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从材料学角度出发，病毒类纳米粒子具有结构规整、形貌多样、单分散、可修饰性及生物相容性良好等优势，在医药领域有着潜在的应用前景。另外，棒状的纳米颗粒由于各向异性会产生异于球形纳米颗粒的生物学效应，备受研究者关注。本论文将结合了病毒和棒状颗粒优势的棒状烟草花叶病毒(TMV)作为模型，研究了棒状生物纳米颗粒的尺寸（长径比）对细胞内化的影响，并通过调控TMV载体的表面功能性修饰，实现了抗癌药物的靶向输送以及抑制了单核巨噬细胞系统的快速吞噬清除。本论文的工作主要分为以下三个部分: 1.通过简易的超声法和蔗糖密度梯度离心法获得长径比为4、8和17的TMV纳米棒。通过与上皮细胞HeLa和内皮细胞HUVEC的共孵育，发现不同长径比的棒状生物纳米颗粒在不同的细胞系中具有不同的内化途径:HeLa细胞通过微管参与的囊泡转运而HUVEC细胞通过网格蛋白介导摄取TMV4和TMV8; HeLa和HUVEC细胞通过微管参与的囊泡转运和小窝蛋白介导摄取TMV17。与大多数纳米颗粒不同，细胞对三种长径比的TMV纳米棒的内化均未通过大胞饮作用。动力学研究表明，细胞对长径比为4和8的TMV短棒的摄取速率高于长径比为17的TMV长棒。本工作在表面性质和材料组成相同的基础上，研究了长径比对细胞摄取的影响，对基于棒状生物纳米颗粒的药物载体研究具有重要意义。 2.基于TMV构建了糖类分子作为靶向配体的药物传递系统。甘露糖(Man)和乳糖(Lac)分子通过有效的铜(I)催化的叠氮化物-炔环加成反应（CuAAC）分别修饰到TMV的外表面（TMV-Man和TMV-Lac）。顺铂(CDDP)抗癌药物通过金属配位键直接装载到TMV内腔（CDDP@TMV-Man和CDDP@TMV-Lac）。通过糖类分子与癌细胞膜中过表达的糖蛋白之间的特异识别，TMV基靶向药物载体在不同的癌细胞中显示出特异性:CDDP@TMV-Man和CDDP@TMV-Lac分别在富含半乳糖凝集素的MCF-7细胞和去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)过表达的HepG2细胞中表现出增强的内吞作用和凋亡效率。本工作为基于病毒类材料药物载体的设计提供了可选方案。 3.构建了两种表面“隐形”改性的TMV:一种是通过机械挤压法将红细胞膜包覆在热变形形成的球形TMV的外表面形成复合纳米颗粒，并保留了红细胞膜上的多种膜蛋白成分，具有红细胞膜载体的长循环性，抑制RAW264.7单核巨噬细胞的吞噬清除;另一种是在棒状TMV的外表面通过CuAAC反应接枝基于膜蛋白CD47的合成肽pepCD47，能够向单核巨噬细胞发送“自我”信号，进而抑制RAW264.7细胞的吞噬清除。本工作可为基于病毒类材料构建长循环的药物传递提供有益的参考。