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药物的肿瘤靶向运输和肿瘤细胞内的可控释放是确保其高效肿瘤治疗的基础。靶向运输防止药物运输到非病变组织细胞,控制药物运输到指定组织细胞;可控释放可以调节释放药物的时间,控制药物的浓度。靶向运输和可控释放的结合使药物在靶向作用下到达病变细胞后释放,减少药物毒副作用。介孔二氧化硅(MSN)以其独特的性质即组成结构易调控、表面易修饰及功能化、较大的比表面积、可调的孔径和良好的生物安全性,在生物医药领域方面有着广泛的应用。本论文研究了基于碱基配对规则的介孔二氧化硅纳米粒子的光热触发控制药物释放系统以及抗肿瘤活性与抗肿瘤机制研究,主要内容如下:(1)设计并制备了基于碱基配对规则的介孔二氧化硅纳米粒子的光热触发控制药物释放系统。碱基互补配对原则基于腺嘌呤(Adenine,A)与胸腺嘧啶(Thymine,T)及鸟嘌呤(Guanine,G)与胞嘧啶(Cytosine,C)互补配对,是形成核酸分子双螺旋结构的基础。上述互补配对在低温及常温下稳定,温度升高稳定性迅速下降,互补配对分离。基于此,本论文制备了介孔二氧化硅,在其表面修饰NH2,并通过EDC/NHS偶联法形成MSN-T,MSN-T共同装载阿霉素(DOX,化疗药物)和吲哚菁绿(ICG,光热治疗药物),然后与poly A(一串由200-250个腺嘌呤碱基组成的聚腺苷酸,是转录后RNA加工过程中合成RNA链的尾部)混合,利用A-T配对,快速封闭MSN的孔道。体外和体内实验均表明,DOX&ICG@MSN-T@poly A在生理温度下可保持稳定,但进入肿瘤细胞后,通过808 nm激光激活ICG光热效应可使DOX&ICG@MSN-T@poly A升温,poly A脱离,释放DOX发挥抗癌活性。此外ICG的光热转换效能不仅为药物释放提供升温功能,还可通过光热疗法(PTT)协同DOX治疗肿瘤,有效抑制了肿瘤生长和激活抗肿瘤免疫,具有巨大的化疗PTT免疫联合肿瘤治疗潜力。(2)DOX&ICG@MSN-T@poly A体外体内抗肿瘤实验均表明,MSN并不具有抗肿瘤活性且具有很高的生物安全性。然而,进入细胞后,MSN是否会影响蛋白质和核酸结构呢?为解决该问题,本论文利用紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱、同步荧光光谱、时间分辨荧光光谱和圆二色谱法等分析方法,研究了 MSN与人血清白蛋白之间的相互作用机制。然后,通过理论公式计算两者的结合力常数,结合位点和相互作用力类型。结果表明,人血清白蛋白和MSN存在着相互作用,但该作用对人血清白蛋白的构象影响并不显著,说明人血清白蛋白的生物活性没有受到根本性的改变。(3)采用紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱、圆二色光谱法、全反射傅里叶红外光谱与差示扫描量热法,研究了 MSN与小牛胸腺DNA的结合常数、作用位点以及DNA的构象变化,发现MSN和小牛胸腺DNA分子的双螺旋结构之间发生相互作用,但没有明显位移现象,对DNA碱基堆积也有影响,证明了小牛胸腺DNA与MSN之间并不单单是简单的物理混合,还通过一定的作用力相结合,但该作用基本上也不会使DNA的生物活性受到根本性的改变。上述研究结果为客观评价MSN在肿瘤治疗中发挥的作用及潜在毒副作用提供有价值的借鉴,也从分子层面进一步验证所制备的介孔二氧化硅的安全性。