纳米材料的发展始于20世纪,Richard Feynman首次在原子或分子水平上探索控制材料合成及其性质的可能性,开启了纳米技术的变革。纳米材料涉及多个学科,具有独特的结构和物理化学性质,推动了材料、物理、化学、医学等多学科的重大变革及交叉发展。纳米医学是其中一个重要的研究热点,纳米材料在疾病分析诊断、药物递送、肿瘤治疗等方面均有广阔的应用前景。在医学领域相关研究中,纳米材料一般需要与特定的组织、细胞、蛋白质、核酸等生命物质直接接触,这就对纳米材料的生物安全性和靶向性提出了更高的要求。随着交叉学科的不断发展,激励人们不断探索认识细胞内的世界,并进一步利用细胞的分子机制推动各学科的变革。将目光聚焦于生物体内是寻求生物相容性纳米材料的一个崭新视角。根据生物体内必需元素及分子机制合成并使用无机纳米材料可改善材料的生物安全性,从生物体内获得的纳米材料在进行后续的体内应用时具有天然优势。核酸是由核苷酸组成的生物大分子,也是遗传信息进行储存、传递的主要物质载体。上世纪九十年代初,人们发现一些特定的核酸序列可以与某些物质发生特异性结合,这类核酸序列被称为核酸适体。核酸适体识别范围广泛,对靶标物有较高的选择性和结合亲和力,被称为“化学家的抗体”。近年来,核酸适体在改善纳米材料靶向性方面扮演了重要的角色,并被广泛应用于医学诊疗、生物成像及药物递送等领域。在本工作中,我们以生物相容性良好的无机/生物来源的纳米材料独特的结构和理化性质为基础,以具有识别功能的核酸适体为识别分子单元,合理设计了基于核酸适体的纳米复合材料体系,并探究其在微生物清除、疾病诊断及药物递送中的应用。本论文的主要研究内容如下:（1）合成核酸适体功能化的Fe3O4@m Ti O2核壳材料构建磁性捕获探针。该探针能特异性识别细菌并将细菌分离出来,进一步在紫外光辐射下杀死细菌。该工作为微生物清除及生物医学检测探针的设计提供了参考。（2）利用核酸适体引导的磁性纳米捕获探针对血液中感染致病菌进行快速富集检测。该捕获探针具有良好的选择性、强的结合亲和力以及快速分离的能力,能够在短时间内从血液中富集不同浓度的致病菌。此外,通过改变核酸适体的类型,也可以实现多种致病菌的分离。该工作对于血液感染疾病的快速诊断方法的探索以及便携式诊断器件的设计具有借鉴意义。（3）使用核酸适体对细胞源性微囊泡进行改性,构建新型药物靶向递送系统。分别使用化学偶联与脂质嵌合两种方式将核酸适体修饰到微囊泡表面,并对比两种方法对微囊泡的修饰效率。该药物递送体系具有良好的循环稳定性和生物安全性,核酸适体的引入明显改善了微囊泡的靶向性及进入细胞的效率。该工作对于新型药物递送载体的开发与设计有重要的临床意义。（4）为实现蛋白质药物的递送,分别使用电穿孔技术和化学试剂诱导脂质体/生物膜融合的方式将不同尺寸蛋白质装载到细胞源性微囊泡内部。该工作为基于生物囊泡的药物装载方式的探索开辟了新的视角,也为纳米反应容器以及人工细胞的构建提供了一些思考。