基因治疗在生物医学和生物有机学领域有着广阔的前景，基因沉默也有着重要的生物学意义。基因治疗领域的关键问题就是如何将外源核酸成功引入细胞以及在细胞内如何可控、高效的释放。目前，利用纳米材料作为负载体，运载外源核酸进入细胞已经获得了很大的成功。本文主要研究了通过纳米颗粒负载外源核酸进入细胞后，外源核酸链如何在细胞内可控、高效释放的方法。本文首先研究了基于环糊精和偶氮苯的主客体相互作用实现体外光调控细胞基因沉默。将巯基化的环糊精修饰在金纳米颗粒表面，在目标核酸链上标记偶氮苯分子。在可见光照射下偶氮苯为反式构型，可以进入环糊精分子空腔，形成负载核酸链的金纳米颗粒。利用金纳米颗粒的生物相容性将核酸链负载进入细胞。通过紫外光的照射使偶氮苯的构型发生变化，脱离环糊精分子的空腔，实现目标链的可控释放，达到抑制绿色荧光蛋白表达的目的。其次，分析研究了基于二茂铁的协同竞争作用实现体外光调控目标核酸链在细胞中的快速释放。二茂铁分子与环糊精的结合常数比偶氮苯与环糊精的结合常数高一个数量级，因此在有二茂铁分子存在的条件下，二茂铁与环糊精的强结合力促进偶氮苯分子从环糊精中的释放。当光照与二茂铁同时存在时，外源核酸会在进入细胞后快速的释放，缩短光照时间。最后，研究了基于核酸三链结构的银离子表面增强拉曼检测。核酸单链能很好的稳定金纳米颗粒，核酸三链对金纳米颗粒的稳定性不强。银离子能与两个胞嘧啶作用形成配合物。溶液中没有银离子时，单链和双链能很好的稳定金纳米颗粒。当加入银离子后，单链通过银离子的作用与双链结合形成三链结构，在高盐浓度下，金纳米颗粒会发生团聚。金纳米颗粒表面吸附有罗丹明分子(R6G)，当其团聚时会产生“热点”，可以通过拉曼信号进行银离子的检测。