纳米金刚石(NDs)具备合成技术成熟、化学性质稳定、生物兼容性好和表面易于修饰等特性，在生物医学领域，尤其是生物探针、细胞成像、药物载体和癌症治疗等方面都有巨大的发展潜力。为了进一步拓展纳米金刚石在抗癌等医疗领域的应用，本工作聚焦于纳米金刚石拉曼生物探针体系的构建与应用，依赖先进的生物成像技术，结合纳米金刚石的最新科研成果，具体开展了以下五项研究工作:　　1，为了避免荧光成像中由生物体自发荧光带来的干扰和光漂白的问题，作者尝试利用纳米金刚石稳定而锐利的拉曼信号(1332 cm-1)代替传统的荧光信号，将其作为生物探针以实现在细胞体内的定位和靶向。通过对多种不同制备方法获得的不同粒径纳米金刚石进行拉曼测试和综合评价，最终确定100 nm高温高压法合成的纳米金刚石为最佳拉曼生物探针基底材料，并且通过生物毒性测试验证了该种纳米金刚石探针良好的生物兼容性。　　2，借助上述纳米金刚石探针，利用二维和三维拉曼成像技术，实现在单个活细胞体内对纳米金刚石拉曼生物探针的快速定位，并且可视化观察了细胞对纳米金刚石的内吞过程。通过对比不同种类细胞对纳米金刚石吞噬效果的差异，作者发现纳米金刚石进入和滞留在细胞内的数量与细胞种类密切相关。而且相较于正常细胞，癌细胞对于纳米金刚石的内吞能力明显更强，这为癌细胞识别与肿瘤诊断提供新的思路与方法。　　3，为了研究细胞内的特异性生物识别过程，纳米金刚石拉曼生物探针被表皮生长因子（Human epidermal growth factor，EGF）修饰形成纳米金刚石-表皮生长因子(NDs-EGF)复合物，可以靶向过表达于多种癌细胞表面的EGF受体。借助双通道拉曼成像技术，实现对NDs-EGF复合物与EGFR之间特异性识别过程的可视化观察，同时对NDs-EGF与EGFR识别后所诱发的癌细胞形态变化、迁移能力改变和相关机理进行了研究。本部分工作为之后关于靶向分子的评价提供了全新的角度，即不能仅局限于基础的特异性识别能力的考察，还应该关注其对细胞后续生命活动的影响。　　4，更进一步，作者选取一种新的靶向分子，西妥昔(Cetuximab)，代替上述EGF，构建了全新的西妥昔-纳米金刚石-顺铂靶向给药体系。这种多功能药物载体有特异性靶向功能，适用于三维拉曼成像，而且具备很好的体外抗癌效果。上述这些性质为过表达EGFR的肿瘤治疗提供了新希望，更为进一步在临床上的应用提供基础。　　5，除了细胞领域的应用，作者还探索了一种新型纳米金刚石生物探针，可以用于观察细菌体系内的生命活动。其中，非抗生素类抗菌肽-死亡素被成功修饰在100 nm的纳米金刚石上，构建了纳米金刚石拉曼生物探针。基于纳米金刚石的特征拉曼信号（1332 cm-1），借助拉曼成像技术，可视化了纳米金刚石-死亡素复合物与枯草芽孢杆菌间的相互作用，并结合扫描电子显微镜分析了死亡素的抗菌过程，为抗菌领域研究提供新的方法。　　总而言之，本工作成功选取了高温高压法制备的100 nm纳米金刚石拉曼生物探针基底材料，通过表面修饰实现了不同的拉曼探针体系的构建，借助二维和三维拉曼成像技术，成功将其应用在细胞内吞过程研究、细胞内的特异性识别过程观察、多功能靶向给药体系的定位和抗菌过程可视化等多个不同领域。