随着纳米技术的发展,纳米材料因其具有特殊的理化性质已被广泛应用于生物医学领域。其中二氧化锰（MnO₂）纳米片因具有生物相容性好、可降解和荧光淬灭能力强等优势,在肿瘤成像与治疗领域吸引了研究人员的广泛关注。高效的基因转运能力在肿瘤基因治疗中有着重要的意义。然而,MnO₂纳米片只能有效地传递单链DNA进入细胞,对双链DNA的结合能力较弱。并且,使用MnO₂纳米片进行质粒DNA（pDNA）转染的研究尚未报道。因此,发展一种基于MnO₂纳米片的低毒且高效的基因转染载体是非常有必要的。此外,MnO₂纳米片由于良好的氧化性能和荧光淬灭能力在发展简单、灵敏的荧光探针方面具有极大的优势。因此,本论文通过设计制备不同功能化的MnO₂纳米片分别应用于肿瘤的基因转染和谷胱甘肽的检测,其主要研究内容如下:一、聚乙烯亚胺功能化的MnO₂纳米片作为安全高效的载体用于基因转染为了发展一个安全高效的基因传递载体,整合阳离子聚合物与纳米材料是一个可行的策略。在本工作中,我们成功制备了一种功能化的MnO₂纳米片用于基因转染。通过静电作用力将聚乙烯亚胺（PEI,25 kDa）修饰在MnO₂纳米片表面,合成带有正电荷的MnO₂-PEI纳米复合物。凝胶电泳实验证明该复合物能够有效的吸附质粒DNA。此外,MTT实验表明MnO₂-PEI载体比PEI具有更低的细胞毒性。重要的是,该载体在HeLa细胞中转染增强型绿色荧光蛋白基因（pEGFP）,仍实现了更高的基因转染效率。并且通过考察载体转染p53基因后对HeLa细胞的抑制效果和p53蛋白表达量,我们进一步确认其优异的基因转染能力。综上所述,该功能化的MnO₂纳米片有望作为一种安全且高效的非病毒纳米载体用于基因传递和治疗。二、二硫化钼量子点功能化的MnO₂纳米片用于谷胱甘肽的检测谷胱甘肽（GSH）具有多种细胞内功能,在生物系统中发挥着重要作用。本章以二硫化钼量子点（MoS₂ QDs）作为荧光信号单元,以MnO₂纳米片作为荧光淬灭单元以及识别单元,构建了一个简便的荧光纳米传感器用于GSH的检测。在该传感器中,MoS₂ QDs的荧光通过荧光共振能量转移被MnO₂纳米片淬灭。然而,GSH的存在能够触发MnO₂纳米片的降解,引起MoS₂ QDs的释放和荧光的恢复。该荧光纳米传感器对10-600μM范围内的GSH具有良好的线性关系,检测限为1.64μM。此外,基于MnO₂-MoS₂ QDs良好的生物相容性和膜通透性,该传感器成功地实现活细胞内GSH的荧光成像,并能区分正常细胞和肿瘤细胞,在肿瘤诊断方面具有广泛的应用前景。