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随着纳米工程技术的进步和发展，人们因环境暴露、日常生活需要及因医疗目的与纳米材料的接触几率也日益增加，因此，纳米材料对环境和人类的健康的潜在安全性评估不容忽视。纳米材料毒性机理研究对构建生物相容性好的纳米材料及调控其性质以利于特定的生物应用目的具有指导性意义。同时，纳米技术对生物医疗诊断技术也起到极为重要的推动作用，其生物医药领域的应用也存在着极大的探索及实践空间。基于此我们展开了以下五部分工作: 1.合成了不同孔径的球形介孔二氧化硅(MSNs)及棒状的MSNs来评估形貌及孔尺寸对它们与血清蛋白作用及血细胞溶血效应的影响。通过用准二级动力学拟合人血清白蛋白(HSA)，球蛋白(HGG)及纤维蛋白原(HSF)在不同类型的MSNs上的吸附，并利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱对蛋白吸附后的构象变化进行考察。研究发现，除了HGG，HSA及HSF的构象均会受到粒子孔径及形貌的影响，而构象变化会进一步影响蛋白在材料上的饱和吸附量。但是，起始吸附速率是由MSNs及蛋白的性质共同决定的。进一步的溶血实验表明，孔径及形貌均会对材料的溶血活性产生影响，但是粒子表面吸附的蛋白会抑制这种溶血活性。 2.合成了三种基于金纳米粒子(Au NPs)的血清蛋白-金纳米粒子复合物，在细胞外及细胞内水平研究蛋白质冠的降解过程，及伴随着蛋白质冠降解产生的粒子细胞毒性的变化。结果显示，不同蛋白冠其降解速率不同。三种蛋白中，白蛋白的降解速率最快，纤维蛋白原的降解速率则最慢。同时，三种蛋白复合物中，与金纳米粒子-白蛋白复合物(Au NPs-HSA)相互作用的细胞存活率最低，乳酸脱氢酶(LDH)渗漏程度最高，ATP水平最低，MMP极化最严重及ROS升高最快。由此可见，金纳米粒子-蛋白复合物的细胞毒性与蛋白质冠的降解过程密切相关。 3.合成一种新颖的基于SiO2的纳米载体，并包覆聚乳酸及PEG化的叶酸(FA)，用于肿瘤的活体治疗。FA能够促进药物分子的癌细胞靶向运输，能够有效的提高治疗效率。而聚乳酸壳层能够在肿瘤部位的低pH及酶的刺激下降解，只有当聚乳酸壳层降解后药物分子才能释放并发挥作用。这种策略能够防止药物分子在血液中的提前释放，并且实现药物分子在肿瘤部位的持续可控释放，防止副作用的发生。同时，药物分子从载体内释放能够刺激SiO2载体的解体，促进载体从机体内的清除。 4.基于铁Fe(Ⅲ)掺杂的二维氮化碳纳米梭构建一种可线粒体靶向定位、H2O2激活的、增氧的光动力纳米治疗平台，并将其用于高选择性高效肿瘤治疗。二维纳米片具有较高的比表面积，能够提高光敏剂(PS)的负载量，而Fe(Ⅲ)掺杂使得本纳米梭具有过氧化物酶活性，在肿瘤部位能够有效的催化H2O2产生氧气，克服肿瘤缺氧并提高肿瘤治疗效率。同时，Fe(Ⅲ)掺杂还使得纳米梭可用于T1加权的活体核磁成像(MRI)。线粒体定位配体的靶向作用将诱导线粒体功能紊乱，从而提高癌细胞对1O2的敏感性。在体外及体内的抗癌实验中，所合成的纳米梭光动力制剂均展现出优异的治疗效率，彻底的消除小鼠宫颈癌肿瘤。 5.发展了一种对酸性过氧化氢响应的增氧核壳结构PDT纳米平台，以MnO2壳层作为一个刺激响应的屏障来阻止PS从内核中提前释放，并且还能够提高肿瘤组织中氧气的浓度。SiO2-MB内核是通过共缩合的方式获得的，PS具有较高的负载量，而MnO2外壳能够防止MB静脉注射后到达肿瘤组织前在血液中的释放。此外，MnO2还使得此纳米治疗复合物在肿瘤酸性微环境中对过表达的H2O2具有氧化还原活性，升高氧气浓度从而克服肿瘤细胞的缺氧。并且，在响应酸性H2O2的同时Mn(Ⅳ)被还原成Mn(Ⅱ)而具有选择性活体核磁成像(MRI)能力。本文介绍了一种简易的方法将智能的刺激响应MnO2壳层整合到同一多功能纳米诊疗平台，具有较高的临床应用潜力。