纳米材料（NMS）在生物医学中的应用正在迅速增加并对于癌症提供了新的非侵入性的诊断和治疗策略，展现出了良好的发展前景。随着纳米合成工艺和技术的不断进步和发展，人们已经可以在诸如复杂纳米材料的几何形状、表面电荷分布、理化性质以及在纳米材料的表面修饰聚合物和生物活性分子等很多方面做出改变来改善纳米材料的生物相容性并实现主动靶向的过程。这些都极大地刺激了纳米材料在不同尺寸范围内的发展以期达到能够识别肿瘤组织，使肿瘤可视化，递送抗癌药物或提供出多种可能的破坏肿瘤的技术。近几年对于新型纳米材料用于诊断和治疗不同疾病已经受到了更大关注，并且已经成为医学研究的重要领域。特定的纳米材料可以被用来检测疾病治疗的进展，以确定需要输血的患者的血液型，或在器官移植时用于器官组织分型。纳米材料应用前景的一个主要优势是他们可能被用作非侵入性诊断工具。另一个优势则是它们可以在一个探针上进行多种修饰的能力，这样就可以实现更高的灵敏度，也可以获得更深的实时体内的检测深度。纳米材料同样适合作为药物传输的载体系统，使得新一代治疗诊断技术成为可能。对于纳米材料而言，可以使分子影像学和病灶局部治疗很好的结合在一起，并具备改变目前的医疗模式的潜力，完成由“看到和治疗”到“检测和预防”的转换。在本文中，基于808纳米左右存在的人体透射窗口，我们首先制备了纳米金棒并通过对于纳米金棒长径比的调控获得了吸收峰位于800-900纳米处的纳米金棒，使金棒在这一区域具备很强的光热转换效率，使利用光热转换消灭癌细胞成为可能。之后我们用介孔二氧化硅对纳米金棒进行包覆获得了Au@mSiO2，介孔二氧化硅不仅具有较好的生物兼容性和较低的毒性，同时还能作为药物运输的载体。再用APTES（3-氨丙基三乙氧基硅烷）对二氧化硅进行氨基化修饰，将裸露在二氧化硅的表面的氨基与罗丹明b的羧基进行反应，这样我们就获得了Au@mSiO2/Rhodamine B Isothiocyanate纳米复合材料。Au@mSiO2/RhodamineB Isothiocyanate纳米复合材料不仅具备良好的光热转换性质，同时还具备作为药物载体和荧光标记材料的功能，并且可以将纳米复合材料的尺寸控制在100纳米左右，具备较好的生物兼容性。揭开基本基因调控网络的机制和普遍原理对于理解相关的生物学功能是至关重要的。在活细胞中，基因的表达是由复杂多样的基因网络调控的，这涉及一系列复杂的生物物理化学反应。大型网络通常由较小的模块或原件构成，因此对于理解简单模块和原件的功能就变得至关重要。最简单的调控单元是自调节，包括激活和抑制。激活元件的存在可以使目的蛋白的数量随着现有蛋白的生成进一步增加，而抑制元件的功能则相反，随着现有蛋白数目的增加，目的蛋白的转录翻译会受到抑制，这些现象是由于DNA启动子附近的抑制位点被阻遏蛋白结合使转录过程受到抑制使基因处于关态，或阻遏蛋白从DNA抑制位点上解离使基因处于“开”态造成的。因此，环路基因被打开和被关闭是转录过程中的重要环节。在生物体内基因调控过程涉及至少两种生化反应：调控蛋白对于结合位点的结合和解离以及RNA和蛋白的生成和降解。传统上，人们通常认为蛋白对于结合位点的结合和解离速率是显著快于蛋白的合成和降解（绝热限制），这就导致了在自抑制环路下的单稳态表达在实验过程中被广泛观测到。虽然这种情况可能保持在某些原核细胞（例如大肠杆菌），但是在真核细胞和某些原核细胞，蛋白对于结合位点结合/解离速率可能和蛋白的生成/降解速率差不多，甚至可能更低，这就可能导致在新的时间尺度下出现一些新的稳定的状态。在本文中，我们首先在大肠杆菌内构建了基于TetR调控蛋白实现的自调控基因环路，并且引入了Venus（黄色荧光蛋白中的一种）作为报告因子来检测实验环路中的蛋白表达情况。在实验观测过程中，我们用流式细胞仪对在不同的诱导剂浓度下对TetR自调控基因环路的表达进行观测，随着诱导剂浓度的变化，我们可以观测到细菌表达态由单稳态向双稳态过渡的过程，这与我们之前获得的理论模型中的模拟结果吻合，由此我们可以验证模型模拟的预测，就是当蛋白对于结合为点的结合/解离速率跟蛋白的生成/降解速率差不多甚至更低时，这时系统会进入非绝热状态。在非绝热状态下，系统原有的稳态平衡可能会被打破从而在新的时间尺度下达到新的平衡状态，从而实现系统由单稳态向双稳态的过度。在这里我们不难发现，在基因型没有改变的情况下通过蛋白对于结合位点的结合/解离速率的调控，我们可以观测到系统表现型的双稳态，这样就给我们提供了一个新的视角来审视具备相同基因型却有不同功能的细胞，对于我们更好的理解和解释细胞的生长分化具有重要里指导意义。