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近年来,纳米递送系统因其较小的粒径和较大的比表面积、良好的药物负载能力、较高的稳定性,可透过机体的屏障限制实现在肿瘤部位富集,在肿瘤药物递送以及肿瘤成像诊断方面显示出巨大的前景。但是,在其应用和发展的过程中也存在一些障碍。比如在肿瘤成像时如何实现“锁-钥”模式以精确探测肿瘤部位信号,以进行肿瘤成像诊断;或者在肿瘤治疗时如何做到纳米药物的定时定点释放,以提高纳米药物生物利用度进而提高肿瘤治疗效率。基于肿瘤微环境特点,合理设计刺激响应性纳米载体能够有效地解决上述障碍。基于肿瘤微环境的刺激响应主要包括pH、氧化还原、酶刺激响应等。因此,刺激响应性纳米粒能够在肿瘤靶位实现精准、快速响应,迅速释放药物或实现其他功能如肿瘤部位成像等。本论文以设计、合成基于肿瘤微环境的刺激响应性纳米粒为前提,以研究其在肿瘤的诊断和治疗中的应用为目标。基于肿瘤还原微环境设计、制备还原响应性纳米粒,研究它们在应用于药物递送和肿瘤成像时的递送效率以及构效关系。具体包括以下两部分:(1)由于肿瘤细胞内谷胱甘肽(GSH)浓度是细胞外近千倍,这一差异为还原响应性纳米粒的设计提供了前提条件。以2-((2,4-二硝基-N-(乙基)苯基)磺酰氨基)乙基甲基丙烯酸酯(ADEE)和聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(mPEGMA)为共聚单体,通过连续可逆加成链转移自由基聚合(RAFT)制备共聚物mPEG-PADEE。mPEG-PADEE聚合物在pH=7.4的缓冲溶液中通过自组装负载光敏剂脱镁叶绿酸A(PhA),形成了具有还原响应性的纳米粒mPEG-PADEE/PhA。利用~1H NMR、UV、DLS和GPC对mPEG-PADEE纳米粒的还原响应性进行评价,在pH=7.4以及模拟肿瘤细胞内GSH浓度(10 mM)条件下,发现疏水段ADEE上的2,4-二硝基苯磺酰氨键能够因快速还原响应而断裂,裸露出的仲胺能够迅速质子化,造成纳米粒失稳崩解。细胞研究发现,mPEG-PADEE能够通过消耗GSH而一定程度地抑制细胞的抗氧化能力,再通过胞内释放PhA联合发挥效用共同使胞内的ROS水平升高,进而诱导细胞凋亡。这有效提高了PhA的生物利用度和光动力治疗效率。(2)同样是基于肿瘤细胞内的还原微环境,以2-((2,4-二硝基-N-(3,3,3-三氟丙基)苯基)磺酰氨基)乙基甲基丙烯酸酯(ADF)和mPEGMA为共聚单体,通过RAFT聚合制备出还原响应性聚合物PEDF。利用~1H NMR、DLS等对PEDF纳米粒的还原响应性进行评价,发现在模拟肿瘤细胞胞浆GSH(10mM)环境下,疏水段ADF上的2,4-二硝基苯磺酰氨键能够快速还原响应而断裂,导致裸露出的仲胺能够迅速质子化使纳米粒发生解组装,这使得之前包裹在纳米粒内核的三氟甲基基团暴露出来,实现氟信号“OFF-ON”的转变。细胞研究表明,该纳米探针具有很好的生物相容性和很低的细胞毒性。体内成像实验表明,PEDF聚合物作为纳米探针能够被动靶向到肿瘤组织部位实现氟信号从“OFF”到“ON”的转变而完成对肿瘤组织的巯基探测。