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在肿瘤治疗中,对癌变细胞及时的诊断和高效的治疗方法是提高治愈率的两大关键因素,但目前临床使用的诊疗技术和治疗手段都存在一定程度上的局限性。随着纳米技术研究的逐步深入,多种类型的纳米材料如金纳米粒子(Au NPs),量子点(QDs)和氧化石墨烯(GO)等为构建具有肿瘤早期诊断和高效治疗纳米药物体系提供了新的发展机遇。纳米材料构建的生物探针可识别蛋白酶等生物分子,可用于肿瘤的早期诊断中。功能化复合纳米材料可以联合多种治疗手段为一体对肿瘤进行综合治疗,既克服单一治疗方法的不足,又能协同联合提高治疗效果和降低毒副作用。在本论文中,我们利用功能化的纳米材料构建了具有蛋白酶检测功能以及光热治疗和化疗协同抗肿瘤效应的纳米复合体系。研究内容分为以下两个部分:1.基于Au NPs和Cd Te QDs间的内滤效应(IFE)构建荧光探针,用以检测对细胞凋亡起到指示作用的半胱氨酸蛋白酶(caspase-3)。将含有caspase-3识别序列(DEVD)的多肽分子修饰到金纳米粒子(Au NPs)表面,制得单一分散的金纳米粒子溶液体系;然后,通过caspase-3对金纳米粒子表面上的多肽分子的剪切作用,诱导Au-Ps聚集,恢复了Cd Te QDs的荧光强度;从而实现了对caspase-3的检测作用。在优化条件下,可应用于caspase-3快速且高灵敏度的检测,最低检测浓度为18 p M,灵敏度明显高于之前报道的检测方法。2.以聚乙二醇修饰的纳米氧化石墨烯(PEG-NGO)为载体,负载抗癌药物Pt(IV)和对细胞凋亡响应的荧光探针组成多功能化纳米复合物PEG-NGO-Pt进行肿瘤治疗的研究。PEG-NGO-Pt不仅可以进行药物运输,在近红外激光(NIR)照射下协同光热治疗和化疗,而且可以对治疗效果进行实行监测。通过GO表面修饰的荧光探针进行的非入侵式成像表明PEG-NGO-Pt可以诱导癌细胞的凋亡,具有很好的治疗效果。由于光热效应会增加药物的细胞毒性和PEG-NGO-Pt对肿瘤组织的靶向性,与单一的化疗或者光热治疗相比,纳米复合材料PEG-NGO-Pt表现出了很好的协同效应,可以完全消除肿瘤组织使其不再复发,并减小了对机体的毒副作用。综上所述,我们通过整合不同功能的纳米材料,构建了具有肿瘤诊断和治疗功能的纳米复合体系,实现了对半胱氨酸蛋白酶高灵敏度的检测以及高效的化疗和光热治疗协同的抗肿瘤治疗。本论文的研究为纳米材料在蛋白酶检测以及肿瘤治疗中的应用提供了新的方法和理论依据,在肿瘤诊断和治疗方面具有潜在的临床应用价值。