DNA作为一种生物功能性高分子,因其分子识别能力、序列可编程性和生物相容性等特性而引起了广泛的关注。近年来,DNA在细胞捕获、细胞3D培养和组织工程等方面得到了进一步应用,为生物医学领域的应用研究开辟了新的途径。本论文围绕双滚环扩增（RCA）DNA网络的制备、性能和生物应用,探究了双RCA DNA网络对骨髓间充质干细胞（BMSC）的高效特异性捕获和核酸酶响应下的可控释放,主要研究内容归纳如下:第1章中,概述了干细胞的特性和干细胞捕获的相关研究进展,全面地介绍了用于细胞捕获的生物材料,着重地介绍了DNA网络交联的策略,并进一步阐述了DNA网络在细胞工程方面的应用。第2章中,设计合成了双RCA DNA网络。首先合成环状DNA-1和环状DNA-2,通过滚环扩增制备能特异性捕获BMSC的DNA链-1和能与DNA链-1杂交的DNA链-2。DNA链-1和DNA链-2通过杂交和物理交联形成3D网络。荧光显微镜、扫描电子显微镜、流变学测试的结果显示,该DNA网络具有纤维网状结构和低的机械强度,这些性质是捕获细胞的良好基础。第3章中,利用第2章合成的DNA网络高效捕获BMSC。细胞膜共定位实验证明了适配体与细胞膜的特异性锚定。用含适配体的DNA网络特异性捕获BMSC,观察到包封在DNA网络中的BMSC呈三维均匀分布状态。研究了捕获时间、细胞数量、DNA网络体积、DNA链长度、环状模板相对尺寸等因素对捕获BMSC效率的影响。之后利用DNA网络分别从混合细胞和骨髓中捕获BMSC,证明了该DNA网络可以高效特异性捕获BMSC。第4章中,在脱氧核糖核酸酶DNase I的催化下,对DNA网络捕获的BMSC进行可控释放的研究。通过调整DNase I浓度可以控制DNA网络降解的速率,通过控制酶的催化时间可以控制被包封BMSC的释放速率。释放出的BMSC不仅能保持正常的细胞形态,而且可以保持较高的生存率和多能性。第5章中,对本论文进行了总结和展望。本研究中合成的双RCA DNA网络能高效捕获BMSC,这为细胞工程的研究发展提供了新的思路。同时,该DNA网络的设计为捕获其他类型的细胞提供了通用策略。