近年来,荧光硅纳米颗粒(Silicon nanoparticles,SiNPs)由于其优异的光学性质(强荧光和稳定的荧光信号)和良好的生物相容性,有望被广泛应用于生物医学领域。本篇论文立足于发展基于荧光硅纳米颗粒的生物探针,探索其在眼部疾病诊断和治疗领域中的应用。具体研究内容如下:第一章:阐述了近年来纳米材料在眼部疾病诊断和治疗领域中的发展。概述硅纳米材料在生物化学领域的研究进展。阐述了荧光硅纳米颗粒在生物成像以及疾病治疗领域中的研究进展。阐述本文的研究背景、意义和主要研究内容。第二章:在荧光硅纳米颗粒表面修饰含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arginine-Glycine-Aspatic acid,RGD)序列的功能肽,构建诊疗一体化探针(RGD-decorated SiNPs,SiNPs-RGD)。利用荧光硅纳米颗粒优良的光学性质以及RGD与整合素αvβ3特异性结合的功能,实现新生血管内皮细胞膜的特异性标记。细胞毒性实验、划板实验、成管实验、Transwell迁移和侵袭实验证明该探针在体外具有抑制新生血管内皮细胞生长的能力。利用SiNPs-RGD以上优良性质,我们将SiNPs-RGD应用于活体内新生血管的诊断和治疗。研究结果表明SiNPs-RGD可以实现角膜新生血管的特异性标记,并且可以抑制其生长。第三章:利用硅纳米颗粒优良的荧光性质,将其应用于视网膜血管的长时程成像和视网膜相关疾病的实时检测。与荧光素钠眼底造影(视网膜微血管内的荧光信号在1 min内消失)相比,荧光硅纳米颗粒可以实现10 min的视网膜微血管成像。通过注射低剂量的硅纳米颗粒探针(7 mg/kg),在非人类灵长类动物模型上实现了玻璃膜疣和脉络膜新生血管的实时检测。同时,我们在小动物模型和大动物模型上进行较为系统的生物安全性评价,实验结果表明硅纳米颗粒探针具有良好的生物相容性。综上所述,本文首先构建了硅基诊疗一体化探针,对小鼠角膜新生血管进行特异性诊断并抑制其生长。其次,利用荧光硅纳米颗粒优良的光学性质,实现视网膜的长时程成像和视网膜相关疾病(干性和湿性老年性黄斑病变)的实时检测。同时对荧光硅纳米颗粒探针进行较为系统的活体行为学和毒性评估,证明硅纳米颗粒的低毒/无毒性。