寻求用于多种模式下生物成像和治疗的多功能纳米平台是一项具有挑战性的任务。本文提出了用于控制3D超分子组装的通用自下而上生物纳米技术。通过基因工程突变二聚体蛋白和等离子体工程GO可以证明超分子结构的工程概念证明。在GO的3D超分子结构中掺入各向异性等离子体纳米颗粒作为中间层可以提供共价共轭位点并同时赋予GO的可调光学性质,其范围从紫外到近红外区域。有趣的是,精确设计目的基因的特异性双位点突变有利于给出有序的组装而不是GO的随机网状结构,这有助于提供优异的增强拉曼成像以跟踪癌细胞的行为。通过亚微米超分子组装体能够渗透到细胞核中表现出优异的癌细胞核内治疗潜力。由于蛋白质在癌症治疗、疫苗接种和再生医学等领域的广泛应用,其在细胞内的传递一直受到人们的关注。然而,将治疗性蛋白质递送至包括细胞质、细胞核和线粒体等细胞器是非常具有挑战性的任务,因为其难以逃避内体通路,避免通过内膜隔室被转运。因此,制备用于蛋白质递送至细胞内的有效纳米载体,例如基于聚合物、脂质介导、基于无机和蛋白质介导的纳米载体,已经引起了了越来越多研究者的兴趣。将性能互补蛋白质和纳米颗粒进行结合,将无机基纳米载体和功能性生物分子结合到纳米结构中,以纳米材料支架为依托加载蛋白质。蛋白质和无机纳米粒子的自组装其基于疏水相互作用,主客体包封或静电吸引的非共价偶联作用,这主要依赖于天然互补相互作用。在此,我们提出了用于给出蛋白质纳米颗粒超分子结构的程序化合成的共同工程组装方法。我们通过基因工程蛋白和等离子体工程无机/有机聚合物氧化石墨烯的代表性实例证明了该提议。作为柔性2D材料,石墨烯或氧化石墨烯(GO)由于其水分散性、低细胞毒性以及与碳纳米管相比具有大的表面积,而已广泛应用于生物传感和生物医学应用。将柔性2D石墨烯片组装成3D结构促进了石墨烯材料在能量、传感、生物领域的广泛应用。因为它们具有优异的性能,因此一些先进技术包括已经开发出模板制导、化学气相沉积、胶体球合成、溶剂热合成、溶胶凝胶合成等,已经被开放用于制造石墨烯3D结构。对石墨烯或氧化石墨烯3D结构的研究一直专注于3D随机互连石墨烯网络的制造和应用;相比之下,由于其层叠良好、高度有序的多层结构,以此构建有组织的体系结构,如层叠结构或液晶结构,显得更具挑战性。到目前为止,GO层状结构的研究仅限于聚合物引导技术;然而到目前为止,还没有关于工程化蛋白质氧化石墨烯超分子组装的报道。在本文中,为了控制GO的3D超分子结构(GO 3D SA),设计了氧化石墨烯与基因工程蛋白结合的金属夹层等离子体工程。该途径解决了GO生物医学应用的几个关键问题。(Ⅰ)无机/有机三维杂化物作为稳定的胶囊,为离子和分子的进入和扩散以及治疗性蛋白质的细胞内递送提供了有效途径。(Ⅱ)利用基因工程突变蛋白代替野生型蛋白与纳米粒子共组装,赋予超分子结构。(Ⅲ)各向异性等离子体中间层可以避免GO的纠缠,为跟踪癌细胞提供可调的光学能力。(Ⅳ)有效的药物负载特征是可以实现超分子组装的刺激响应药物释放。