随着纳米生物技术的发展，以纳米微粒作为药物载体的研究引起了人们极大的兴趣。粒径在1-100nm之间的纳米载体，具有表面效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，可以将小分子药物，多肽或蛋白质药物、DNA、RNA、dsRNA等基因治疗分子包裹或吸附在表面，增加药物在体内的稳定性和控制释放能力。同时可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，实现药物到达一级靶——特定器官，再到达二级靶——特定细胞，最后到达三级靶—特定细胞器的三级靶向输送。 近年来，导电聚合物材料的功能化研究、分子设计及材料可控性研究以及纳米化研究成为关注的热点。它们作为新型的生物材料，在生物医学领域也得到了越来越广泛的重视和研究。聚吡咯是一种优良的导电聚合物材料。它具有独特的氧化还原性，离子交换性能，金属般的导电性，较高的表面自由能，加上它在环境中非常稳定，合成过程比较简单，在生物医学许多领域如：生物传感器，气体传感器，多功能生物膜，药物控制释放系统，蛋白质与DNA吸附材料，基因芯片方面引起人们广泛的关注。本论文研究导电聚吡咯纳米微粒及自支撑DNA/聚吡咯膜作为新型基因输送载体在生物医学领域的应用。本论文主要贡献有以下几个方面： (1)用天然壳聚糖作为稳定剂，制备了新型核-壳结构的导电聚吡咯/壳聚糖纳米微粒 我们首先采用亚硝酸钠氧化降解方法，从高分子量壳聚糖(Mw=145KDa)制备了低分子量壳聚糖(Mw=87KDa)。在水体系中用过硫酸铵化学氧化法合成了不同起始浓度的高、低分子量壳聚糖作为稳定剂的聚吡咯/壳聚糖纳米复合微粒。实验表明，通过改变壳聚糖的分子量和它在体系中的起始浓度，可以调节和控制纳米复合微粒的导电性，zeta电位，尺寸大小及稳定性。当作为稳定剂的低分子量壳聚糖起始浓度在4g/L至10g/L时，我们制备得到粒径在20nm至70nm，导电率在10。S/cm左右的稳定，粒径均一的聚吡咯纳米复合微粒。该纳米微粒有明确的核-壳结构，表面壳聚糖厚度约为5nm。表面壳聚糖修饰不仅提高纳米复合微粒的稳定性，还能提高纳米复合微粒对质粒DNA的结合能力。而且，壳聚糖分子中的活性氨基便于进一步修饰其它生物分子如特异性配体等，制备配体修饰的聚吡咯/壳聚糖纳米微粒，有望在药物靶向输送等领域得以应用。 (2)首次进行导电的聚吡咯/壳聚糖纳米微粒作为基因转移载体的研究 进一步研究了聚吡咯/壳聚糖纳米微粒作为基因转移载体的应用。壳聚糖修饰的聚吡咯复合纳米微粒在正常生理pH下zeta电位大于零，与带负电荷质粒DNA有较强的结合能力，最大吸附量为400μg/mg，是聚乙烯醇修饰的聚吡咯纳米复合微粒吸附量的8倍。通过四唑盐(MTT)比色法测定了聚吡咯/壳聚糖纳米微粒的细胞毒性，并与磷酸钙复合物进行比较，结果表明聚吡咯/壳聚糖纳米微粒对细胞几乎无毒性，是良好的生物相容性生物材料。它和pSV-β-Galactosidase报告质粒DNA形成的复合物能够转染HepG2细胞，通过ONPG法测定β-半乳糖苷酶的活性以确定转染效率。实验结果表明，壳聚糖修饰的聚吡咯纳米微粒对HepG2细胞的转染效率是聚乙烯醇修饰的纳米微粒的4倍，并且有较长的基因表达时间，在72小时还有较高的β-半乳糖苷酶的活性，有望成为新型基因治疗载体。 (3)将细胞电刺激生长与基因电转移有机结合起来，首次进行聚吡咯膜介导质粒DNA对细胞电刺激转染的研究 首先用电化学阳极氧化法制备了具有多微区结构的导电聚吡咯膜。研究了它与质粒DNA的相互作用。结果表明导电聚吡咯膜对质粒DNA的吸附是一个动态的可逆平衡过程，最大吸附量约为6μg/cm2，并且对解吸附的质粒DNA结构没有任何影响，能保持它们原有的生物活性。原子力显微镜研究进一步表明聚吡咯膜表面能促进质粒DNA自组装成直径约为50nm球形聚集态，这为聚吡咯膜介导的基因转移的研究奠定了很好的理论基础。通过细胞的生长形态及生长曲线研究发现导电聚吡咯膜比普通玻璃及导电ITO玻璃有更好的生物相容性。在100mv，500mv和1000mv脉冲电场作用下，聚吡咯膜优于导电ITO玻璃，能明显地促进PC-12细胞的分化与定向生长。此外，我们用pSV-β-半乳糖苷酶报告基因研究导电聚吡咯膜对基因电转移输送，结果表明电刺激又能增加对聚吡咯膜上细胞基因转移效率，电刺激后聚吡咯膜上细胞β-半乳糖苷酶活力是不加电刺激对照组的7倍。在同样的电刺激条件下，聚吡咯膜也优于导电ITO玻璃对基因的转移效率。聚吡咯膜介导电刺激既能促进细胞生长又能提高质粒DNA对细胞转染效率的特性，将会在组织工程与基因治疗领域有广泛应用前景。