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癌症的准确检测及有效治疗一直是生物医药学等领域的研究重点。将纳米科技与天然活性化合物相结合，可以利用纳米材料的诸多优良特性以及天然化合物在抗肿瘤中的独特地位，提高肿瘤细胞的治疗效果，并借助纳米生物技术深入研究相关天然活性化合物的作用机理。本文工作着重研究了具有生物学意义的新型纳米材料即半胱胺(Cys)修饰的碲化镉量子点(CdTeQDs)以及新型的二氧化钛(TiO2)纳米晶须在肿瘤细胞的标记及治疗中的应用，并将其与天然活性化合物藤黄酸(GA)和雷公藤红素(CSL)相结合，设计了新型荧光纳米复合药物(GA-CdTe和CSL-CdTe)和光敏纳米复合药物(GA-TiO2和CSL-TiO2)；研究了相关纳米药物在药物控释、肿瘤细胞的标记与成像、逆转多药耐药性以及光动力学(PDT)联合治疗等方面的应用，探讨了不同药物体系的药效学作用机制，并通过神经毒性试验对药物体系的生物安全性进行了初步考察。 本论文的主要研究内容如下： 1)CdTe量子点在体外肿瘤细胞标记和成像中的应用研究 Cys修饰的CdTe量子点具有良好的荧光性质，与不同种类的肿瘤细胞(包括白血病K562细胞及其耐阿霉素的耐药株K562/A02细胞，人源肝癌细胞HepG2等)相互作用之后，均能够标记并进入到细胞中。通过激光共聚焦显微镜对细胞进行了实时观察，发现该CdTe量子点可以作为良好的荧光探针应用到肿瘤细胞的标记以及成像分析中。体外细胞毒性研究表明，CdTe量子点的细胞毒性呈剂量依赖性和时间依赖性，因而，调节量子点的浓度可以将细胞毒性控制在安全的水平。 2)CdTe量子点协同藤黄酸与肿瘤细胞的作用研究 以表面修饰的CdTe量子点为载体，通过静电吸引、共价偶合以及表面吸附自组装等制备了藤黄酸纳米药物复合物即GA-CdTe，此纳米复合物具有较高的载药率和包封率，改善了药物分子的难溶性问题，且对药物的释放具有pH敏感性，于靶向控释具有重要的研究意义。藤黄酸具有较广谱的抗肿瘤活性，并且对多药耐药的K562/A02细胞也具有较好的敏感性。GA-CdTe复合物能显著增强藤黄酸的细胞毒性，降低药物的用药量，同时显著增强了GA对K562/A02细胞的耐药逆转作用。GA-CdTe纳米复合物同时具有良好的荧光性质，在治疗的同时能对肿瘤细胞进行实时的跟踪与标记。细胞周期和Raman光谱研究表明，GA主要作用于DNA的合成前期(即G0/G1期)；能够破坏肿瘤细胞内DNA/RNA链的结构，GA的结合位点可能是胸腺嘧啶(T)或者鸟嘌呤(G)；同时能够破坏细胞内蛋白质的的二、三级结构，进而影响蛋白质的活性。通过破坏生长期细胞内蛋白质以及核酸等的结构和活性产生细胞毒性，阻滞细胞进一步分化，诱导肿瘤细胞的凋亡。 3)CdTe量子点与雷公藤红素协同作用在肿瘤细胞示踪与靶向治疗中的研究 采用简单快捷的方法设计和制备了雷公藤红素纳米药物复合物(即CSL-CdTe)。该方法具有良好的载药率、包封率和pH敏感的药物释放行为。改善了CSL的水溶性差等问题。CSL对不同的肿瘤细胞均具有较强的细胞毒性，呈剂量依赖性和时间依赖性，同时能逆转K562/A02细胞的多药耐药。CSL-CdTe纳米复合药物体系能够显著地增强CSL的细胞毒性，增强CSL对K562/A02细胞的耐药逆转效果，降低用药量，进而可以减小CSL的副作用。CSL-CdTe纳米复合物也是具有荧光性质的纳米药物体系。CSL主要通过作用于细胞的有丝分裂期(即G2/M期)，干扰周期信号调控网络进而诱导细胞的凋亡。CSL能够破坏肿瘤细胞内核酸链的结构，主要作用位点可能是胸腺嘧啶(T)以及腺嘌呤(A)，能够破坏蛋白质的结构进而影响其活性，而对细胞的脂类物质的影响相对较小；通过破坏细胞有丝分裂期蛋白及核酸等物质产生细胞毒性，进而诱导肿瘤细胞的凋亡。 4)活体微透析研究不同药物体系对大鼠脑神经的药物毒性作用 两种天然化合物均对大鼠脑产生一定的神经毒性，使脑脊液中天门冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)等几种典型兴奋性氨基酸的含量显著增加，同时γ-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸(Gly)等典型抑制性氨基酸浓度也有一定程度的增加。雷公藤红素所产生的神经毒性要高于藤黄酸，药物的毒副作用持续时间长。纳米复合物对大脑的神经毒性不仅没有被放大，而且还显著降低了药物分子的神经毒性影响。研究表明，CdTe量子点引起的神经毒性作用要小于药物分子的刺激作用。因此，由CdTe量子点与天然活性化合物形成的荧光纳米复合物具有较好的生物安全性，在疾病的标记诊断、联合治疗中具有重要的研究价值。 5)新型TiO2纳米晶须协同天然活性化合物靶向肿瘤细胞的PDT治疗研究 新型TiO2纳米晶须具有良好的光催化效果，经过光催化活化后对不同种类的肿瘤细胞均产生细胞毒性，并且这种作用呈现剂量依赖性，因此，TiO2纳米晶须可以作为一种稳定的光敏剂应用到肿瘤的光动力学(PDT)治疗中。介孔结构的TiO2纳米晶须均能与两种活性化合物形成一类新型的光敏纳米药物复合物，即GA-TiO2和CSL-TiO2，其中对雷公藤红素具有更好的载药效果。体外释放结果表明，GA-TiO2和CSL-TiO2对药物分子的释放均具有pH敏感性，其中，GA-TiO2具有较高的药物释放率而CSL-TiO2具有较快的药物释放速度。两种纳米药物复合物均显著增强了药物分子对HepG2细胞的细胞毒性。结合光动力学治疗法，发现该纳米药物体系对肿瘤细胞的毒性作用明显增强，药物的用药量明显降低，且这种协同效应均呈现时间依赖性和剂量依赖性。因此，TiO2纳米晶须材料能够作为一种优良的药物载体和光敏剂，在药物传输、靶向给药和控释以及恶性肿瘤的PDT联合治疗中具有广阔的药物研发前景和重要的临床治疗价值。