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肿瘤异质性是恶性肿瘤的重要特征,表现为同一种恶性肿瘤不同患者个体之间或者同一患者体内不同部位肿瘤细胞间从基因型到表型上存在的差异。肿瘤细胞间的异质性导致了肿瘤增殖能力、侵袭能力和药物敏感性的不同,最终会影响到肿瘤患者的诊断、治疗以及病情进展,所以肿瘤细胞亚群分析对于肿瘤个体化治疗是十分必要的。目前对于肿瘤异质性的研究主要是通过单细胞测序的方法,但是该方法操作复杂、且费用昂贵。此外还有研究报道联合微流控芯片和磁性分离对肿瘤细胞亚群进行分离分析,但微流控芯片制备较复杂。针对上述问题,为了简单、快速的对肿瘤细胞亚群进行捕获分离,本论文构建了一种集荧光、磁性、仿生和靶向功能于一体的多功能纳米探针,并基于探针的磁性和荧光性能进行肿瘤细胞亚群的分离与分析。其主要内容如下:第一部分:主要构建了一种集荧光、磁性、仿生和靶向功能于一体的多功能纳米探针。首先通过结合包埋和组装法制备得到荧光-磁性纳米粒子（Fluorescent-magnetic nanoprobes,FMNPs）,即基于包埋法将γ-Fe2O3纳米粒子在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（Cetyltrimethylammonium Bromide,CTAB）作用下形成胶束,然后利用（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷（（3-Mercaptopropyl）trimethoxysilane,MPS）在其表面包裹一层巯基化的二氧化硅层,再通过金属配位作用将量子点（quantum dots,QDs）组装到胶束表面,得到FMNPs。随后我们通过物理挤压的方法在FMNPs表面包裹了一层白细胞膜,得到了白细胞膜包裹的FMNPs（leukocyte membrane wrapped FMNPs,LFMNPs）。FMNPs表面包覆的RAW 264.7细胞膜和血样中的白细胞同源,可以显著降低其对白细胞的非特异性吸附及被巨噬细胞吞噬的可能性,从而大大提高对肿瘤细胞亚群富集的效率和检测的可靠性。然后利用偶联剂DSPE-PEG-NHS的亲脂性在LFMNPs的细胞膜上偶联蛋白G（Protein G,PG）。由于PG的非免疫机制能与免疫球蛋白（IgG）的Fc区结合,从而使LFMNPs-PG偶联上Her2（Human epidermal growth factor receptor-2）抗体,得到集荧光、磁性、仿生和靶向功能于一体的多功能纳米探针（LFMNPs-Ab）。最后通过动态光散射（Dynamic Light Scattering,DLS）、透射电子显微镜（Transmission electron microscope,TEM）、振动样品磁强计（Vibrating sample magnetometer,VSM）、荧光分光光度计、荧光倒置显微镜等对探针的水合粒径、表面电荷、形貌、磁化强度、荧光等进行表征。结果表明,制备的探针具有良好的磁性和荧光性能,并能够对Her2蛋白表达量差异化的肿瘤细胞亚群进行特异性识别。第二部分:主要基于LFMNPs-Ab多功能探针分离与分析肿瘤细胞亚群。首先构建了蛋白L（Protein L,PL）不同量修饰的羧基聚苯乙烯微球（Microballoons,MBs）模型（MBs-PL）用来模拟Her2表达量不同的肿瘤细胞亚群,并与探针LFMNPs-Ab孵育,由于不同的MBs-PL会结合不同量的探针,使得MBs-PL呈现磁性梯度,因此可通过不同磁吸附时间将MBs-PL进行捕获分离,以考察LFMNPs-Ab用于肿瘤细胞亚群捕获分离的可行性。然后通过优化LFMNPs-Ab与肿瘤细胞孵育时间、浓度等反应条件,得到LFMNPs-Ab富集肿瘤细胞的最佳条件。随后用LFMNPs-Ab对Her2不同表达量的乳腺癌细胞株BT474（Her2+++）、MDA-MB-453（Her2++）、MDA-MB-231（Her2-）进行磁分离捕获,并考察其对单组分细胞、两组分细胞、三组分细胞的捕获性能。结果表明,LFMNPs-Ab可实现Her2不同表达量的肿瘤细胞亚群的有效分离。最后我们还进一步将LFMNPs-Ab用于血液样本中肿瘤细胞亚群的捕获分离,结果表明LFMNPs-Ab能够捕捉到血液样本中的肿瘤细胞亚群。