癌症的发生率逐年攀升,并且致死率高,严重影响了人们的生活和健康。随着医学的进步,对于癌症的研究也如雨后春笋般迅速发展。纳米材料因为其优异的光学、电学和磁学等性质,在癌症诊疗领域应用广泛。本文以生物体内可降解的材料为切入点,构建了生物分子的多功能载体,实现对蛋白质及功能核酸的递送及监测,具体内容如下:1、近红外双发射的可降解纳米载体用于治疗性蛋白的体内递送及可视化成像实现治疗性蛋白在生物体内的递送过程的实时成像对于癌症诊疗领域具有重要意义。然而,由于许多蛋白质不具荧光特性,对其体内释放行为无法进行实时观测。结合纳米材料的优势,本章构建了一种具有近红外双发射的可降解纳米载体,实现对生物体内蛋白质的递送路径和释放进行高灵敏近红外实时成像。以上转换纳米颗粒(UCNPs)为内核,在外层合成荧光染料掺杂的可降解大孔硅(DS)核壳,DS的孔道可以装载治疗蛋白细胞色素C(Cyt c),最后在最外层包覆透明质酸层(HA)防止蛋白的泄露,并实现靶向功能。由于UCNPs的发射光谱和DS的吸收光谱重叠,因此发生荧光共振能量转移,内核UCNPs的上转换荧光会被屏蔽掉。当纳米载体靶向进入肿瘤细胞后,细胞内的透明质酸酶(HAase)会降解掉载体最外层的HA,引发DS的缓慢降解,同时造成蛋白的释放和UCNPs的信号恢复。通过DS在710 nm的荧光信号可以观测材料在生物体内的分布,而通过UCNPs在660 nm处逐渐增强的发射信号可以监控蛋白的释放,从而同时实现蛋白递送和释放的可视化成像。并且通过细胞和动物实验证明了Cyt c具有良好的治疗效果。构建的载体模型中蛋白与载体间无需共价修饰,负载蛋白也无需光学特性,因此适用于各类生物分子的递送监测。2、磷酸钙矿化的卟啉金属有机框架纳米材料用于基因和光动力学联合治疗MicroRNAs是癌症发生、发展和扩散的关键调控因子,研究表明,抑制过表达的致癌mi RNAs的功能可以抑制肿瘤细胞的增殖并诱导凋亡,增强癌症的治疗效果。但如何实现向生物体内高效递送mi RNAs抑制剂仍需进一步探索。在本章,选择表面具有未饱和金属位点的PCN-224作为载体,通过与核酸结构中磷酸骨架的配位作用,实现对治疗核酸mi R-21反义寡聚核苷酸(anti-21)的高效负载与递送;同时为了防止anti-21的过早降解,确保其到达细胞质发挥治疗作用,在最外层包覆了一层Ca P,促进anti-21在肿瘤细胞内的释放及溶酶体逃逸,最后通过PEG增强材料的分散性。同时Ca P壳层的保护可以有效提高PCN-224在血液循环中的稳定性,增加到达肿瘤部位光敏剂分子的有效数量,提高光动力治疗的效果。通过引进Ca P,以期实现对基因和光动力的治疗效果的同时增强,进一步的联合治疗则会产生更强的肿瘤杀伤力和癌症治疗效果。