安，电压为 +/-10伏特(附图15a)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-0.96伏特处出现53. 2375皮安/伏特的最大电导波峰(附图15b)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现180至-14580度的相位转移，在X轴中心位置7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生162个90度特征电子自旋或81个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变9. 58648E-9电子伏特(附图15c)；和时间-相位-能量图谱(TPP)显示0至1000微秒范围内出现180至14940度相位转移，在X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生166个90度特征电子自旋或83个180度自旋超声 (spinecho)和Z轴方向能量改变0. 00298电子伏特(附图15d)；附图15c和15d共同揭示 Ν(1/2π，Ji，-1/2 31 , -Ji)特征电子自旋产生量子比特。实施例5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.分别取2 2 3 1配比范围内的各组份溶质数，常温下均勻混合后，加生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用8-12欧母.厘米P型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为8nm的量子线阵列(附图7)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+20. 723皮安和-27. 549皮安，电压为 +/-8伏特(附图16a)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-0. 223伏特处出现55. 54688皮安/伏特的最大电导波峰(见附图16b)；频率-相位-能量图谱(FPP) 显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现0至-10800度的相位转移，在X轴中心位置7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生120个90度或40个3/2 π或240个1/4 Ji 特征电子自旋或60个180度自旋超声(spinecho)和Z轴方向能量改变0。03332电子伏特(附图16c)；和时间-相位-能量图谱(TPP)显示0至1000微秒范围内出现0至 10800度相位转移，在X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生120个90度或40 个3/2 π或240个1/4 π特征电子自旋或60个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0.00833电子伏特(附图16d)；附图16c和16d共同揭示Ν(1/2 π，π, 3/2 π, 1/4 π, -1/2 31 , -Ji , -3/2JI，-1/4 π )特征电子自旋产生量子比特。实施例6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.分别取3 1 3 2配比范围内的各组份溶质数，常温下均勻混合后，加生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用8-12欧母.厘米P型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为4. 5nm的量子线阵列(附图8)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+21. 576皮安和-31. 509皮安，电压为+/_7伏特(附图17a)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-0. 715伏特处出现63. 5786皮安/伏特的最大电导波峰(附图17b)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现0至-15480度的相位转移，在X轴中心位置 7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生172个90度特征电子自旋或81个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0. 05289电子伏特(见附图17c)；和时间-相位-能量图谱(TPP)显示0至1000微秒范围内出现0至15480度相位转移，在X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生172个90度特征电子自旋或81个180度自旋超声(spin echo) 和Z轴方向能量改变0.01322电子伏特(附图17d)；附图17c和17d共同揭示Ν(1/2 π， π，-1/2 π，- π )特征电子自旋产生量子比特。实施例7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.分别取3 2 1 3配比范围内的各组份最佳溶质数，常温下均勻混合后，力口生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用8-12欧母.厘米P型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L9 (3) 4方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为50nm的量子线阵列(附图9)；电流-电压(I-V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+5. 478皮安和-25. 614皮安，电压为 +/-8伏特(附图18a)；微分电导图谱(dl/dV)揭 示量子化近藤效应，即在-1. 096伏特处出现35. 5468皮安/伏特的最大电导波峰(附图18b)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现180至23580度的相位转移，在X轴中心位置 7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生262个90度或32个2 π特征电子自旋或64个 180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0. 01244电子伏特(附图17c)；和时间_相位_能量图谱(TPP)显示180至1000微秒范围内出现0至-23220度相位转移，在 X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生158个90度或69个2 π特征电子自旋或 78个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0. 00311电子伏特(附图18d)；附图18c和18d共同揭示Ν(1/2π、Ji、2π、-1/2JI、-JI、-2JI)特征电子自旋产生量子比特。实施 例8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.分别取1 2 2 1配比范围内的各组份最佳溶质数，常温下均勻混合后，力口生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用0.01-0. 05欧母.厘米N型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L16 (2) 15方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为3nm的量子线阵列(附图1)；电流-电压(I_V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+/-34. 581皮安，电压为+/-9伏特附图IOa)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-3. 25伏处出现140. 51398皮安/伏特的最大电导波峰(见附图IOb)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至 7. 2475E-12赫兹范围内出现0至-19080度的相位转移，在X轴中心位置7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生254个90度特征电子自旋或127个180度自旋超声(spin echo) 和Z轴方向能量改变0. 05027电子伏特(附图IOc)；和时间-相位-能量图谱(TPP)显示 0至1000微秒范围内出现0至19080度相位转移，在X轴中心位置513微秒处可见Y轴中心位置发生254个90度特征电子自旋或127个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0.0124电子伏特(附图IOd)；附图IOc和IOd共同揭示Ν(1/2π，-1/2 π )特征电子自旋产生量子比特。实施例9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.分别取2 1 2 2配比范围内的各组份最佳溶质数，常温下均勻混合后，力口生理盐缓冲溶液至1毫升，置_4°C保存备用。6.采用0.01-0. 05欧母.厘米N型硅片作为自组装量子线的衬底，将上述药用级别的纳米药物，按L16 (2) 15方案自组装在硅片衬底上，_4°C放置96小时。结果可见高度为16nm的量子线阵列(附图2)；电流-电压(I_V)曲线显示双稳态电学特性，即出现高低两水平稳定电流/电压如+3. 568皮安和-22. 19皮安，电压为 +/-2伏特(附图Ila)；微分电导图谱(dl/dV)揭示量子化近藤效应，即在-0.874伏特处出现315. 62皮安/伏特的最大电导波峰(附图lib)；频率-相位-能量图谱(FPP)显示+/-50000至7. 2475E-12赫兹范围内出现0至18540度的相位转移，在X轴中心位置 7. 2475E-12赫兹处可见Y轴中心位置发生206个90度特征电子自旋或103个180度自旋超声(spin echo)和Z轴方向能量改变0. 14939电子伏特(附图lie)；和时间-相位-能量图谱(TPP) 显示O至1000微秒范围内出现O至-18180度相位转移，在X轴中心位置 513微秒处可见Y轴中心位置发生202个90度特征电子自旋或101个180度自旋超声 (spin echo)和Z轴方向能量改变0. 01116电子伏特(附图lid)；附图lie和Ild共同揭示Ν(1/2 π，-1/2 π )特征电子自旋产生量子比特。


本发明涉及量子信息先进材料领域，具体涉及一种纳米药物自组装双稳态量子线阵列及其制备方法。本发明以非弹性电子隧穿相互作用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，苯烷胺类钙拮抗剂和/或嘌呤类核酸单体及其二元，三元，四元和五元复合物。本发明量子线阵列具有规则几何构型，尺度可控可调，非弹性电子隧穿、量子比特电学特性和近藤效应。本发明不仅有益于靶向疾病机制的创新药物研究，而且有益于量子生物信息传感新材料和纳米结构磁存储器(MRAM)的研究。