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荧光成像技术具有高分辨率,成像速度快以及易于操作等特点,表面增强拉曼(SERS)成像技术具有灵敏度高和光稳定性好等优点,另外拉曼光谱作为一种“指纹光谱”实现对周围特定化学环境的监测。将荧光和SERS信号集成于复合粒子上用于细胞成像研究,可充分发挥两种成像技术各自的优点。因此,构建具有荧光、拉曼双成像能力的功能性复合材料具有重要的研究意义。本论文利用聚多巴胺(PDA)的粘附性与反应性等特性,通过简便方法制备了一类新型的荧光/SERS双响应的复合纳米粒子,通过选择合适的激发光能分别产生较好的荧光和SERS信号。将该复合纳米粒子应用于细胞实验,获得了良好的荧光与SERS成像效果。之后,对复合粒子进行了进一步的靶向性修饰以及pH响应性药物的负载,最终合成的功能性复合粒子在肿瘤细胞中具有良好的药物pH响应性释放性能以及靶向性成像效果。具体研究内容如下:1.在本部分工作中,我们设计了一种基于金/聚多巴胺-亚甲基蓝(Au/PDA-MB)的荧光/SERS双成像复合粒子用于SERS成像以及荧光成像。聚多巴胺(PDA)能够还原金离子,粘附金纳米粒子并且吸附亚甲基蓝(MB)。同时,MB不仅能够作为拉曼探针,也能够作为荧光信号源。将MB大量负载到Au/PDA NPs上,合成了荧光/SERS响应性复合粒子Au/PDA-MB NPs。PDA的反应性和粘附性以及MB的较强的荧光/SERS光学特性使得整个合成过程简单快捷。另外通过调节合成Au/PDA基底时PDA与金前驱体比例以及合成温度进行了复合粒子的SERS以及荧光性能的优化。将该复合粒子应用于人结肠癌细胞(HT-29)的成像实验,得到了良好的荧光成像与SERS成像效果,而且其对HT-29细胞也具有良好的生物相容性。2.在第一部分工作基础上,发展了一种便捷的方法合成了金/聚多巴胺-亚甲基蓝@牛血清蛋白-戊二醛-转铁蛋白复合粒子(Au/PDA-MB@BSA-GA-Tf NPs)用于肿瘤细胞的靶向性荧光/SERS双模式成像。在Au/PDA-MB NPs基础上,再进一步利用牛血清蛋白(BSA)进行包覆,之后用戊二醛(GA)交联BSA层,这样不仅能够防止负载的探针在复杂生理条件下解离,而且能够提供大量的醛基用于连接转铁蛋白(Tf)。通过将靶向性物质Tf修饰到具有拉曼和荧光成像能力复合粒子上实现了在转铁蛋白受体过度表达的细胞中靶向性荧光以及拉曼成像。另外,也证明其对4T1细胞具有良好的生物相容性。3.设计了一种金/聚多巴胺-(亚甲基蓝/阿霉素)@牛血清蛋白-戊二醛-转铁蛋白复合粒子(Au/PDA-(MB/DOX)@BSA-GA-Tf NPs)用于肿瘤细胞的靶向性荧光/SERS双模式成像以及pH敏感药物缓释的研究。在该部分工作中,复合粒子中进一步引入了药物缓释功能,阿霉素(DOX)作为一种常见的抗癌药物具有pH敏感性,在酸性条件下能够被大量释放。我们利用Au/PDA NPs同时负载探针分子亚甲基蓝以及pH响应性抗癌药物阿霉素,使得复合粒子同时具有治疗作用以及荧光/拉曼成像能力。实验结果表明,在酸性条件下,PDA上负载的DOX能够被大量释放。之后按照第二部分工作部分中的靶向性修饰的方法利用Tf修饰了负载有探针以及抗癌药物的复合粒子来实现对TfR过度表达细胞的靶向性,最后利用荧光/拉曼成像对双模式成像功能性复合粒子在肿瘤细胞中的分布以及DOX的释放情况进行了测定。同时,通过研究功能性复合粒子对肿瘤细胞活性的影响来验证功能性复合粒子的治疗性,实验证明合成的复合粒子可实现在肿瘤细胞中的靶向性荧光/SERS双成像以及pH敏感的药物缓释作用,具有一定的应用前景。