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纳米医药是纳米技术用于医学领域的前沿科技。最典型的纳米医药是纳米粒子在疾病诊断和治疗中的应用。纳米粒子具有其他有机小分子不可比拟的优点，例如纳米粒子具有独特的物理和化学性质，像超顺磁性质、强的光学性质、力学性质、大的比表面积等，这些独特的性质促使纳米粒子作为诊断和治疗试剂的载体在生物医药中得到广阔的应用。纳米粒子可以通过肿瘤组织的增强和保留(EPR)效应在肿瘤区域靶向聚集，这样可以提高装载的药物或诊断试剂在肿瘤部位的聚集量，改进诊断治疗效果。通过调节纳米粒子的尺寸、形貌和表面化学，可以降低内皮网状系统(RES)对它们的清除，延长其在生物体内循环的时间，改进治疗效果。同时还可以利用肿瘤组织的特殊生理环境控制药物的释放（例如:肿瘤酸性微环境、还原性微环境等）。纳米粒子可以同时搭载不同类型生物试剂（例如:靶向试剂、诊断试剂和治疗试剂）组成一个多功能纳米载体平台，实现对疾病的靶向诊断及治疗。毒性和耐药性是铂类抗肿瘤药物亟待解决的关键问题。提高铂类药物对肿瘤的靶向性和/或控制其缓慢释放可以有效降低其毒副作用，提高治疗效果。使用具有靶向功能的纳米载体可以实现对病变部位定点靶向和精确给药;同时具有缓慢释放功能的纳米载体可以缩短给药时间，延长药物的体内循环时间并保持药物有效血药浓度。通过影像技术实时监测药物传输及分散的情况，及时反馈信息制定更加合理的治疗方案，以获得最佳的治疗效果。血脑屏障作为神经系统的主要障碍严重阻碍神经系统疾病的治疗。纳米粒子载体能够通过内吞作用及受体调节内吞作用的跨细胞传输机制携带治疗试剂有效的穿过血脑屏障进入大脑组织，这种通过纳米粒子传输治疗试剂对于治疗神经系统疾病具有广阔的应用前景，相关的研究引起了科研工作者的极大兴趣。 本论文涉及的研究工作主要包括以下几方面的内容: 第一章，概述了纳米技术在生物医学领域应用研究;总结了影响纳米粒子生物体内传输的因素以及如何调整这些因素合理的设计适合体内循环的纳米载体;简单介绍了当前广泛使用的纳米粒子，以及它们各自的优缺点;概述了纳米粒子在治疗和诊断中的应用，以及纳米粒子在铂类药物传输及对神经系统疾病治疗潜在的应用价值。 第二章，超顺磁氧化铁纳米粒子(SPIONs)作为潜在药物载体和核磁共振成像(MRI)造影剂广泛的用于肿瘤的治疗和诊断。在这个研究中我们使用带有羧基功能团的4-氧-4-[3-（三乙氧基硅基）丙基]氨基-2-丁酸(OTPBA)对三氧化二铁纳米粒子进行修饰，得到表面富含羧基OTPBA-SPIONs纳米粒子，我们通过SEM、TEM、 XRD、XPS、 IR、SQUID和Zeta电位对其进行表征。脱去一个氯原子的顺铂(CMDP)通过功能化纳米粒子的表面大量羧基连接到其表面，形成CMDP-OTPBA-SPIONs结合体，得到的结合体用EDX、XPS、TEM、ICP-AES，SQUID和MRI进行表征和性质测试。结合体与超螺旋pUC19质粒DNA在pH5.2的条件下有明显的结合，相反在pH7.4条件下高浓度的结合体与DNA只有微弱的结合，表明酸性条件下该纳米药物更容易发挥药效。纳米粒子结合体对MCF-7和Hela细胞的毒活表现出一个缓慢作用和时间依赖的特征，与顺铂对细胞的抑制活性的差距随着时间的延长在缩小。按照Fe的浓度计算，结合体在PBS中的横向弛豫速率为141.9 mM-1 s-1，暗示了结合体能够用作负增强的造影剂用于核磁共振成像。结合体在体内外的诊断能力和肿瘤具体的靶向聚集分别通过MCF-7细胞和携带肿瘤的小鼠产生时间依赖的负增强造影能力得到证实。这些结果证实CMDP-OTPBA-SPIONs结合体能够潜在的用作抗肿瘤的诊断治疗试剂，实现在外磁场作用下的靶向治疗和靶向核磁共振成像。 第三章，在过去的几十多年里，纳米粒子载体用于药物搬运的研究吸引了大量的注意。然而有很少关于跟踪药物装载纳米粒子的体内外的分散以及耐药性肿瘤的研究，尤其是铂类基础抗癌药的传输体系。在这里，我们设计合成了具有荧光性质的磁性氧化铁纳米粒子用于顺铂的传输及探测体内外的分散情况，这种纳米粒子的荧光可以在pH7.4和pH5.2的缓冲溶液中长时间的保持稳定。结合体与超螺旋质粒DNA在pH5.2的条件下有明显的结合;相反在pH7.4条件下，高浓度的结合体与DNA只有微弱的结合，表明酸性条件下该纳米药物更容易发挥药效。同时，毒活数据显示结合体表现出对耐顺铂肿瘤细胞更加明显的抑制作用，荧光共聚焦成像显示耐顺铂的肿瘤细胞A549R能够摄取更多的这种纳米粒子结合体，表明A549R更容易摄取这种结合体并产生明显的抑制肿瘤生长效果，细胞摄取实验进一步证实了A549R对结合体纳米粒子表现出明显的摄取优势。我们通过喂食的方式给5天大透明的斑马鱼幼体进食，斑马鱼的荧光共聚焦影像显示在斑马鱼的食道和心脏有明显的荧光出现，连接体能够通过食道消化系统通过心脏进入血液循环系统，然后流向身体的其他部位，表明该荧光纳米药物能够用于活体成像及示踪研究。 第四章，阿尔兹海默症是一种伴随在大脑组织中金属离子诱导淀粉样-β蛋白(Aβ)聚集出现的渐进退化性神经紊乱疾病。金属离子例如Fe、Cu和Zn在Aβ聚集方面扮演者一个非常重要的作用，原因是这些金属离子容易连向Aβ并且诱导它们成核。成功的治疗阿尔兹海默症首先要求治疗药物能够进入到大脑病变区域。然而，对于活体来说药物分子进入大脑首先必须越过一个严格障碍—血脑屏障。血脑屏障通常由连续的内皮细胞构成，这些相邻的内皮细胞形成致密的结合点，这种屏障严重的限制了治疗试剂进入大脑。血脑屏障只允许脂溶性的小分子以被动扩散形式穿过去，相反水溶性的物质或大分子量的物质不能通过这种方式穿过，因此许多体外表现出高效的抑制金属蛋白聚集的制剂，然而在活体试验中对神经紊乱疾病的治疗达不到预想的效果。这里我们设计了一个新的治疗试剂，联合具有金属螯合功能的螯合剂cyclen和用作传输载体的二氧化硅纳米粒子用于阿尔兹海默症的治疗。研究结果显示这种结合体能够有效的抑制金属诱导Aβ聚集，降低Cu2+-Aβ40诱导产生的H2O2，阻止金属诱导Aβ聚集的神经毒性。同时这种连接体能够穿过血脑屏障进入大脑，这些结果表明我们这一设计对构筑新型的Aβ聚集抑制剂有一定的借鉴意义。