恶性肿瘤,又称作癌症,是严重影响人类健康的主要疾病之一。肝癌作为癌症中常见而且死亡率较高的一种,更是癌症防治中重要的一环。近年来随着药物和治疗方法的不断革新,临床上的治疗效果已经取得了很大的进步,但是有效治疗肝癌的方法依然是手术、放疗和化疗等传统方法,而这些传统方法又存在靶向效果差、毒副作用强以及肿瘤细胞的耐药性等问题,难以达到预期的治疗效果。纳米技术的发展恰为解决这些问题提供了契机。基于纳米材料的优越性能,使得纳米探针及药物载体成为肝癌诊断和治疗的强有力工具。然而肝癌的初期症状隐匿,发现时已经是中晚期,再加上其恶化程度高,致使肝癌很难治愈,其复发率以及死亡率仍然居高不下。因此,发展具有高效的肿瘤靶向性、药物精准可控释放以及能够同时诊断和治疗的纳米平台已经成为目前肝癌研究的热点。异质结构纳米材料由于其独特的形状以及卓越的性能越来越受到人们的关注。这种多组分纳米材料的组成和形貌可调,可同时具备检测、成像、治疗等多重功能,成为构建诊疗一体化探针的首选纳米材料。纳米金,由于其优越的荧光猝灭性能以及表面修饰能力,因此常用于功能纳米探针的构建。介孔二氧化硅具有较大的比表面积和比孔容、无毒性、易人工修饰,而且硅在体内具有良好的生物相容性,所以它被认为是理想的药物输送载体。此外,LMP和MTH1是两种新发现的靶点,在癌症诊治中具有很大的应用潜力,还未见基于这两种靶点的功能纳米探针用于肝癌诊治的相关报道。鉴于此,本文综述了纳米材料在肝癌诊断和治疗中的研究现状与发展趋势,并利用新型异质结构纳米材料以及金与介孔二氧化硅组装成的纳米复合材料,再结合LMP和MTH1新靶点,分别开展了以下两方面的工作:1、基于溶酶体膜透化(LMP),发展了一种多功能Au-ZnO异质结构纳米颗粒用于靶向诱导LMP依赖的细胞凋亡并且进行实时成像。所合成的Au-ZnO纳米颗粒兼具Au和ZnO两种纳米粒子的优点,具有良好的荧光猝灭性质和催化活性。分别在Au和ZnO表面连接上FITC标记的溶酶体蛋白水解酶Cathepsin B的剪切底物序列RR和整合素ανβ3的靶向序列RGD,所得到的FITC-RR-Au-ZnO-RGD纳米颗粒可以选择性的靶向整合素ανβ3过表达的人肝癌细胞HepG2,然后聚集在这些细胞的溶酶体内催化溶酶体内ROS的产生,并且能够实时检测ROS诱导的LMP依赖的细胞凋亡。这种多功能Au-ZnO异质结构纳米颗粒同时具有靶向、治疗和成像功能,因而在通过溶酶体死亡通路杀死癌细胞并治疗癌症方面具有潜在的应用价值。2、基于特异性肿瘤标志物MTH1,设计构建了一种以金纳米火焰(AuNP flares)为开关的介孔二氧化硅(MSN)纳米平台用于MTH1的检测和调控,同时实现肝癌的靶向定位治疗和荧光成像分析。将MTH1的识别序列与Cy5标记的短报告序列杂交后通过巯基连接到AuNPs上,构成金纳米火焰,并作为介孔二氧化硅孔道的封盖以阻止MTH1抑制剂S-crizotinib的提前释放,当其被激活时就会像火焰一样发出亮眼的红光。得到的AuNP flares@MSN(S-crizotinib)纳米平台在遇到MTH1 mRNA时,红色荧光迅速增强,同时阀门打开,根据MTH1 mRNA的含量可控释放MTH1抑制剂S-crizotinib,从而有效杀死肿瘤细胞,提高了对小鼠肿瘤的治疗效果。这种纳米平台对于开发基于靶向MTH1的诊疗体系迈出了重要的一步,也将会成为肿瘤恶性表型抗癌治疗的有效工具。