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蛋白笼形结构是由特定的蛋白质自组装形成直径为5～100 nm的中空蛋白球，可用于纳米颗粒的修饰和包装，药物运送和靶向释放的纳米载体，活体/活细胞示踪成像技术等。量子点作为一种新型荧光半导体纳米颗粒正广泛应用于生物医学和电子学等领域。它们目前已成为纳米生物医学等相关领域的研究热点。本论文结合量子点、磁性纳米颗粒和蛋白质自组装等技术，针对活细胞示踪成像关键技术开展了研究，主要为两个方面：
(1)针对量子点与病毒样颗粒体外的可控自组装展开了工作，拟通过制备不同表面修饰的量子点，进行特定的SV40病毒蛋白质体外包装实验，并初步研究了病毒样颗粒包装纳米材料的机制。实验选用金属有机合成法合成了II-VI型CdSe/ZnS和CdSe/CdZnS核壳型量子点。量子点产物具有好的稳定性，单分散性，集中的粒径分布，荧光性质优越和发射峰狭窄而对称等性质。利用相转换技术对CdSe/CdZnS量子点进行水溶化修饰，制得MPA-QDs，DNA-QDs，mPEG-QDs和NH2PEG-QDs四种不同表面修饰的水溶化量子点。随后用SV40衣壳蛋白VP1五聚体分别去包装上述表面带有不同电荷的量子点，得到并表征了这些SV40病毒样颗粒.量子点复合纳米颗粒，结果发现SV40病毒样颗粒能包装各种不同表面修饰的带有不同表面电荷的量子点并且保持了其“侵染”活性。本研究不仅证实了SV40衣壳蛋白VP1作为包装基本材料有很强通用性，而且对纳米颗粒的包装机制有了新的了解，可望实现对其他不同纳米材料(如：DNA/蛋白质/有机或无机药物等纳米颗粒)的包装，提升其广泛应用价值。
(2)针对铁蛋白能进行体外生物矿化、且本身又是生物体内活性物质等特点，制备基于铁蛋白的多功能生物纳米器件，将其用于生物医学研究和应用，有潜在的应用前景。实验在铁蛋白H链的氨基端融合了RGD肿瘤靶向短肽和绿色荧光蛋白，然后其内腔合成Fe3O4纳米颗粒，从而发展了一种肿瘤靶向的磁共振成像和荧光成像的多功能纳米颗粒，可望应用于特异的肿瘤细胞研究、肿瘤临床诊断的多功能适时成像技术和肿瘤的载药靶向治疗等。