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硫化氢(H2S)、一氧化氮(NO)等气体分子是生命体内重要的生理信号分子，与癌症、心血管疾病、炎症等多种疾病密切相关。气体治疗是利用气体信号分子对于生理平衡的调控作用和疾病的诊疗效应而发展的一种新型诊疗方法，高效且低毒，具有潜在的生物医学应用前景。然而，气体信号分子易于扩散，难于可控释放，这为基于气体的精准治疗提出了挑战。微纳生物载体具有生物分子负载、智能可控响应和靶向传递等功能，已广泛应用于生物传感、药物转载和靶向治疗等研究领域。微纳生物载体与气体治疗相结合，将为气体的精准治疗提供可能。本文将光热载体与H2S前体相结合构建了光热刺激响应的H2S释放纳米载体，将琼脂糖凝胶颗粒负载级联酶构建了葡萄糖刺激响应的NO释放微米载体，具体包括以下两方面的研究工作。
一、基于纳米复合载体的光热响应的H2S释放及其肿瘤细胞活性抑制研究。
将H2S前体聚乙烯亚胺-二硫代氨基甲酸盐(PEI-DTC)与还原型氧化石墨烯纳米片(rGO)组装为纳米载体，构建了近红外光光热响应的H2S释放体系，基于光热和H2S气体的同步肿瘤细胞杀伤效应，实现了肿瘤细胞活性的有效抑制。PEI-DTC是一种正电荷聚合物H2S前体，热解条件下产生H2S。其与负电荷的光热纳米颗粒rGO结合形成纳米复合载体，负载率达到1.58μgμg-1。在近红外光照射下，rGO纳米片将近红外光能转化为热能，同步激活H2S前体热解生成H2S，有效浓度高达831.4μM。进一步将纳米复合载体与乳腺癌细胞(MCF-7)培育，近红外光作用下，光热作用和H2S气体作用双模式组合，实现了肿瘤细胞的协同杀伤和细胞活性的有效抑制，抑制率达到54.9%。近红外响应的H2S释放平台有望作为一种新型气体治疗形式，应用于肿瘤抑制等领域。
二、基于琼脂糖复合微球载体的葡萄糖响应的NO释放及其抗血凝应用。
将葡萄糖氧化酶(GOx)、辣根过氧化物酶(HRP)和NO前体羟基脲通过微乳液法包裹在琼脂糖中形成复合琼脂糖微球载体。10mM葡萄糖存在下，在微球的GOx氧化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)，H2O2在HRP催化下与羟基脲(200 mM)反应生成NO，NO浓度达到411.5μM。血栓弹力图等实验表明，实时生成的NO具有一定的血液抗凝生物效应。复合琼脂糖微球组装体以内源性葡萄糖为底物刺激实时产生NO，生物安全性好。该复合琼脂糖微球载体有望应用于NO相关的心血管疾病诊疗等领域。
一、基于纳米复合载体的光热响应的H2S释放及其肿瘤细胞活性抑制研究。
将H2S前体聚乙烯亚胺-二硫代氨基甲酸盐(PEI-DTC)与还原型氧化石墨烯纳米片(rGO)组装为纳米载体，构建了近红外光光热响应的H2S释放体系，基于光热和H2S气体的同步肿瘤细胞杀伤效应，实现了肿瘤细胞活性的有效抑制。PEI-DTC是一种正电荷聚合物H2S前体，热解条件下产生H2S。其与负电荷的光热纳米颗粒rGO结合形成纳米复合载体，负载率达到1.58μgμg-1。在近红外光照射下，rGO纳米片将近红外光能转化为热能，同步激活H2S前体热解生成H2S，有效浓度高达831.4μM。进一步将纳米复合载体与乳腺癌细胞(MCF-7)培育，近红外光作用下，光热作用和H2S气体作用双模式组合，实现了肿瘤细胞的协同杀伤和细胞活性的有效抑制，抑制率达到54.9%。近红外响应的H2S释放平台有望作为一种新型气体治疗形式，应用于肿瘤抑制等领域。
二、基于琼脂糖复合微球载体的葡萄糖响应的NO释放及其抗血凝应用。
将葡萄糖氧化酶(GOx)、辣根过氧化物酶(HRP)和NO前体羟基脲通过微乳液法包裹在琼脂糖中形成复合琼脂糖微球载体。10mM葡萄糖存在下，在微球的GOx氧化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)，H2O2在HRP催化下与羟基脲(200 mM)反应生成NO，NO浓度达到411.5μM。血栓弹力图等实验表明，实时生成的NO具有一定的血液抗凝生物效应。复合琼脂糖微球组装体以内源性葡萄糖为底物刺激实时产生NO，生物安全性好。该复合琼脂糖微球载体有望应用于NO相关的心血管疾病诊疗等领域。