线粒体是维持细胞正常生理功能的重要细胞器,线粒体形态与功能的变化往往与细胞凋亡事件紧密关联。活细胞荧光显微成像法因其快速、无损、高分辨等特征,成为研究生物领域细胞动力学事件普遍和有效的工具。姜黄素是一种天然抗癌药物,副作用小,受到广泛关注。但其难溶于水、且分解和代谢快,从而制约生物利用率及其药效。本论文采用激光共焦显微成像方法研究姜黄素纳米粒子作用乳腺癌细胞诱导凋亡及其相关机制。首先,利用嵌段共聚物聚乙二醇-聚已内酯(MPEG-PCL)将姜黄素包裹制成一种新型姜黄素纳米粒子,观察纳米粒子形态,研究姜黄素的光物理性质,计算姜黄素纳米粒子的包封率和负载率。其次,将姜黄素纳米粒子与两种雌激素受体表达不同的乳腺癌细胞系MCF-7和MDA-MB-231共孵育,对姜黄素及姜黄素纳米粒子在两种乳腺癌细胞系中的摄取量、摄取过程以及在细胞器中亚定位进行光学成像,评价姜黄素及姜黄素纳米粒子对两种乳腺癌细胞系抗肿瘤活性的影响。最后,将姜黄素纳米粒子作用于两种乳腺癌细胞系引起细胞凋亡,基于光学显微成像技术观察和检测乳腺癌细胞在凋亡过程中的线粒体形态变化、线粒体膜电位及活性氧含量的变化。研究表明,姜黄素纳米粒子能有效提高乳腺癌细胞对姜黄素的摄取量,从而提高抗癌效果。姜黄素纳米粒子通过内吞机制进入细胞,定位于线粒体和溶酶体。此外,线粒体在细胞凋亡过程中形态学明显发生变化,线粒体膜电位降低,细胞活性氧瞬间上升,这表明姜黄素可通过调节线粒体功能下降而促使细胞凋亡。研究结果将有助于直观显示线粒体在细胞凋亡过程中的动态行为与功能,并为靶向线粒体的乳腺癌治疗提供新思路。