纳秒脉冲电场（nanosecond pulsed electric fields,nsPEFs）作为一种低副作用的新型肿瘤治疗方法，能够在不配合化疗、放疗的前提下，有效的抑制肿瘤的生长，具有重要的研究意义和应用前景。由于纳秒脉冲电场的脉宽较短，所以能够诱导细胞发生程序性的凋亡，但是也因此需要较高的电场强度才能够实现有效的治疗。较高的电场强度可能会造成目标组织附近发生沿面放电并造成灼伤，带来了一定的电气安全性问题，而具有棒状结构的金纳米棒被发现能够有效的增强细胞电穿孔效应。因此，为了改善传统nsPEFs治疗肿瘤时存在的电气安全性问题，本文首次提出了靶向金纳米棒联合nsPEFs治疗肿瘤的方法，并通过实验和仿真共同验证了这一方法的可行性。
　　本文首先选用了叶酸修饰后的金纳米棒来靶向A375黑色素瘤细胞，并通过透射电镜、紫外-可见光谱检测以及暗场成像等手段对金纳米棒进行了表征。随后，在确定了金纳米棒安全浓度的前提下，本文研究了不同脉冲参数对细胞活性的影响，并通过Logistic模型分别建立了单脉冲因素和脉冲能量密度与细胞活性的关系。结果表明，靶向金纳米棒具有更佳的抗肿瘤功效，能够在较低的电场强度和脉冲能量密度下实现对肿瘤细胞有效的杀伤。
　　在细胞活性实验的指导下，本文继续通过Annexin V-FITC/PI双染法研究了不同脉冲参数作用下，该联合治疗方法对细胞凋亡与坏死的影响，并分别建立了凋亡率与坏死率的剂量效应。通过Caspase-3和细胞周期实验进一步揭示了该联合治疗方法有效性。结果表明，靶向金纳米棒能够更有效的提高细胞的凋亡率和Caspase-3的活化浓度，并造成了细胞周期阻滞于S期，抑制了肿瘤细胞的增殖。
　　在细胞实验的指导下，本文进一步通过Comsol Multiphysics有限元软件建立了单细胞与金纳米棒的仿真模型，从理论上进一步研究金纳米棒对电穿孔效应的影响机制。结果表明，靶向金纳米棒的加入能够更有效的增强细胞膜所受的场强大小，提高细胞内外膜的孔密度、孔半径和孔通量，揭示了该联合方法的作用机制。
　　最后，在细胞实验和仿真研究的基础上，开展了体外2D模拟组织消融实验，得到了不同脉冲参数作用下消融面积和阈值场强的变化规律，并分别建立了消融面积、阈值场强和多脉冲因素的归一化关系。结果表明，靶向金纳米棒能够更有效地提高消融面积、降低阈值场强，改善了nsPEFs治疗方法的电气安全性问题，为后续活体动物实验提供了指导，也显示出潜在的良好临床应用前景。