自从MCM-41发现以来，介孔材料在催化、吸附、分离、化学传感和生物科学等领域的应用一直是人们的研究热点。介孔二氧化硅纳米材料(MSNs)由于其纳米尺度，不仅在传统的介孔材料的性质研究具有独特的优势，而且在纳米科技的应用领域包括生物医学和生物工程上表现出了极大的应用潜力。相比于介孔二氧化硅材料，中空介孔二氧化硅壳纳米材料(HMSNs)具有更低的表观密度、更大的物质存储空间和可持续地释放的性质，加之其纳米的尺寸，使得中空介孔二氧化硅壳纳米材料在生物医学上得到了更为广泛的应用，其中最重要的就是药物的装载与运输。因此，制备这两类纳米材料并进行更多细致的基础性研究非常重要。本论文对这两种材料的制备、功能化及在生物医学上的初步应用进行了研究，论文主要分以下几个方面：1．通过调控TEOS和NH3·H2O加入量，可控地制备了不同粒径的介孔二氧化硅纳米材料。选取其中三种粒度产物（80nm、200nm和320nm）为研究对象。首先，采用共沉淀法制备了一系列不同硅烷(3-氨丙基三乙氧基硅烷，APTES)含量的、粒度为80nm的介孔纳米材料，并与质粒DNA (pDNA)相互作用，研究了APTES的量对于材料吸附和保护pDNA的影响。结果表明：随着APTES的量的逐渐增加，材料所带的正点荷逐渐增多，通过静电作用吸附pDNA的量也逐渐增多，所有样品对pDNA都有良好的吸附性能。而含有适量的APTES的粒子才能完全保护pDNA。也就是说含适量APTES的样品即能很好地吸附pDNA又能完全保护pDNA，这种材料具有成为基因载体的可能。2．在上述工作基础上，用含适量硅烷的样品样品4（其中7.5:1指的是TEOS/APTES的摩尔比）与另外两种质粒，pcDNA3.1(+)-PKB-HA和PEGFPN3作用。实验结果表明样品4既能很好吸附pDNA又能完全保护pDNA，说明所合成的产物与pDNA的作用是广泛适用的。对该样品作为PEGFPN3的基因载体进行基因转染的初步实验表明：样品4可以将PEGFPN3转入细胞中，尽管转染效率很低，说明该材料有作为基因载体的可能，相关优化条件工作正在进行。3.对含有不同的硅烷量、粒度为200nm和320nm介孔材料进行了吸附与保护pcDNA3.1(+)的研究。与Am-MSNs-80的结果基本一致。但两种粒度的样品吸附能力下降，而且保护pDNA的程度也呈变弱趋势。这表明APTES的量是影响材料吸附和保护pDNA的主要因素，同时介孔材料的粒度对于吸附和保护pDNA也起着一定的作用。4.通过表面修饰的方法合成了三种双功能化的介孔二氧化硅纳米材料，分别为壳聚糖修饰的MSNs (C-F-Am-MSNs)、羟基磷灰石包裹MSNs(F-Am-HA-MSNs)和聚乙二醇修饰的MSNs (PEG-F-Am-MSNs)。而且均连有荧光剂FITC，用于细胞标记。三种材料对细胞活性和被细胞内吞能力的测试结果表明：与壳聚糖修饰的MSNs相比，羟基磷灰石包裹MSNs和聚乙二醇修饰的MSNs对细胞的毒性更低，具有更好的生物相容性和更高的细胞内吞能力。这表明功能化基团对所修饰的介孔纳米材料在生物医学上的应用有着重要的影响。5.以纳米CaCO3为模板剂制备了中空介孔二氧化硅壳的纳米材料，鉴于其在药物的装载与运输方面有着巨大的应用潜力，我们的目标是合成多分散性好、生物相容性高的产品以期能被细胞高效的吸收，这是作为药物载体的前提条件。实验结果表明我们所合成的中空介孔二氧化硅壳纳米材料具有较好的分散性、较高的生物相容性和良好的被细胞内吞能力。