5纳米及以下的簇状纳米颗粒具有容易跨过血脑屏障、细胞膜、尤其是进入细胞核的特点,因此在纳米医学领域具有巨大的应用前景。选择合适的细胞毒性低、水溶性好、易进行表面药物接枝的纳米簇,是设计新型载药体系需要首先考虑的问题。此外,具有荧光发光特点的簇状纳米颗粒还可以进行荧光检测和细胞成像,可以实时跟踪药物在细胞内或活体中的跨膜过程和药物释放过程。我们实验室设计合成了一系列新型金纳米簇和硅量子点材料,探讨了两者在载药以及细胞成像方面的应用。我们采用微波合成法一步制得了具有超高荧光量子产率(80%)的水溶性硅量子点,细胞实验显示该材料对细胞不具有毒性。通过对其表面进行药物接枝,该水溶性硅量子点呈现出优异的疾病诊疗的优点。此外,我们制备得到的金纳米簇,还具备超洁净(可在纯水中稳定)和多功能(同时实现载药、荧光、靶向等功能)的特点。通过对金纳米簇表面接枝抗癌药物阿霉素,实时无标记细胞功能分析实验结果显示,共价接枝在金纳米簇表面的阿霉素,与游离的阿霉素相比,具有相似的抗癌动力学。我们还发现谷胱甘肽可以大大增强一种新型金纳米簇的荧光发光强度,这一特性可以用于癌细胞的选择性成像,而正常细胞不成像。