纳米材料由于其纳米尺度所固有的独特性质,在癌症的无创诊断与治疗方面起到了积极重要的作用。近些年来,介孔二氧化硅纳米粒子作为药物传递系统的应用已经成为纳米医药领域研究的热点之一。这主要是由于其具有介孔结构、无毒的本质、大的表面积和孔体积、良好的稳定性及灵活多样的表面修饰方法等特点。此外,以二氧化硅为主体材料,通过组装、包覆、掺杂等方式,将金颗粒、磁性粒子、荧光分子等功能材料与二氧化硅基质复合,构筑出具有多功能特性的纳米输送系统,可同时将荧光成像、磁共振成像、特异性标记等技术连用,以实现对癌症的多模式成像、同步诊断与治疗。本论文中,我们制备了具有空心结构的多功能介孔二氧化硅纳米粒子,研究了其在药物输送及荧光成像领域中的应用。具体研究内容如下:(1)以少量王水为刻蚀试剂,通过对荧光介孔二氧化硅外壳包覆的金纳米棒的可控刻蚀,得到多功能的空心二氧化硅纳米胶囊和由可自由移动的纺锤形金颗粒及介孔二氧化硅外壳组成的摇铃型纳米胶囊。刻蚀过程可通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱监测,纳米胶囊内部的空穴体积也可由反应时间进行调控。掺杂在二氧化硅基质中的荧光分子可以作为细胞成像的荧光成像试剂。此外,这种空心或摇铃型的纳米胶囊还可以作为一种有效的药物载体用于抗肿瘤药物的贮存和传递。(2)通过“模板-包覆-刻蚀”的过程,构建了一种由立方体空心核和介孔二氧化硅外壳构成的单分散、形貌均一、稳定性好的空心介孔二氧化硅纳米笼。这种空心及介孔外壳的结构使其具有相当高的载药容量和药物缓释的性质。体外细胞实验证明,纳米笼能够被细胞吞噬并且能够有效的杀灭癌细胞。此外,体内动物实验证明纳米笼具有很好的生物相容性,能够作为药物载体将药物输送到肿瘤部位抑制肿瘤的生长。(3)构建了一种集荧光成像、药物输送、化学疗法及光动力学疗法于一体的多功能空心介孔二氧化硅纳米笼。固定在二氧化硅基质中的荧光分子可以用于荧光成像诊断。纳米笼内部巨大的立方体空穴可以储存相当高容量的抗肿瘤药物,同时药物又可以通过贯通的介孔孔道缓慢释放。包埋在纳米笼内的光敏剂分子使纳米笼还可用于光动力学治疗。体外细胞实验证明,结合了化学疗法和光动力学疗法的协同治疗模式能够显著的提高治疗效果。(4)通过简便可行的方法制备了空心介孔二氧化硅外壳包覆磁性纳米粒子的蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊并考察了其在肝癌细胞荧光成像方面的应用。结果表明,在受体介导及磁场导向双重靶向模式下,这种纳米胶囊专一性强,显著提高了对肝癌细胞的探测识别能力。