细胞作为生物体最基本的结构和功能单位,是一个动态的、复杂的生物系统,与环境发生着恒定的物质和能量交换并随之快速的变化。因此,细胞的生命活动在时间和空间上都有很大的差异。其中细胞内遗传信息的改变与疾病的发生和发展密切相关,细胞间信号是实现各种生物功能和生命活动(如细胞凋亡、增殖、分化和细胞成分或其微环境变化)的基础。因此,准确获取细胞内物质的信息、探究其功能一直是细胞生物学研究中最基础和最重要的科学问题,尤其在癌症的诊断和治疗过程中。癌症作为一种极具侵略性的疾病,不仅涉及了细胞的生长和分裂等许多过程,还具有很高的发病率和死亡率。常规化疗经常由于许多抗癌药物的非特异性分布和癌细胞的迅速清除以及耐药性等问题导致治疗效果明显降低。相对于单一化疗方法的疗效有限和可能产生的副作用,化疗结合纳米技术的协同治疗的发展可能是突破这一局限的有效途径之一。此外,实现癌细胞的靶向治疗,用低剂量化疗药而产生更高效地抗癌效果,就可避免大剂量使用化学药物的副作用。本论文针对于了解疾病的分子机制并提出解决目前在化疗药物治疗过程中存在的耐药性和毒副作用问题进行了研究,将细胞作为研究目标,靶向研究了癌细胞核内的遗传信息;提出了一种新型的协同治疗癌症的方法,降低产生耐药性的可能,实现对癌细胞的靶向治疗。主要内容如下:1.精确研究癌细胞细胞核信息,首先选择小的拉曼信号分子、有靶向细胞核功能并且拉曼谱峰在细胞静默区的炔基作为SERS检测过程的内标分子,通过与细胞的孵育,使其定位在细胞核,利用荧光共聚焦显微镜对EDU的位置进行定位。然后通过在金纳米棒表面修饰聚乙二醇和细胞核靶向肽,制备具有细胞核靶向的SERS探针,增强细胞核和炔基的拉曼信号,用荧光暗场和超分辨荧光定位探针在细胞中的位置。SERS精确原位地检测细胞核信息,并对其进行分析。研究结果表明EDU可以作为一个内标帮助实现精准定位细胞核,在它的帮助下,可以利用SERS光谱研究细胞核的生物分子信息及其在一些重要过程中的动态变化。2.靶向癌细胞的纳米酶协同化学治疗。该治疗策略将整个治疗过程分为两个阶段:靶向治疗阶段和低剂量化疗阶段。靶向治疗阶段是利用具有癌细胞靶向性的葡萄糖氧化酶-金复合纳米酶材料特异性地识别癌细胞。该材料被细胞摄入后,基于纳米酶对细胞内葡萄糖的催化,消耗掉细胞内能源物质的同时产生双氧水,从而损伤癌细胞。低浓度化学药物治疗阶段是在纳米酶治疗后的细胞受到了一定程度的损伤之后进行的。进一步采用低剂量的化学药物进行治疗。然后对低剂量的化学药物结合纳米酶的复合治疗与单独的化疗药物的治疗效果进行比较,并分析该治疗方法可能的治疗机制。研究结果表明AuNP-PEG-RGD-GOx与低量的DOx(0.20μg/m L)结合能有效地杀死MCF-7细胞,同时对于正常细胞具有较小的副作用。