在过去的十多年中,聚合物囊泡的研究已经引起了人们广泛的兴趣和关注,这主要归因于这种软性材料非常吸引人的特性,如优越的理化性质、微米和纳米级的尺寸和功能以及在生物医学和生物技术领域中巨大的潜在应用。与传统的低分子量脂质分子组成的脂质体不同,聚合物囊泡是由大分子量的两亲性嵌段共聚物自组装而成,因而,聚合物囊泡展现出高稳定性、优良的生物相容性、可调节的膜表面性质及亲水性和疏水性物质的装载和投递能力等一系列独特的特性。本文对两亲性嵌段共聚物PEO-b-PBD自组装而成的聚合物囊泡进行了表面官能化修饰和疏水性分子装载并对其粒径进行了控制,成功的将聚合物囊泡制备成可装载疏水性和亲水性分子同时可方便快速进行表面修饰的多功能纳米载体平台；提出了一种膜融合的聚合物囊泡细胞内化作用机制,使用多种方法对这种膜融合机制进行了研究和探讨；使用基于PEO-b-PBD聚合物囊泡的近红外荧光探针成功的对活体肿瘤灶点进行了多光谱近红外荧光成像检测。本论文的具体工作包括以下几个方面：1.将基于两亲性嵌段共聚物PEO-b-PBD的聚合物囊泡成功的制备成具有多功能的纳米载体。利用“膜相再水合”法将西亲性嵌段共聚物PEO-b-PBD制备成聚合物囊泡自组装结构。使用生物素-亲和素系统与聚合物囊泡相结合进行表面官能化修饰,这种官能化结构可以方便和快速的在聚合物囊泡表面连接多种生物素化靶向分子(如抗体)或者生物活性分子,构成了一个相对通用的载体平台。将疏水性荧光染料DAF和Nile Red装载入聚合物囊泡的疏水膜层之中制备了具有稳定结构特性的荧光发射聚合物囊泡,并对DAF和Nile Red装载前后的光谱学性质进行了研究。通过超声、冻融和挤压的简单处理方便和快速的将聚合物囊泡粒径控制在100nm左右,极大的方便了纳米尺寸聚合物囊泡的制备和使用。因此,本研究成功的将聚合物囊泡制备成可装载疏水性和亲水性分子同时可方便快速进行表面修饰的相对通用性纳米载体,使其成为一种有效的多功能性载体应用于生物医学领域。2.首次提出了一种膜融合的聚合物囊泡的细胞内化作用机制,使用原子力显微镜技术、荧光共振能量转移技术和细胞内化途径的特异性抑制剂对这种膜融合的细胞内化作用机制进行了研究和探讨。实验结果表明,构成聚合物囊泡的嵌段共聚物分子与细胞质膜发生膜融合作用而在质膜上形成特殊的融合区域,并将装载的尼罗红分子释放至细胞膜中：随后,融合后的嵌段共聚物分子和尼罗红分子主要通过脂筏介导的胞吞作用进入细胞内部。因而,可以推断聚合物囊泡与细胞相互作用起始于聚合物囊泡与细胞质膜的膜融合作用,随后主要通过脂筏介导的胞吞作用将质膜上融合的嵌段共聚物和装载的疏水性物质运送进入细胞内部。这种膜融合的内化作用机制不同于当前人们通常认为的纳米载体内吞方式的细胞内化作用机制,为聚合物囊泡与细胞相互作用提出了一种新的作用机制并对人们理解纳米载体在细胞中的作用位点和装载物质在细胞中的释放位点及纳米载体的设计和应用提供了新的思路。3.首次使用基于聚合物囊泡的靶向性近红外荧光探针成功的进行了活体肿瘤的多光谱近红外荧光成像检测。使用嵌段共聚物PEO-b-PBD和疏水性近红外荧光染料DiD和DiR分别自组装成纳米尺度的近红外荧光聚合物囊泡,并分别修饰上抗体分子制备成具有特定靶向性的近红外荧光探针。将两种靶向性荧光探针混合并且通过尾静脉注射入有移植瘤的裸鼠体内进行多光谱活体成像。实验结果显示,在肿瘤灶点位置可以检测到两种强烈的近红外荧光信号并且准确的共定位在肿瘤部位,信号-背景比分析表明两种荧光探针在肿瘤灶点有显著的积累并且使其很容易的与皮肤区分。因此,这种基于聚合物囊泡的近红外荧光多光谱活体成像方式对于提高光学成像方法进行肿痈检测的特异性和准确性具有巨大的潜力。