纳米技术的发展和新型纳米材料的不断问世,预示着纳米科学进入了“黄金时代”。当前,纳米科学不仅在自身领域取得了长足的进步,而且呈现出与其它学科交叉协同的趋势,并衍生出新的研究方向和相关学科。与此同时,另一门古老的学科——生命科学的发展也对学科渗透和学科交融提出了更高的要求。生命科学始于人类对于自身与自然界相关性的认识过程中,并经历了漫长的发展过程。随着大量研究理论的突破和创新技术的应用,生命科学的研究对象、研究范围和研究深度在上个世纪末和本世纪的最初十几年前都显著提速。目前,生命科学的研究范围向着两个方向跃进:一个方向注重于研究生物之间、生物与环境之间的宏观相关性;而另一个方向则侧重于在微观领域探索生命个体的基本单位——细胞与不同纳米级分子的相互作用和彼此产生的效应。因此,生命科学与纳米科学的交叉成为一种必然。近些年来,围绕纳米材料的性质、粒径、表面修饰等特征与细胞内模拟酶效应、自噬诱导效应和细胞摄取效应等前沿生物学问题的潜在关联性的研究取得了一系列成果,从而延伸了人类对于纳米材料功能性和生物学效应的认识。我们对于纳米材料生物学效应的研究主要集中于如下方面:(1)将功能性纳米材料Fe3O4纳米颗粒在细胞内的过氧化氢酶活性与其对于细胞的自噬诱导效应相偶联,不仅明确了Fe3O4纳米颗粒能够诱导细胞自噬,还进一步阐述了Fe3O4纳米颗粒的模拟酶性质对其自噬诱导效应的影响。该研究将细胞内活性氧的动态变化作为论述模拟酶特性和自噬相关性的重要依据,对自噬诱导程度与细胞生理代谢状态进行了完整的研究和论证。(2)对不同种类量子点对于细胞的自噬诱导效应和相关机理进行研究,并在此基础之上进一步探索由量子点诱发的自噬效应对帕金森氏症细胞模型的缓解效应,对新的纳米药物疾病干涉机理进行有益的探索。(3)以两种不同粒径的PS小球作为研究对象,对细胞的摄取过程进行全程检测。我们发现,Clathrin途径是粒径为40nm的PS小球进入细胞的主要方式,且PS小球通过该方式进入细胞的时间较短,整个过程中未发现细胞外排效应。与此形成鲜明对比的是,粒径为150 nm的PS小球主要通过Caveolin方式进入细胞,细胞摄取的速度较慢,且细胞外排效应较为显著。这说明细胞对于不同粒径的相同材料存在摄取差异。与此同时,自噬在细胞摄取的过程中扮演了至关重要的角色。