由于多功能化纳米材料显著的物理化学性质，发展以及应用这些材料已经成为近年来研究的热点。尤其是，基于纳米材料的多功能化的纳米器件已经广泛的应用到生物医药领域的诊断和治疗。本论文中，我们应用纳米材料构建了一系列的多功能化的生物纳米器件。我们的工作分为两大部分，一部分是利用纳米材料构建纳米器件并将之应用到药物运载，另一部分则集中在生物传感器的设计。主要的结论如下:　　 1.通过在介孔硅包裹金纳米棒的复合材料(AuMPs)表面修饰可以形成G-四链结构的适配体DNA，我们发展了一种新颖的近红外光响应的药物释放平台。在近红外光照射下，金纳米棒产生的光热使得纳米粒子周围的温度快速升高，链接双链DNA解链，进而使起到封盖作用的四链DNA离开纳米粒子表面，最后负载的药物分子释放出来。体外实验证明了该体系靶向肿瘤细胞及非入侵遥控细胞内药物释放的可行性，同时具有时空分辨效果。该多功能化的药物运载体系能够结合化学治疗和光热治疗在一个体系中，将会大大提高肿瘤治疗的效果。　　 2.利用叶酸修饰的AuMPs(AuMPs-PEG-FA)，我们建立了一个可以靶向运载疏水药物并可以实现近红外控制释放的药物运载平台。在近红外光照射下，金纳米棒的光热效应使得纳米粒子周围的温度快速升高，加快药物的释放。体外实验证实了我们的运载体系可以实现药物的靶向运载，并可以实现定时定点的药物释放及治疗。把化学治疗和光热治疗结合在一个体系中，我们研究了喜树碱负载的AuMPs-PEG-FA的治疗效率。活体实验证实该体系具有协同治疗效果，能够有效的破坏肿瘤组织，并不引起复发。　　 3.我们利用组氨酸标记的青色荧光蛋白封盖包裹磁性内核的介孔硅(His-CFP-MMSNs)，构建了一个新型多功能材料，实现细胞内的药物释放，提高药物利用率，同时可以进行荧光及磁双模式成像。该纳米器件具有良好的生物相容性，不影响细胞的存活率和增殖。CFP不仅用作封盖试剂，同时用作荧光成像试剂。该纳米平台可以实现组氨酸诱导的药物分子的释放，同时进行双模式成像，在生物医药领域具有潜在应用价值。　　 4.我们利用蛋白包裹的介孔硅发展了一种新颖的可以实现多种蛋白酶检测分析并进行蛋白酶抑制剂筛选的平台。向体系中加入蛋白酶后能够打开介孔硅孔道并释放染料分子。与其他利用特殊策略的方法相比，这一体系具有很多优势，如易于制备、操作简单。更重要的是，这一体系利用信号放大技术，不需要特殊标记或者复杂的实验过程。同时，该体系提供了大通量筛选酶抑制剂的理想平台。　　 5.基于核酸诱导的小分子探针的集聚、自组装性质及荧光变化，我们构建了一种简单、快速、灵敏的非标记检测方法，实时监测单链特异性的核酸酶和羟基自由基对单链核酸的断裂过程。并发展了快速单链核酸酶抑制剂的筛选方法。在高通量药物筛选方面具有重要意义。