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癌症是导致全球范围内高发病率和死亡率的主要缘由之一,癌症的早期诊断和治疗技术的发展是解决该问题的关键,也是当前医学和药学领域的研究热点。光热疗法是利用多路交互等离子体纳米材料作为探针,结合近红外光(NIR)的优良治疗性能来对抗癌症的平台,因为其能引起肿瘤区域的靶向热破坏,在肿瘤的处理和治疗中具备很好的运用前景。在临床治疗中,由于近红外激光在人体组织中的穿透率较高,引起的损伤最小而被用于光热治疗中的光源。此外,电化学生物传感器作为一种检测平台,将电化学信号响应和生物分子识别相结合,具有灵敏度高、操作简便、成本低廉、稳定性好等优点,在肿瘤检测领域引起了广泛的关注。本论文基于上述的研究背景,开发了由多肽介导的贵金属复合纳米材料,将其应用于肿瘤光热治疗领域,并探索了其构建的电化学生物传感器在肿瘤细胞检测中的应用。全文主要内容包括以下三个方面:(1)银基纳米笼的制备及其对肿瘤光热治疗的研究无机纳米贵金属光热剂作为一种替代材料,由于其高的光热转换效率、易于合成和改性等优点,近年来受到了广泛的关注。但是无机纳米贵金属材料通常具有潜在的生物毒性,或在合成过程中引入有毒试剂,这在很大程度上制约了无机材料的运用。针对这一挑战,本研究基于仿生矿化的原理,以奥曲肽(OCT)为生物模板,开发了一种绿色、温和的银纳米笼(Ag NCs)合成策略。研究发现,这种合成方法可以通过调节孵育时间和硝酸银(Ag NO3)的剂量来控制Ag NCs的生长动力学,从而调节Ag NCs的尺寸和形貌,进而实现等离子体响应的可调节性;同时,最优制备的Ag NCs具有很高的光热转换效率(46.1%)和摩尔消光系数(1.6×1011 M-1 cm-1),因此Ag NCs体现出了卓越的光热转换性能,其水分散系(Ag元素含量为12-100μg mL-1)在经过808 nm激光照射5 min后温度能够由环境温度升高到80.3°C,并能在近红外激光照射下有效地诱导肿瘤的热消融;此外,生物模板的使用且无附加毒性表面活性剂的合成过程使得纳米笼在治疗剂量内没有表现出明显的毒性。因此,BGSs结构的成功制备有助于了解金属表面等离子体的反应机制,并且可作为一种高效的光热治疗试剂应用于肿瘤治疗。(2)金基枝状纳米壳的制备及其对肿瘤光热治疗的研究各向异性金纳米枝晶由于枝状末端增强了电磁场,在可见光和近红外范围内表现出了强烈的等离子体共振。而传统的制备方法中持续时间长、程序复杂,或者制备的纳米粒子形貌混杂,吸收区难以调谐;高细胞毒性的表面封端剂难以清除;稳定性差等缺点都限制了枝状金纳米粒子的应用。基于此研究背景,我们使用绿色制备的Ag NCs作为牺牲模板,加入过量的金前驱体溶液来触发金银之间的置换反应,最终加入抗坏血酸(AA)来将残余的金离子还原,从而制备出生物友好型的强光响应性的枝状金纳米壳(BGSs)。该方法是一种无核方法,并且未加入毒性表面活性剂,不仅缩短了合成时间,而且消除了表面活性剂的去除步骤。研究发现,该枝状金纳米壳结构在近红外区有较强的吸收,当采用功率为1.5 W cm-2的808 nm的激光照射其水分散系(Au元素的含量为8-60μg mL-1),5 min后体系温度能够升高到72.6°C;同时,其具有良好的生理稳定性、光热转换性能和生物相容性,并且在激光刺激下能够达到显著的肿瘤消融效果,是一种具有潜力的纳米材料,可用于进一步的体内外癌症治疗和未来的生物应用。(3)铂基二维纳米薄片构建的电化学生物传感器检测肿瘤细胞的研究电化学生物传感器具有响应速度快、检测限低、灵敏度高、操作简便、制造成本低等优点,成为肿瘤细胞检测的重要工具。然而大部分的电化学检测方法灵敏度还不够高,远不能满足实际需求。因此,本研究制备了一种铂纳米薄片(Pt NFs),并采用原位合成法将OCT吸附在Pt NFs表面形成吸附探针,能够锚定在细胞表面通过还原H2O2来放大传感器的电化学信号。同时,通过层层组装将还原氧化石墨烯(RGO)、BGSs和OCT逐步修饰到玻碳电极(GCE)上,以提高电子向电极表面的转移能力,由于石墨烯和BGSs的优良特性,电极表面的电导率提高了7.1倍。研究发现,最终构建的电化学生物传感器具有很好的稳定性、更高的灵敏度和宽泛的检测范围,其检测限可降低到10 cell mL-1,在肿瘤的早期诊断中具有广阔的应用前景。